淺談蘇州地鐵4號(hào)線1標(biāo)SMW工法樁施工

楊曉虎

摘 要：本文結(jié)合蘇州軌道交通4號(hào)線Ⅳ-TS-01標(biāo)的具體實(shí)踐，就SMW工法樁施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：SMW樁施工；關(guān)鍵工序；技術(shù)控制

中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司承建的蘇州軌道交通4號(hào)線01標(biāo)段土建工程主要包括兩站兩區(qū)間、一個(gè)明挖段、元和停車場(chǎng)±0以下土建部分：蘇虞張路站、蘇蠡路站、元和停車場(chǎng)出入場(chǎng)線～蘇虞張路站盾構(gòu)區(qū)間、蘇虞張路站～蘇蠡路站盾構(gòu)區(qū)間、出入場(chǎng)線明挖段、元和停車場(chǎng)±0以下工程新建箱涵一座、公路橋一座、拆復(fù)水閘一座和停車站路基工程。其中，在車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程中采用了SMW工法樁施工，現(xiàn)就其關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行介紹如下。

SMW是Soil Mixing Wall的縮寫。SMW工法連續(xù)墻是以多軸型鉆掘攪拌機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)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(wú)接縫的地下墻體。

1.施工流程

施工準(zhǔn)備→導(dǎo)溝開挖→置放導(dǎo)軌→設(shè)定施工標(biāo)志→鉆掘及攪拌→H型鋼插入→固定H型鋼→施工完成SMW→型鋼回收

2.施工準(zhǔn)備

2.1 場(chǎng)地準(zhǔn)備

施工前先進(jìn)行場(chǎng)地平整和樁位定位，然后開挖導(dǎo)溝。安裝機(jī)械用的場(chǎng)地地基必須能夠經(jīng)受住機(jī)械的振動(dòng)和壓力。

2.2 水電準(zhǔn)備

水、電源接通綜合考慮與鉆孔灌注樁的協(xié)調(diào)共用；根據(jù)施工規(guī)模及設(shè)備配置情況，計(jì)算和確定工地所需的供電量。

2.3 施工參數(shù)選擇

主要技術(shù)參數(shù)的控制：水泥（PO42.5）摻入比：20%；供漿流量：160L/min～180L/ min；漿液配比（水：水泥）：1.5；泵送壓力：1.5～2.5 Mpa；下沉速度：<1m/min<1m/min；提升速度：<2m/min；28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.0Mpa。

2.4 主要機(jī)械設(shè)備配備

配備三臺(tái)灰漿攪拌機(jī)、一臺(tái)二套三軸攪拌機(jī)鉆進(jìn)成樁，成樁后將鉆機(jī)移到下一樁位施工。

3 施工工藝

3.1 測(cè)量放樣

根據(jù)坐標(biāo)基點(diǎn)，按設(shè)計(jì)圖放樁，并設(shè)臨時(shí)控制樁。

3.2 施做導(dǎo)槽

在沿SMW墻體使用挖掘機(jī)在攪拌樁樁位上預(yù)先開挖溝槽，溝槽寬約1.0m，深1.5m，并設(shè)置定位型鋼。

3.3 鉆機(jī)就位與鉆進(jìn)

鉆進(jìn)的施工步驟如下：

第一步樁位放樣：施工過(guò)程中樁位誤差必須小于50mm。

第二步樁機(jī)就位：

移動(dòng)攪拌樁機(jī)到達(dá)作業(yè)位置，并調(diào)整樁架垂直度達(dá)到5‰以內(nèi)

②樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平整，每次移機(jī)后可用水平尺或水準(zhǔn)儀檢測(cè)樁機(jī)平臺(tái)的平整，并用線錘對(duì)立柱進(jìn)行垂直定位觀測(cè)以確保樁機(jī)的垂直度，經(jīng)緯儀檢測(cè)頻率為每天至少一次；

③樁機(jī)定位后再進(jìn)行定位復(fù)核，偏差值應(yīng)小于5cm；

④嚴(yán)禁發(fā)生定位樁及定位線移位，一旦發(fā)現(xiàn)挖機(jī)在清除導(dǎo)槽溝時(shí)碰撞定位樁及定位線使其跑位，立即重新放線；

第三步樁機(jī)垂直度校正：樁架垂直度指示針可調(diào)整樁架垂直度，并用線錘經(jīng)緯儀進(jìn)行校核。在樁架上焊接一半徑為5cm的鐵圈，10m高處懸掛一鉛錘，利用經(jīng)緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘正好通過(guò)鐵圈中心。

第四步樁長(zhǎng)控制標(biāo)志：施工前應(yīng)在鉆桿上做好標(biāo)記，控制攪拌樁樁長(zhǎng)不小于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，當(dāng)樁長(zhǎng)變化時(shí)擦去舊標(biāo)記，做好新標(biāo)記；

第五步水泥漿液拌制：配備了六只水泥漿攪拌桶，一只存漿桶，其上分別懸掛一臺(tái)攪拌機(jī)，水泥漿在攪拌桶中按規(guī)定的水灰比配制拌勻后排入存漿桶，再由二臺(tái)泥漿泵抽吸加壓后經(jīng)過(guò)輸漿管壓至鉆桿內(nèi)注漿孔。水泥漿液的水灰比嚴(yán)格控制在1.5左右。

第六步樁機(jī)鉆桿下沉與提升、注漿：三軸攪拌樁的施工工藝采用三軸攪拌設(shè)備，該設(shè)備二根邊軸順轉(zhuǎn)，中間軸逆轉(zhuǎn)。該三軸由兩個(gè)壓漿管和一個(gè)壓氣管組成，壓氣管位于三個(gè)軸的中部。采取2攪2噴，鉆桿下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，控制重復(fù)攪拌提升速度在0.8～1.0m/min，水泥摻量達(dá)到設(shè)計(jì)要求20%。鉆桿在下沉和提升時(shí)均需注入水泥漿液。待純水泥漿到達(dá)攪拌頭后，按計(jì)算要求的速度提升攪拌頭，邊注漿、邊攪拌、邊提升，使水泥漿和原地基土充分拌和，直至提升到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高后再關(guān)閉灰漿泵，使攪拌樁樁體攪拌均勻，表面密實(shí)、平整。樁頂鑿除部分的水泥土也采取上提注漿，確保樁體的連續(xù)性和樁體質(zhì)量；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人跟蹤檢測(cè)、監(jiān)督樁機(jī)下沉、提升攪拌速度，并在樁架上每隔1m設(shè)明顯標(biāo)記，用秒表測(cè)試鉆桿速度以便及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)速度，以達(dá)到攪拌均勻的目的，在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿至少15s，確保水泥土攪拌樁的成樁均勻性。

第七步攪拌樁的咬合施工：SMW工法施工按連接方式分間隔式雙孔全套復(fù)攪式連接和單側(cè)擠壓式連接方式兩種（如下圖）。

間隔式雙孔全套復(fù)攪式連接：一般情況下均采用下圖施工順序方式進(jìn)行施工。

SMW工法樁間隔式雙孔全套復(fù)攪式施工順序示意圖

單側(cè)擠壓式連接方式：對(duì)于圍護(hù)樁轉(zhuǎn)角處或有施工間斷情況下采用下圖施工順序進(jìn)行施工。

SMW工法樁單側(cè)擠壓式施工順序示意圖

3.4 型鋼制作與安裝

攪拌樁施工完畢后立即插入700×300mmH型鋼。用吊機(jī)起吊H型鋼，靠型鋼自重插入，插入時(shí)保證H型鋼的垂直度。型鋼上涂減摩擦材料以減少阻力當(dāng)型鋼插至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，用Φ18鋼筋將型鋼固定。操作工藝如下：

（1）H型鋼減摩劑施工

H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(guò)涂刷減摩劑實(shí)現(xiàn)：

（2）H型鋼插入

H型鋼就位后，通過(guò)樁機(jī)定位裝置控制，靠型鋼自重或借助一定的外力（送樁錘）將型鋼插入攪拌樁內(nèi)。

①型鋼起吊前在型鋼頂端400mm處開一中心圓孔，孔徑約100mm，裝好吊具和固定鉤，根據(jù)引設(shè)的高程控制點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)定位型鋼標(biāo)高選擇合理的吊筋長(zhǎng)度及焊接點(diǎn)，控制型鋼頂定位誤差30mm，標(biāo)高誤差小于20mm；

②型鋼用兩臺(tái)吊車合吊，以保證型鋼在起吊過(guò)程中不變形。吊裝采用一臺(tái)50t的履帶吊和一臺(tái)100t的履帶吊先水平三點(diǎn)吊起H型鋼，吊點(diǎn)位置和數(shù)目按正負(fù)彎矩相等的原則計(jì)算確定，在型鋼離地面一定高度后，再由100t吊垂直起吊，50t吊水平送吊，成豎直方向后，用100t履帶吊一次進(jìn)行起吊垂直就位；

③三軸攪拌樁三軸中心間距為600mm，根據(jù)這個(gè)尺寸在平行H型鋼表面用紅

漆劃線定位。型鋼定位卡牢固、水平，將H型鋼底部中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心沿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；

3.5 樁頂冠梁施做

（1）清除SMW攪拌樁樁頂?shù)挠嗤痢⒏{并將樁頂水泥土鑿毛，并用清水清洗凈；

（2）按設(shè)計(jì)要求和構(gòu)造要求綁扎冠梁鋼筋；

（3）側(cè)模采用定型組合鋼模板，支撐體采用50mm×100mm方木和Φ48mm鋼管；

3.6 型鋼拔除與回收

主體工程完工后，用組合拔樁機(jī)將型鋼拔出，在H型鋼回收施工前進(jìn)行型鋼抗拔驗(yàn)算與拉拔試驗(yàn)，以確保型鋼的順利回收。

（1）施工順序

起拔機(jī)就位、施加油壓反力→吊機(jī)就位→起吊H型鋼→空隙灌漿；

（2）起拔H型鋼施工條件

①頂板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；以保證25t汽車吊及R200能在進(jìn)行起吊作業(yè)；

②清理冠梁上的泥土，直至混凝土冠梁完全暴露出來(lái)；

③起拔H型鋼：起拔系統(tǒng)主要是兩臺(tái)油壓千斤頂，兩臺(tái)最大起拔力為400t，加夾具自重約3t，插入水泥土中H型鋼規(guī)格為H700mm×300mm，理論估算起拔力約為11t/m；

④工作區(qū)間圍護(hù)部分4m～17m主要為粉質(zhì)粘土，H型鋼起拔后，空隙應(yīng)灌注水泥漿。

3.7 H型鋼回收后注漿

注漿管選用Φ10mm鋼管，采用焊接將其順?biāo)嗤帘诓迦霕兜住Ｗ{材料采用細(xì)砂摻加0.5～1.0%高效減水劑及3～7%膨潤(rùn)土，水灰比控制在0.7，通過(guò)高效減水劑及膨潤(rùn)土調(diào)整水泥砂漿的流動(dòng)性。注漿時(shí)采用壓力不小于1.0MPa的注漿泵。。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，通4號(hào)線01標(biāo)段SMW工法樁施工合格率100%，完全滿足了設(shè)計(jì)要求，并為整體工程施工優(yōu)質(zhì)高效展開打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。