SMW工法桩施工工艺技术研究

ＳＭＷ工法桩施工工艺技术研究

王永兵

（中铁四局六公司，安徽芜湖２４１０００）

摘要：简述ＳＭＷ工法桩施工工艺技术研究。关键词：施工工艺；技术；研究

１项目概述

１．１工程概况。上海地铁Ｍ８线延吉路站有

（含４个风井）。设计采用φ１０个出入口７００劲性

水泥土搅拌桩（ＳＭＷ）作为围护结构，桩长９～１８ｍ，间隔内插Ｈ型钢，沿基坑深度方向设置２～３道φ５８０钢管支撑和型钢围檩。结构基底埋深８．３４～９．２８ｍ。设计情况如图１所示。１．２ＳＭＷ工法桩施工原理。ＳＭＷ工法桩即在水泥土搅拌桩内插入Ｈ型钢或其他种类的受拉材料，形成承力和防水的复合围护结构。该工法桩是以二轴型或多轴型搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥固化

剂而与地基土反复搅拌，在各单元间采取重复搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬之前插入Ｈ型钢作为其加劲材料，至水泥土结硬，形成一道一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。具有良好的抗弯、抗剪强度，较小的渗透系数和可靠的防水性能。试验表时，水泥土对型钢的包裹作用提高了型钢的刚度，可起到减少位移的作用。此外，水泥土起到套箍作用，可以防止型钢失稳，对Ｈ型钢还可以防止翼缘失稳，使ＳＭＷ桩防水和刚度达到完整。１．３ＳＭＷ工法桩适用条件。ＳＭＷ工法桩是以水泥土搅拌桩为基础，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层，含砂卵石地层要经过适当处理后方可采用。１．４主要研究任务及目标。通过本项目的研究，掌握ＳＭＷ工法桩施工工艺；探讨ＳＭＷ工法桩作为基坑围护工程施工难点和关键技术；技术经济分析。

２研究方法

２．１根据设计文件、现场环境条件及施工方案，编制施工监控、施工技术研究的计划、方案。２．２按照研究计划和施工进展情况，实施相应的技术、工艺研究。２．３咨询或聘请有施工经验的专家进行现场讲座或现场指导。

３主要施工工艺

（见图２）。３．２施工工艺。３．１施工工艺流程图

深层搅拌桩机３．２．１搅拌桩施工。ａ．ＳＭＷ桩机就位。

开到指定桩位，对中，定位偏差不得大于３ｃｍ，测出桩机底盘标高，以此确定搅拌桩机悬吊提升及

桩底标高；用经纬仪下降的起讫位置，控制桩顶、

对机架的垂直度进行调整，垂直度偏差不得大于１％，保证成桩的垂直度。ｂ．预搅下沉。深层搅拌机运转

图２正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架

切土搅拌下沉，下沉速度控制在０．４～０．５ｍ／ｍｉｎ左右，可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于１０Ａ。如遇硬粘土等下沉速度太慢，可通过输浆系统适当补给清水以利钻进。ｃ．制备水泥浆。深层搅拌桩预搅下沉到设计深度后，开始拌制水泥浆，待压浆时倾入集料斗中。ｄ．提升喷浆搅拌。深层搅拌机下沉达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，此后边喷浆、边旋转，边提升深层搅拌机，直至设计桩顶标高。此时应注意喷浆速率与提升速度相协调，以确保水泥浆沿桩长均匀分布，搅拌提升速度一般应控制在０．８ｍ／ｍｉｎ。ｅ．沉钻复搅。再次沉钻进行复搅，复搅下沉速度可控制在０．５～０．８ｍ／ｍｉｎ。复搅到设计深度后，再次边喷浆，边旋转，边提升至设计桩顶标高。第二次喷浆量不宜过少，可控制在总喷浆量的２０％～３０％。ｆ．第三次搅拌。第三次钻进进行复搅，复搅下沉速度控制在０．５～０．８ｍ／ｍｉｎ内。边旋转，边提升，重复搅拌至桩顶标高，并将钻头提出地面，以便移机施工新的桩体。开行深层搅拌桩桩机至新的桩位，重复ｇ．移位。（ａ～ｆ）步骤，进行下一根桩的施工。３．２．２插入Ｈ型钢施工ａ．再将减摩剂涂料刷在Ｈ型钢的表面，刷涂减摩涂料的厚度控制在１～２ｍｍ。ｂ．Ｈ型钢插入前，必须将Ｈ型钢的定位设备准确固定，并校正该设备的水平。ｃ．Ｈ型钢吊起后，利用型钢的定位设备确定Ｈ型钢的水平位置，利用经纬仪调整Ｈ型钢的垂直度（保证Ｈ型钢的垂直度误差小于１％）。ｄ．Ｈ型钢插入时，先由其自重下沉，一般可下沉３￣

施工中注意观测垂直５ｍ，然后开振动锤下压型钢。

度，如有偏差应及时调整振动方向，保证垂直度。ｅ．利用吊筋控制Ｈ型钢底标高，误差在５０ｍｍ内。

４关键技术和难点及应对措施

４．１桩身垂直度控制。４．１．１机架垂直度是决定桩身垂直度的关键。控制因素主要有两点：ａ．下钻前机架的平整度；ｂ．机架的垂直度。平整度的控制：在下钻前必须对机架台身进行抄平，调整好平整度；垂直度的控制：垂直度偏差控制在１％以内。在机架就位对孔好后，用经纬仪观测垂直度，及时调整偏差。４．１．２下钻过程中若遇钻不进等情况，不能强行下钻，及时排查原因，避免钻进时歪曲，造成桩身缺陷。４．２浆液的配比。采用“二次喷浆，三

（即预搅下沉、沉钻复搅、第三次搅次搅拌”工艺

拌。目的是增强混合土体的粘结度和连续性），

草黄色粉质粘土中，ＳＭＷ桩桩趾插入⑥层暗绿～

此土层孔隙比０．６７、含水量２３．２％。通过试验的方法确定灰浆施工配合比，水泥掺入比为１４％，水灰（Ｗ／Ｃ）为０．７。比４．３注浆量及搅拌注浆的控制。４．３．１注浆量的控制。搅拌桩桩趾插入⑥层暗绿～草黄色粉质粘土中，成桩桩身混合土强度要求达１．６～１．９Ｔ／ｍ３。４．３．２搅拌注浆的控制。ａ．保证喷浆速率与提升速度的协调一致和下沉钻进速度，防止出现夹心层和断浆情况。施工中出现提升过快或中断注浆时，必须重新下钻至停浆面或少浆面以下１ｍ的位置，重新注浆１０￣２０ｓ后恢复提升，防止断桩。

ｂ．搅拌速度的控制：预搅下沉，速度控制在０．４～０．５ｍ／ｍｉｎ左右，可由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于１０Ａ；提升喷浆搅拌，喷浆速率与提升速度相协调，搅拌提升速度一般应控制在０．８ｍ／

０．８ｍ／ｍｉｎ；沉钻复搅，复搅下沉速度可控制在０．５～

ｍｉｎ，可控制在总喷浆量的２０％～３０％；第三次搅拌，复搅下沉速度控制在０．５～０．８ｍ／ｍｉｎ内，搅拌至桩顶标高处将钻头提出地面。４．３．３搅拌桩搭接及施工顺序。搅拌桩的搭接以及成型搅拌桩的垂直度补正量依靠搅拌机顺序搭接来实现，桩间搭接保证２０ｃｍ，以确保搅拌桩的间隔水帷幕的作用。二轴搅拌机搭设施工顺序见图３。４．４施工冷缝处理。施工相邻桩间隔超过８ｈ，或因故停歇超过２４ｈ，应按冷缝处理。处理方法是在后施工桩中增

（可增加２０％～加水泥掺量３０％），在冷缝处搅拌桩

的外侧补搅素桩，素桩与围护桩搭接厚度约为

前后排桩施工错位成踏步式，以次确保将来１０ｃｍ。

基坑开挖时不出现大量渗水现象。施工冷缝处理

见“图４”。４．５漏水处理。４．５．１ＳＭＷ工法桩转角部位漏水处理。凸角，凹角等转角部位，由于墙的变形产生纵向裂缝，然后出现漏水的情形较多。用平钢水平焊接构成加固带，在背面设置一道增强型

具体的做法详见图５。ＳＭＷ桩。４．５．２桩体缺陷部位

漏水处理。漏水现象常发生在桩体缺陷部位或者是裂纹部位，则可用聚乙烯软管泻水，再用速凝型砂浆补修周围，随后封闭管子止水。但是缺陷部位沿深度方向连续伸延的情形较多，故可把漏水汇

（下转９５页）积到基底用管子泻水；缺陷较大

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