淺談SMW工法樁施工技術(shù)質(zhì)量控制

劉永軍

摘 ? ?要：近年來隨著城市建設(shè)步伐的加快，城市平行交通不能滿足車輛的通行，因此，為了緩解交通壓力，在城市繁華地段十字路口設(shè)置地下穿越通道勢(shì)在必行。與傳統(tǒng)的鋼板樁、地下連續(xù)墻、鉆孔樁施工相比，SMW工法樁具有施工工期短、對(duì)周圍環(huán)境影響小、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)。本文通過對(duì)銀川市親水大街下穿隧道SMW工法樁施工實(shí)例，從施工準(zhǔn)備、攪拌樁施工、H型鋼施工、基坑降水、監(jiān)控量測(cè)、基坑開挖與支護(hù)等方面進(jìn)行具體分析，結(jié)合工程實(shí)例重點(diǎn)分析SMW工法樁在城市下穿隧道施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：SMW工法樁;施工技術(shù)質(zhì)量控制

1 ?工程背景

該下穿隧道工程位于銀川市沈陽(yáng)路與親水大街交叉路口處，隧道暗埋段長(zhǎng)度為217m，隧道寬度29m。隧道主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工，基坑深8.59m～11.63m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用SMW工法樁Φ850@600，內(nèi)插型鋼（H700×300×13×24mm），型鋼隔一插一;墻頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁（1100×800mm）冠梁轉(zhuǎn)角處設(shè)板撐并配筋加強(qiáng)。隧道基坑視開挖深度豎向設(shè)置2-3道鋼管支撐，支撐采用三道Φ609鋼管支撐，第一道支撐撐在冠梁上，其余支撐撐在鋼圍檁上，鋼圍檁均采用2根工45c組合型鋼。降水井布置間距沿隧道縱向約18m/個(gè)（同側(cè)），橫向間距15m，交錯(cuò)布置，主體結(jié)構(gòu)施工中地下水位保證降至基底下2.0m。

2 ?SMW工法樁施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制

2.1 ?施工準(zhǔn)備

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、本工程地質(zhì)資料和水文地質(zhì)資料以及親水大街和沈陽(yáng)路周圍建筑物、構(gòu)筑物和地上、地下管線的具體資料。按照實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)編寫施工操作規(guī)程，對(duì)臨近基坑周邊親水大街和沈陽(yáng)路的建筑物、構(gòu)筑物和地上、地下管線進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，并制定監(jiān)控和保護(hù)方案，提前做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)、檢測(cè)及初始數(shù)據(jù)收集記錄。依據(jù)工程進(jìn)度安排和施工工藝要求充分做好施工人員、材料和機(jī)械的調(diào)配。

2.2 ?SMW工法樁施工要點(diǎn)

（1）SMW工法樁采用Φ850@600mm，內(nèi)插型鋼（H700×300×13×24）型鋼，水泥強(qiáng)度等級(jí)42.5級(jí)，單位被攪拌土體中水泥摻量大于360kg/m3，水灰比1.5～2.0，并在水泥漿液中摻5%膨潤(rùn)土，按套接一孔法施工。加固土體28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不小于1.2MPa，墻體滲透系數(shù)小于1.0×10-7cm/s。

（2）在SMW工法樁正式施工前，應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求要求進(jìn)行試成樁，確定實(shí)際采用的水泥漿液水灰比、成樁工藝和施工步驟。SMW工法樁的成樁工藝應(yīng)保證水泥土強(qiáng)度、防水要求和型鋼較易插入的要求。

（3）攪拌樁樁體垂直度不大于1/200，樁位偏差不大于50mm，樁徑允許偏差±10mm，樁底標(biāo)高允許偏差+100及-50mm。

（4）為保證型鋼準(zhǔn)確位置，本工程制作了相應(yīng)的型鋼定位導(dǎo)向架和防止下沉的懸掛構(gòu)件。

（5）SMW工法樁施工時(shí)應(yīng)保持樁機(jī)底盤的水平和立柱導(dǎo)向架的垂直，成樁前應(yīng)使樁機(jī)正確就位，并校驗(yàn)樁機(jī)立柱導(dǎo)向架垂直度偏差小于1/250。

（6）本工程位于黃河沖積平原Ⅲ級(jí)階地，地層巖性主要以人工填土、細(xì)砂等為主。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制攪拌機(jī)攪拌下沉和提升速度，宜控制在0.5～1m/min和1～2m/min，并保持勻速下沉或提升。攪拌提升時(shí)不應(yīng)使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓造成周邊地基沉降，尤其注意保護(hù)右側(cè)地下管廊，隨時(shí)關(guān)注檢測(cè)數(shù)據(jù);依據(jù)成樁工藝、水泥漿液配合比、注漿泵的工作流量準(zhǔn)確計(jì)算下沉和提升速度值，攪拌次數(shù)或攪拌時(shí)間應(yīng)確保水泥土攪拌樁成樁質(zhì)量。

（7）指定專人按水泥漿液的設(shè)計(jì)配比與攪拌機(jī)操作規(guī)定拌制水泥漿液，并通過濾網(wǎng)倒入具有攪拌裝置的貯漿桶或貯漿池中，以防漿液離析。施工過程中擱置超過2h以上的拌制漿液，應(yīng)作為費(fèi)漿處理，嚴(yán)禁再用。

（8）施工時(shí)如因故停漿，應(yīng)在恢復(fù)壓漿前將攪拌機(jī)提升或下沉0.5m再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續(xù)性。

（9）在無特殊情況下，攪拌樁施工必須連續(xù)不間斷進(jìn)行，樁與樁的搭接時(shí)間小于24h，若因故超時(shí)，搭接施工中必須放慢攪拌速度保證搭接質(zhì)量。若因時(shí)間過長(zhǎng)無法搭接或搭接不良，應(yīng)作為冷縫記錄在案，并經(jīng)監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后，采取在搭接處補(bǔ)做攪拌樁或旋噴樁等技術(shù)措施，確保攪拌樁的施工質(zhì)量。

（10）當(dāng)班質(zhì)量員應(yīng)填寫每組樁成樁記錄及相應(yīng)的報(bào)表。

（11）在H型鋼施工前，必須對(duì)型鋼進(jìn)行外觀檢查，凡是變形扭曲嚴(yán)重的、外表有明顯裂紋的、銹蝕嚴(yán)重的H型鋼均不能在SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)中使用。本工程型鋼插入深度有15m、18m和21m三種規(guī)格，現(xiàn)場(chǎng)備存型鋼長(zhǎng)度有6m、12m兩種規(guī)格，故需要采用分段焊接，分別焊接為12+3、12+6和12+9三種組合方式，現(xiàn)場(chǎng)焊接采用坡口焊等強(qiáng)焊接; H型鋼在插入前均勻涂抹減摩劑，厚度不小于1mm。

（12）型鋼的插入宜在攪拌樁施工結(jié)束后30min內(nèi)進(jìn)行，插入前必須檢查垂直度，接頭焊縫質(zhì)量并確保滿足設(shè)計(jì)要求。本工程型鋼插入主要依靠自重插入，個(gè)別插入困難地段采用液壓鉗振動(dòng)錘下沉到位。

（13）在型鋼的插入前，再次檢查定位導(dǎo)向架，并用兩臺(tái)經(jīng)緯儀雙向校核型鋼插入時(shí)的垂直度，型鋼插入到位后用懸掛構(gòu)件控制型鋼頂標(biāo)高，并應(yīng)將已插好的型鋼連接起來，防止在施工下一組攪拌樁時(shí)，造成已插好的型鋼移位。

3 ?冠梁施工

圍護(hù)樁施工完成后，即可進(jìn)行冠梁施工，冠梁施工前應(yīng)破除樁頭，將浮漿清除干凈，破至新鮮混凝土面且高于樁頂標(biāo)高2-3cm，并用水將樁頭沖洗干凈，不得有殘?jiān)?。用砂漿對(duì)樁頂進(jìn)行找平，高程誤差控制在±1cm之內(nèi)。嚴(yán)格按照施工圖紙和規(guī)范要求綁扎鋼筋和模板，嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度。

4 ?降水施工

本工程地下水位高，開挖地層自穩(wěn)性差，同時(shí)該地層具有透水性好、富水性好、涌水量大的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響土方開挖施工。因此為了以提高土層的水平抗力，防止開挖面的土體隆起和保證基坑干開挖施工的順利進(jìn)行;依據(jù)地質(zhì)水文條件，本工程采用深管井點(diǎn)降水方案，降水井布置間距橫向15m/個(gè);沿隧道縱向18m/個(gè)，交錯(cuò)布置，管井伸入底板以下5m。管井開孔直徑700mm，井管采用Ф400的鋼筋籠，鍍鋅鉛絲包網(wǎng)，外裹一層尼龍網(wǎng)。井管外150mm厚及井底500mm高度內(nèi)充填粒徑3mm～15mm圓形、亞圓形砂卵石濾料，井口1500mm深用粘土回填夯實(shí)。

5 ?監(jiān)控量測(cè)

本工程主要監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容有：地下管廊水平和垂直位移、圍護(hù)結(jié)構(gòu)檢測(cè)、鋼支撐監(jiān)測(cè)和地表沉降檢測(cè)等。

（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)每個(gè)拐角處必須布點(diǎn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段按不大于20m間距對(duì)稱布點(diǎn)。沿基坑長(zhǎng)邊布置5～7個(gè)測(cè)點(diǎn)，基坑短邊中部各設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)。沿基坑兩側(cè)、距圍護(hù)結(jié)構(gòu)1.5m左右設(shè)水位監(jiān)測(cè)孔，設(shè)于隧道結(jié)構(gòu)兩頭及中部，以監(jiān)測(cè)基坑開挖對(duì)地下水的影響。（2）鋼管支撐軸力監(jiān)測(cè)，與圍護(hù)樁變形設(shè)在同一監(jiān)測(cè)斷面處，斷面位置豎向支撐均設(shè)測(cè)點(diǎn)，每層布置3個(gè)。（3）地表沉降監(jiān)測(cè)，沿基坑周邊布置3道，第一道距基坑周邊3.0m，第二道距離第一道周邊3.0m， 第三道距離第二道周邊3.0m，每道測(cè)點(diǎn)間距20m。（4）圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)間距15m～20m，豎向間距3m～5m。

6 ?基坑開挖與鋼支撐施工

6.1 ?基坑開挖

（1）隧道主體結(jié)構(gòu)基坑長(zhǎng)度為217m，本工程采用分段分層（每層深度為2.5m）開挖，分段與主體結(jié)構(gòu)分塊對(duì)應(yīng)。（2）基坑開挖采用挖掘機(jī)配合人工開挖的方式，首先整體開挖第一層土方至第一道鋼支撐以下0.5m，進(jìn)行第一道鋼支撐的施工，支撐施工完成后，由西向東進(jìn)行第二層土體的拉槽開挖。每次開挖深度不超過2.5m。橫向先中間拉槽開挖，拉槽開挖兩側(cè)按1：1放坡，隨后依次開挖兩側(cè)土體，每次開挖兩側(cè)均留2m寬平臺(tái)，利用兩側(cè)土體平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)噴施工。（3）基坑開挖應(yīng)在距基底設(shè)計(jì)標(biāo)高0.3m時(shí)停止開挖，待下一工序開始前繼續(xù)人工挖除剩余土方，避免基底長(zhǎng)時(shí)間暴露。（4）在土方開挖過程中，現(xiàn)場(chǎng)加派專人人員進(jìn)行觀察和監(jiān)控量測(cè)工作，以便發(fā)現(xiàn)施工安全隱患，并通過監(jiān)測(cè)反饋及時(shí)調(diào)整開挖程序。

6.2 ?鋼支撐施工

鋼支撐作業(yè)順序：鋼支撐及圍檁的加工制作→三角托架的架設(shè)→鋼圍檁的安裝→焊接支撐托架→鋼支撐架設(shè)→預(yù)應(yīng)力施加→防脫裝置安設(shè)。

7 ?網(wǎng)噴混凝土施工

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，該下穿隧道對(duì)樁間土體進(jìn)行噴射C25混凝土支護(hù)，樁間噴射厚度100mm。第一層土方開挖完成后，人工對(duì)開挖面進(jìn)行修整，剔除樁間土體，噴射混凝土;初噴完成后，按照一定的間距安裝金屬膨脹螺栓，將網(wǎng)片鋼筋與其焊接牢固，然后網(wǎng)片外側(cè)再附壓筋，提高網(wǎng)片整體穩(wěn)定性，最后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。隨后依次開挖第二層、修整、剔除、初噴、掛網(wǎng)和復(fù)噴。直至開挖噴護(hù)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

7.1 ?網(wǎng)噴混凝土施工工藝流程

本工程采用潮噴機(jī)進(jìn)行噴射施工。按照實(shí)驗(yàn)室出具的配合比，把噴射混凝土用的原材料輸入攪拌機(jī)，混合拌制成混凝土，送入噴射機(jī)料斗，噴射機(jī)活塞將混凝土送入混合室，與壓縮空氣和速凝劑等外加劑混合后進(jìn)入噴射管，從噴嘴噴射到受噴面。

7.2 ?噴砼施工注意事項(xiàng)

（1）噴射機(jī)安裝好后，先注水、通風(fēng)、清潔管道內(nèi)雜物。同時(shí)用高壓風(fēng)吹掃受噴面，清除受噴面上的塵埃。（2）噴射混凝土的噴射路線應(yīng)自下而上，呈“S”形運(yùn)動(dòng);噴射時(shí)，噴頭作連續(xù)不斷的圓周運(yùn)動(dòng)，并形成螺旋狀前進(jìn)，后一圈壓前一圈三分之一。（3）噴射施工時(shí)，由專業(yè)試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)噴射混凝土的配合比與現(xiàn)場(chǎng)控制，由專職安全人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全事項(xiàng)，噴射施工前先進(jìn)行試噴，試噴合格后再投入噴射施工，并按規(guī)定取樣噴射大板，制作檢驗(yàn)試件。

8 ?安全注意事項(xiàng)

（1）加強(qiáng)施工過程中的降水，降低基坑側(cè)壓力，確保水位降至基底以下2000mm;降水井外露部分做好標(biāo)識(shí)，土方開挖機(jī)械作業(yè)施工過程中避免損壞降水井。（2）嚴(yán)格按照分層對(duì)稱開挖、先撐后挖、杜絕超挖的原則施工，及時(shí)施做防護(hù)結(jié)構(gòu)，開挖至基底時(shí)及時(shí)施做墊層混凝土。（3）在鋼管支撐施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)派駐專人安全管理人員進(jìn)行全程盯控施工，嚴(yán)格控制支撐的施工質(zhì)量，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施加相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力，確保圍護(hù)體系受力可靠。（4）安排監(jiān)控人員，每天定時(shí)2次監(jiān)控量測(cè)，在開挖土方后加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)頻次，及時(shí)整理和分析施工信息，確保施工的安全和各保護(hù)對(duì)象的變形在允許值之內(nèi)。（5）在隧道基坑四周用設(shè)置1.2m高防護(hù)欄進(jìn)行圍護(hù)，并涂刷醒目標(biāo)記確保施工安全，現(xiàn)場(chǎng)配備安全消防器材。（6）制定專項(xiàng)防涌水、涌砂、支撐失穩(wěn)和邊坡失穩(wěn)等應(yīng)急預(yù)案，并定時(shí)進(jìn)行預(yù)案演習(xí)。

9 ?結(jié)束語(yǔ)

通過實(shí)踐證明，SMW工法樁具有工期快、造價(jià)低、H型鋼可以回收再利用、對(duì)周圍建筑的擾動(dòng)小等特點(diǎn)，但在支撐體系中，圍檁的剛度對(duì)整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的剛度影響很大，目前普遍存在對(duì)型鋼圍檁制作不規(guī)范、認(rèn)識(shí)不足的現(xiàn)象，造成安全隱患，所以在實(shí)際施工中一定要控制好每道工序的施工質(zhì)量。

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