小議隧道深基坑SMW施工技術(shù)

小議隧道深基坑SMW施工技術(shù)

1SMW工法簡介

SMW是SoilMixingWall的縮寫，于1976年在日本問世。SMW工法是日本一家中型企業(yè)——成辛工業(yè)株式會社所擁有和開發(fā)的一項(xiàng)專利。該工法是以多軸型鉆掘攪拌機(jī)在現(xiàn)場向一定深度進(jìn)行鉆掘，同時(shí)在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑而與地基土反復(fù)混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。

SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機(jī)，其中鉆桿有用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機(jī)型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。

2SMW工法特點(diǎn)

２．１施工不擾動鄰近土體，不會產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害。

２．２鉆桿具有螺旋推進(jìn)翼與攪拌翼相間設(shè)置的特點(diǎn)，隨著鉆掘和攪拌反復(fù)進(jìn)行，可使水泥系強(qiáng)化劑與土得到充分?jǐn)嚢?，而且墻體全長無接縫，從而使它可比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性，其滲透系數(shù)K可達(dá)10～7cm/s。

２．３它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強(qiáng)度60MPa以下的巖層應(yīng)用。

２．４可成墻厚度550～1300mm,常用厚度600mm；成墻最大深度目前為65m,視地質(zhì)條件尚可施工至更深。

２．５所需工期較其他工法為短，在一般地質(zhì)條件下，每一臺班可成墻70～80m2。

２．６廢土外運(yùn)量遠(yuǎn)比其他工法為少。

3工程概況

慶春路過江隧道是杭州市實(shí)現(xiàn)西湖杭州到錢塘江杭州跨越發(fā)展的重要組成部分，是杭州市重點(diǎn)建設(shè)工程。隧道工程起點(diǎn)自杭州市江干區(qū)慶春東路一新塘路交叉口，向東略偏南直至江邊，過江后繼續(xù)沿線路方向接江南蕭山側(cè)市心路，主線于濱江一路交叉口北側(cè)預(yù)留與錢塘江世紀(jì)城綜合地下空間開發(fā)系統(tǒng)的接口。本工程東線隧道長3025m，西線隧道長3022m；盾構(gòu)隧道總長單線米，其中東線長為，西線長1中國論文聯(lián)盟整理，而錢塘江底段約1241m。

江南明挖段里程為東線LK3++440,西線RK3++430,基坑采用大開挖方式，深度達(dá)。SMW工法樁設(shè)計(jì)里程為東線LK3++240、西線RK3++220。SMW工法樁采用Φ850水泥土攪拌樁，樁中心間距600mm，樁長為有7m、16m、15m三種；H型鋼采用Q235B鋼，規(guī)格700×300×13×24，插二跳一。主體結(jié)構(gòu)完成且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，H型鋼全部起拔回收。SMW工法大樣圖如圖1。

圖1SMW大樣圖

江南明挖段揭露地層為填土、砂質(zhì)粉土、粉砂夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、圓礫及卵石。地震設(shè)防烈度為6度。

4SMW工法施工工藝

SMW工法施工主要包括開挖導(dǎo)溝、樁機(jī)定位、攪拌施工、泥漿制作、型鋼的插入與拔除等工藝，具體工藝流程如圖2所示。

圖2SMW工法施工工藝流程圖

場地回填平整。三軸攪拌機(jī)施工前，必須先進(jìn)行場地平整，清除施工場地內(nèi)地上及地下障礙物，以及鑿除攪拌區(qū)域內(nèi)的路面層硬物，施工場地路基承重荷載以能行走35噸大吊車為基本。

測量放線。根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時(shí)標(biāo)志。放樣定位后做好測量技術(shù)復(fù)核單，提請監(jiān)理方進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收簽證。確認(rèn)無誤后進(jìn)行攪拌施工。

開挖溝槽。根據(jù)基坑圍護(hù)內(nèi)邊控制線，采用挖土機(jī)開挖溝槽，并清除地下障礙物開挖溝槽余土應(yīng)及時(shí)處理，以保證SMW工法正常施工，并達(dá)到文明工地要求。

定位型鋼放置。在平行溝槽方向放置一根定位型鋼，規(guī)格為500×300mm，長約12m，定位型鋼必須放置固定好。轉(zhuǎn)角處H型鋼采取與圍護(hù)中心線成45。角插入，H型鋼定位采用型鋼定位卡。

攪拌樁孔位定位。三軸樁機(jī)三軸中心距Φ850為1200mm，根據(jù)這個(gè)尺寸在平行H型鋼表面用紅漆劃線定位。

三軸水泥攪拌樁施工。

資源配置：根據(jù)施工工藝的要求、工程的規(guī)模和工期的要求以及現(xiàn)場場地條件和臨時(shí)用電等情況，采用兩臺三軸SMW工法深攪設(shè)備施工。

設(shè)備的投入量和機(jī)械的配套工具詳見表1：

表1SMW工法主要機(jī)械設(shè)備表

施工順序。SMW工法施工按下圖順序進(jìn)行，其中陰影部分為重復(fù)套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，水泥土攪拌樁的搭接以及施工設(shè)備的垂直度補(bǔ)正是依靠重復(fù)套打來保證，以達(dá)到止水作用。

樁機(jī)就位。由當(dāng)班班長統(tǒng)一指揮樁機(jī)就位，移動前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)障礙物應(yīng)及時(shí)清除，樁機(jī)移動結(jié)束后認(rèn)真檢查定位情況并及時(shí)糾正。樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用線錘對龍門立柱垂直定位觀測以確保樁機(jī)的垂直度。三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進(jìn)行定位復(fù)核，偏差值應(yīng)小于3cm。

攪拌速度及注漿控制。①三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。②制備水泥漿液及漿液注入，采用兩套自動拌漿設(shè)備，電腦控制配合比。③在開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行漿液的攪制，開鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。采用級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為20%，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。

注漿壓力為～，以漿液輸送能力控制。土體加固后，攪拌土體28d抗壓強(qiáng)度≥。

型鋼施工。

型鋼加工及下插H型鋼質(zhì)量保證措施。三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放H型鋼。①H型鋼使用前，在距型鋼頂端處開一個(gè)中心圓孔，孔徑約8cm，并在此處型鋼兩面加焊厚≥12mm的加強(qiáng)板，加強(qiáng)板尺寸400×300mm，中心開孔與型鋼上孔對齊。若所需H型鋼長度不夠，須進(jìn)行拼焊，焊縫應(yīng)均為破口滿焊，焊好后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。②根據(jù)提供的高程控制點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀引放到定位型鋼上，根據(jù)定位型鋼與H型鋼頂標(biāo)高的高度差確定吊筋長度，在型鋼兩腹板外側(cè)焊好吊筋，誤差控制在＋5cm以內(nèi)。型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。③裝好吊具和固定鉤，然后吊起H型鋼，用線錘校核垂直度，必須確保垂直。④在溝槽定位型鋼上設(shè)H型鋼定位卡，型鋼定位卡必須牢固、水平，必要時(shí)用點(diǎn)焊與定位型鋼連接固定；型鋼定位卡位置必須準(zhǔn)確，要求H型鋼平面度平行基坑方向L＋4cm，垂直于基坑方向S＋4cm；將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡將型鋼徐徐垂直插入水泥土攪拌樁內(nèi)，垂直度用線錘控制。

涂刷減摩劑。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本支護(hù)結(jié)構(gòu)的H型鋼在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后必須全部拔出回收。H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，以利拔出；要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑。

①清除H型鋼表面的污垢及鐵銹。②減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化，用攪幫攪時(shí)感覺厚薄均勻，才能涂敷于H型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。③如遇雨雪天，型鋼表面潮濕，應(yīng)先用抹布擦干表面才能涂刷減摩劑，不可以在潮濕表面上直接涂刷，否則將剝落。④如H型鋼在表面鐵銹清除后未立即涂刷減摩劑，必須在以后涂刷施工前抹去表面灰塵。⑤H型鋼表面涂上涂層后，一旦發(fā)現(xiàn)涂層開裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。⑥設(shè)在壓頂圈梁中的H型鋼部分的保護(hù)隔離措施

筑壓頂圈梁時(shí)，H型鋼挖出并清理干凈露出的H型鋼表面的水泥土后，在扎圈梁鋼筋前，埋設(shè)在壓頂梁中的H型鋼部分必須先用油毛氈貼型鋼包裹二層，用封箱膠帶或鐵絲綁扎固定好；油毛氈包裹高度高出圈梁頂15cm。

型鋼起拔方案。①施工安排。已完成地下部分工程或地下室頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，讓出拔除型鋼的工作面后，即開始拔除H型鋼。本工程起拔H型鋼采用一臺25t汽車吊，配備一組千斤頂，每組兩個(gè)千斤頂。②H型鋼拔除施工程序。H型鋼拔除施工程序：平整場地→安裝千斤頂→吊車就位→型鋼拔除→孔隙填充。③平整場地。拔H型鋼前，必須先進(jìn)行頂圈梁上的清土工作，并留出足夠的操作面和通道，以保證千斤頂垂直平穩(wěn)穩(wěn)放置。④安裝千斤頂。將二個(gè)千斤頂平穩(wěn)地放在頂圈梁上，要拔出的H型鋼的兩邊用吊車將H鋼起拔架吊起，沖頭部分‘哈夫’圓孔對準(zhǔn)插入H型鋼上部的圓孔，并將銷子插入，銷子兩邊用開口銷固定以防銷子滑落，然后插入起拔架與H型鋼翼之間的錘型鋼板夾住H型鋼。⑤型鋼拔除。開啟高壓油泵，二個(gè)千斤頂同時(shí)向上頂住起拔架的橫梁部分進(jìn)行起拔，待千斤頂行程到位時(shí)，敲松錘型鋼板，起拔架隨千斤頂緩慢放下置原位。待第二次起拔時(shí)，吊車須用鋼絲繩穿入H型鋼上部的圓孔吊住H型鋼。重復(fù)以上工序?qū)型鋼拔出。⑥本場地拔除的型鋼移至裝車地待一定量時(shí)裝運(yùn)，應(yīng)留出足夠的通道和停車場地。⑦孔隙填充。為避免拔出H型鋼后空隙對周圍民宅等建筑物的影響，拔出H型鋼后須采用黃砂沖水倒流進(jìn)行填充。

報(bào)表記錄。施工過程中由專人負(fù)責(zé)記錄，詳細(xì)記錄每根樁的下沉?xí)r間、提升時(shí)間和H型鋼的下插情況。及時(shí)填寫當(dāng)天施工的報(bào)表記錄，隔天送交監(jiān)理。

5質(zhì)量控制要點(diǎn)

５．１水泥土攪拌樁施工時(shí)，應(yīng)針對不同土層進(jìn)行試驗(yàn)選取水泥摻量，水泥最小摻量不應(yīng)小于20%，水泥土28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于

５．２施工停漿面必須高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，在開挖基坑時(shí)，則將該高出部分先行挖除。

５．３Φ850水泥土攪拌樁垂直偏差<1/100，樁位偏差值均不得大于50mm。

５．４樁與樁搭接時(shí)間不應(yīng)大于24h，如間歇時(shí)間太長，搭接質(zhì)量無保證時(shí)，應(yīng)采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。

５．５內(nèi)插H型鋼必須在成樁后2～4h內(nèi)插畢，內(nèi)插H型鋼應(yīng)拔除回收并預(yù)先對型鋼采取減阻措施。型鋼拔除前水泥土攪拌墻與地下主體結(jié)構(gòu)之間必須回填密實(shí)，并應(yīng)對型鋼拔除后形成的空隙采用注漿填充等措施。

５．６型鋼宜采用整材，當(dāng)需采用分段焊接時(shí)，應(yīng)采用坡口焊