工法桩常识

工法桩常识SMW是SoilMixingWall的缩写。SMW工法连续墙于1976年在日本问世SMW工法由日本成辛工业株式会社开发成功.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型钢等插入搅拌桩体内,形成地下连续墙体,利用该墙体直接作为挡土和止水结构.其主要特点是构造简单,止水性能好,工期短,造价低,环境污染小,特别适合城市中的深基坑工程.SMW工法是以多轴型钻掘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系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。SMW工法施工顺序如下：1、导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟。2、置放导轨。3、设定施工标志。4、SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌。5、置放应力补强材（H型钢）6、固定应力补强材。7、施工完成SMW。SMW工法的主要特点：1、施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。2、钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从而使它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。4、可成墙厚度550～1300mm,常用厚度600mm；成墙最大深度目前为65m,视地质条件尚可施工至更深。5、所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80㎡。6、废土外运量远比其他工法为少。SMW工法是使用搅拌叶片和螺旋钻搅拌待加固土体的技术，使水泥类悬浊液在原地层中与土体(soil)搅拌混合(Mixing)形成墙体(wall)的原位加固技术(简称SMW工法)。它与钢筋混凝土地下连续墙和钻孔灌注桩施工工艺相比，具有造价低、工期短、对周围环境影响小等特点，尤其在软土地基基础围护施工中优势更为明显。近年来SMW工法主要用来构筑防渗性临时挡土墙及防渗构造物，其施工工艺已大量应用于轨道交通地下车站、地下建筑工程和其它工程基础围护施工中，取得了较好的社会和经济效益。SMW工法桩近年来在水利工程的水闸和泵站基础施工中也已开始应用，但目前还没有相应的标准、规范可参照执行。为保证SMW工法桩的施工质量，上海市水利建设工程质量监督中心站在滴水湖出海闸基础围护工程中，以水泥搅拌桩施工规范为基础，根据设计要求，结合本工程特点，经过收集、分析相关工程实例的资料，研究制定了《滴水湖出海闸工法桩施工技术与验收要求》，其中包括基本规定、施工技术、质量检验三部分，介绍如下。1工程概况滴水湖出海闸为新建3孔10m节制闸，工程等级为I级水工建筑物，闸室、桥与大堤连接段箱型基础均采用D850“SMW”工法桩(三轴水泥土搅拌桩)作止水帷幕及地基加固，共分为两部分：一是闸室四周防渗止水帷幕兼闸首底板地基处理，桩底标高-24m，桩端进入⑤1-2层；二是箱型结构的地基加固兼止水帷幕。2SMW工法桩施工本工法桩施工采用二喷二搅的施工方法进行施工，施工内容包括导沟开挖、桩机就位、土体搅拌与注浆、型钢插入与图1SMW工法施工工艺流程图拔除等，具体施工方法如下(参见图1)：2.1导沟开挖根据基坑维护内边的控制线，进行开挖导沟施工，并清除地下障碍物，根据现场土质的条件，导沟的开挖尺寸：宽度控制在1~1.2m，深度控制在0.5~0.8m。开挖导沟产生的余土及时进行清理，以保证SMW工法桩的正常施工。2.2桩机就位为避免挤土，桩体采用由内向外的施工顺序，每幅及每排的搭接顺序为200mm。(1)桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况，及时纠偏。(2)桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度。(3)三轴搅拌桩三轴中心间距1200mm，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3cm。2.3搅拌速度与注浆控制(1)三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。对于粘土一般在0.5~1.Om/min，砂土1.0~1.5m/min，钻机提升搅拌速度一般1~2m/min，采用一次钻进一次提升方法。通常下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，且在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录，见图2。(2)水泥浆液制备及浆液注入浆液的搅制采用32.5普通硅酸盐水泥，参考浆液配合比范围为水泥：膨润土：水=(270~360kg)：(5~15kg)：(450~900kg)，具体配合比应通过加固土室内试验的检验方能使用，15％浆液配比为1:1.7，20%浆液配比为1:2.5，注浆压力为1.5MPa~2.5MPa。2SMW工法在某地铁基坑围护中的应用来源：中国论文下载中心[08-12-2011:29:00]作者：汤绍华张飞进编辑：studa0714摘要：SMW法是在水泥土搅拌桩内插入工H型钢或其他种类的劲性材料，从而增加水泥土桩抗弯、抗剪能力，并具有挡水、挡土、工艺闭单、操作方便等特点的基坑围护施工方法。由于此类工法施工周期短、工程造价低、抗渗能力较强，在基坑围护中具备技术优势。本文通过某地铁区间明挖隧道基坑支护施工实践阐述其应用技术，并对其变形情况和经济性作出分析。关镶词：基坑支护明挖施工SMW工法1.前言近年来，随着我国经济和城市建设的发展,地下工程愈来众多，开发和利用地下空间的要求日显重要。大量深基坑工程的出现，促进了设计计算理论的提高和施工工艺的发展。SMW工法是一种新型的基坑支护技术，也称劲性水泥土搅拌桩法。该工法于1976年在日本问世，并得到很大推广，广泛应用于海底隧道工程、地铁、电铁等重大项目，以及各类高层建筑的深基坑开挖支护工程等。最近数年，SMW工法在日本地下连续墙中的应用面高达70％左右。近年，在上海、南京、天津与广州等城市推广SMW工法，广泛应用于地铁基坑工程、市政建设工程、建筑基坑工程及海岸防渗工程等。施工表明,SMW工法施工适用软硬各类土层，包括砂烁层、卵石层、岩层。该工法以多轴型钻掘搅拌机在现场一定位置向一定深度进行钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土自上而下、自下而上反复进行混合搅拌，在各施工单元之间则采取部分重叠搭接施工，在水泥土混合体未结硬之前插入H型钢或钢板作为补强材料，与水泥土结硬形成具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。该工法的水泥用量远远小于钻孔灌注护坡桩的用量，且工程完成之后，可对H型钢进行回收利用，施工的噪音小，对周围的环境影响较小，显示出了独特的经济和环保优势。2.工程概况2.1工程简介本工程为某地铁明挖区间隧道,围护结构采用SMW工法进行施工。由水泥搅拌桩内插入H型钢＋冠梁＋围囹＋水平钢支撑构成支护系统。SMW工法桩为围护桩，全程共280幅桩。桩径为3×Φ850，桩长为21.5m，插入H型钢长度22米(含冠梁上部露出长度0.5m）。SMW桩顶的钢筋混凝土冠梁为850×1000，SMW工法围护的明挖段基坑深13～14m，宽16.15m。按场地的地质状况、周边环境安全的重要程度和坑内永久性结构变形允许条件等因素，本区间明挖段基坑变形控制保护等级定为二级。2.2工程地质及水文地质条件根据地勘报告,工程所处地层自上而下依次为:人工填土层：粉土填土①层、层底标高40.21~41.81m；第四纪全新世冲洪积层：粉土③、粉质粘土③2层、粉土④2、粉质粘土④，层底标高26.21~33.91m；第四纪晚更新世冲洪积层：细中砂⑥3层，粘土⑥1层，粉质粘土⑥2层，层底标高20.21~26.21m。本段地下水由上至下分为三层：表层滞水，水位标高为33.17~41.55m，透水性一般；潜水，水位标高为26.23~31.47m，微承压性；层间潜水，水位标高为20.20~26.70m，施工过程中未涉及此层地下水。3.主要施工方法及措施3.1场地平整三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层硬物,素土回填夯实，路基承重荷载以能行走50t大吊车及履带式重型桩架为准。3.2测量放样根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作,并做好永久及临时标志。为防止搅拌桩向内倾斜,造成内衬墙厚度不足，影响结构安全使用，按设计要求每边外放10cm。确认无误后进行搅拌施工。3.3开挖沟槽根据基坑围护内边控制线，采用挖机开挖沟槽，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工,并达到文明工地要求。3.4定位型钢放置垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格300×300，长约8-20m，转角处H型钢采取与围护中心线成45度角插入，H型钢定位采用型钢定位卡。3.5三轴搅拌桩孔位定位三轴搅拌桩中心间距为600mm，根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。3.6桩机就位由当班班长统一指挥，桩机就位，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，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度，垂直度偏差不大于1/100。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30㎜。3.7SMW工法施工SMW工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。3.8搅拌速度及注浆控制三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。水泥采用32.5级新鲜普通硅酸盐水泥。水泥浆液的水灰比为1.8～2.2，每立方搅拌水泥土水泥用量为360kg，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算,注浆压力以浆液输送能力来控制。3.9H型钢插入三轴水泥搅拌桩施工完毕后,吊机应立即就位，准备吊放H型钢。起吊前在距H型钢顶端0.10m处开一个中心圆孔，孔径约8cm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，必须确保垂直。在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内。3.10涂刷减摩剂考虑H型钢回收，型钢必须涂刷减摩剂后再插入水泥土搅拌桩，结构强度达到设计要求后起拔回收。3.11H型钢回收待地下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圈梁为反梁，起拔回收H型钢。用0.5水灰比的水泥砂浆自流充填H型钢拔除后的空隙，减少对邻近建筑物及地下管线的影响。4.结语SMW工法在本工程中，既提前了工期，节省了投资，又保证了工程质量。SMW工法可以大幅度降低工程造价：原设计钻孔灌注桩加水泥土搅拌桩止水帐幕结构形式造价为988．5元／立方米，采用SMW工法后造价为758.4元／立方米，节省造价230.1元／立方米；SMW工法施工速度较快：本基坑工期比原设计方案提前30天；施工的噪音小，对周围的环境影响较小；基坑在开挖时和开挖后始终保持稳定，墙顶水平位移保持在30mm以内，周围沉降量控制在20mm以内，单日最大位移均为3mm；该止水体系很好的完成了防水任务，仅局部出现少量渗水现象，不会给施工带来大的影响；也末出现较大面积的坍塌，确保了施工的安全进行。