SMW工法樁在城市污水總管施工中的應用

許敬夕

SMW工法樁在城市污水總管施工中的應用

許敬夕

SMW工法連續(xù)墻，是Soil Mixing Wall 的縮寫，于1976年在日本問世，該工法現(xiàn)已在東南亞國家和美國、法國許多地方廣泛應用，近幾年在我國的上海、杭州、南京等地推廣非常迅速。

一、工程概況

上海市奉賢區(qū)南橋新城配套污水總管完善工程位于金海公路上，本工程新建污水總管長約11.58km，新建2座污水提升泵站，分別為臨江泵站及高豐泵站。臨江路泵站、高豐路泵站和39座頂管工作井接收井均采用SMW工法樁作為圍護結構。開挖深度7.56～9.68m，基坑內部設置圍檁支撐。

高豐路泵站，位于奉賢區(qū)金海公路與高豐路交界部位的東南側，污水泵房的基坑開挖深度為9.05m，采用?850@600SMW工法樁圍護。圍護范圍22.35m×12.6m，其中水泥攪拌樁采用42.5#普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于20%，水灰比1∶8，樁間搭接250mm。樁長16m，工法樁的總數(shù)為112根，內插H型鋼采用規(guī)格為H700×300×13×24,型鋼長度為15.8m，布置形式為插一跳一。

二、工程地質條件

圍護范圍的地質為填土、粉質粘土、淤泥質粉質粘土、淤泥質粘土、粘土等，開挖層以粉質粘土為主，承壓水埋深18m較深，對工程影響較小。

三、SMW施工方法

SMW工法的施工原理是利用三軸攪拌機，以水泥作為固化劑與地基土進行原位強制攪拌，按照一定間距插入H型鋼，待水泥土固化后形成具有一定強度的連續(xù)樁墻，達到圍護和止水效果。

1.施工順序

SMW工法三軸止水攪拌樁施工按順序進行。施工時先施工第一單元（分為A、B、C三軸），然后隔開一軸位，施工第二單元。第三單元的A軸及C軸分別插入到第一單元的C軸及第二單元的A軸孔中，完全套接施工。依次類推，施工第四單元和套接第五單元，形成連續(xù)的水泥土攪拌墻體。

2.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注入水泥漿液，同時嚴格控制下沉和提升速度。根據設計要求和有關技術資料規(guī)定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于0.5m/min，在樁底部分適當持續(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

在施工現(xiàn)場搭建拌漿施工平臺，平臺附近搭建水泥庫，在開機前應進行漿液的攪制，開鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。水泥漿液的水灰比為2.0，按水泥摻量20%計算，每立方攪拌水泥土水泥用量為380kg，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5Mpa ～2.5Mpa，以漿液輸送能力控制。土體加固后，攪拌土體28天抗壓強度不小于1.0Mpa。

（3）施工冷縫處理

相臨攪拌樁施工時間間隔不得超過12小時，如遇特殊原因不可避免出現(xiàn)冷縫，則采取在冷縫處攪拌樁外側補攪設計參數(shù)相同的攪拌樁的方案或采取其它補救措施（如旋噴樁），并標明位置。在先施工攪拌樁達到一定強度后進行補樁，以防偏鉆，保證補樁效果，補樁與先施工攪拌樁搭接厚度約10cm。

3.吊放型鋼：三軸水泥土攪拌樁施工完畢后，吊機應立即就位，準備吊放H型鋼。

（1）起吊前在距H型鋼頂端200mm處開一個中心圓孔，孔徑為40mm，裝好吊具和固定鉤，然后用50t吊機起吊H型鋼，用線錘校核垂直度，必須確保垂直。

（2）型鋼插入

①型鋼的插入宜在攪拌樁施工結束后30min內進行，插入前必須檢查其直線度，接頭焊縫質量，并滿足設計要求。

②型鋼的插入必須采用牢固的定位導向架，用吊車起吊型鋼，必要時可采用全站儀校核型鋼插入時的垂直度，型鋼插入到位后，用懸掛物件控制型鋼頂標高。

③型鋼插入宜依靠自重插入，也可借助帶有液壓鉗的振動錘等輔助手段下沉到位，嚴禁多次重復起吊型鋼，并松鉤下落的插入方法，若采用振動錘下沉工藝時，不得影響周圍環(huán)境。

④若H型鋼插放達不到設計標高時，則采取提升H型鋼，重復下插使其插到設計標高，下插過程中始終用線錘跟蹤控制H型鋼垂直度，并用全站儀校核。

根據高程控制點，用水準儀引放到定位型鋼上，根據定位型鋼與H型鋼頂標高的高度差，在定位型鋼擱置槽鋼，焊φ10吊筋控制H型鋼頂標高，誤差控制在±5cm以內。

待水泥土攪拌樁達到一定硬化時間后，將吊筋與溝槽定位型鋼撤除。

三軸攪拌機移位進入下個循環(huán)施工。

4.H型鋼回收

為便于H型鋼回收，將涂刷減摩劑后插入水泥土攪拌樁，結構強度達到設計要求后回填密實攪拌墻與主體結構縫隙后，采用專用夾具及千斤頂以圈梁為反梁，起拔回收H型鋼。用0.5水灰比的水泥砂漿自流充填H型鋼拔除后的空隙，減少對鄰近建筑物及地下管線的影響。對于洞門所處位置，為加強安全系數(shù)，也可切割后永久埋入。

四、工質量控制

1.嚴格控制設計要求配制漿液。

2.水泥漿中應摻入一定量的緩凝劑（多用木質素黃酸鈣），還可摻入一定量的膨脹土，利用膨脹土的保水性來增加水泥土的變形能力，防止墻體變形后過早開裂影響抗?jié)B性。

3.漿液不能發(fā)生離析，水泥漿液應嚴格按預定配合比制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌30秒再倒入存漿桶。

4.在壓漿時，前方攪拌樁機與后臺供漿應緊密配合，聯(lián)絡信號必須明確，后臺供漿必須連續(xù)，一旦因故停漿，必須立即通知前方。

5.土體應充分攪拌，嚴格控制下沉速度，使原狀土充分破碎以有利于同水泥漿液均勻拌和。同時為了加速和減少對周邊地層影響，攪拌時可接入壓縮空氣進行充分攪拌。

6.在攪拌樁的施工過程中，要特別注意控制下鉆與提升的速度。下鉆速度應比提升速度慢1倍左右，既可保證水泥土的充分攪拌，又可獲得較高的貫入速度。

7.水泥土攪拌樁施工時，不得沖水下沉，鉆頭提升速度不得大于2m/min，其垂直度偏差不得超過0.5%，相鄰兩樁施工間隔不得超過12h。

8.在攪拌成樁時，所需容量70%～80%的水泥漿宜在鉆進時灌入，其余的20%～30%宜在攪拌提升時灌入，以充填鉆具撤出留下的空隙。螺旋鉆提升時，最好反向旋轉，且不能停止，防止產生真空導致柱體墻的坍塌。

9.壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管道不能堵塞，全樁須注漿均勻，不得發(fā)生夾心層。發(fā)現(xiàn)管道堵塞，立即停泵進行處理。待處理結束后立即把攪拌鉆具上提或下沉1.0m后方能注漿，等10～20秒后恢復正常攪拌，以防斷樁。

10.在深層攪拌樁施工過程中，注入地層的漿液總有一部分返回地面（冒漿），為防止水泥漿四處溢流妨礙施工，應將設備行進方向的泥漿及時清理出溝槽。

11.攪拌樁應養(yǎng)護28d后方可進行連續(xù)墻的施工。

12.H型鋼應該一次軋成，到工地連接，制作時必須平整，不能發(fā)生平面形狀的彎曲變形，貼角必須滿焊以保證力的傳遞，使H型鋼能夠順利插入。

13.施工中應注意，水泥土要充分結硬后才能拆除固定型鋼的槽鋼，否則將導致型鋼的再次下沉，使型鋼標高不足，影響起拔。

14.SMW工法施工完成后，必須注意樁頂位移監(jiān)測，保證其水平位移量不能>5cm。

五、結語

SMW工法樁施工不擾動鄰近土體，不會產生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設施移位等危害；工法構造簡單，施工速度快，大幅縮短了工期；型鋼可回收，造價明顯降低；對周圍環(huán)境影響小，污染較小。在上海市奉賢區(qū)南橋新城配套污水總管工程的基坑圍護施工中取得良好的經濟和社會效果。綜上所述，SMW工法樁是一種先進的施工工藝，它將會隨著社會的發(fā)展逐步得到推廣。

（作者單位：上海永宏工程建設監(jiān)理有限公司）