揚州瘦西湖隧道SMW工法樁施工技術應用

孔玉清

(中鐵十四局集團有限公司，江蘇揚州 225007)

1 工程概況

揚州市瘦西湖隧道工程東起漕河路與史可法路交叉口，西訖楊柳青路與維揚路交叉口，全長約3.6 km。其中，湖東明挖段全長580 m，湖西明挖段主線全長775 m，主體盾構隧道段長度約為1 275 km，設計速度為60 km/h，采用單管雙層雙向四車道，盾構管片外徑14.5 m，內徑13.3 m。其中，SMW工法樁應用于K2+449～K2+680，分為φ850@600三軸SMW型鋼攪拌樁(HN700×300×13×24)和 φ650@450三軸 SMW 型鋼攪拌樁(HN500×200×10×16)兩種，型鋼為隔一插一，有效樁長11 m～17 m。

2 工程地質概述

擬建場地主要為第四系全新統沖洪積砂土、粘性土和上更新統沖洪積下蜀粘土，下伏白堊系泥質砂巖，全～強風化。沿線第四系上更新統土層總厚度約40 m～50 m，為本隧道工程主要穿越地層，全新統沖洪積砂土層厚度約為10 m，為本工程穿越地層。

2.1 地層描述

具體場地巖土層自上而下如表1所示。

表1 巖土層分布表

2.2 不良地質作用

1)雜填土。場地表層存在1.5 m～3.8 m厚雜填土層。雜填土結構松散，性質不均。

2)膨脹土。下蜀粘土，在天然含水量下常處于硬塑或堅硬狀態，強度較高，壓縮性中等偏低。當含水量增加和結構遭擾動后其力學性能明顯減弱，當膨脹土失水時，土體即收縮，甚至出現干裂，而遇水時又膨脹隆起，即使在一定荷載作用下，仍具有脹縮性、超固結特性和膨脹性。

3 施工工藝

3.1 施工方法及順序

工法樁采用DH608三軸攪拌樁機進行施工，采用“兩噴兩攪”施工工藝，施工采用套打一孔的方式進行施工。施工順序如圖1所示。

圖1 SMW工法樁施工順序圖

3.2 施工工藝流程

平整施工場地、清除地下障礙物→測量放樣→導溝開挖→SMW攪拌機就位→漿液配置→鉆進與攪拌→插入型鋼→施工完畢→主體結構施工后回收型鋼→注漿填充型鋼拔除后空隙→恢復既有地面。

3.3 具體施工方法

1)平整場地。SMW工法樁施工前，先將施工范圍內場地進行平整，清除施工范圍內的表層障礙物和樁位處的地下障礙物，遇明浜、暗塘或低洼地等不良地質條件時，應抽水、清淤、回填素土并分層夯實，現場道路的承載能力應滿足樁機和起重機平穩行走的要求。

2)測量放樣。按照設計圖紙進行放樣定位，施工前用全站儀復測檢驗控制點，合格后用于施工放樣。考慮施工的水平誤差和垂直誤差，放樣時SMW工法樁軸線外放10 cm，放樣定位后做好測量技術復核單，提請監理進行復核驗收。

3)導溝開挖。測量確定軸線后進行導溝開挖，導溝開挖尺寸為1 000 mm(深)×1 200 mm(寬)，導溝開挖時若遇有障礙物應及時清除，如產生較大坑洞，應回填夯實，重新開挖導溝。

4)SMW攪拌機就位。用吊在導向架前面的錘球檢查來校正位置，使鉆桿基本垂直對準樁位中心，檢測人員在通過觀察鉆機上的水平儀表和采用全站儀調整鉆桿垂直度，從而使鉆桿比較精密的垂直對準樁位中心來確保SMW工法樁垂直度容許偏差不大于1/250，平面偏差不大于±20 mm。并用紅油漆在鉆桿旁標注深度線，保證孔底標高滿足設計深度。

5)漿液配置。在施工現場搭建拌漿施工平臺，平臺附近豎立1個50 t水泥桶，水泥桶連接自動稱量傳感器，以精確控制水泥用量。漿液采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為1.5。施工時水泥摻入量為20%，同時為了提高早期強度摻入2%石膏粉。

6)鉆進與攪拌。三軸水泥攪拌樁采用兩噴兩攪的施工工藝，下沉和提升過程中均為注漿攪拌，確保水泥和原狀土攪拌均勻，同時嚴格控制下沉和提升速度:下沉速度 0.4 m/min～0.5 m/min，提升速度為0.8 m/min ～1.1 m/min，使下沉和提升速度盡量均勻，在樁底2 m～3 m范圍部分重復攪拌注漿一次。要求均勻、連續注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時，設計水泥漿液全部注完。

7)插入型鋼。攪拌樁施工完畢后，立即插入型鋼。型鋼插入前設置牢固的定位導向架，以保證垂直度小于1/200，插入過程中，必須吊直型鋼，盡量靠自重壓沉。若壓沉無法到位，再開啟振動下沉至標高。嚴禁采用多次重復起吊型鋼并松鉤下落的插入方法。H型鋼下插至設計深度后，用槽鋼穿過吊筋將其擱置在定位型鋼上，待水泥土攪拌樁達到一定強度后，將型鋼定位裝置拆除。

H型鋼插入前，應在H型鋼表面涂刷減摩劑，并在距其頂端30 cm處開一個中心圓孔，孔徑約10 cm，并在該部位型鋼兩面分別加焊兩塊厚2 cm的加強板，其規格為400 mm×400 mm，中心開孔與型鋼上孔對齊。

8)型鋼回收。主體結構混凝土強度達到設計強度后，開始拔出H型鋼。型鋼拔出采用一組液壓千斤頂(型號為QD-200T)及一臺25 t汽車吊配合。拔除時將千斤頂平穩的放置在混凝土冠梁上，將H型鋼起拔架放置于千斤頂上部，沖頭部分圓孔對準H型鋼頂端開好的圓孔，并在圓孔內插入銷子，銷子兩側用卡子固定以防銷子滑落，然后插入起拔架與H型鋼翼羽之間的錘型鋼板夾住H型鋼，檢查合格后開啟高壓油泵，逐步拔出型鋼。

9)注漿填充型鋼拔出后空隙。型鋼拔出后留下的空隙及時注漿進行填充，漿液水灰比控制在0.7～1.0。

10)恢復既有地面。注漿完畢后，及時恢復既有地面。

4 常見質量問題及解決辦法

1)施工冷縫。施工過程中一旦出現冷縫則采取在冷縫處SMW工法樁外側施作高壓旋噴樁進行止水封堵。在SMW工法樁達到一定強度后進行高壓旋噴樁施工，旋噴樁盡量靠近SMW工法樁，確保達到止水效果。

2)早期強度較低。一般深基坑工程，攪拌樁強度達到1.0 MPa才能進行基坑開挖作業。因攪拌樁強度上升較慢，對于工期緊的項目，可在攪拌樁施工時摻入少量石膏粉以提高攪拌樁早期強度。

3)樁長不夠。因鉆頭部位攪拌半徑較小，因此攪拌樁施工時鉆桿鉆進長度需比樁長長50 cm～80 cm，并在底部2 m～3 m范圍重復攪拌，以確保達到設計樁長。

5 結語

揚州市瘦西湖隧道SMW工法樁全部完成，經第三方檢測在14 d齡期時攪拌樁強度已達到1.0 MPa以上，滲透系數小于10－7，滿足開挖要求。

綜上所述，SMW工法樁在揚州市瘦西湖隧道工程砂性土和粘土復合地層中的成功應用，可為同類地質條件基坑支護提供參考。

［1］JGJ/T 199-2010，型鋼水泥土攪拌墻技術規程［S］.

［2］孫建中，郭素娟.SMW工法與傳統基坑支護技術比較分析［J］.中國新技術新產品，2009(15):26-28.