SMW工法樁在建筑深基坑工程中的應(yīng)用分析

平衡

（山西三建集團(tuán)有限公司 山西長(zhǎng)治 046000）

0 引言

在建筑工程施工中，深基坑是十分重要的施工內(nèi)容，但是在施工中風(fēng)險(xiǎn)因素比較多，要求做好防護(hù)加固處理，形成抗?jié)B性能良好圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)。對(duì)于可采用攪拌樁施工技術(shù)的深基坑，均可應(yīng)用SMW工法樁，由此可見(jiàn)，對(duì)SMW工法樁在建筑工程深基坑施工中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

1 SMW工法樁概述

在SMW工法樁的實(shí)際應(yīng)用中，需采用多軸型鉆掘攪拌機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原位土體進(jìn)行切削。在開(kāi)挖施工中，當(dāng)達(dá)到一定深度后，即可噴出深度水泥強(qiáng)化劑，水泥強(qiáng)化劑可與現(xiàn)場(chǎng)地基土進(jìn)行充分混合，然后再應(yīng)用重疊搭接施工方式。在水泥土混合體沒(méi)有凝固前，隨即插入H型鋼，當(dāng)水泥凝固后，即可形成強(qiáng)度較大的地下墻體。

根據(jù)實(shí)際施工研究發(fā)現(xiàn)，在SMW工法樁的實(shí)際應(yīng)用中，需采用多種機(jī)械設(shè)備作為輔助，根據(jù)施工場(chǎng)地土質(zhì)條件選擇適宜的鉆桿以及其他設(shè)備。其中，三軸型鉆孔攪拌機(jī)比較常見(jiàn)，在攪拌樁施工完成后，在28天齡期內(nèi)要求其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到0.5MPa以上。在施工材料選用方面，可采用普通硅酸鹽水泥，并根據(jù)施工區(qū)域土質(zhì)實(shí)際情況以及機(jī)械設(shè)備性能進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。通過(guò)將SMW工法樁應(yīng)用于建筑工程深基坑施工中，能夠有效提升施工強(qiáng)度以及止水效果，并且施工方式快速便捷，有利于降低建筑工程施工成本。

2 SMW工法樁應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

SMW工法樁具有抵抗側(cè)向土水壓力和阻止地下水滲漏的功能；對(duì)周邊環(huán)境影響小，對(duì)鄰近土體擾動(dòng)較少；水泥與土充分?jǐn)嚢枨疫B續(xù)作業(yè)的墻體全長(zhǎng)無(wú)接縫，墻體水泥土滲透系數(shù)K可達(dá)10-7cm/s，止水效果好；施工占地大大減少；剛度大、支護(hù)效果好；構(gòu)造簡(jiǎn)便、施工易操作、工期較短、既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)；另外，由于型鋼可回收重復(fù)利用，降低了成本。

在工程設(shè)計(jì)施工中，在前期施工攪拌中，無(wú)論采用常規(guī)工法還是SMW工法樁，都能夠達(dá)到良好的抗?jié)B性能，但是SMW工法樁對(duì)于施工場(chǎng)地的要求較低，在插入型鋼后能夠有效提升墻體結(jié)構(gòu)剛度，另外所需成本較低，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。在具體施工過(guò)程中，在攪拌樁施工完成后，即可將型鋼插入至加固區(qū)域，在此過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生泥漿，當(dāng)填筑施工完成后，對(duì)于型鋼還可回收利用，可有效減少施工成本。

3 SMW工法樁在深基坑支護(hù)中的施工要點(diǎn)

3.1 SMW工法樁施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→溝槽開(kāi)挖→定位型鋼放置→樁機(jī)就位→SMW工法樁施工→插入型鋼→溝槽內(nèi)泥漿清理→型鋼回收。

3.2 施工要點(diǎn)

（1）施工準(zhǔn)備

①技術(shù)準(zhǔn)備。

a.超過(guò)一定規(guī)模的危大工程專項(xiàng)方案編審符合要求，并組織專家論證，結(jié)合論證報(bào)告將意見(jiàn)進(jìn)行逐條修改完善，修改后通過(guò)論證。

b.在現(xiàn)場(chǎng)顯著位置設(shè)危大工程公告牌，危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)安全警示標(biāo)志。

c.做好方案兩級(jí)交底、過(guò)程實(shí)施及檢查驗(yàn)收。驗(yàn)收合格后，現(xiàn)場(chǎng)明顯位置設(shè)驗(yàn)收標(biāo)識(shí)牌。

②現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。

在SMW工法樁實(shí)際施工前，首先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量放樣，根據(jù)建設(shè)單位所提供的測(cè)量控制網(wǎng)以及水準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)參考建筑工程設(shè)計(jì)圖紙，在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)高程以及軸線進(jìn)行測(cè)量放樣。其次確定施工位置后，需布置臨時(shí)控制樁。然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)清理，由于SMW工法樁須連續(xù)施工，因此在開(kāi)工前，地下障礙物需全面清理，避免對(duì)后續(xù)施工的連續(xù)性造成不良影響。

（2）測(cè)量放線

在建筑工程SMW工法樁的實(shí)際應(yīng)用中，首先對(duì)施工圖、施工坐標(biāo)位置、平面布置形式等進(jìn)行分析，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置樁位控制線，確定臨時(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)施工技術(shù)方案以及施工圖紙進(jìn)行檢查。

（3）溝槽開(kāi)挖

在溝槽開(kāi)挖施工中，可在水泥土攪拌樁中心線采用0.4m3挖掘機(jī)進(jìn)行溝槽開(kāi)挖，溝槽尺寸為1000mm×1000mm，同時(shí)還需做好地下障礙物清除工作。通常情況下，對(duì)于溝槽開(kāi)挖寬度，應(yīng)控制在1.2m左右，而對(duì)于開(kāi)挖深度，則應(yīng)控制在0.8～1.2m之間。在溝槽開(kāi)挖中，還需清除所挖除的土方，保證施工現(xiàn)場(chǎng)文明施工。

（4）定位型鋼放置

在溝槽開(kāi)挖施工完成后，在溝槽兩側(cè)可設(shè)置槽鋼，槽鋼深度為1.5m，具體布置形式如圖1所示，要求將其作為固定點(diǎn)。在與溝槽相垂直的方向，可設(shè)置長(zhǎng)度為2.5m左右的型鋼，采用焊接方式進(jìn)行連接。另外，還需在其上方與溝槽平行的方向放置長(zhǎng)度在7～12m之間的型鋼。

圖1 定位型鋼設(shè)置

（5）樁機(jī)就位

在樁基拼接施工前，采用DT-2L經(jīng)緯儀、線墜定點(diǎn)等對(duì)樁機(jī)進(jìn)行校正處理，就位誤差不大于5cm。在樁機(jī)就位后，如果施工現(xiàn)場(chǎng)條件比較差，則可在施工現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)鋼板。選用三軸攪拌樁在完成上述定位型鋼設(shè)置工序后，即可在樁頭中心位置劃線定位，將其作為攪拌樁機(jī)定位標(biāo)準(zhǔn)，定位偏差控制在2cm以內(nèi)。樁身垂直度偏差不超1/200。

（6）攪拌樁制作

在應(yīng)用SMW工法樁進(jìn)行建筑工程深基坑施工時(shí)，采用φ850水泥土攪拌樁，攪拌樁的入土深度宜比型鋼的插入深度深0.5～1.0m，對(duì)樁間距以及垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制，通過(guò)將垂直度控制在1%以內(nèi)，能夠有效提升墻體防滲性能。另外，對(duì)于樁機(jī)架垂直度，應(yīng)將其偏差控制在50mm以內(nèi)，在實(shí)際施工中，還應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行多次測(cè)試，確保機(jī)械處于水平位置。在樁體搭接施工中，對(duì)于樁與樁之間的搭接時(shí)間，應(yīng)控制在24h以內(nèi)，如果超時(shí)，則在第二根樁施工中注漿量應(yīng)增加20%，同時(shí)適當(dāng)降低搭接施工速度。

（7）SMW工法樁施工

①施工參數(shù)。在確定樁位后，即可進(jìn)行下鉆施工。在鉆頭下沉過(guò)程中，要求持續(xù)灌注水泥漿，當(dāng)鉆頭達(dá)到工程設(shè)計(jì)深度要求后，需對(duì)樁底做好標(biāo)高處理，然后進(jìn)行攪拌注漿，緩慢提起鉆頭，同步進(jìn)行水泥漿液灌注。

②施工順序。在攪拌樁搭接施工以及設(shè)備垂直度控制方面，均需應(yīng)用套鉆，保證墻體連續(xù)性，同時(shí)還能夠確保接頭部位能夠發(fā)揮良好的止水效果。在該建筑工程深基坑施工中，可選用間隔式雙孔全套復(fù)攪式連接方式。

③樁機(jī)就位。在樁機(jī)使用過(guò)程中，要求由施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員統(tǒng)一指揮，在樁機(jī)移動(dòng)前，首先需對(duì)周邊施工區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行仔細(xì)觀察，及時(shí)排除障礙物，在樁機(jī)移動(dòng)至指定位置后，在定位前還需對(duì)其位置進(jìn)行檢查，調(diào)整偏差。對(duì)于樁位上的樁機(jī)，必須保證平穩(wěn)度以及平整度，可應(yīng)用經(jīng)緯儀對(duì)其垂直度進(jìn)行測(cè)試，要求其垂直度偏差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)。

④攪拌下沉。對(duì)于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速率，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件進(jìn)行計(jì)算，在確定電動(dòng)機(jī)速率后，即可放松卷?yè)P(yáng)機(jī)。攪拌頭可根據(jù)從上而下的順序切土攪拌，不斷下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

⑤注漿施工。在攪拌頭中注滿水泥漿，然后開(kāi)啟灰漿泵，在攪拌和提升過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行注漿施工，確保地基土能夠與水泥漿充分混合。當(dāng)提升至與地面距離為50cm左右時(shí)，即可關(guān)閉灰漿泵，然后繼續(xù)進(jìn)行攪拌和下沉施工，直至達(dá)到工程設(shè)計(jì)標(biāo)高要求，再次關(guān)閉注漿泵，提升鉆頭，關(guān)閉攪拌機(jī)。

⑥攪拌以及注漿速度控制。在鉆頭的下沉以及提升過(guò)程中，應(yīng)注意均勻灌注水泥漿液，對(duì)于下沉速度，應(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)，而對(duì)于鉆頭提升速度，則應(yīng)控制在1.5m/min以內(nèi)。注漿時(shí)通過(guò)2臺(tái)注漿泵2條泵管混合注入，注漿壓力4～6MPa，注漿流量150～200L/min/每臺(tái)。為了保證注漿施工效果，在樁底位置應(yīng)重復(fù)進(jìn)行攪拌和灌注處理。另外，在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置拌漿施工平臺(tái)，在平臺(tái)附近搭建水泥庫(kù)，保證施工連續(xù)性。

（8）插入H型鋼

型鋼布置采用隔一跳一型如圖2所示。型鋼采用700×300×13×24，樁長(zhǎng)16m，間距600mm。型鋼起吊前，在頂端150mm處開(kāi)中心圓孔，孔徑100mm，用于吊裝和固定。在攪拌樁中放置型鋼時(shí)，可利用兩臺(tái)25t吊車進(jìn)行吊放，嚴(yán)格控制型鋼吊放垂直度偏差小于1/200，可采用經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量。需要注意，在自身重力因素的影響下，型鋼會(huì)不斷下沉，這就要求嚴(yán)格控制攪拌樁與H型鋼放置間隔，要求在攪拌樁放置完成后3h內(nèi)插入型鋼，并嚴(yán)格控制型鋼垂直度以及深度，避免發(fā)生傾斜。

圖2 隔一跳一型

（9）溝槽內(nèi)泥漿清理

在攪拌樁中放入型鋼，水泥土可從溝槽中被置換出，因此，需做好清理工作，確保溝槽邊緣清潔，避免對(duì)后續(xù)施工造成不良影響。對(duì)于清理出的水泥土，在18h內(nèi)即可硬化，因此，可隨基坑開(kāi)挖所產(chǎn)生的土方運(yùn)輸至堆放場(chǎng)地，避免對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境造成不良影響。

（10）當(dāng)攪拌樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且齡期不小于28d后方可進(jìn)行基坑開(kāi)挖。

（11）型鋼回收

待擋墻后的回填土施工完畢方可拔出型鋼，按照先拔較遠(yuǎn)處型鋼，后拔靠基礎(chǔ)的型鋼，先短邊后長(zhǎng)邊的順序?qū)ΨQ拔出?？衫檬┕C(jī)械設(shè)備拔除型鋼，一般可采用千斤頂反復(fù)頂升型鋼，再利用吊車拔除。對(duì)于型鋼拔除后所產(chǎn)生的空隙，立即用水泥砂漿進(jìn)行填充處理，對(duì)型鋼進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼翁幚?，并做好保養(yǎng)管理，便于后續(xù)使用。

4 SMW工法樁在建筑深基坑工程中的應(yīng)用實(shí)例

在某高層建筑工程施工中，采用剪力墻結(jié)構(gòu)形式，地上33層，地下2層。在該工程地基與基礎(chǔ)施工中，采用CFG樁基施工。在基坑設(shè)計(jì)深度控制方面，需考慮至筏板墊層底，基坑底標(biāo)高為-6.55m，深基坑開(kāi)挖深度為5.60～6.20m。在深基坑施工中，首先在現(xiàn)地面進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，然后再進(jìn)行SMW工法樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工以及土方開(kāi)挖施工。該工程屬于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，首先必須組織專家論證，其次施工和使用期間委托具有資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移、變形提出預(yù)警，保證基坑安全。還要建立危大工程安全管理檔案。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要結(jié)合實(shí)例對(duì)SMW工法樁在建筑工程深基坑施工中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究，SMW工法樁能夠應(yīng)用于多種地質(zhì)條件深基坑施工中，在具體的施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制各項(xiàng)工序，充分發(fā)揮SMW工法樁應(yīng)用效益，保證建筑工程施工質(zhì)量。