SMW工法桩施工方法及工艺要求

6.1SMW工法桩施工方法 16.1.1施工工艺流程 16.1.2技术要点 46.1.3质量控制标准 56.1.4具体施工要求 76.1.5SMW工法桩试桩 96.2基坑施工监测方案 106.2.1监测目的 106.2.2监测项目 106.2.3监测要求 116.2.4监测频率 116.2.5监测报警值 126.1SMW工法桩施工方法6.1.1施工工艺流程SMW工法桩施工顺序一般情况下跳槽式全套复搅式连接，如图6.1.1-1。对于围护墙转角处或有施工间断情况下采用单排咬合式连接跳，如图6.1.1-2。图6.1.1-1跳槽式全套复搅式连接图6.1.1-2单排咬合式连接跳图中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工桩体的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。图6.1.1-3Ф850三轴搅拌桩施工过程插入H型钢插入H型钢桩机移位场地平整开挖沟槽设置定位型钢测量放样SMW搅拌机架设制作试块基坑开挖及结构施作完毕且达到设计强度H型钢拔出及回收残土处理桩机就位H型钢起吊喷浆、搅拌水泥材质检验制备泥浆H型钢涂减磨剂H型钢焊接、质检图6.1.1-4SMW工法桩施工工艺流程主要施工流程示意见下表。表6.1.1-1三轴主要施工流程示意序号施工过程施工工艺施工示意1测量放线由现场技术工程师根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于5cm。在两侧定位架上以设计间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。2开挖沟槽开挖过程中，根据基坑围护内边控制线，采用0.4立方米挖机开挖，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证三轴搅拌桩工法正常施工，并达到文明工地要求。用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度达到0.5%以上。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要做到平稳、安全。桩机定位后，由当班机长负责对桩位进行复核，偏差不得大于20mm。3垂直度校正在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。4铺设钢板在开挖沟槽边缘铺设钢板，保证三轴搅拌桩机施工道路。5桩长控制标记由于本工程搅拌桩桩长变化较多，因此施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长，当桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。6搅拌桩施工开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按计算要求的速度提升搅拌头，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，直提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。7H型钢涂抹减摩剂型钢插入前涂减摩剂，涂刷隔离剂时，严格按照操作规程作业，确保隔离剂的粘结质量符合要求。H型钢桩上端外露冠梁顶面≥500mm，外露部分留吊装孔，便于型钢安装和拔除。8H型钢插入尽可能在搅拌桩施工完成后30min内插入H型钢，若水灰比或水泥掺入量较大时，H型钢的插入时间可适当延长；施工前应沿围护桩纵向开挖导沟设置导向定位钢板，导沟边设固定支架以便固定插入的H型钢；H型钢插放达不到设计标高，则采用提升H型钢，反复下插使其达到设计标高；若不能靠自重下沉，可借助适当外力（柴油锤或振动锤）将H型钢插入到位，下插过程始终检查H型钢垂直度。6.1.2技术要点（1）搅拌速度及注浆控制三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，制备水泥浆液及注浆同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度控制在0.5m/min～1m/min，提升速度控制在1m/min～2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。搅拌下沉注浆量60-70%，提升注浆量30-40%。水泥采用罐装水泥，电脑控制的自动拌浆系统拌浆，水泥浆液的水灰比为1.5,每立方搅拌水泥土空桩水泥参量为10%，实桩部分水泥参量为20%，水泥用量分别为200㎏、400kg,拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算,注浆压力为0.8Mpa～1.0Mpa,当邻近保护对象时，搅拌下沉速度宜控制0.5m/min-0.8m/min,提升速度宜控制在1m/min内，喷浆压力不宜大于1.0Mpa;以浆液输送能力控制;钻进搅拌时即连续压水泥浆,钻进时注浆量一般为额定浆量的60%～70%,提升搅拌时注浆量为额定浆量的30%～40%。（2）施工冷缝处理施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案。在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果。素桩与止水桩搭接厚度约250mm。表6.2.2-1冷缝施工示意（3）认真做好各施工班组作业人员分层次技术交底，以及上岗前的培训工作，持证上岗，确保岗位工作质量。（4）材料供应部门在材料送至现场时应同时提交材料质保单，水泥要做安定性试验，测试报告应在正式施工前完成，确保使用设计强度等级的水泥，进场水泥及时送检，合格后方可使用。（5）对多规格桩长和型钢长度在施工过程，每班项目技术负责要下达当日作业指导书，明确作业要求。施工时质量员即时检查，作好隐蔽记录，班后由班长、质量员核对，防止出现差错。（6）保证施工机械设备性能良好状态，施工时及时例保，对压浆泵进行每分钟压浆量检测，并准备应急备用压浆泵一套，从而确保喷浆的均匀性和连续性。（7）成桩期间，每天每台机械要求做一组规格为7.07×7.07×7.07cm的试块，试块取自最后一次搅拌钻头提升出来的附于钻头上的水泥土，试块制作好后进行编号、记录、养护，及时送实验室。（8）在施工过程中，若因处理障碍物、机械设备坏修、断电等意外情况发生而造成施工时间过长时，需在相邻两幅桩外侧进行补桩。6.1.3质量控制标准（1）型钢加工制作型钢的加工制作首先必须符合国家标准《钢结构工程施工验收规范》（GB50205—2012）的要求和设计要求；考虑作为临时结构，尚须符合以下要求：焊接H型钢截面高度500mm的公差下限为-5mm；翼缘倾斜允差在规范之外增加2mm；工厂采用CO2自动焊，角焊缝高度为6mm；现场对接焊缝必须开剖口焊透；全部焊缝质量等级均须达到二级。（2）涂刷减摩剂表6.2.3-1涂刷减摩剂一览序号内容1减摩剂重量配合比为：氧化石蜡∶阳离子乳化剂∶OP∶助乳剂∶防锈剂∶水=15∶1.3∶0.8∶2∶2∶65。2清除H型钢表面的污垢及铁锈。3减摩剂必须用电热棒加热至完全熔化，用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。4如遇雨天，型钢表面潮湿，先用抹布擦干其表面后涂刷减摩剂。不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。5如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。6型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。7浇筑连接梁时，埋设在梁中的H型钢部分必须用10mm厚泡沫塑料片包裹好。使型钢与砼隔离良好，以利型钢拔除。（3）插入型钢搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。三轴搅拌桩内插H型钢时应进行先试插入，必要时调整水灰比。型钢的接长其焊接部位应按设计规定在内力较小截面处。H型钢使用前，在距其顶端25cm处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处型钢两面加焊两块各厚1cm的加强板，其规格为450mm×450mm，中心开孔与型钢上孔对齐。根据提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差，可在型钢两腹板处外侧焊好吊筋（φ12线材），误差控制：表6.2.3-2误差控制一览序号内容1在±5cm以内,型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。2安装好吊具及固定钩，然后用50吨吊机起吊H型钢，用线锤校核其垂直度。3在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，采用线锤控制垂直度。4H型钢下插至设计深度后，用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋及沟槽定位型钢撤除。5若H型钢插放达不到设计标高时，则重复提升下插使其达到设计标高，此过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。型钢插入宜插在靠近基坑一侧，插入长度、垂直度、偏差、型钢标高和插入平面位置等检验标准详见表6.2.3-3。表6.2.3-3SMW工法内插型钢检验标准一览序号项目允许偏差或允许值检验方法1型钢垂直度＜1/200经纬仪检查2型钢插入标高±20mm水准仪检查3型钢插入平面位置±30mm用钢尺量6.1.4具体施工要求（1）SMW桩放线考虑放线允许误差10mm，垂直允许偏差1%。（2）确保内衬墙厚度及限界要求，根据设备、工艺、技术水平及施工经验适当考虑外放，建议外放100mm。（3）搅拌桩应采用三轴工艺，施工时应保证水泥土能够充分搅拌混合均匀。上下各一次对土体进行喷浆搅拌。对砂性土层，宜在搅拌桩底部2m-3m范围内上下重复喷浆搅拌一次。尽可能在搅拌桩施工完成后30min内插入H型钢，若水灰比或水泥掺入量较大时，H型钢的插入时间可适当延长。（4）施工前应沿围护桩纵向开挖导沟设置导向定位钢板，导沟边设固定支架以便固定插入的H型钢。（5）型钢焊接点应避开最大内力点，焊点应在基坑底以下3m。（6）型钢插入前需涂减摩剂，涂刷隔离剂时，严格按照操作规程作业，确保隔离剂的粘结质量符合要求。H型钢桩上端外露冠梁顶面≥500mm，外露部分应留吊装孔，便于型钢安装和拔除。（7）H型钢插放达不到设计标高，则采用提升H型钢，反复下插使其达到设计标高；若不能靠自重下沉，可借助适当外力（柴油锤或振动锤）将H型钢插入到位，下插过程始终检查H型钢垂直度。（8）SMW桩完成后，凿除桩顶部水泥土，露出的H型钢表面用隔离材料包扎或粘贴，然后再施工压顶冠梁。（9）施工前应进行试桩试验，以确定施工工艺、水灰比、水泥掺量等施工参数。开挖土方前，应对搅拌桩钻孔取芯检验，要求28天无侧限抗压强度应为0.8MPa、渗透系数不超过10-7cm/s方可向下开挖土方。（10）围檩、腰梁与内插H型钢要有可靠的连接。围擦与围护桩之间应用细石混凝土填实且达到强度时才能施加预应力。（11）为了有效保护SMW工法桩，保证桩墙的稳定和止水效果及型钢的顺利拔出，要求机械挖土至SMW工法桩边20cm时，采用人工清除SMW工法桩上的土体。（12）严禁挖土机械碰撞SMW工法桩，若SMW工法桩桩体被挖损并碰划到H型钢，使型钢表面减摩剂破损，应将型钢表面清理干净，重涂减摩剂。（13）H型钢起拔采用专用机械，起拔加力要垂直，不允许侧向撞击或倾斜接拔。（14）H型钢的起拔力与H型钢的变形形状密切相关，因此，基坑开挖过程中，根据土体变形的时空效应，及时架设支撑，尽可能缩短基坑开挖与支撑架设的时间间隔；施工中加强监控量测，并准确、及时反馈信息，指导现场，及时采取相应对策，把基坑变形控制在最小范围以内。（15）SMW工法围护结构变形受水位变化的影响比较大，在基坑开挖过程中，必须采取措施进行坑内降水，并及时封堵渗漏点，以达到减少基坑变形的目的。（16）拆除支撑及围模时，将型钢表面打磨光滑，补涂减摩剂，防止型钢锈蚀无法顺利拔出。（17）施工过程中一旦出现意外情况导致施工冷缝的产生必须采取在冷缝处搅拌桩外侧补搅素桩，以此确保将来基坑开挖时不出现大量渗水现象。（18）桩基检测：基坑开挖前应检验水泥土搅拌桩的桩身强度，强度指标应符合设计要求，钻取桩芯强度试验时，抽检数量不少于总桩数的2%，且每根待检测桩取样点应取沿桩长不同深度和不同土层处的5点，在基坑坑底附近应设取样点。钻孔取芯完成后空隙注浆填充。（19）SMW桩的水泥土搅拌桩应采用套接一孔法施工，水泥采用强度等级不低于P·O42.5级的普通硅酸盐水泥，水泥掺量为22%。（20）内插型钢型号与图纸一致，当型钢采用钢板焊接而成时，按照有关要求焊接成型。（21）型钢尽量采用整材，当需要分段焊接时，采用坡口焊等强焊接。焊缝质量等级不低于二级。单根型钢中焊接接头不超过2个，焊接结构位置避开设在支撑位置或开挖面附近2m范围，相邻型钢的接头竖向位置相互错开，错开距离不小于1m。（22）工法桩中型钢拔除后留下的桩孔须采用水泥砂浆及时回填。6.1.5SMW工法桩试桩1、试打桩桩号及情况：试桩为里程GL1+875位置开始三幅桩，型钢一根，设计水泥掺量22%，水泥强度P.O42.5。自编三轴搅拌桩号为B23,B24,B25，型钢为H30。首开幅B23钻头下沉速度控制在1m/min，提升速度控制1.5m/min，深度20.05，桩长19.5米，B23为15：00-15：41下钻用时23分钟提升用时18分钟，水灰比为1.5，水泥用量约为10.82吨。第二幅B25钻头下沉速度控制在1m/min，提升速度控制1.5m/min，深度20.05，桩长19.5米，B25为15：45-16：27下钻用时24分钟提升用时18分钟，水灰比为1.5，水泥用量约为11.10吨。第三幅B24钻头下沉速度控制在1m/min，提升速度控制1.5m/min，深度20.05，桩长19.5米，B25为16：30-17：05下钻用时20分钟提升用时15分钟，水灰比为1.5，水泥用量约为9.24吨，型钢长度为19米，开始时间为17：15，结束时间为17：302、确定SMW工法桩控制标准：根据现场试桩结果确定参数：（1）水灰比1.5：1，水泥掺量22%，控制下钻速度不大于1m/min,提升速度不大于1.5m/min。（2）施工桩长及型钢长度依据图纸横断面及结构节点图。（3）控制桩垂直度，根据图纸设计说明，工法桩的垂直度允许偏差1%。（4）搅拌桩应向下旋转搅拌喷浆一次，提升旋转搅拌喷浆一次，两搅两喷，控制桩顶位置至压顶梁顶。（5）在搅拌桩施工完成后30min内插入H型钢，插入前在外表涂刷减摩剂，控制型钢顶标高。6.2基坑施工监测方案6.2.1监测目的明挖基坑开挖过程中，土体性状和支护结构的受力状况都在不断变化，支护结构受地质、荷载、材料、施工工艺及环境等诸多因素影响也较大，特别是对于水压力的取值问题，理论计算值有时与实际现场的地下水位相差较大，造成理论预测还不能全面而准确地反映工程的各种变化。为确保基坑安全、稳定，在施工过程中必须对地层和支护结构进行动态监测，为施工提供可靠的信息，以达到科学指导施工，合理修改设计或及时采取施工技术措施的目的。本工程主体结构基坑工程开挖深度大，为了指导施工，确保工程的顺利进行和周围现有建筑物的安全，应加强施工监测，实行信息化施工，随时预报，及时处理，防患未然。6.2.2监测项目根据本基坑工程的实际情况，现场监控量测项目有：1、围护结构顶水平位移及竖向位移：围护结构的每个角点，短边中点，沿基坑长度方向间距不大于20m布置一个测点，每边监测点不少于3个。2、围护墙及土体深层水平位移：短边中点，阳角处及有代表性的部位，沿基坑长度方向间距40m布置一测点，每边不少于1个测点。监测剖面应与坑边垂直，数量视具体情况确定。墙体测斜点布置深度宜与围护墙（桩）入土深度相同，土体侧向变形监测（测斜）孔布置深度宜大于围护墙（桩）埋深的5m。3、地面沉降：沿基坑长度方向间距40m布置一监测剖面，监测剖面应与坑边垂直。每监测剖面基基坑两侧各布置5~6个测点。（根据周边建筑物情况适当加密）。4、地下水位：沿基坑长度方向每40m布置1个水位观测孔。相邻建筑、重要管线或管线密集处应布置水位监测点，当有止水帷幕时，宜布置在止水帷幕外侧约2m处。水位观测管的管底埋置深度不宜小于基坑开挖深度以下5m。承压水水位监测管的滤管应埋置在所测的承压含水层中。降水深度内存在2个以上（含2个）含水层时，宜分层布设地下水位观测孔。5、支撑的轴力：选择有代表性的支撑，布置1组轴力测点。6、重要管线监测：对临近基坑及与基坑相交的管线作重点监测，测点平面间距15～25m，布设于管线的节点、转折点及变形曲率较大的部位。7、建筑物监测：对临近基坑的建筑物作重点监测，竖向位移监测点布置于建筑四角、沿外墙每10m～15m处或每隔2～3根柱基上且每侧不少于3个监测点。水平位移监测点应布置在建筑的外墙墙角、外墙中间部位的墙上或柱上、裂缝两侧以及其他有代表性的部位，监测点间距视具体情况而定，一侧墙体的监测点不宜少于3点。8、临时立柱位移监测：基坑中部，测点不少于立柱根数的10%。6.2.3监测要求1、为了确保监测数据的可靠性，应由第三方专业监测单位承担监测工作；2、检测项目的测点布置、监测方法、测点埋设及精度等应符合相关规范的要求，测点可根据现场实际情况适当调整；3、对基坑周围环境的监测，应在围护结构施工前开始进行，并将测得的原始数据以及周围现状记录在案，初始值应在相关施工工序之前测定，并取至少连续观测3次的稳定平均值；4、观测数据一般应当天填入规定的记录表格，并及时提供给相关单位；5、每次的数据应绘制成相关曲线，根据其发展趋势分析整个基坑稳定情况，以便及时采取相应的安全措施；6、基坑挖土施工开始后，每一周应提供基坑开挖一周监测阶段总结报告，具体内容包括一周时间内所有监测项目的发展情况，内力或变形最大值以及最大位置，如测量值大于报警值时，应及时通知相关单位以便采取应急措施。6.2.4监测频率监测项目的监测频率应考虑基坑工程等级、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化。当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。在无异常和事故征兆的情况下，监测频率按表6.2.4-1确定。表6.2.4-1基坑监测频率基坑设计安全等级施工进度监测频率备注一级开挖深度H≤H/31次（2～3）d1、h——基坑开挖深度；H——基坑设计深度。2、支撑结构开始拆除到拆除完成后3d内监测频率加密为1次/d。3、基坑工程施工至开挖前监测频率视具体情况确定，但不得少于2次；4