江苏恒基路桥有限公司 江苏常州 213001
摘要：本文主要介绍SMW工法桩的施工技术、方法、质量控制等。
关键词：施工准备 机械配备 施工工艺 质量控制
1 前言
随着交通的发展，城市快速道路的新建项目越来越多。为解决平交道口的拥堵，明挖式下穿隧道是目前普遍采用的立体交叉形式。而作为明挖式下穿隧道两侧的基坑维护，SMW工法桩有时目前普遍采用的结构形式。本文结合青洋路快速化工程中一明挖式下穿隧道工程实例，简单介绍SMW工法桩的施工工艺。
2 SMW工法桩施工组织与准备
2.1 施工前的准备
2.1.1 按照搅拌桩桩位平面布置图，确定合理的施工顺序及配套机械、水泥等材料的放置位置。
2.1.2 技术人员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩心距用红色油漆做好标记，保证搅拌桩定位准确，并经监理复核验收签证。桩位平面偏差不大于5mm。
2.1.3 根据基坑围护内边控制线开挖导向沟，并在沟槽边设置搅拌桩定位型钢，标出搅拌桩位置和型钢插人位置。
2.1.4 三轴搅拌机与桩架进场组装并试运转正常后方可就位。
2.1.5 采用现浇的钢筋混凝土施工导墙时，导墙宜筑于密实的粘性土层上，并高出地面100mm，导墙净距应比水泥土搅拌墙设计厚度增加40～60mm。
2.2 机械配备
搅拌桩施工应根据项目地质条件与成桩深度选用不同形式或不同功率的三轴搅拌机，在粘性土中宜选用以叶片式为主的搅拌形式;在砂性土中宜选用螺旋叶片式为主的搅拌形式;在砂砾土中宜选用螺旋叶片搅拌形式。与其配套的桩架性能参数必须与三轴搅拌机的成桩深度和提升力要求相匹配。搅拌机工作电流、立架垂直度、卷扬机功能、搅拌轴的定位导向装置、注浆泵的工作压力应符合相关要求。附投入项目SMW工法桩施工机具表。
3.2 施工步骤
SMW工法桩施工步骤见下图。
4 SMW工法桩施工步骤及要求（以H型钢为例）
4.1 开挖导沟、设置定位型钢
在沿SMW墙体使用挖掘机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽，沟槽宽约1.2m，深1.5m（作用是：1、施工导向，2、临时堆放置换出来的残土和泥浆）,并设置定位型钢。
如果做导墙：施工方法和地连墙导墙施工方法一样；如果采用型钢：垂直沟槽方向放置两根H型定位型钢，规格为200×200mm，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根H型定位型钢，规格为300×300mm，长约8～12m。并在导墙或型钢上面做好桩心位置。
4.2 桩机就位
4.2.1 桩机平面位置控制
用卷扬机和人力移动搅拌机到达作业位置，使钻杆中心对准桩位中心。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前仔细观察现场情况，保证移位平稳、安全。桩位偏差不得大于30mm。
4.2.2 垂直度控制
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，使铅锤线正好通过铁圈中心。每次施工前适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在3‰以内。
4.2.3 桩长控制标记
施工前在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不小于设计桩长，当桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。
4.3 搅拌施工顺序
SMW工法施工按连接方式分间隔式双孔全套复搅式连接和单侧挤压式连接方式两种（如下图），其中阴影部分为重复套钻，以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设备的垂直度补正依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。
4.3.1 间隔式双孔全套复搅式连接，一般情况下均采用图1施工顺序方式进行施工。
4.4 预搅下沉
待搅拌桩机钻杆下沉到SMW桩的设计桩顶标高时，开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按1m/min的速度下沉搅拌头，边注浆（注浆泵出口压力控制在0.4-0.6Mpa）、边搅拌、边下沉，使水泥浆和原地基土充分拌和，通过观测钻杆上桩长标记，待达到桩底设计标高。下沉速度可由电机的电流监测表控制，工作电流不大于70A。(如下图)
4.6 喷浆搅拌提升
钻掘搅拌机下沉到设计深度后，稍上提10cm，再开启灰浆泵，边喷浆、边旋转搅拌钻头，泵送必须连续。同时严格按照设计确定的提升速度提升钻掘搅拌机，喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。
4.7 重复搅拌下沉和提升至孔口
为使土体和水泥浆充分搅拌均匀，要重复上下搅拌，但要留一部分浆液在第二次上提复搅时灌入，最终完成一根均匀性较好的水泥土搅拌桩。SMW桩主要施工技术参数见下表。
4.8 桩机移位
将深层搅拌机移位，重复（4.1～4.6）步骤，进行下一根桩的施工。
4.9 减模剂的调制、涂抹及保护
H型钢的减摩，是H型钢插入、顶拔顺利进行的关键工序。减摩剂要严格按试验配合比及操作方法并结合环境温度制备，将减摩剂均匀涂抹到型钢表面2遍以上，厚度控制在3mm左右，型钢表面不能有油污、老锈或块状锈斑。涂完减摩剂的型钢在吊运过程中应避免变形过大和碰撞受损。若插入桩体前发现上述情况，应及时补涂。在施工过程中特别注意以下几点：
4.9.1 清除H型钢表面的的污垢和铁锈。
4.9.2 用电热棒将减摩剂加热至完全熔化，搅拌均匀，方可涂敷于H型钢表面，否则减摩剂涂层不均匀容易产生剥落。
4.9.3 如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应事先用抹布擦去型钢表面积水，待型钢干燥后方可涂刷减摩剂。
4.9.4 型钢表面涂刷完减摩剂后若出现剥落现象应及时重新涂刷。
4.10 插入型钢
在插入型钢前，安装由型钢组合而成的导向轨，其边扣用橡胶皮包帖，以保证型钢能较垂直地插入桩体并减少表面减摩剂的受损。每搅拌1～2根桩，便及时将型钢插入，停止搅拌至插桩时间控制在30min内，不能超过1h。现场还要准备锤压机具，以备型钢依靠自重难以插入到位时使用。
型钢水泥土搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式应根据计算和设计图纸确定，本工程型钢布置型采用“插一跳一”，如下图所示:
4.10.1 型钢起吊前在型钢顶端150mm处开一中心圆孔，孔径约100mm，装好吊具和固定钩，根据引设的高程控制点及现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点。
4.10.2 型钢用两台吊车合吊，以保证型钢在起吊过程中不变形。吊车起吊吨位根据计算确定（以25T和16T为例），吊点位置和数目按正负弯矩相等的原则计算确定，在型钢离地面一定高度后，再由25T吊垂直起吊，16T的汽车吊水平送吊，成竖直方向后，用25T吊车一次进行起吊垂直就位，型钢定位卡牢固、水平，将H型钢底部中心对准桩位中心沿定位卡靠自重垂直插入水泥搅拌桩内。在孔口设定向装置，当型钢插到设计标高时，用φ8吊筋将型钢固定。当H型钢不能靠自重完全下插到位时，采取SMW钻管头部，静压或采用振动锤进行振压。H型钢留置长度为高出顶圈梁500mm，以便型钢回收时拔出。
4.11 清洗
向集料斗中注入适量的清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残余的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在搅拌头上的软土清除干净。
4.12 型钢回收
在SMW工法桩施工施工中，型钢的造价通常约占总造价的40％～50％。要保证型钢顺利拔出回收，其施工要点如下：
a)在围护结构完成使用功能后，由总包方或监理方书面通知进场拔除。并根据基坑周围的基础形式及其标高，对型钢拔出的区块和顺序进行合理划分。具体作法是：先拔较远处型钢，后拔紧靠基础的型钢；先短边后长边的顺序对称拔出型钢。
b)用振动拔桩机夹住型钢顶端进行振动，待其与搅拌桩体脱开后，边振动边向上提拔，直至型钢拔出。
c)另在现场准备液压顶升机具，主要用于场地狭小区域或环境复杂部位。
d)型钢起拔时加力要垂直，不允许侧向撞击或倾斜拉拔。型钢露出地面部分，不能有串连现象，否则必须用氧气、乙炔把连接部分割除，并用磨光机磨平。
5 SMW工法桩质量控制
6结束语
SMW工法桩在各类基坑维护结构中发挥着重要作用，目前SMW工法桩施工中插入的是H型钢，随着新工艺、新材料的运用，可用预应力砼板桩代替。对于一些施工周期长的项目可减少型钢租金，并且后期无需拔出，对基坑周围土体及主体结构扰动少，值得推广。
参考文献
【1】 工程施工设计图。
【2】工程《岩土工程勘察报告》。
【3】《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001。
【4】 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002。
【5】 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002。
【6】 《型钢水泥土搅拌墙技术规程》DGJ08-116-2005。
【7】 我国现行SMW工法桩施工的有关规定。
论文作者:李小伟
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期
论文发表时间:2015/11/18
标签：型钢论文; 钻杆论文; 工法论文; 搅拌机论文; 沟槽论文; 标高论文; 基坑论文; 《基层建设》2015年15期论文;