SMW工法樁在綜合管廊深基坑圍護施工的應用

孫成龍

(中鐵十六局集團第五工程有限公司，河北 唐山 064000)

當前，城市生產(chǎn)生活基礎建設項目多、力度大，不僅建筑物建設高度與規(guī)模呈幾何指數(shù)增長，其地下區(qū)域利用效率和利用空間也逐年增加，致使深基坑建設工程不斷增多，而深基坑圍護是施工安全和施工重點[1]。本文以杭州蕭山國際機場綜合管廊建設項目為實例，SMW 工法樁施工作為其深基坑圍護結構施工技術，簡要概述項目及SMW 工法樁施工工藝，對SMW 工法樁施工重要節(jié)點和施工質量管控做分析，以期以最優(yōu)的施工組織及較短的施工周期完成綜合管廊建設項目。

1 工程概況

杭州蕭山國際機場內(nèi)綜合管廊項目為兩艙現(xiàn)澆混凝土結構，橫、縱向各一條，縱向管廊長度約502m，橫向管廊長度約500m。綜合管廊覆土厚度3m，一般段管廊基坑深度6.0～9.5m，采用明挖法施工。采用型鋼水泥土攪拌墻基坑支護形式，三軸水泥攪拌樁規(guī)格?850，內(nèi)插H 型鋼700×300（插一跳一型）。

2 SMW工法樁施工特點

SMW 工法樁是利用專業(yè)化的多軸型鉆掘攪拌機在基坑處就地按一定深度鉆入切削土體[2]，同時在鉆頭端噴灌水泥漿與土體混合攪拌后形成水泥土柱列式擋墻，再將H 型鋼或其他鋼材插入水泥土柱列式擋墻內(nèi)[3]，待凝結硬化后便形成一段完整連續(xù)的高強度、高硬度的截水抗?jié)B地下墻體，而土體的側壓力被H 型鋼或其他鋼材所承受抵消，對基坑起支護作用，故SMW 工法樁既有基坑支護和擋土作用又能形成止水帷幕等多重效果，也稱為新型水泥土攪拌樁墻施工工藝。

施工優(yōu)勢主要是擋水性能與防水性能好；又因結合支撐、錨桿等支護形式，其結構簡單，施工周期短，施工造價低，施工靈活性強；對施工周邊環(huán)境影響較小，適用于軟土層、較復雜地層等基坑建設中。

3 SMW工法樁施工要點

3.1 施工前準備工作

施工前準備工作主要包括測量放線和地下管線改遷等事項。按照基坑圍護設計圖紙，放出基坑圍護中心線，然后在根據(jù)設計圍護寬度范圍外兩邊各50cm 范圍內(nèi)為SMW 工法樁施工范圍，并結合原地下管線綜合圖，進行人工探溝核實SMW 工法樁施工范圍內(nèi)的地下管線情況，與建設單位和監(jiān)理單位協(xié)商管線的改遷方案，保證管線的安全和正常使用。

3.2 多軸鉆掘攪拌機現(xiàn)場就位

根據(jù)定位型鋼位置，操作多軸鉆掘攪拌機人員確定樁機就位，要求就位誤差不大于3cm，用水平尺將平臺調(diào)平，并調(diào)直機架，確保機架垂直度偏差≤1%，從而保證鉆孔的中心軸線與預定的位置一致。為控制鉆管下鉆深度達標，要在鉆桿上標出與鉆掘深度要求相同的標尺線，并利用鉆管和樁架相對錯位原理，從而保證鉆孔的深度，此外鉆桿提升速度應符合規(guī)定要求。

3.3 噴漿攪拌及施工

因高效減水劑及膨潤土增強水泥漿的流動性，SMW 工法樁的水泥漿多數(shù)是以含膨潤土的細砂、高效減水劑、普通硅酸鹽水泥等原料制成，應按照設計要求比例制備并充分混合攪拌，充分混合攪拌的水泥漿隨多軸鉆掘攪拌機下鉆噴漿，此過程應嚴格控制下鉆速度不大于1m/min，噴漿壓力一般為1.5～2.5MPa。為保證基坑穩(wěn)定性和施工質量，應根據(jù)下鉆與提升速度差異控制水泥漿噴漿量，使其水泥漿與土體充分混合攪拌，使用鋼管將注漿管底部放置在漿液里，邊噴漿邊提升注漿管來確保漿液流動性，在最底部施工時，應停留一定時間，噴漿并與土體混合攪拌確保水泥土柱列式擋墻的基礎層形成[4]。

3.4 型鋼加工及插入

為使型鋼快速插入水泥土柱列式擋墻中，應減少兩者間的摩擦阻力，在型鋼加工時應涂刷減摩劑，涂層宜為1～3mm，減摩劑涂刷厚薄均勻，清除型鋼表面的污垢及鐵銹，加快插入[5]。同時因長度不夠而接焊時，焊縫應滿焊，不許存在氣泡、夾渣等不合格焊縫，并用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平方可下料插入。在型鋼插入過程中，應放置型鋼定位卡[6]，通過起重機將型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡靠型鋼自重徐徐插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，下插過程中始終用經(jīng)緯儀跟蹤控制H 型鋼垂直度，偏差＜0.5%。待型鋼插入至設計標高后，將其固定在定位型鋼上，直到孔內(nèi)的水泥土樁體凝固。為保證施工進度和質量，可使用振動錘使型鋼振動插入，嚴禁多次重復吊起再下插，插入施工宜在攪拌樁施工結束后30min 內(nèi)進行，成樁3h 內(nèi)完成型鋼插入施工[7]。

4 SMW工法樁施工質量管控

4.1 原料質量管控

SMW 工法樁原料主要包括水泥漿原料和型鋼。水泥漿原料設計要求為：42.5#普通硅酸鹽水泥，水泥密度不小于360kg/m3，摻入比為20%，水膠比1.5；型鋼為800 型鋼和700 型鋼。在選購時，應檢驗是否具有出廠合格證和試驗報告；當材料進場后，需再次驗證原材料質量，確保施工原材料的本質安全。

4.2 水泥漿攪拌與澆筑質量管控

根據(jù)設計的要求，嚴格的控制與使用水泥漿攪拌質量，水泥漿液初凝時間不得超出20h，因水灰比為1∶1，對水泥漿攪拌時間不少于2～3min，濾漿后倒入集料池中，然后不斷地攪拌，防止水泥離析壓漿，不可中斷。停滯時間不得超過2h，搭接施工的相鄰攪拌樁施工時間不得超過10h，澆筑過程中，成樁采用二次攪拌工藝，噴漿攪拌時鉆頭的提升(下沉)速度不得大于0.5m/min，鉆頭每鉆一周的提升(或下沉)量以10～15mm 為宜。

4.3 型鋼插入施工管控

H 型鋼插入前，表面需涂減摩劑，與頂圈梁間采用牛皮紙或聚苯板隔離，待覆土完成后拔出回收，拔樁時必須同步灌漿，以減少拔樁影響；插入前測量插入架的垂直度，并核查型鋼插入位置，以保證型鋼位置準確及垂直度的控制。插入時，其定位誤差平行于基坑方向≤50mm，垂直于基坑方向≤10mm，垂直度≤1/200，樁底標高誤差 ≤30mm，形心轉角≤3°。

4.4 驗收質量管控

SMW 樁施工完成后采用鉆芯取樣監(jiān)測樁身的完整性，監(jiān)測數(shù)量為總數(shù)的2%，且不小于5根，檢驗強度和水泥漿與土體攪拌均勻程度[8]。開挖檢驗時，主要檢查SMW 樁的外觀質量、樁體強度、搭接質量和樁體的裂縫、缺損情況，應監(jiān)測數(shù)量為總數(shù)的5%以上，且不小于12 根。

4.5 SMW工法樁成樁效果及質量

SMW 工法樁施工止水防滲性能好，水泥土滲透系數(shù)相對較小[9]，工法樁工藝為套接一孔法，對上一幅進行復攪，使將水泥漿與土體二次混合，形成更均勻的水泥土，更具有截水功能。SMW 工法樁施工及成型后效果見圖1。

圖1 基坑開挖后支護效果圖

5 結語

本文結合杭州蕭山國際機場綜合管廊建設項目，介紹了SMW 工法樁施工內(nèi)涵和施工應用優(yōu)勢及本建設項目中SMW 工法樁施工節(jié)點和質量管控要點，充分發(fā)揮SMW 工法樁的施工簡便、施工周期短、墻體止水性能良好等特點，以期達到最優(yōu)的施工組織及較短的施工周期完成綜合管廊建設項目。