淺談SMW工法樁施工技術質量控制

劉永軍

摘 ? ?要：近年來隨著城市建設步伐的加快，城市平行交通不能滿足車輛的通行，因此，為了緩解交通壓力，在城市繁華地段十字路口設置地下穿越通道勢在必行。與傳統的鋼板樁、地下連續墻、鉆孔樁施工相比，SMW工法樁具有施工工期短、對周圍環境影響小、造價低等優勢。本文通過對銀川市親水大街下穿隧道SMW工法樁施工實例，從施工準備、攪拌樁施工、H型鋼施工、基坑降水、監控量測、基坑開挖與支護等方面進行具體分析，結合工程實例重點分析SMW工法樁在城市下穿隧道施工中的應用。

關鍵詞：SMW工法樁;施工技術質量控制

1 ?工程背景

該下穿隧道工程位于銀川市沈陽路與親水大街交叉路口處，隧道暗埋段長度為217m，隧道寬度29m。隧道主體結構采用明挖順作法施工，基坑深8.59m～11.63m。圍護結構采用SMW工法樁Φ850@600，內插型鋼（H700×300×13×24mm），型鋼隔一插一;墻頂設置鋼筋混凝土冠梁（1100×800mm）冠梁轉角處設板撐并配筋加強。隧道基坑視開挖深度豎向設置2-3道鋼管支撐，支撐采用三道Φ609鋼管支撐，第一道支撐撐在冠梁上，其余支撐撐在鋼圍檁上，鋼圍檁均采用2根工45c組合型鋼。降水井布置間距沿隧道縱向約18m/個（同側），橫向間距15m，交錯布置，主體結構施工中地下水位保證降至基底下2.0m。

2 ?SMW工法樁施工環節質量控制

2.1 ?施工準備

依據設計圖紙和相關技術標準與規范、本工程地質資料和水文地質資料以及親水大街和沈陽路周圍建筑物、構筑物和地上、地下管線的具體資料。按照實施性施工組織設計編寫施工操作規程，對臨近基坑周邊親水大街和沈陽路的建筑物、構筑物和地上、地下管線進行詳細調查，并制定監控和保護方案，提前做好監測點的布設、檢測及初始數據收集記錄。依據工程進度安排和施工工藝要求充分做好施工人員、材料和機械的調配。

2.2 ?SMW工法樁施工要點

（1）SMW工法樁采用Φ850@600mm，內插型鋼（H700×300×13×24）型鋼，水泥強度等級42.5級，單位被攪拌土體中水泥摻量大于360kg/m3，水灰比1.5～2.0，并在水泥漿液中摻5%膨潤土，按套接一孔法施工。加固土體28d無側限抗壓強度標準值不小于1.2MPa，墻體滲透系數小于1.0×10-7cm/s。

（2）在SMW工法樁正式施工前，應按相關規范要求要求進行試成樁，確定實際采用的水泥漿液水灰比、成樁工藝和施工步驟。SMW工法樁的成樁工藝應保證水泥土強度、防水要求和型鋼較易插入的要求。

（3）攪拌樁樁體垂直度不大于1/200，樁位偏差不大于50mm，樁徑允許偏差±10mm，樁底標高允許偏差+100及-50mm。

（4）為保證型鋼準確位置，本工程制作了相應的型鋼定位導向架和防止下沉的懸掛構件。

（5）SMW工法樁施工時應保持樁機底盤的水平和立柱導向架的垂直，成樁前應使樁機正確就位，并校驗樁機立柱導向架垂直度偏差小于1/250。

（6）本工程位于黃河沖積平原Ⅲ級階地，地層巖性主要以人工填土、細砂等為主。因此，應嚴格控制攪拌機攪拌下沉和提升速度，宜控制在0.5～1m/min和1～2m/min，并保持勻速下沉或提升。攪拌提升時不應使孔內產生負壓造成周邊地基沉降，尤其注意保護右側地下管廊，隨時關注檢測數據;依據成樁工藝、水泥漿液配合比、注漿泵的工作流量準確計算下沉和提升速度值，攪拌次數或攪拌時間應確保水泥土攪拌樁成樁質量。

（7）指定專人按水泥漿液的設計配比與攪拌機操作規定拌制水泥漿液，并通過濾網倒入具有攪拌裝置的貯漿桶或貯漿池中，以防漿液離析。施工過程中擱置超過2h以上的拌制漿液，應作為費漿處理，嚴禁再用。

（8）施工時如因故停漿，應在恢復壓漿前將攪拌機提升或下沉0.5m再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續性。

（9）在無特殊情況下，攪拌樁施工必須連續不間斷進行，樁與樁的搭接時間小于24h，若因故超時，搭接施工中必須放慢攪拌速度保證搭接質量。若因時間過長無法搭接或搭接不良，應作為冷縫記錄在案，并經監理和設計單位認可后，采取在搭接處補做攪拌樁或旋噴樁等技術措施，確保攪拌樁的施工質量。

（10）當班質量員應填寫每組樁成樁記錄及相應的報表。

（11）在H型鋼施工前，必須對型鋼進行外觀檢查，凡是變形扭曲嚴重的、外表有明顯裂紋的、銹蝕嚴重的H型鋼均不能在SMW圍護結構中使用。本工程型鋼插入深度有15m、18m和21m三種規格，現場備存型鋼長度有6m、12m兩種規格，故需要采用分段焊接，分別焊接為12+3、12+6和12+9三種組合方式，現場焊接采用坡口焊等強焊接; H型鋼在插入前均勻涂抹減摩劑，厚度不小于1mm。

（12）型鋼的插入宜在攪拌樁施工結束后30min內進行，插入前必須檢查垂直度，接頭焊縫質量并確保滿足設計要求。本工程型鋼插入主要依靠自重插入，個別插入困難地段采用液壓鉗振動錘下沉到位。

（13）在型鋼的插入前，再次檢查定位導向架，并用兩臺經緯儀雙向校核型鋼插入時的垂直度，型鋼插入到位后用懸掛構件控制型鋼頂標高，并應將已插好的型鋼連接起來，防止在施工下一組攪拌樁時，造成已插好的型鋼移位。

3 ?冠梁施工

圍護樁施工完成后，即可進行冠梁施工，冠梁施工前應破除樁頭，將浮漿清除干凈，破至新鮮混凝土面且高于樁頂標高2-3cm，并用水將樁頭沖洗干凈，不得有殘渣。用砂漿對樁頂進行找平，高程誤差控制在±1cm之內。嚴格按照施工圖紙和規范要求綁扎鋼筋和模板，嚴格控制保護層厚度。

4 ?降水施工

本工程地下水位高，開挖地層自穩性差，同時該地層具有透水性好、富水性好、涌水量大的特點，嚴重影響土方開挖施工。因此為了以提高土層的水平抗力，防止開挖面的土體隆起和保證基坑干開挖施工的順利進行;依據地質水文條件，本工程采用深管井點降水方案，降水井布置間距橫向15m/個;沿隧道縱向18m/個，交錯布置，管井伸入底板以下5m。管井開孔直徑700mm，井管采用Ф400的鋼筋籠，鍍鋅鉛絲包網，外裹一層尼龍網。井管外150mm厚及井底500mm高度內充填粒徑3mm～15mm圓形、亞圓形砂卵石濾料，井口1500mm深用粘土回填夯實。

5 ?監控量測

本工程主要監控量測的內容有：地下管廊水平和垂直位移、圍護結構檢測、鋼支撐監測和地表沉降檢測等。

（1）圍護結構每個拐角處必須布點，圍護結構標準段按不大于20m間距對稱布點。沿基坑長邊布置5～7個測點，基坑短邊中部各設一個測點。沿基坑兩側、距圍護結構1.5m左右設水位監測孔，設于隧道結構兩頭及中部，以監測基坑開挖對地下水的影響。（2）鋼管支撐軸力監測，與圍護樁變形設在同一監測斷面處，斷面位置豎向支撐均設測點，每層布置3個。（3）地表沉降監測，沿基坑周邊布置3道，第一道距基坑周邊3.0m，第二道距離第一道周邊3.0m， 第三道距離第二道周邊3.0m，每道測點間距20m。（4）圍護結構側向土壓力監測，測點間距15m～20m，豎向間距3m～5m。

6 ?基坑開挖與鋼支撐施工

6.1 ?基坑開挖

（1）隧道主體結構基坑長度為217m，本工程采用分段分層（每層深度為2.5m）開挖，分段與主體結構分塊對應。（2）基坑開挖采用挖掘機配合人工開挖的方式，首先整體開挖第一層土方至第一道鋼支撐以下0.5m，進行第一道鋼支撐的施工，支撐施工完成后，由西向東進行第二層土體的拉槽開挖。每次開挖深度不超過2.5m。橫向先中間拉槽開挖，拉槽開挖兩側按1：1放坡，隨后依次開挖兩側土體，每次開挖兩側均留2m寬平臺，利用兩側土體平臺進行網噴施工。（3）基坑開挖應在距基底設計標高0.3m時停止開挖，待下一工序開始前繼續人工挖除剩余土方，避免基底長時間暴露。（4）在土方開挖過程中，現場加派專人人員進行觀察和監控量測工作，以便發現施工安全隱患，并通過監測反饋及時調整開挖程序。

6.2 ?鋼支撐施工

鋼支撐作業順序：鋼支撐及圍檁的加工制作→三角托架的架設→鋼圍檁的安裝→焊接支撐托架→鋼支撐架設→預應力施加→防脫裝置安設。

7 ?網噴混凝土施工

根據設計圖紙，該下穿隧道對樁間土體進行噴射C25混凝土支護，樁間噴射厚度100mm。第一層土方開挖完成后，人工對開挖面進行修整，剔除樁間土體，噴射混凝土;初噴完成后，按照一定的間距安裝金屬膨脹螺栓，將網片鋼筋與其焊接牢固，然后網片外側再附壓筋，提高網片整體穩定性，最后復噴混凝土至設計厚度。隨后依次開挖第二層、修整、剔除、初噴、掛網和復噴。直至開挖噴護至設計標高。

7.1 ?網噴混凝土施工工藝流程

本工程采用潮噴機進行噴射施工。按照實驗室出具的配合比，把噴射混凝土用的原材料輸入攪拌機，混合拌制成混凝土，送入噴射機料斗，噴射機活塞將混凝土送入混合室，與壓縮空氣和速凝劑等外加劑混合后進入噴射管，從噴嘴噴射到受噴面。

7.2 ?噴砼施工注意事項

（1）噴射機安裝好后，先注水、通風、清潔管道內雜物。同時用高壓風吹掃受噴面，清除受噴面上的塵埃。（2）噴射混凝土的噴射路線應自下而上，呈“S”形運動;噴射時，噴頭作連續不斷的圓周運動，并形成螺旋狀前進，后一圈壓前一圈三分之一。（3）噴射施工時，由專業試驗人員負責噴射混凝土的配合比與現場控制，由專職安全人員負責現場安全事項，噴射施工前先進行試噴，試噴合格后再投入噴射施工，并按規定取樣噴射大板，制作檢驗試件。

8 ?安全注意事項

（1）加強施工過程中的降水，降低基坑側壓力，確保水位降至基底以下2000mm;降水井外露部分做好標識，土方開挖機械作業施工過程中避免損壞降水井。（2）嚴格按照分層對稱開挖、先撐后挖、杜絕超挖的原則施工，及時施做防護結構，開挖至基底時及時施做墊層混凝土。（3）在鋼管支撐施工時，現場派駐專人安全管理人員進行全程盯控施工，嚴格控制支撐的施工質量，嚴格按設計要求施加相應的預應力，確保圍護體系受力可靠。（4）安排監控人員，每天定時2次監控量測，在開挖土方后加強監控量測頻次，及時整理和分析施工信息，確保施工的安全和各保護對象的變形在允許值之內。（5）在隧道基坑四周用設置1.2m高防護欄進行圍護，并涂刷醒目標記確保施工安全，現場配備安全消防器材。（6）制定專項防涌水、涌砂、支撐失穩和邊坡失穩等應急預案，并定時進行預案演習。

9 ?結束語

通過實踐證明，SMW工法樁具有工期快、造價低、H型鋼可以回收再利用、對周圍建筑的擾動小等特點，但在支撐體系中，圍檁的剛度對整個支撐結構的剛度影響很大，目前普遍存在對型鋼圍檁制作不規范、認識不足的現象，造成安全隱患，所以在實際施工中一定要控制好每道工序的施工質量。

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