关于SMW工法桩施工质量控制的探究

发表时间:2019/4/2   来源:《防护工程》2018年第35期   作者:龚腾飞
[导读] 经充分搅拌混合后,再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内,形成围护结构,特别适合城市中的深基坑工程。
中铁七局集团武汉工程有限公司
  摘要:SMW工法正以构造简单,止水性能好,工期短,造价低,环境污染小等优点,在城市中的深基坑工程逐渐广泛应用。本文作者结合多年工作实践经验,首先探讨了SMW工法桩的原理与特点,然后介绍了SMW工法桩施工工艺 和施工质量控制措施,希望对相关从业人员有所帮助。
  关键词:SMW工法桩; 基本原理;施工工艺;质量控制;措施
  
  
  前言
  SMW工法又称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体,同时在钻头端部将水泥浆液注入土体,经充分搅拌混合后,再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内,形成围护结构,特别适合城市中的深基坑工程。
  1 SMW工法桩基本原理与特点
  1.1基本原理。SMW工法桩基本原理是利用多轴搅拌机就地下钻搅拌土体,在各施工单元之间采取重叠搭接施工,同时在钻头端部将水泥浆注入土体,再充分搅拌混合后,将型钢插入混合土体内,从而形成地下连续墙,使连续墙墙成为集“止水和挡土”于一体的围护结构。
  1.2 SMW工法桩特点。SMW工法桩适用于软土、粉质土、砂土及单轴抗压强度60Mpa以下的岩层。SMW工法桩施工中不会扰动邻近土体,在空间受限的施工当中亦可运用。同时,与其他基坑支护结构相比具有施工速度快、噪音小、止水效果好、土方外运量小、价格低廉的特点。
  2 SMW工法桩施工工艺
  2.1 施工工艺流程
  导槽开挖→设置定位型钢→打桩连接方式→桩机就位→搅拌速度及注浆控制→型钢涂刷减摩剂→插入型钢→型钢回收。
  2.2 导槽开挖
  测量人员根据施工图纸中基坑围护控制边线对SMW工法桩中心点进行放样,确认出每组工法桩施工位置。采用0.5m3挖机开挖导槽,并清除地下障碍物,导槽宽度应比工法桩内边线两侧各宽10~15cm,深度控制在1~1.5m,在施工中随打随挖,保证水泥浆不外溢,废除的水泥浆存放在现场空地,随时进行外运,以保证SMW工法桩正常施工,并达到文明工地要求。
  2.3设置定位型钢
  相应位置的导槽开挖后,跨越导槽垂直于导槽方向放置两根20号工字定位型钢,长约2m,按型钢尺寸做出型钢定位卡,防止型钢插入工法桩内时不正。在垂直导槽方向放置的型钢之上平行导槽方向在导槽两侧放置两根20号工字定位型钢,长约10~20m,在型钢上间隔相应距离用红漆做一个标记,以便于施工中确定桩位。
  2.4桩机就位
  (1)1由值班班长统一指挥,桩机移动前看清上、下、左、 右各方面的情况,发现障碍物应及时清除,然后开始移动桩机,桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。
  (2)桩机应平稳、平正,并用线锤对钻杆垂直定位观测以确保桩机钻杆的垂直度。
  (3)三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核,偏差值应小于2cm。
  2.5搅拌速度及注浆控制
  (1)三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆,同时严格控制钻杆下沉和提升的速度。钻杆具体下沉和提升速度应根据施工图纸要求控制,在水泥搅拌桩桩底部分适当持续搅拌注浆,保证搅拌桩桩底质量,做好每次成桩的原始记录。
  (2)制备水泥浆及浆液注入
  在施工现场搭建拌浆施工平台,平台附近搭建一个水泥平台,制作施工用的水箱容积约10m3,在开机前进行水泥浆液的搅拌工作,并在过程中保持水泥浆的稳定。所选用得水泥须送样复试合格后方可使用。

水泥浆的水灰比按照施工图纸要求配比,按照工法桩截面面积、土体体积、土体质量及水泥浆掺入量进行计算得到单组水泥搅拌桩水泥浆及水泥用量,注浆压力按照施工图纸要求控制并需保证浆液能够顺利输送。
  (3)搅拌下沉和提升速度一定要均匀,遇到障碍物要减速慢行防止钻杆损坏。
  (4)桩与桩搭接不大于24h;如超过24h,则在第二根桩施工时增加浆量20%,同时减少提升速度;如因相融时间过长,致使第二个桩无法搭接时,则在设计认可下采取局部补桩或注浆措施。
  2.6型钢涂刷减摩剂
  (1)涂刷前清除型钢表面的污垢及铁锈。减摩剂必须用电炉加热至完全融化,用搅棒搅时感觉融化均匀,才能涂敷于型钢上,否则涂层不均匀,易剥落。
  (2)如遇型钢表面被淋湿,应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂,不可以在潮湿表面上直接涂刷,否则减摩剂将剥落。
  (3)型钢表面涂上减摩剂后,一旦发现涂层开裂、剥落,必须将其铲除并清理干净后,重新涂刷减摩剂。
  (4)浇注压顶冠梁时,埋设在冠梁中是型钢部分必须用塑料薄膜将其与混凝土隔开,否则将影响型钢的起拔回收。
  2.7插入型钢
  (1)三轴水泥搅拌桩施工完毕后,履带式起重机应立即就位,吊放已涂刷减摩剂型钢,以便拔除回收。
  (2)起吊前在距型钢顶端0.2m处开一个孔径约4cm中心孔,装好吊具和固定钩,然后用履带吊起吊型钢,采用人工配合履带吊插入型钢,以保证型钢垂直插入。在垂直于导槽的定位型钢上设型钢定位卡固定型钢,然后将型钢钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥搅拌桩体内,用线锤和全站仪控制垂直度,垂直度不大于3‰,型钢插入过程中转角小于1°。
  (3)当型钢插放到设计标高时,用10号钢筋将型钢固定好。溢出的水泥土必须及时进行处理,控制到一定标高,以便进行后续施工。
  (4)待水泥搅拌桩硬化到一定程度后,将固定钢筋与定位型钢撤除。
  2.8型钢回收
  主体结构完成并达到设计强度后,采用专用夹具及千斤顶以冠梁为基础,起拔回收型钢。型钢拔除后的空隙使用施工图纸要求的水泥浆填充,以减少对邻近建筑物及地下管线的影响。
  3 施工质量保证措施
  3.1 对相关施工人员做好技术交底、安全交底。
  3.2 型钢加工时严格按施工图制做,吊放对位时,轴线偏离应小于5cm。
  3.3 施工前对三轴搅拌桩机进行维护保养,尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作,施工前必须检查设备的性能,确保设备运转正常。
  3.4 使用桩架垂直度指示针调整桩架垂直度,并用线锤进行校核。
  3.5 工程实施过程中,严禁发生定位型钢移位,一旦发现挖机在清除沟槽土时碰撞定位型钢使其跑位,立即重新放置定位型钢,严格按照设计图纸进行施工。
  3.6 场地布置综合考虑各方面因素,避免设备多次搬迁、移位,减少搅拌和型钢插入的间隔时间,尽量保证施工的连续性。
  3.7 严禁使用过期水泥、受潮水泥,对每批水泥进行复试合格后方可使用。
  3.8 型钢吊起后用全站仪调整型钢的垂直度,达到垂直度要求后下插型钢,利用水准仪控制型钢的顶标高,保证型钢的插入深度。
  4 结束语
  总之,伴随着城市中轨道交通工程和地下建设工程的不断增多,SMW工法桩的质量控制在工程建筑过程起到了越来越重要的作用。为了确保SMW工法桩施工的质量,必须掌握好施工工艺和施工质量控制措施,以保证工程建设能够顺利的完成。
  参考文献
  [1]丛俊华,浅析SMW工法桩质量控制,工程科学,2009.01;
  [2]葛汉明.魏劲松,用于深基坑围护的SMW工法桩施工技术,建筑技术,2008.12;
  [3]肖德纲.唐昌尧,浅谈SMW 工法桩施工质量控制,科技创新导报,2010.NO.08;
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