SMW工法樁在蕭山機(jī)場(chǎng)深基坑圍護(hù)施工中的應(yīng)用

張志永 （中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

1 項(xiàng)目背景

1.1 工程概況

杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)橫向管廊長(zhǎng)度約500m，覆土厚度3m，管廊基坑深度6.0～9.5m。管廊下穿箱涵處和橋樁承臺(tái)下沉避管廊處最大埋深分別為11.2m和11.9m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，綜合管廊采用明挖法施工，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用SMW工法樁，三軸水泥攪拌樁有效樁長(zhǎng)14～28m，上部設(shè)鋼筋混凝土冠梁，根據(jù)開(kāi)挖深度設(shè)1～3道支撐。該工程施工區(qū)域涉及土層自上而下分布如下：雜填土、砂質(zhì)粉土、粉砂夾粘質(zhì)粉土、粉砂、粉砂夾粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土。

1.2 工法選擇

在該項(xiàng)目深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，采用三軸水泥攪拌樁機(jī)施工，成樁工藝選擇“兩次攪拌、兩次噴漿”工藝；為確保成樁墻體的連續(xù)性、穩(wěn)定性，保證接頭的作業(yè)質(zhì)量以及各個(gè)樁體間的充分搭接，采用SMW工法施工時(shí)選擇跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接型式（如圖1）。

圖1 跳槽式雙孔全套復(fù)攪式施工示意

與傳統(tǒng)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工相比，采用SMW工法樁作為綜合管廊深基坑圍護(hù)施工工法，有效避免了工期短、抗?jié)B性能差、環(huán)境污染以及占用地下空間等難題，且采用該工法能夠有效提升作業(yè)進(jìn)度，確保基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性與穩(wěn)定性。且施工用H型鋼能夠循環(huán)多次利用，不僅有效降低了施工成本，而且顯著提高了資源的利用率，避免了永久性圍護(hù)對(duì)地下空間資源所造成的不良影響。

2 SMW工法樁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工藝流程

見(jiàn)圖2。

圖2 施工工藝流程

2.2 施工要點(diǎn)

2.2.1 定位放樣

施工前應(yīng)首先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，并對(duì)施工區(qū)域內(nèi)影響SMW工法施工的管線、地下障礙物等予以細(xì)致檢查與處理，確保施工區(qū)域內(nèi)無(wú)影響作業(yè)的障礙物。完成場(chǎng)地的平整處理后，按照坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)、設(shè)計(jì)圖紙、總平面布置圖及布置網(wǎng)，然后由測(cè)量人員開(kāi)展定位放樣，放出SMW圍護(hù)樁中心線位置，并根據(jù)圍護(hù)樁中心線位置放出導(dǎo)槽邊線，以確定導(dǎo)槽的開(kāi)挖位置。在復(fù)核測(cè)量無(wú)誤后，按照放樣結(jié)果做好相應(yīng)標(biāo)志，以為后期施工提供便利。最后，細(xì)致整理定位放樣資料，并上報(bào)監(jiān)理進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收。

2.2.2 導(dǎo)槽開(kāi)挖

采用三軸攪拌樁施工時(shí)，會(huì)有大量的置換土涌出，為確保后期作業(yè)時(shí)樁機(jī)能夠安全順利移位與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干凈整潔，須預(yù)先開(kāi)挖1m深的導(dǎo)溝。導(dǎo)溝開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)以圍護(hù)樁中心線為基準(zhǔn)，并根據(jù)圍墻厚度確定導(dǎo)溝槽的開(kāi)挖厚度，開(kāi)挖過(guò)程中遇到障礙物時(shí)應(yīng)及時(shí)用空壓機(jī)予以清除。若障礙物清理后的空隙過(guò)大，則應(yīng)先回填并夯實(shí)后再進(jìn)行導(dǎo)槽開(kāi)挖，進(jìn)而確保SMW法樁的順利施工[1]。

2.2.3 放置定位型鋼

完成導(dǎo)槽的開(kāi)挖且達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度要求后，沿開(kāi)挖的導(dǎo)槽兩側(cè)位置放置導(dǎo)向定位型鋼導(dǎo)軌及橫撐（如圖3），依據(jù)施工圖紙將鉆孔位置與插入H型鋼的位置用紅漆進(jìn)行標(biāo)記。定位型鋼應(yīng)按要求做到平穩(wěn)、直順，一旦檢查發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)不穩(wěn)定等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)安排人員用點(diǎn)焊進(jìn)行相互連接固定。

圖3 定位槽鋼示意

2.2.4 鉆機(jī)就位

定位型鋼固定牢靠后，由相應(yīng)人員根據(jù)指定位置指揮樁機(jī)移動(dòng)就位，樁機(jī)移動(dòng)前應(yīng)細(xì)致觀察前、后、左、右的具體情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物存在時(shí)應(yīng)及時(shí)安排作業(yè)人員清除，樁機(jī)移動(dòng)就位后應(yīng)細(xì)致檢查，查看定位情況，確保就位后的誤差不得超過(guò)3cm，對(duì)于偏差較大時(shí)應(yīng)及時(shí)安排人員糾正。樁機(jī)就位后，用水平尺對(duì)平臺(tái)平直度進(jìn)行調(diào)平，并用線錘對(duì)機(jī)架龍門(mén)立柱垂直度進(jìn)行檢測(cè)，確保機(jī)架垂直度偏差不得超過(guò)1%，偏差超標(biāo)時(shí)應(yīng)及時(shí)予以糾正。然后，利用鉆管與樁架的錯(cuò)位原理，在鉆管上標(biāo)出鉆孔深度線，確保下鉆操作時(shí)鉆管深度滿足要求[2]。

2.2.5 漿液制拌及鉆進(jìn)施噴

結(jié)合杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)綜合管廊實(shí)際，嚴(yán)格依照配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行漿液制備，根據(jù)設(shè)計(jì)需要水灰比為1.5～2.0，水泥摻量約20%，漿液拌制應(yīng)嚴(yán)格控制拌制質(zhì)量，確保充分?jǐn)嚢杈鶆颉{液拌制完成后，準(zhǔn)備實(shí)施噴漿作業(yè)，啟動(dòng)攪拌機(jī)沿導(dǎo)向作業(yè)平臺(tái)切土攪拌下沉，并開(kāi)啟灰漿泵，開(kāi)始噴漿、噴氣實(shí)施下鉆，嚴(yán)格把控下鉆速度不得超過(guò)1m/min，下鉆過(guò)程中應(yīng)控制噴漿的壓力保持在1.5～2.5MPa，使水泥漿按照此壓力持續(xù)不斷噴入地基，直至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)提升進(jìn)行復(fù)攪，提升復(fù)攪時(shí)的速度應(yīng)控制不得超過(guò)2m/min。

2.2.6 H型鋼加工及插入

①為便于H型鋼的吊裝作業(yè)，在施工前可于型鋼頂部的中心位置距頂端約25cm處開(kāi)設(shè)一個(gè)φ8cm的圓孔，并于型鋼兩面位置各焊接加強(qiáng)板（厚度＞12mm）。若所用H型鋼長(zhǎng)度達(dá)不到要求需要拼焊時(shí)，應(yīng)采用坡口滿焊（坡口度＜45°），二級(jí)焊縫。焊接完成后應(yīng)按要求對(duì)焊縫予以細(xì)致檢查及探傷檢測(cè)，確保焊縫平整度達(dá)標(biāo)且無(wú)氣泡、夾渣、焊瘤、裂紋等質(zhì)量缺陷，對(duì)于檢測(cè)發(fā)現(xiàn)焊縫質(zhì)量不滿足要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)安排焊工進(jìn)行補(bǔ)焊。最后，用砂輪對(duì)焊縫位置予以細(xì)致打磨至焊縫與H型鋼面保持齊平，同時(shí)，后期結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求后為便于型鋼順利拔出回收，應(yīng)對(duì)H型鋼表面的鐵銹、污垢、灰塵等雜質(zhì)予以徹底清理，并均勻涂刷1～3mm厚的減摩劑，涂刷減摩劑時(shí)須先加熱至完全融化，并在攪拌感覺(jué)厚薄均勻時(shí)方可涂刷于H型鋼表面，避免因涂刷不均而導(dǎo)致的減摩劑剝落。②三軸水泥攪拌樁施工接近完工后，應(yīng)及時(shí)組織50t吊車(chē)就位做好吊裝H型鋼的準(zhǔn)備。首先，根據(jù)復(fù)測(cè)得到的高程控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，將點(diǎn)位引放至定位型鋼，根據(jù)定位型鋼與H型鋼頂標(biāo)高的高差，在型鋼兩腹板外側(cè)焊接吊筋，并控制誤差＜±5cm；然后，安裝好吊具及固定鉤，吊車(chē)吊起H型鋼，用線錘對(duì)吊起型鋼的垂直度予以檢測(cè)，確保垂直度達(dá)標(biāo)，并在導(dǎo)槽型鋼上設(shè)H型鋼定位卡，定位卡設(shè)置須牢固、水平；之后，按照定位卡位置將H型鋼底部中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心垂直緩緩插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，若H型鋼插入達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求，應(yīng)重新按上述步驟重新提升并再次插入至設(shè)計(jì)標(biāo)高，或采用振動(dòng)下插的方式使型鋼插入深度滿足要求。整個(gè)插入的過(guò)程中，應(yīng)全程采用線錘對(duì)插入H型鋼的垂直度進(jìn)行檢驗(yàn)，控制垂直度偏差不得超過(guò)0.5%。H型鋼插入施工完成后，待水泥土攪拌樁硬化至凝固后，撤除吊筋及溝槽定位鋼筋，并將施工中溝槽內(nèi)涌出的水泥土用挖掘機(jī)清理干凈，并通過(guò)硬化處理后外棄，以免產(chǎn)生泥漿污染。

圖4 H型鋼插入固定流程

2.2.7 樁頂冠梁施工

沿溝槽設(shè)置吊架對(duì)型鋼進(jìn)行臨時(shí)固定，SMW樁完成后在溝槽內(nèi)進(jìn)行鋼筋綁扎、模板立設(shè)、澆筑樁頂鋼筋混凝土冠梁，固定型鋼頂部，并做好預(yù)埋件的設(shè)置。在進(jìn)行壓頂圈梁的澆筑時(shí)，應(yīng)將用泡沫板將埋設(shè)在圈梁內(nèi)的H型鋼與混凝土隔開(kāi)，以免影響后期型鋼的拔除。

2.2.8 H型鋼拔除

待主體結(jié)構(gòu)施工完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)土方完成回填，且對(duì)于有頂板換撐的應(yīng)澆筑并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開(kāi)始拔除H型鋼。H型鋼拔除時(shí)應(yīng)采用專用夾具、千斤頂，并以冠梁作為反梁進(jìn)行拔除。H型鋼拔除后應(yīng)及時(shí)將拔出后的空隙用純水泥漿（水灰比1.15～1.18），并摻加適量減水劑、膨潤(rùn)土，以提升漿液的流動(dòng)性，確保填充的密實(shí)性[3]。

3 SMW工法樁施工注意事項(xiàng)

①采用SMW工法樁施工時(shí)，應(yīng)按要求先進(jìn)行試樁，并根據(jù)試樁數(shù)據(jù)合理選擇施工設(shè)備及參數(shù)；另外，樁位定位偏差應(yīng)＜2cm，樁徑偏差應(yīng)＜4%設(shè)計(jì)樁徑，垂直度偏差應(yīng)＜0.5%樁長(zhǎng)，樁底標(biāo)高偏差應(yīng)＜5cm。

②若施工中由于故障而停止注漿時(shí)，應(yīng)于重新恢復(fù)壓漿作業(yè)前，結(jié)合施工實(shí)際下沉或提升50cm后再實(shí)施注漿攪拌作業(yè)，以確保整個(gè)攪拌施工的整體性與連續(xù)性，因故停工大于2小時(shí)，應(yīng)將拌制漿液作廢，不得投入使用[4]。

③為確保攪拌樁施工時(shí)的連續(xù)性，在混凝土澆筑環(huán)節(jié)務(wù)須要保證混凝土澆筑作業(yè)的連續(xù)性以及混凝土供料的及時(shí)性，同時(shí)，還要避免作業(yè)工序銜接不暢造成混凝土罐車(chē)長(zhǎng)時(shí)間等待導(dǎo)致混凝土初凝，或間歇時(shí)間過(guò)久出現(xiàn)施工冷縫。如因特殊原因不得已出現(xiàn)施工冷縫時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)并在圖紙及現(xiàn)場(chǎng)予以詳細(xì)標(biāo)注，以便后期采取統(tǒng)一的加強(qiáng)方案，對(duì)于超48小時(shí)的施工冷縫應(yīng)采取加樁補(bǔ)強(qiáng)的措施。

④三軸水泥攪拌樁施工結(jié)束后30分鐘內(nèi)進(jìn)行H型鋼的插入作業(yè)，插入所用型鋼應(yīng)優(yōu)先選擇整體材料，若長(zhǎng)度不夠需要拼焊時(shí)須采用坡口焊接，接口焊縫質(zhì)量須滿足建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程的相關(guān)要求，單根H型鋼的焊接接頭最多2個(gè)，且應(yīng)避免在型鋼的最大受力位置施焊。

⑤SMW工法樁施工過(guò)程中，務(wù)須對(duì)綜合管廊深基坑周邊沉降及位移情況予以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，合理控制與設(shè)置攪拌注漿壓力與壓入阻力。

4 結(jié)語(yǔ)

SMW工法樁通過(guò)承荷與防滲相結(jié)合，進(jìn)而形成了具備較強(qiáng)受力與良好抗?jié)B為一體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其在軟弱土層、深大基坑施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為突出。本項(xiàng)目SMW工法樁施工中，通過(guò)方案優(yōu)化、合理組織、精心施工、得力管控而取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。