型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

二、型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术（1.7）

1、工程概况

XX市二环线XX段第3标段（6+645.000〜7+720.000）场地位于

XX大道和XX路交叉路口，临近XX火车站，属于城市人口密集区，

人流和车流量很大C

通道基坑最深处10.0m左右，泵房基坑深约13.2m,基坑两侧分布

有建筑物、构筑物和市政管线等复杂的外环境。根据规划，下穿通道

在桩号GJK6+750.00〜GJK7+800.00段50nl范围内与地铁2号线范汉

段（XX火车站〜范湖站）隧道斜交。右线隧道中心线与下穿通道中

心线的交点桩号为GJK6+764.4,左线隧道中心线与下穿通道中心线

的交点桩号为GJK6+78L6,隧道与下穿通道两者的中心线夹角约70°；

地铁2号线由两条隧道组成，两条隧道中心线的间距约16.4%隧道

的直径为6.0m,两条隧道的净距为10.4m。隧道结构位于通道下，左

线隧道顶与下穿通道结构底的最小净空约2.0m。

2、与基坑支护有关的地层特征

2.1工程地质条件

根据勘察结果，拟建工程场地地貌单元为河流堆积平原，属长江

I级阶地。其土层主要由Q4al冲积相一般粘性土、粉土、砂、砂砾

石及卵石构成，一般上覆2〜3m厚人工填土层，局部地段分布有湖塘

淤积的淤泥及淤泥质软土，层厚一般2〜8m,最厚可达十余米。下伏

基岩为白垩〜下第三系及志留系砂岩。根据野外钻孔岩性描述，原位

测试结果及室内土工试验成果可将拟建工程场地勘探深度范围内地

层划分为八大层十六个亚层，各地层岩性特征见下表。

层厚层顶分布

层号层名岩性特征

(m)标高(m)情况

杂色，湿〜饱和，稍密-中密，主要成份

0.6020.54

表层由粘性土及碎石组成，表层30cm为沥

(1-1)杂填土//

分布青杜路面，硬质物含量约20-40轨粒径

3.0022.19

一般l-7cm,局部堆积时间大于10年。

局部杂色,湿〜饱和，稍密，主要由粘性土构

(1-2)素填土3.6020.00

分布成，堆积时间大于10年。

1.3016.40

普遍褐黄色，可塑，饱和，局部含少量铁、

(3-1)粘土//

分布锈质氧化物斑点。

8.9019.94

2.0012.50

局部灰褐色、灰黄色，软塑，饱和，局部含

(3-2)粘土//

分布少量有机质及腐殖物。

3.5015.19

1.5010.40

局部灰褐色、灰色，可塑，饱和，局部含少

/

(3-3)粘土//

分布量铁、镒质氧化物斑点。

3.8016.70

2.008.40

淤泥质局部褐灰色、深灰色，饱和，以软〜流塑，含

(4-1)//

粉质粘土分布有机质，局部夹薄层粉土。

6.5011.36

2.708.10

粉质粘土局部灰色，软塑，饱和，粉土呈稍密状，局

(4-2)//

夹粉土分布部夹薄层粉砂。

8.6013.19

灰褐色、灰色，饱和，粉质粘土呈软-

粉质粘土3.001.90

普遍可塑状，粉土、粉砂呈稍密状，三者呈

/

(5)夹粉土、//

分布互层状分布，单层厚度约0.l-o.5m,

粉砂9.309.62

局部达1.0mo

4.20-2.90灰色，中密，饱和，主要成份为石英、

普遍

(6-1)粉细砂//长石，西侧以细砂为主，东侧以粉砂为

分布

11.56.62主。

5.00-7.25

普遍灰色，中密，饱和，主要成份为石英、

(6-2)细砂//

分布长石。

14.0-0.40

3.80-16.41

普遍灰色，中密〜密实，饱和，主要成份为

/

(6-3)细砂//

分布石英、长石。

8.70-12.00

1.10-18.44

局部

/

(6~3a)粉质粘土//褐灰色，软塑，饱和，呈透镜体。

分布

2.40-16.85

灰色，中密〜密实,饱和.含石英长石

2.10-22.61等矿物，卵石粒径一般2〜4cm,个别

砾砂夹普遍

(6-4)//大者达8〜10cm,成份主要为石英岩、

卵石分布

10.6-17.38石英砂岩、燧石等，次棱角状、亚圆形，

砾卵石含量约10〜20%。

揭露厚灰色、灰蓝色，泥质、砂质结构，层状

-26.45

强风化泥度2.00普遍构造，岩质较软，岩体破碎，以碎石状

(7)/

岩、砂岩/揭露为主，手捏易碎，爆极软岩。岩体基本

-22.80

6.90质量等级为V级。

灰色、灰蓝色，泥质、砂质结构，层状

6.00-24.50

强风化泥西侧构造，岩质较软，岩体破碎，以碎石状

(8-1)//

岩、砂岩揭露为主，手捏易碎，属极软岩。岩伍基本

10.0-25.30

质量等级为V级。

揭露厚灰色、灰蓝色，泥质、砂质结构，层状

-34.50

中风化泥度4.20西侧构造，岩质较软，岩体破碎，以碎石状

(8-2)/

岩、砂岩/揭露为主，手捏易碎，属软岩。岩体基本质

-31.30

12.6量等级为IV级。

2.2才k文地质条件

场区地下水主要为上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水。上层滞

水主要赋存于上部人工填土中，水位埋深为0.6〜L6m,平均为0.9m,

主要接受地表水与大气降水补给，随地形和季节变化而变化，并受人

类活动影响明显，水量有限。孔隙承压水赋存于(5)层及(6)层粉、

细砂、中粗砂砾、卵石中，其与长江水联系密切，互补关系、季节性

变化规律明显，根据XX市区域水文资料，承压水测压水位标高一般

为18.5m〜19.0m,年度变幅3m〜4m,丰水期测压水位标高20m,易

4.1.1SMW工法连续墙施工工艺流程

4.1.2施工要点

1）、测量放线

根据坐标基准点，按设计图放出桩位，并设临时控制桩。

2）、导沟开挖及定位型钢安放

采用0.8m3挖机开挖导沟，沟槽宽度为1m,深度为0.6mo为确保桩位

以及为安装H型钢提供导向装置，平行沟槽方向放置两根700mmX

300mm工字钢，定位型钢上设桩位标志和插11型钢的位置。

3）、SMW搅拌机就位

操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就

位不偏，同时控制钻孔深度的达标，利用钻杆和桩架相对定位原理,

在钻杆上划出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升速度和深度。

4）、成桩

SMW成桩程序如下图所示。

1A14n5

莫

复

费

定

搅

拢

位

,境

下

上

下A

电

沉

沉

n升

半

'.-llLn

升

l.-j

SMW桩成桩程序图

SMW搅拌桩施工顺序图

（1）制备水泥浆：深层搅拌机预搅下沉的同时，按水灰比1.5〜

L6拌制水泥浆液，搅拌桩采用不低于32.5MPa级水泥，每次投料后

拌合时间不得少于3min,待压浆前将浆液倒入集料斗中。在水泥浆

液中加0.5〜1.0%高效减水剂，以减少水泥浆液在注浆过程中的堵

塞现象。并掺入1〜3%的膨润土，利用其保水性提高水泥土的变形

能力，减少墙体开裂，对提高SMW墙的抗渗性能很有效果。

（2）预搅下沉：待深层搅拌机的冷加水循环正常后，启动深层

搅拌桩机搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工

作电流不大于额定电流，如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水

以利钻进。

(3)喷浆、搅拌、提升：深层搅拌机下沉到设计深度后，开启

灰浆泵，待浆液到达喷浆口，再严格按设计确定的提升速度边贲浆边

提升深层搅拌机。

(4)重复搅拌：本工程深层搅拌桩采用“二次喷浆二次搅拌”。

深层搅拌机喷浆提升至设计顶面标高后，为使软土和浆液搅拌均匀，

再次将深层搅拌机边搅拌喷浆边下沉，至设计深度后，再严格按设计

确定的提升速度提升深层搅拌机至地面。“二次喷浆二次搅拌”二次

喷浆后保证水泥掺入量满足20%的设计要求，同时施工中注意控制下

沉及提升速度并注意孔底重复搅拌。

(5)H型钢安放

在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后，开始初凝硬化之前，采用大型

吊装机械将定尺的H型钢吊起，插入指定位置，靠型钢自重插入，型

钢上涂减磨擦材料减少阻力，涂层厚度控制在不小于1mm,以保证型

钢的回收再利用。型钢应平直、光滑、无弯曲、无扭曲。在孔口设定

向装置，型钢插到设计规定深度，然后进行换钩，使H型钢脱离吊钩，

固定在钩槽两侧铺设的定位型钢上直至孔内的水泥土凝固。

待水泥搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋以及沟槽定位卡撤除。

(6)施工冷缝处理

施工过程中一旦出现冷健，则采取在冷^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,

素桩与围护桩搭接厚度约0.1%

施工冷缝补桩平面图

(7)障碍物处理

施工过程中一旦出现障碍物，尽量先处理障碍物，然后开始施工

围护桩，若障碍物无法处理，则采取在障碍物外侧补搅高压旋呗方案,

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。

4.2冠梁施工

4.2.1冠梁施工工艺流程

场地平整一测量放线一钢筋制作安装f模板制安一浇灌混凝土

一混凝土养护一拆模。

4.2.2施工要点

1)、场地平整及垫层

对冠梁施工区域内地表杂物进行清除及场地平整，加固做到地基

坚实平整。然后浇筑10cm厚C15跄垫层。

2)、测量放线

根据XX勘测院提供的控制点和控制轴线进行测量，并放立模边

线。

3）、钢筋制作绑扎

（1）钢筋加工在加工棚内进行，现场绑扎安装。在钢筋加工区搭

设一个钢筋加工棚，进行钢筋的调直、拉伸、下料、弯制、焊接等工

作。

（2）钢筋绑扎前根据图纸进行现场放线，复核位置、尺寸，严格

按照设计图纸和施工规范要求进行施工。

（3）钢筋电弧焊所采用焊条，其牌号符合设计要求，根据钢筋的

级别、直径、接头形式和施焊位置，选择适宜的焊条和焊接电流。

（4）钢筋绑扎时，要安装与内支撑连接的预埋件。

4）、模板制安

采用木模板，模板制作做到表面平整、形状准确、不漏浆、有足

够的刚度，便于拆装。装模前应逐块均匀地涂刷脱模剂，模板接缝处

用60mmX80mm杉木方固定。

5）、浇灌混凝土

在浇筑混凝土前，模板和钢筋上的垃圾、泥土和钢筋上的油污等

杂物应清除干净。模板应浇水加以润湿。

使用标号C30商品混凝土（商品混凝土经监理批复后方可使用）

进行浇注，施工时严格控制混凝土的原材料选用，浇注碎时，控制好

混凝土的坍落度。

每插入点的振捣时间为20〜30s。对每一振动部位，以振动到该

部位混凝土密实为准。密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡,

表面呈现平坦、泛浆。

6）、养护及拆模

混凝土浇灌完成后，及时覆盖浇水养护。

混凝土达到规定强度后，方可拆模。拆模时混凝土与模板接触面

禁止用撬棍垫撬。

4.3内支撑施工

4.3.1内支撑施工工艺流程

由于本工程位于市区主干道上，支撑安装过程中需要吊车协助安

装，为减少吊车占道影响交通，采用50t汽车吊车安装支撑。

内支撑施工工艺流程图（见下图）

4.3.2施工要点

1）、型钢水泥二墙施工完毕，基坑开挖至第1道内支撑底标高下

500mm处，清除墙面浮土，保证墙面平整。

2）、将立柱上的土清理干净，焊上钢板托盘后，再焊第1道联系

梁（引道挡土墙无此工序），联系梁采用2:32a；与地铁相交段

（GJK6+750〜GJK6+800范围内）顶部及引道挡土墙需同时焊接支撑

围楝。与地铁相交段支撑围楝采用2HN700X300型钢，引道挡土墙支

撑围棵采用2[25b型普通工字钢。然后将内支撑中部搁到第1道联

系梁上，引道挡土墙内支撑采用6219.5X6螺旋焊钢管，其它部位

内支撑均采用6609X16螺旋焊钢管。再在联系梁顶部的钢板上焊钢

抱箍。