SMW工法在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

SMW工法在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，主要針對xxxx高層區(qū)基坑圍護(hù)工程施工進(jìn)行了探討，詳細(xì)介紹了SMW工法在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用和施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。關(guān)鍵詞:SMW工法深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)1、前言ＳＭＷ（SoilMixingWall）工法是利用多軸攪拌機(jī)就地鉆進(jìn)切削土體，同時在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁內(nèi)形成地下連續(xù)墻體，利用該墻體作為深基坑擋土和止水的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。ＳＭＷ工法是日本成幸工業(yè)株式會社于1976年開發(fā)成功的一項(xiàng)專利技術(shù)，隨后在日本被廣泛應(yīng)用于城市地鐵、各類高層和超高層建筑的深基坑支護(hù)工程，并在我國臺灣地區(qū)以及泰國等東南亞國家和美、法等國的許多城市廣泛應(yīng)用，我國于1993年首次在上海環(huán)球世界商廈應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)并取得成功。2、工程概況xxxx高層區(qū)基坑圍護(hù)工程位于上海市奉賢區(qū)，海灣旅游區(qū)內(nèi)，團(tuán)結(jié)塘路以南，規(guī)劃路以西。xxxx分為高層、多層2個區(qū)域，本次基坑圍護(hù)對象為高層區(qū)。地上建筑：2幢13F、2幢14F住宅，1幢12F公寓樓；地下建筑：2F地下車庫；基礎(chǔ)型式：樁基+筏板基礎(chǔ)，抗壓樁為PHCA400管樁，抗拔樁為350預(yù)制方樁。2.1工程地質(zhì)情況根據(jù)本工程的巖土工程勘察報(bào)告，擬建場地屬濱海平原地貌類型，場地內(nèi)地形基本平坦。實(shí)測勘探點(diǎn)的地面標(biāo)高在4.58～3.25m之間，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)時自然地面絕對標(biāo)高按4.00基坑開挖涉及的地表下30m范圍內(nèi)土層自上而下情況如下：第①1層素填土，平均厚度1.15m第①2層浜填土，平均厚度1.06m第②3-1層灰黃~灰色粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土，平均厚度1.25m第②3-2層灰色砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土，平均厚度7.48m第③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾砂質(zhì)粉土，平均厚度4.22m第⑤1層灰色粘土，平均厚度6.75m第⑤2層灰色砂質(zhì)粉土，平均厚度2.54m第⑤3層灰色粘土，平均厚度4.4m上述第②3-1層和第②3-2層粉土，滲透系數(shù)大，滲透性強(qiáng)，基坑開挖過程中易產(chǎn)生流砂、管涌等現(xiàn)象，應(yīng)采取措施，保證基坑止水帷幕的施工質(zhì)量，確保隔水效果。2.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案（SMW工法＋一道砼圓環(huán)支撐）基坑先大面積卸土1.5m，采用Φ850@1200三軸攪拌樁內(nèi)插H700×300×13×24型鋼作為擋土結(jié)構(gòu)兼止水帷幕，型鋼插一隔一。攪拌樁入土深度16.5m，型鋼入土深度16m，型鋼頂部設(shè)置1200×800的壓頂圈梁。豎向設(shè)置一道鋼筋砼水平支撐，支撐形式為直徑101m的圓環(huán)，圓環(huán)主撐1600×800，其余主撐800×800，聯(lián)系撐700×800。豎向鋼立柱采用4L140×12角鋼格構(gòu)柱，立柱樁采用Φ600鉆孔灌注樁（頂部3.0m范圍擴(kuò)徑至Φ800），格構(gòu)柱插入立柱樁內(nèi)2.5m左右。對于超挖1.3m及以上的局部深坑，采用三軸水泥土攪拌樁圍護(hù)并結(jié)合封底壓密注漿。3、SMW圍護(hù)樁施工流程及主要施工方法3.1場地布置設(shè)備進(jìn)場前，場地必須達(dá)到“三通一平”，樁機(jī)行走路線軟弱地面必須加墊料夯實(shí)、夯平。施工流程（附：流程圖）清除地下障礙物、平整場地清除地下障礙物、平整場地開挖溝槽開挖溝槽水泥漿配置設(shè)置導(dǎo)架與定位水泥漿配置設(shè)置導(dǎo)架與定位多軸攪拌機(jī)就位多軸攪拌機(jī)就位壓漿注入壓漿注入棄土處理成墻鉆進(jìn)與攪拌棄土處理成墻鉆進(jìn)與攪拌型鋼插入與固定型鋼插入與固定3.2SMW工法深層攪拌樁施工按圖1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，三軸水泥土攪拌樁的搭接以及施工設(shè)備的垂直度補(bǔ)救是依靠重復(fù)套鉆來保證，以達(dá)到止水的作用。圖1：SMW工法水泥攪拌樁施工順序障礙物清理因該工法要求連續(xù)施工，故在施工前應(yīng)對圍護(hù)施工區(qū)域地下障礙物進(jìn)行清理或移位，以保證施工順利進(jìn)行。測量放線根據(jù)甲方提供坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按圖放出樁位，設(shè)立臨時控制樁，做好技術(shù)復(fù)核單，提請甲方驗(yàn)收。開挖溝槽根據(jù)基坑圍護(hù)邊線用挖機(jī)開挖攪拌樁溝槽，并清除地下障礙物，溝槽尺寸如圖2，開挖溝槽土體應(yīng)及時處理，以保證SMW工法正常施工。圖2：溝槽開挖示意圖三軸攪拌樁孔位定位三軸攪拌樁中心間距為1200mm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、右各方向的情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物應(yīng)及時清除，移動結(jié)束后檢查定位情況并及時糾正，樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正。攪拌及注漿速度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，同時嚴(yán)格控制下沉和提升速度，并做好原始記錄。制備水泥漿液及漿液注入在施工現(xiàn)場搭建拌漿施工平臺，平臺附近搭建水泥庫，在開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行漿液的攪制，水泥漿液的水灰比按設(shè)計(jì)要求，水泥摻量20%。水泥土攪拌樁施工時，不得沖水下沉，相鄰兩樁施工間隔不得超過12小時。3.5H型鋼施工3.5.1本工程H型鋼選用HN700×300×13×24型鋼，樁長為18.5m。H型鋼最好采用整材（12m），當(dāng)需要接長時，應(yīng)采用坡口焊接，焊縫質(zhì)量等級不應(yīng)低于二級。單根型鋼中焊接接頭不宜超過23.5H型鋼的減摩，是H型鋼插入和頂拔順利進(jìn)行的關(guān)鍵工序，施工中成立專業(yè)班組嚴(yán)格控制，減摩制作主要通過涂刷減摩劑實(shí)現(xiàn)：①清除H型鋼表面的污垢和鐵銹；②使用電熱棒將減摩劑加熱至完全熔化，用攪棒攪動時感覺厚薄均勻，然后涂敷于H型鋼表面（否則減摩劑涂層不均勻容易產(chǎn)生剝落）；③下雨天型鋼表面潮濕，則事先用抹布擦去型鋼表面積水，再使用氧氣加熱或噴燈加熱，待型鋼干燥后再涂刷減摩劑；④H型鋼表面涂刷完減摩劑后若出現(xiàn)剝落現(xiàn)象及時重新涂刷。3.5待水泥土攪拌樁施工完畢后，吊機(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放H型鋼，H型鋼插入時間必須控制在攪拌樁施工完畢后30min內(nèi)。H型鋼吊放前應(yīng)先安裝好吊具及固定鉤，并在定位型鋼上設(shè)置H型鋼定位卡，固定插入型鋼的平面位置，型鋼定位卡應(yīng)牢固、水平，然后用50噸履帶吊車起吊H型鋼，型鋼必須保持垂直狀態(tài)，將H型鋼底部中心對準(zhǔn)樁位中心沿型鋼定位卡徐徐垂直插入水泥土攪拌樁內(nèi)，用經(jīng)緯儀或線錘控制型鋼插入垂直度。型鋼插入過程中應(yīng)隨時調(diào)整型鋼的水平誤差和垂直誤差，型鋼插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時，采取緩慢提升型鋼到適當(dāng)高度，然后重復(fù)下插。下插過程中始終使用經(jīng)緯儀或線錘控制H型鋼垂直度。為防止H型鋼樁達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后自動下沉，采用φ8鋼筋將H型鋼樁固定在定位型鋼上。3.6SMW樁樁頂冠梁施工鋼筋砼冠梁開挖土方至冠梁底下10cm，在冠梁底標(biāo)高處澆筑10cm厚1.7m寬素3.7H型鋼回收型鋼回收應(yīng)在主體地下結(jié)構(gòu)施工完成后方可進(jìn)行。H型鋼樁拔除施工前，應(yīng)保證圍護(hù)外側(cè)滿足履帶吊＞6m回轉(zhuǎn)半徑的施工作業(yè)面。H型鋼樁翼緣板兩面用鋼板與高強(qiáng)螺栓鎖緊，以冠梁為反梁采用千斤頂頂高，到位后采用夾具將H型鋼樁夾緊后，用千斤頂反復(fù)頂升夾具，直至吊車配合將H型鋼拔除。H型鋼拔出后，水泥土中的空隙采用水泥漿填充，水灰比1：1.5以減少對鄰近建筑物及地下管線的影響。4、SMW工法施工質(zhì)量保證措施4.1對周圍局部區(qū)域管線的保護(hù)措施：（1）施工前對管線：煤氣、電纜、上、下水管線，特別是大口徑壓力管線的埋設(shè)深度、路徑與圍護(hù)的距離調(diào)查清楚，并設(shè)立監(jiān)測點(diǎn)，施工全過程實(shí)時監(jiān)控。施工期間，管線位移出現(xiàn)報(bào)警時立即采用控制攪拌樁的施工速度，調(diào)整工藝參數(shù)等有效措施。（3）攪拌樁體養(yǎng)護(hù)期間，要認(rèn)真仔細(xì)的檢查水泥土攪拌樁的樁體及搭接質(zhì)量，對于出現(xiàn)的薄弱區(qū)段和冷縫，要采取加樁補(bǔ)強(qiáng)或高壓旋噴加固，確保圍護(hù)樁的止水效果。4.2成樁施工期的質(zhì)量控制（1）認(rèn)真做好各施工班組作業(yè)人員分層次技術(shù)交底，以及上崗前的培訓(xùn)工作，持證上崗，確保崗位工作質(zhì)量。（2）材料供應(yīng)部門在材料送至現(xiàn)場時,應(yīng)同時提交材料質(zhì)保單,水泥要做安定性試驗(yàn)，測試報(bào)告應(yīng)在正式施工前完成，確保使用設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的水泥，進(jìn)場水泥及時送檢，合格后方可使用。（3）保證施工機(jī)械設(shè)備性能良好狀態(tài)，施工時及時例保，對壓漿泵進(jìn)行每分鐘壓漿量檢測，并準(zhǔn)備應(yīng)急備用壓漿泵一套，從而確保噴漿的均勻性和連續(xù)性。（4）成樁期間，每天每臺機(jī)械要求做一組規(guī)格為7.07×7.07×7.07cm的試塊，試塊宜取自最后一次攪拌鉆頭提升出來的附于鉆頭上的水泥土，試塊制作好后進(jìn)行編號、記錄、養(yǎng)護(hù)，及時送實(shí)驗(yàn)室。（5）在施工過程中，若因處理障礙物、機(jī)械設(shè)備壞修、斷電等意外情況發(fā)生而造成施工時間過長時，需在相鄰兩幅樁外側(cè)進(jìn)行補(bǔ)樁。（6）加強(qiáng)上述施工質(zhì)量點(diǎn)的全面管理，項(xiàng)目部實(shí)現(xiàn)24小時崗位值班制度，做好施工過程質(zhì)量控制記錄，每根樁施工必須有鉆頭下鉆深度及提升高度等一系列質(zhì)量指標(biāo)全過程記錄，施工過程中，由專人負(fù)責(zé)填寫施工記錄，施工記錄表中詳細(xì)記錄了樁位編號、樁長、斷面面積、下沉（提升）的時間及深度、水泥用量、水泥摻入比、水灰比等施工數(shù)據(jù)。6、結(jié)語通過該工程采用SMW工法的施工實(shí)踐，在今后推廣和應(yīng)用該項(xiàng)工法取得成功的經(jīng)驗(yàn)。SMW圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)整體性好，擋土能力強(qiáng)、止水效果好，是一種集擋土與防滲功能為一體的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，而且施工方法簡便，施工進(jìn)度快，工程造價(jià)低，施工噪