摘要：该项目钻探结果表明，沿线场地内地层沉积旋廻多，地层相变复杂，揭露地下通道开挖深度范围内均位于粉砂层和淤泥。基础采用真空联合对堆载预压软基处理，SMW工法桩在施工过程中要穿过淤泥质黏土层。在此主要介绍SMW工法桩在深基坑支护中的施工流程及工艺。
关键词：SMW工法桩 施工工艺
一、工程概况
横琴新区高新技术产业区市政基础设施及配套工程（一标段）东区施工总承包项目共设置地下通道7座，分别为胜洲五路3#地下通道、杏仁道1#地下通道、百合路1#地下通道、胜洲八路1#地下通道、胜洲九路1#地下通道、胜洲十路1#地下通道、北区18#排洪渠1#地下通道，其中除胜洲五路3#地下通道基坑之外，其余全部采用SMW工法桩进行支护。基坑宽度均为11.7m，长度31.92～59.51m，坑底标高为-6.65或6.9m。7座地下通道施工面标高为3.6～3.7m，基坑顶部放坡至标高1.5m处，设4m宽放坡平台，下部采用Φ850mmSMW工法桩（内插 H700×300×13×24，插二跳一型，搅拌桩间距 600mm）加内撑的结构直立开挖，内支撑采用 2 道，第一道为钢筋混凝土冠梁，第二道为Φ609mm钢管。基坑底部采用Φ1000mm水泥搅拌桩进行加固，水泥搅拌桩实桩长5m，桩与桩间距为0.8m，坑内搅拌桩相互咬合成格构状并形成暗撑。以下为该项目的实际施工情况。
二、施工准备
2.1施工班组的选定
由于SMW工法桩的特殊性，要求施工队伍对SMW工法桩施工具有专业性，有相应足够的经验，且在施工过程中必须严格控制管理，由持有特种操作证的人员施工，以保证质量。
型钢水泥搅拌桩施工流程图
2.2桩施工机械的选定
SMW工法桩必须要有的机械为三轴搅拌桩机、吊机、注浆泵、振动锤、电焊机、挖掘机等等，必须根据现场型钢的重量和长度综合考虑选择适合的机械。机械入场必须进行报验，有保养记录、出场合格证、机械检验证书。
2.3施工准备
2.3.1 搞好场地的三通（路通、水通、电通）一平（清除施工现场的障碍物），利用推土机和挖掘机进行场地平整，将场地挖至设计要求标高，查清地下管线的位置及确定架空电线的位置、高度。
2.3.2设备进场后进行安装调试并根据现场施工条件确定打桩顺序。施工前应沿支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。
2.3.3根据设计要求，施工前应进行试桩试验，目的是为检验设备、施工工艺，掌握对该场地成桩经验，比较不同工艺参数下的成桩质量，确定主要工艺参数（水灰比、水泥用量、下钻速度、提升速度）。为下一步大面积三轴搅拌桩施工提供技术指导和操作技术参数。
三、施工工艺流程
3.1测量放线
根据建设单位提供的导线点作为起算依据。在现场布设施工控制点兼水准点并进行测量、计算。利用设计院提供的坐标控制点和设计图坐标点，经计算并复核有关测量数据后，准确放出基坑SMW围护桩中心线位置。考虑基坑支护施工误差及变形，围护桩的中心线外放10cm。根据SMW围护桩中心线位置，测放导墙沟开挖边线，控制导墙位置。导墙沟完成后，根据设计图纸，测放桩位﹑定上木桩并编号，测量桩位地面标高，确定钻孔深度。
3.2导墙施工
（1）导墙设计：
SMW围护桩施工时，保留原有路面，根据三轴深层搅拌桩机的特点，根据施工场地情况，以挖填方量最少为原则，确定导墙净宽0.9m，深1.5m，导墙壁采用“┓┏”型，为20cm厚C 20级钢筋混凝土结构，其作用为施工导向及软土地基处理场地的稳定，及型钢水泥搅拌桩内型钢的回收支点。
导墙设计图
（2）导墙施工
① 导墙沟开挖。采用反铲挖掘机开挖导墙沟，人工配合修整边坡并清底，导沟开挖一次完成。先由测量人员标定围护桩基准线（中线、内边线或外边线），并沿线洒白灰标记，其后采用挖掘机开挖，至导沟底标高时，人工修整沟壁。施工中严格控制沟底标高，不超欠挖，不留松土，沟底平整无积水，如有积水用水泵抽干。如遇烂泥，可换填泥土并夯实整平。导墙沟开挖完毕，即在导墙部位铺设10cm厚C10素混凝土垫层。
② 立模，绑扎钢筋网片。在垫层素砼达到2.5MPa强度后，首先根据弹在垫层上的墨线架立外导墙内模，然后根据钢筋设计图纸，绑扎钢筋网片，固定保护层垫块，其后架立外模。经检查模板的位置、垂直度符合限差要求，并经监理检查确认后，灌注 C20混凝土，泵送入仓，插入式振捣器振捣密实。
③ 质量控制。导墙和SMW桩纵轴线须一致，其竖向面必须垂直。两者偏差不得大于10mm，顶面应平整。
3.3施工顺序
SMW桩采用套接一孔法施工，按图1顺序进行。其中两圆相交的公共部分为重复套钻，以保证墙体的连续性和接头的施工质量。该施工顺序一般适用于N值小于50的地基土。跳槽式双孔全套复搅式连接，一般情况下均采用该种方式进行施工。
图1 跳槽式双孔全套复搅式连接方式图
单侧挤压式连接方式：对于围墙转角或施工间断情况下采用图2方式连接。
图2 单侧挤压式连接方式图
3.4定位型钢置放
SMW围护桩外导墙施工完毕，且达到规定强度值后，沿沟槽置放型钢导轨横撑及导轨，导轨横撑垂直于沟槽纵轴线，其规格为H-200×200H型钢，长2.5m，间距为7.0m，导轨平行于沟槽纵轴线，其规格为H-300×300H型钢，长约8～20m。型钢搭设应平稳顺直。然后按内插H型钢间距600mm，在导轨面用红漆标定施工分档刻度标记。
3.5桩机就位
由当班班长统一指挥桩机就位。移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机就位做到稳定、平正，并用线锤观测龙门立柱垂直度以确保桩机的垂直度。三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值小于2cm。
3.6搅拌速度及注浆控制
① 制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前搅制浆液。根据设计要求，采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥掺量（重量比）不小于 22%，水灰比不大于 0.5，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算。注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，以浆液输送能力控制。掺入水泥用量1%的石膏粉，水泥用量0.5%的FDN-5型复合型外加剂，以提高水泥的早期强度。
② 钻进搅拌
桩机就位后，启动电机开始施工，在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，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，下沉速度不大于0.5 m/min ~0.8m/min，提升速度不大于0.4m/min~0.5m/min，在桩底部分2m~3m范围内上下重复搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。
3.7涂刷减摩剂
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。清除H型钢表面的污垢及铁锈。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。如遇雨雪天，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。如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。H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。基坑开挖后，设置支撑牛腿时，必须清除H型钢外露部分的涂层，方能电焊。地下结构完成后撤除支撑，必须清除牛腿，并摩平型钢表面，然后重新涂刷减摩剂。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。
3.8插入型钢
三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机立即就位，准备吊放H型钢，型钢宜在搅拌桩施工结束后30min内插入。H型钢使用前，在距其顶端20cm处开一个中心圆孔，孔径约10cm，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。根据复测的高程控制点，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，在型钢两腹板处外侧焊好吊筋（φ12线材），误差控制在±5cm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。安装好吊具及固定钩，然后用50吨吊机吊起H型钢，用线锤校核其垂直度。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，而后将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。H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。型钢宜依靠自重插入，若H型钢插放达不到设计标高时，则可采用辅助措施（液压振动等）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。
H型钢定位示意图
3.9报表记录
施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。
3.10验桩
根据有关规定每天做两组共六块7.07×7.07×7.07cm3的水泥土试块，按规定条件养护，到达龄期后做无侧限抗压强度实验，实验报告及时提交监理。
3.11连结梁施工
沿沟槽设吊架临时固定型钢，完成SMW围护桩后，在沟槽内按设计要求绑扎钢筋、立模、浇筑钢筋混凝土连结梁，固定型钢顶端，并于其中设置各类预埋件。
3.12型钢拔除
主体结构施作完毕，达到一定强度且拆除支撑后，开始拔除H型钢，采用专用夹具及千斤顶或液压起拔机以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。H型钢拔出后及时对桩体内部空隙压注6%的水泥浆填充或灌黄砂，以控制变形量。
3.13施工注意事项
（1）搅拌桩需采用三轴搅拌机施工。施工应严格按照《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T199-2010）及设计图纸的要求执行。
（2）SMW围护桩定位以不得侵入结构限界为准，施工单位应考虑桩位误差、垂直度允许偏差、桩位水平位移施工技术水平等因素自行考虑外放尺寸。
（3）桩身采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量值20%，水灰比0.5。施工前应取原状土进行试验，确定水泥与外掺剂的掺入比。水泥土搅拌桩的成桩的桩工艺应保证水泥土强度和型钢易于插入。
（4）搅拌桩、内插型钢垂直度不得大于1/200，桩位偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于±10mm。
（5）搅拌桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量，如不符合设计要求应及时调整施工工艺。开挖土方前，应对桩钻孔取芯检验，要求28天抗压强度应≥0.6MPa，方可进行基坑开挖。
（6）在搅拌下沉和提升过程中，控制下沉速度不大于0.8m/min，提升速度不大于0.5m/min。控制重复搅拌提升速度在0.5~0.8m/min以内，以保证加固范围内土体均得到充分搅拌。
（7）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。发现管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10~20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。
（8）相邻桩的施工间隔时间不能超过24小时。若因故超时，搭接施工中必须放慢脚步速度保证搭接质量。若因时间过长无法搭接或搭接不良，应作为冷缝记录在案，并经监理和设计单位认可后，采取在搭接处补做搅拌桩或旋喷桩等技术措施，保证搅拌桩的施工质量。
（9）型钢的插入及回收
a.型钢的插入宜在搅拌桩施工结束后30min内进行，插入前必须检查其直线度、接头焊缝质量并保证满足设计要求。
b.考虑到工法桩中H型钢需回收，型钢在插入水泥搅拌桩之前应涂刷减摩剂，以便拔出型钢。
c.型钢插入宜依靠自重插入，也可借助带有液压钳的振动锤等辅助手段下沉到位，严禁采用多层重复起吊型钢并松钩下落的插入方。若采用振动锤下沉工艺，不得影响周围环境。
d.型钢回收应在主体地下结构施工完成、主体结构侧墙与搅拌桩之间回填密实后方可进行、在拆除支撑和围檩时，应将型钢表面留有的围檩限位或支撑抗滑构件、电焊等清除干净。型钢起拔宜采用专用液压起拔机。
e.型钢拔出回收时，应根据环境保护要求对型钢拔出后形成的空隙进行注浆填充。
四、结束语
以上是SMW工法桩在基坑支护中的施工流程和工艺，如果忽视其中的环节，极易埋下安全质量等隐患的种子，最终导致事故发生。因此，必须注重SMW工法桩施工中施工质量，千万不能掉以轻心。随着SMW工法成桩设备、工艺的不断完善和提高，应用工程逐渐增多，适用的基坑深度也不断加深，还可能出现更多问题，建设者应该与时俱进、开拓创新，学习先进的科学技术，发现更多施工中遇到的问题，解决之后总结，为国家建设出一份力所能及的力量。
论文作者:邱庚鸿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/30
标签：型钢论文; 水泥论文; 标高论文; 基坑论文; 地下论文; 沟槽论文; 工法论文; 《基层建设》2019年第4期论文;