[摘要]针对SMW工法的工艺要点,详细阐述该工法水泥搅拌桩和H型钢施工的质量控制措施和施工过程中出现问题的处理与预防方法。

[关键词]SMW工法施工工艺质量控制

中图分类号:TU1文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210133-01

一、前言

SMW(Soil-cement Mixed Wall)工法是在连续套接的多轴(一般三轴居多)水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土结构。其中搅拌桩可作为防渗帷幕,型钢作为基坑围护的主要受力构件。此工法中,H型钢可拔出重复利用,可节约大量钢材,且基本无泥浆污染,在基坑围护桩墙中具有良好的发展潜力。

目前国内深基坑围护SMW工法开挖深度多在5-12m,南京地铁珠江路站、向兴路站的SMW工法施工基坑开挖深度已达17.5m,但在深基坑支护施工时也存在一定风险,若施工不当,可能引起渗漏并影响墙体的刚性,导致基坑围护事故的发生,下面结合近年苏州地区SMW工法的施工经验,浅析如何加强该工法施工的质量控制。

二、SMW工法工艺流程

可用流程图简要表示:施工放样→开挖导沟、清除地面、地下障碍物→导向定位型钢设置→三轴搅拌桩孔位定位→桩机就位、复核桩机水平和垂直度→拌制水泥浆液、开启空压机、送浆至桩机搅拌及注浆→搅拌桩二次喷浆、气,四次搅拌工艺成型→H型钢垂直起吊、定位→校核H型钢垂直度→H型钢准确垂直插入搅拌桩→临时固定→施工完毕→H型钢起拔→H型钢回收。

三、质量控制要点

(一)围护桩墙体的连续性和接头的施工质量控制

水泥搅拌桩通过重复套钻来达到防渗止水的作用,考虑到施工垂直度,三轴型搅拌机的施工一般采用跳槽式双孔全套复搅式,如下图1,图中数字表示施工。

图1跳槽式双孔全套复搅式连接图

先后顺序,阴影部分为重复套钻,采用3个搅拌头的深搅设备进行施工时,下搅喷浆搅拌与替身喷浆搅拌各一次后,重叠搭接的桩再下搅和提升喷浆一次,即每次都有2根桩需重复下搅和提升喷浆,这就需要首次下搅和提升最少的喷浆量应达到设计要求的70%～100%,否则未重复喷浆桩的喷浆量很难达到设计要求。每根桩都要复搅复喷,搅拌桩采用二次喷浆,四次搅拌工艺,求得最佳加固效果。

(二)水泥搅拌桩的桩身强度和均匀性控制

1.制备水泥浆液及浆液注入。在现场搭建拌浆施工平台,其附近堆放散装水泥筒库,开机前进行浆液搅制,开钻前对拌浆人员交底。采用32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比为1.5,拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算。注浆压力为1.5MPa～2.5MPa,以浆液输送能力控制。搅拌浆液中掺入适量膨润土,土体加固后,28天抗压强度不低0.8MPa。

2.钻杆速度控制。三轴水泥搅拌桩在钻孔和提升过程中均应注入水泥浆液,保持螺杆匀速转动,匀速下钻、提升,并严格控制下沉和提升速度,下沉速度不大于1m/分,采取高压喷气对孔内水泥土翻搅,使水泥浆液在初凝前充分搅拌,确保搅拌桩的均匀及连续性。在桩底适当持续搅拌注浆,使原状土充分破碎,土体搅拌充分,在桩底至桩底以上1m处提升,下沉速度宜不大于0.5m/分,并做好每次成桩的原始记录。

(三)型钢桩顶标高与拔出控制

1.减摩剂涂刷施工。H型钢在使用前必须均匀涂刷减摩剂,以利拔出。首先清除H型钢表面的污垢及铁锈,其次减摩剂必须用电热棒加热至完全融化,用搅棒搅时感觉厚薄均匀,涂敷于H型钢上,厚度控制在1.0mm以上。如遇雨雪天,不可以在潮湿表面上直接涂刷,应先擦干表面才涂刷减摩剂,否则将剥落。H型钢表面涂上涂层后,一旦发现涂层开裂、剥落,必须将其局部铲除,重新涂刷减摩剂。

2.型钢插入控制。注意控制型钢的插入时间,应尽可能在搅拌桩施工完成30min内插入,若水灰比或水泥掺入量较大时,H型钢的插入时间可适当增加。

根据高程控制点,用水准仪引放到定位型钢上,根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差确定吊筋长度,在型钢两腹板外侧焊好吊筋(≥Φ12),误差控制在±5cm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。

型钢端部中心开直径100mm圆孔,插入前应对减摩剂检查验收,型钢底部中心对准搅拌桩位中心处的型钢定位卡口,自然垂直地缓慢穿过型钢定位卡,插入卡口。当型钢插放到约80%型钢长时,利用型钢自身重力快速放松钢索,将其插入水泥土搅拌桩中,如型钢插不到设计标高,则重复提升H型钢,快速下沉插入型钢;如仍然不到位置,采用桩架上钻杆向下压或使用振动锤,以确保桩顶标高。

3.型钢拔出。(1)主体地下结构施工完毕、地下室外墙与搅拌桩间回填密实后方可进行拔出,当地下室工程全部结束,开始施工±0.000标高以上位置,地下室顶板施工(并达到一定强度)、坑内回填土完成后方可进行型钢拔出回收。(2)型钢拔出后,立即用6%～8%水泥浆液进行回填拔除后留下的缝隙。

四、施工过程中出现问题的处理与预防方法

(一)压浆管堵塞。输浆管道不能堵塞,若发现堵管,立即停泵处理,待处理后立即把搅拌钻具上提或下沉1米后方能注浆,等10～20秒后恢复正常搅拌,待水泥浆到达浆管喷头后再按要求速度提升或下沉,以防止供浆不连续而造成断桩。

(二)施工冷缝的处理。施工过程中断超过24h时,出现冷缝,可用双套孔施工予以补救,但往往水泥土凝结硬化后,施钻较为困难,则可采取在冷缝处围护桩外侧补浇素桩方案。在围护桩达到一定强度后进行补桩,补桩与围护桩搭接厚度约10cm左右。施工冷缝处理见图2。

(三)防止水泥土强度低的改进施工措施。水泥土的强度关系到挡土结构的抗渗效果。采用钻孔取芯进行水泥土强度的试验证明:水泥土强度的离散性很大,且随深度增加强度递减。

目前水泥浆液的拌制以人工为主,浆液的质量人为影响比较大,应加强操作人员的控制,有条件采用自动拌浆系统,最大限度减少人为误差。

在能解决H型钢下沉到位的前提下,尽可能降低水灰比,并可采取措施辅助H型钢下沉,如在水泥浆液中掺加膨润土增加水泥土的触变性,能有效减少H型钢下沉阻力。

(四)渗漏的补救措施

采用SMW工法施工,基坑开挖后一般不会渗漏,但如地下土层变化大或施工措施不力,也可能意外渗漏水,可根据水量大小采用止水措施:

1.墙体渗水或小孔流水:可采取引流疏导,用速凝水泥封填并埋设引流管将水流排出,待水泥凝固后将引流管堵住。

2.大孔流水:可先用干海带填充,再在外侧速凝水泥封填并埋设引流管,待水泥凝固后将引流管堵住。

若上述方案不能有效止渗,可在型钢上内焊钢板,再在外侧速凝水泥封填并埋设引流管,待水泥凝固后将引流管堵住。

五、小结

采用SMW工法只要设计合理,切实加强施工中质量控制,能取得工期和费用的双重节约,污染小,符合我国建设节约社会,发展循环经济和环境保护的要求。

参考文献:

[1]上海市建设工程标准定额管理总站,《型钢水泥土搅拌墙技术规程(试行)》,DGJ08-116-2005,上海,2005.

[2]葛汉明、魏劲松,用于深基坑围护的SMW工法施工技术,建筑施工,2008,12.

作者简介:

丛俊华(1971-),女,工民建专业,讲师,高级工程师,苏州建设交通学校建设工程系主任,主要研究方向:建筑的专业教学。