徐志杰
江苏安厦工程项目管理有限公司 213000
【摘 要】本文重点介绍三轴搅拌桩在基坑围护结构中的应用。阐述三轴搅拌桩的流程、技术措施、优缺点。
【关键词】SMW工法；流程；技术措施；优点；不足
[引 言]通过本人在基坑围护结构中三轴水泥搅拌桩应用中的体会，阐述三轴水泥搅拌桩的质量控制及优缺点。
一、何为SMW工法
SMW工法是利用专门的多轴搅拌就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，在各施工单位之间采取重叠搭接施工，在水泥土混合体未结硬前再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下连续墙体，该墙体可作为地下开挖基坑的挡土和止水结构。
二、SMW工法流程
导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟→置放导轨→设定施工标志→SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌→插H型钢→固定H型钢→灌梁浇筑。
三、SMW工法搅拌桩主要技术措施
1、障碍物清理
围护要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行探测清理，以保证施工顺利进行。
2、测量放线
根据业主提供坐标基准点、总平面布置图、围护工程施工图。按图放出桩位控制线，设立临时控制桩。
3、开挖沟槽
根据基坑围护边线用挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为800×1000mm，并清除地下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证SMW工法正常施工。
4、桩机就位
桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；搅拌桩桩位定位偏差应小于10mm。成桩后桩中心偏位不得超过20mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。
5、水泥土配合比
特别说明：水泥浆液配比须根据现场试验进行修正，参考配比范围为：
水泥∶膨润土∶水＝1∶0.05∶1.6
根据围护施工的特点，水泥土配比的技术要求如下：
⑴设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土强度的同时，在插入型钢时，尽量使型钢靠自重插入。若型钢靠自重仍不能顺利到位，则略微施加外力，使型钢插入到规定位置。
⑵水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时对环境的扰动影响。
⑶水泥土和涂有隔离层的型钢具有良好的握箍力，确保水泥土和型钢发挥复合效应，起到共同止水挡土的效果，并创造良好的型钢上拔回收条件，即在上拔型钢时隔离涂层易损坏，产生一定的隔离层间隙。
⑷水泥土在型钢起拔后能够自立不塌，便于充填孔隙。
⑸根据设计要求，结合工程实际，拟订此次SMW工法围护桩的水泥浆液配合比为：
①水泥采用等级为42.5级普通硅酸盐水泥。
②水灰比为1.5～2.0；
③水泥浆比重1.33～1.29，回掺加固水泥掺入比为10%；
④SMW工法搅拌桩水泥掺量≥20%，即每立方米搅拌桩体中水泥掺量≥360kg；
⑤桩身28天无侧限抗压强度≥1.0MPa。
6、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，在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻SMW搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入。注浆压力：4～6 MPa，注浆流量：150～200L/min/每台。
7、钻进搅拌
SMW工法围护桩桩身采用一次搅拌工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：下沉速度为0.8m/min；提升速度为1.6m/min；在桩底1m处重复搅拌注浆1.0m/min。
8、清洗、移位
将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后移位再进行下一根桩的施工。
9、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，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。
10、型钢原材料进场验收
型钢进场对型钢进行实测验收，并做探伤检测。
11、涂刷减摩剂
a.减摩剂重量配合比为2∶65。
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b.清除H型钢表面的污垢及铁锈。
c.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。
d.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。
e.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。
f.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。
g.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。
h.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。
12、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。
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。
根据测绘提供的高程控制点，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，在型钢两腹板处外侧焊好吊筋（φ12线材），误差控制：
a.在±5cm以内，型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。
b.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。
c.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。
d.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。
e.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。
15、型钢拔除
地下室主体结构施作完毕且恢复地面后，开始拔除H型钢，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔H型钢。H型钢拔出后及时对桩体内部空隙填充黄砂封孔，以控制变形量。
（1）施工安排：
地下室施工完毕且地下室顶板砼强度达到设计强度，土方回填后，开始拔除H型钢，本工程起拔H型钢正常情况下拟采用两台16t汽车吊各配备一组千斤顶，每组两个千斤顶（型号为QD-200T）。
（2）H型钢拔除
1）因周围场地小拔除型钢时需在地下室顶板上进行。
2）H型钢拔除施工程序
①平整场地→②安装千斤顶→③吊车就位→④型钢拔除→⑤孔隙填充
（3）平整场地
a.拔H型钢前，必须先进行顶圈梁上的清土工作，以保证千斤顶垂直平稳稳放置。
b.工作面上物件清理干净，以满足16吨吊车起拔型钢为准，16吨汽车吊净重为24.3吨，后两轮间宽为1.8米；以型钢内侧6.5米以上距离，并有拔出H型钢后的堆放场地和运输H型钢的通道。
c.根据工程的实际情况，并留出足够的操作面和通道。d.按顺序起拔，拔出的型钢一部分堆在基坑边上，一部分堆放在基坑平面上。尽量满足运输车辆的进出。
（4）安装千斤顶
将二个千斤顶（型号为：QD-200T）平稳地放在顶圈梁上，要拔出的H型钢的两边用吊车将H钢起拔架吊起，冲头部分‘哈夫’圆孔对准插入H型钢上部的圆孔，并将销子插入，销子两边用开口销固定以防销子滑落，然后插入起拔架与H型钢翼羽之间的锤型钢板夹住H型钢。
（5）型钢拔除
开启高压油泵，二个千斤顶同时向上顶住起拔架的横梁部分进行起拔，待千斤顶行程到位时，敲松锤型钢板，起拔架随千斤顶缓慢放下置原位。待第二次起拔时，吊车须用钢丝绳穿入H型钢上部的圆孔吊住H型钢。重复以上工序将H型钢拔出。
（6）本场地拔除的型钢移至装车地待一定量时装运，应留出足够的通道和停车场地，10吨集卡。全车长15米。
（7）孔隙填充
为避免拔出H型钢后其空隙对周围民宅等建筑物的影响，拔出H型钢后须立即按照设计要求用黄沙进行填充。
四、SMW工法优点
1、施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。
2、钻杆具有螺旋推进翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，它比传统的连续墙具有更可靠的止水性。
3、所需工期较其他工法短。在一般地质条件下，为地下连续墙的三分之一。
4、废土外运量远比其他工法少。
5、由于四周可不作防护，型钢又可回收，造价明显降低，加快了工程进度，取得了良好的经济和社会效益。
五、SMW工法不足
1、在施工过程中一旦出现意外情况导致停工时间过长，冷缝较难处理。
2、一旦局部插桩偏位大，势必引起渗漏并影响墙体刚度，最终导致围护失败。
六、SMW工法施工常见问题
1、钻掘搅拌机钻进过程中土体搅拌不均匀或插H型钢存在偏差，H型钢插放达不到设计标高。
2、H型钢减摩剂涂刷不当拔型钢时很难拔出。
[结束语]三轴水泥搅拌桩特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。
论文作者:徐志杰
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第15期
论文发表时间:2016/8/22
标签：型钢论文; 水泥论文; 千斤顶论文; 工法论文; 浆液论文; 基坑论文; 沟槽论文; 《低碳地产》2015年第15期论文;