SMW工法樁在深基坑中的運(yùn)用

劉 建

(武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司，湖北 武漢 430061)

SMW工法又稱勁性水泥土攪拌樁法，可在粘性土、粉土、砂礫土等地層中應(yīng)用，施工不擾動(dòng)臨近土體，不會(huì)產(chǎn)生臨近地面沉降等危害，特別適合城市中的深基坑工程，結(jié)合以下工程實(shí)例來(lái)探討。

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

荊州恒大翡翠華庭基坑工程位于荊州市江津西路與白云路交匯處。工程建筑面積127 923 m2，距離長(zhǎng)江約2 km。主要由1棟47層,3棟33層,2棟20層住宅樓，1棟地上3層的綜合樓、2層獨(dú)立商業(yè)及2層地下室組成。本工程±0為絕對(duì)標(biāo)高33.7 m；基坑周邊地面標(biāo)高按29 m～29.5 m考慮；基坑計(jì)算開(kāi)挖深度為5.15 m～6.85 m；基坑支護(hù)面積約22 000 m2，支護(hù)軸線總長(zhǎng)約620 m。支護(hù)主要形式采用SMW工法樁懸臂支護(hù)，樁長(zhǎng)10.5 m～13.5 m，三軸攪拌樁樁徑850 mm@600，型鋼為H582×300×12×17,H692×300×13×20。型鋼間距1.2 m(0.6 m)。樁頂設(shè)1 000 mm×600 mm冠梁。此外本工程臨白云路一側(cè)邊坡不放坡，其他邊坡支護(hù)采取一級(jí)放坡開(kāi)挖，放坡深度1.5 m～2.0 m。

1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境

本基坑從上往下依次為：①雜填土；②粉土；③淤泥質(zhì)土；④粉砂；⑤圓礫,基坑底在粉砂層內(nèi)。

擬建場(chǎng)地有兩種類型地下水：一是賦存于雜填土中的上層滯水，二是賦存于粉砂、圓礫、卵石層孔隙中的承壓水。1)上層滯水與地表水水量一般不大，水位隨季節(jié)變化，雨季水位高，旱季水位較低。2)賦存于砂卵石層孔隙中，上部粉土層為隔水頂板，與長(zhǎng)江有密切的水力聯(lián)系，呈互補(bǔ)關(guān)系，洪(豐)水期具有承壓水特征，枯水期具有潛水特征。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水位觀測(cè)結(jié)果，本場(chǎng)區(qū)承壓水具有穩(wěn)定連續(xù)的承壓水位，承壓水位高程為27.14 m～27.70 m，承壓水位埋深1.90 m～-3.00 m。

周邊環(huán)境：1)基坑北面為市房管局、市公交局;2)基坑西面為仁信置業(yè)文湖怡景小區(qū);3)基坑南面為白云路;4)基坑?xùn)|面為江津西路，東南角紅線外側(cè)有天然氣井、天然氣管線，最近處約1 m。

1.3 主要施工工藝

三軸攪拌樁施工。

本工程三軸攪拌采用“二攪二噴”、套接一孔。

1)地基處理。對(duì)于無(wú)法滿足地基承載力要求的土層區(qū)域，可鋪設(shè)鋼板以滿足三軸攪拌樁機(jī)對(duì)地基的承載力要求。

2)測(cè)量放樣。本工程三軸攪拌樁作基坑圍護(hù)止水用，數(shù)量較多，施工時(shí)必須確保其樁位精確度。

3)挖設(shè)溝槽。依據(jù)測(cè)量放線結(jié)果，用挖機(jī)分段挖設(shè)溝槽，溝槽寬1 m左右，深0.6 m～0.8 m；同時(shí)清除樁位施工區(qū)域地上地下一切障礙。

4)三軸攪拌樁孔位定位。根據(jù)測(cè)量放線確定樁位，三軸攪拌樁機(jī)就位后，用全站儀設(shè)備對(duì)樁位點(diǎn)進(jìn)行二次校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有偏位，及時(shí)糾正，樁偏小于50 mm，確保定位準(zhǔn)確。三軸攪拌樁機(jī)的垂直度也要進(jìn)行校驗(yàn)，確保施工時(shí)的垂直度。

5)水泥漿液制備。依據(jù)規(guī)范、設(shè)計(jì)藍(lán)圖和編制的專項(xiàng)施工方案對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工班組，進(jìn)行安全技術(shù)交底，并簽字留存歸檔。因SMW工法樁的水泥摻量，人工難以精確控制，本項(xiàng)目引進(jìn)市場(chǎng)先進(jìn)的電腦計(jì)量和自動(dòng)化攪拌系統(tǒng)設(shè)備，能精確控制水泥的摻量和水泥漿液的成品質(zhì)量。

成品的水泥漿液經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格，投入使用。水泥漿儲(chǔ)存時(shí)間要小于2 h，因各種原因?qū)е滤酀{液放置時(shí)間大于2 h，將視為不合格漿液處理，禁止投入使用。

6)二攪二噴。三軸攪拌樁在施工過(guò)程中要遵循“二攪二噴”的施工工藝要求，注入的水泥漿液與地層土體攪拌均勻，使水泥漿液充分拌和土體。因三軸攪拌機(jī)鉆桿下沉和提升為注漿過(guò)程，為保證每根樁水泥的注入量滿足設(shè)計(jì)要求，必須嚴(yán)格控制鉆桿下沉和提升速度，從而保證SMW工法樁的成樁質(zhì)量。

7)H型鋼安插及回收利用。a.材料進(jìn)場(chǎng)。按圖紙規(guī)格及數(shù)量進(jìn)場(chǎng)滿足要求的型鋼材料。b.涂刷減摩劑施工。H型鋼涂刷減摩劑是H型鋼插入(如圖1所示)后回收成功的關(guān)鍵工序。c.H型鋼安插。三軸攪拌樁注漿完成移機(jī)后，用50 t履帶吊進(jìn)行H型鋼的起吊，精準(zhǔn)吊放至設(shè)計(jì)孔位處，過(guò)程中用全站儀控制垂直度、方位及型鋼頂標(biāo)高控制(見(jiàn)圖2)。d.H型鋼回收利用(見(jiàn)圖3，圖4)。基坑驗(yàn)收合格，回填處理后，H型鋼進(jìn)行回收處理。型鋼的回收大大減少了SMW工法的施工成本和地下污染。

2 施工過(guò)程質(zhì)量控制

2.1 三軸攪拌樁施工質(zhì)量控制

三軸攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)：水泥摻入量為20%，水灰比為1.5～2，攪拌下沉速度為0.5 m/min～1.0 m/min，提升速度為1 m/min～2 m/min，并保證勻速下沉或提升?，F(xiàn)場(chǎng)安排技術(shù)員對(duì)水灰比、水泥用量、下沉和提升速度、樁位復(fù)核、間距、鉆頭直徑進(jìn)行跟蹤檢查，并做好記錄，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行施工。

2.2 H型鋼涂刷減摩劑

由于后期型鋼需回收，涂刷減摩劑是H型鋼插入后回收成功的關(guān)鍵工序；在涂刷減摩劑前，應(yīng)將H型鋼表面的鐵銹及灰塵清除干凈，涂刷1 mm厚減摩劑，保證減摩劑材料的粘結(jié)質(zhì)量。

2.3 H型鋼插入過(guò)程中垂直度、方位及型鋼頂標(biāo)高控制

H型鋼在插入過(guò)程中采用全站儀全程對(duì)垂直度、方位及下沉后頂標(biāo)高進(jìn)行控制。

3 施工重難點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施

1)因三軸攪拌樁要求連續(xù)施工，而往往由于各種原因，導(dǎo)致相鄰2幅樁施工時(shí)間間隔超過(guò)24 h而產(chǎn)生冷縫。在施工中冷縫是施工質(zhì)量的薄弱地方，若不能處理好施工產(chǎn)生的冷縫，將來(lái)基坑開(kāi)挖將導(dǎo)致樁身漏水。項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)專題質(zhì)量分析會(huì)議決定采用在施工產(chǎn)生冷縫位置外側(cè)增加幾根三軸攪拌樁，將冷縫處圍起來(lái)，且增加的三軸攪拌樁與原施工的三軸攪拌樁要有10 cm搭接。在增加的三軸攪拌樁施工過(guò)程中，要保證其施工的垂直度，保證補(bǔ)樁后的效果。

2)在基坑開(kāi)挖時(shí)，每天要密切關(guān)注SMW工法樁側(cè)壁滲漏情況和監(jiān)測(cè)位移情況，若發(fā)生危險(xiǎn)情況，具體應(yīng)對(duì)措施如下：

a.SMW工法樁側(cè)壁滲漏：若滲漏點(diǎn)為清水且水量不大，可以考慮增設(shè)引流管處理；

b.若引流無(wú)法滿足要求，可以在SMW工法樁外側(cè)滲漏點(diǎn)位置打設(shè)勘察孔，進(jìn)行注漿壓漿處理，具體材料可以考慮水玻璃和水泥等注漿材料；

c.若基坑開(kāi)挖后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示冠梁位移速率較大，已達(dá)報(bào)警值?？梢圆捎迷诨拥譙MW樁側(cè)堆載、較少坡頂堆載、坡頂卸載及增加臨時(shí)支撐等措施。

4 SMW工法樁成果及行業(yè)前景

本項(xiàng)目緊鄰長(zhǎng)江水系，地下水較豐富，施工難度大，采用SMW工法樁施工較為成功，得到了業(yè)主好評(píng)?；娱_(kāi)挖過(guò)程中，降水井部分已全部關(guān)閉，部分正常開(kāi)啟，地下水位保持于基坑底以下，基坑側(cè)壁未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象；基坑監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，基坑周邊地面沉降、冠梁位移等基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)，未出現(xiàn)報(bào)警值，目前基坑部分區(qū)域已驗(yàn)收回填。

SMW工法樁以構(gòu)造簡(jiǎn)單、止水性能好、工期短、造價(jià)低、環(huán)境污染小、對(duì)周邊地基影響小等優(yōu)點(diǎn)，相比地下連續(xù)墻成本要經(jīng)濟(jì)很多，在沿海城市深基坑工程施工中廣泛應(yīng)用。