淺析SMW工法質(zhì)量控制

[摘要]針對SMW工法的工藝要點(diǎn),詳細(xì)闡述該工法水泥攪拌樁和H型鋼施工的質(zhì)量控制措施和施工過程中出現(xiàn)問題的處理與預(yù)防方法。

[關(guān)鍵詞]SMW工法施工工藝質(zhì)量控制

中圖分類號:TU1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210133-01

一、前言

SMW(Soil-cement Mixed Wall)工法是在連續(xù)套接的多軸(一般三軸居多)水泥土攪拌樁內(nèi)插入型鋼形成的復(fù)合擋土結(jié)構(gòu)。其中攪拌樁可作為防滲帷幕,型鋼作為基坑圍護(hù)的主要受力構(gòu)件。此工法中,H型鋼可拔出重復(fù)利用,可節(jié)約大量鋼材,且基本無泥漿污染,在基坑圍護(hù)樁墻中具有良好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前國內(nèi)深基坑圍護(hù)SMW工法開挖深度多在5-12m,南京地鐵珠江路站、向興路站的SMW工法施工基坑開挖深度已達(dá)17.5m,但在深基坑支護(hù)施工時(shí)也存在一定風(fēng)險(xiǎn),若施工不當(dāng),可能引起滲漏并影響墻體的剛性,導(dǎo)致基坑圍護(hù)事故的發(fā)生,下面結(jié)合近年蘇州地區(qū)SMW工法的施工經(jīng)驗(yàn),淺析如何加強(qiáng)該工法施工的質(zhì)量控制。

二、SMW工法工藝流程

可用流程圖簡要表示:施工放樣→開挖導(dǎo)溝、清除地面、地下障礙物→導(dǎo)向定位型鋼設(shè)置→三軸攪拌樁孔位定位→樁機(jī)就位、復(fù)核樁機(jī)水平和垂直度→拌制水泥漿液、開啟空壓機(jī)、送漿至樁機(jī)攪拌及注漿→攪拌樁二次噴漿、氣,四次攪拌工藝成型→H型鋼垂直起吊、定位→校核H型鋼垂直度→H型鋼準(zhǔn)確垂直插入攪拌樁→臨時(shí)固定→施工完畢→H型鋼起拔→H型鋼回收。

三、質(zhì)量控制要點(diǎn)

(一)圍護(hù)樁墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量控制

水泥攪拌樁通過重復(fù)套鉆來達(dá)到防滲止水的作用,考慮到施工垂直度,三軸型攪拌機(jī)的施工一般采用跳槽式雙孔全套復(fù)攪式,如下圖1,圖中數(shù)字表示施工。

圖1跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接圖

先后順序,陰影部分為重復(fù)套鉆,采用3個(gè)攪拌頭的深攪設(shè)備進(jìn)行施工時(shí),下攪噴漿攪拌與替身噴漿攪拌各一次后,重疊搭接的樁再下攪和提升噴漿一次,即每次都有2根樁需重復(fù)下攪和提升噴漿,這就需要首次下攪和提升最少的噴漿量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%～100%,否則未重復(fù)噴漿樁的噴漿量很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。每根樁都要復(fù)攪復(fù)噴,攪拌樁采用二次噴漿,四次攪拌工藝,求得最佳加固效果。

(二)水泥攪拌樁的樁身強(qiáng)度和均勻性控制

1.制備水泥漿液及漿液注入。在現(xiàn)場搭建拌漿施工平臺,其附近堆放散裝水泥筒庫,開機(jī)前進(jìn)行漿液攪制,開鉆前對拌漿人員交底。采用32.5級普通硅酸鹽水泥,水灰比為1.5,拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5MPa～2.5MPa,以漿液輸送能力控制。攪拌漿液中摻入適量膨潤土,土體加固后,28天抗壓強(qiáng)度不低0.8MPa。

2.鉆桿速度控制。三軸水泥攪拌樁在鉆孔和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液,保持螺桿勻速轉(zhuǎn)動,勻速下鉆、提升,并嚴(yán)格控制下沉和提升速度,下沉速度不大于1m/分,采取高壓噴氣對孔內(nèi)水泥土翻攪,使水泥漿液在初凝前充分?jǐn)嚢?確保攪拌樁的均勻及連續(xù)性。在樁底適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿,使原狀土充分破碎,土體攪拌充分,在樁底至樁底以上1m處提升,下沉速度宜不大于0.5m/分,并做好每次成樁的原始記錄。

(三)型鋼樁頂標(biāo)高與拔出控制

1.減摩劑涂刷施工。H型鋼在使用前必須均勻涂刷減摩劑,以利拔出。首先清除H型鋼表面的污垢及鐵銹,其次減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化,用攪棒攪時(shí)感覺厚薄均勻,涂敷于H型鋼上,厚度控制在1.0mm以上。如遇雨雪天,不可以在潮濕表面上直接涂刷,應(yīng)先擦干表面才涂刷減摩劑,否則將剝落。H型鋼表面涂上涂層后,一旦發(fā)現(xiàn)涂層開裂、剝落,必須將其局部鏟除,重新涂刷減摩劑。

2.型鋼插入控制。注意控制型鋼的插入時(shí)間,應(yīng)盡可能在攪拌樁施工完成30min內(nèi)插入,若水灰比或水泥摻入量較大時(shí),H型鋼的插入時(shí)間可適當(dāng)增加。

根據(jù)高程控制點(diǎn),用水準(zhǔn)儀引放到定位型鋼上,根據(jù)定位型鋼與H型鋼頂標(biāo)高的高度差確定吊筋長度,在型鋼兩腹板外側(cè)焊好吊筋(≥Φ12),誤差控制在±5cm以內(nèi)。型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。

型鋼端部中心開直徑100mm圓孔,插入前應(yīng)對減摩劑檢查驗(yàn)收,型鋼底部中心對準(zhǔn)攪拌樁位中心處的型鋼定位卡口,自然垂直地緩慢穿過型鋼定位卡,插入卡口。當(dāng)型鋼插放到約80%型鋼長時(shí),利用型鋼自身重力快速放松鋼索,將其插入水泥土攪拌樁中,如型鋼插不到設(shè)計(jì)標(biāo)高,則重復(fù)提升H型鋼,快速下沉插入型鋼;如仍然不到位置,采用樁架上鉆桿向下壓或使用振動錘,以確保樁頂標(biāo)高。

3.型鋼拔出。(1)主體地下結(jié)構(gòu)施工完畢、地下室外墻與攪拌樁間回填密實(shí)后方可進(jìn)行拔出,當(dāng)?shù)叵率夜こ倘拷Y(jié)束,開始施工±0.000標(biāo)高以上位置,地下室頂板施工(并達(dá)到一定強(qiáng)度)、坑內(nèi)回填土完成后方可進(jìn)行型鋼拔出回收。(2)型鋼拔出后,立即用6%～8%水泥漿液進(jìn)行回填拔除后留下的縫隙。

四、施工過程中出現(xiàn)問題的處理與預(yù)防方法

(一)壓漿管堵塞。輸漿管道不能堵塞,若發(fā)現(xiàn)堵管,立即停泵處理,待處理后立即把攪拌鉆具上提或下沉1米后方能注漿,等10～20秒后恢復(fù)正常攪拌,待水泥漿到達(dá)漿管噴頭后再按要求速度提升或下沉,以防止供漿不連續(xù)而造成斷樁。

(二)施工冷縫的處理。施工過程中斷超過24h時(shí),出現(xiàn)冷縫,可用雙套孔施工予以補(bǔ)救,但往往水泥土凝結(jié)硬化后,施鉆較為困難,則可采取在冷縫處圍護(hù)樁外側(cè)補(bǔ)澆素樁方案。在圍護(hù)樁達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行補(bǔ)樁,補(bǔ)樁與圍護(hù)樁搭接厚度約10cm左右。施工冷縫處理見圖2。

(三)防止水泥土強(qiáng)度低的改進(jìn)施工措施。水泥土的強(qiáng)度關(guān)系到擋土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B效果。采用鉆孔取芯進(jìn)行水泥土強(qiáng)度的試驗(yàn)證明:水泥土強(qiáng)度的離散性很大,且隨深度增加強(qiáng)度遞減。

目前水泥漿液的拌制以人工為主,漿液的質(zhì)量人為影響比較大,應(yīng)加強(qiáng)操作人員的控制,有條件采用自動拌漿系統(tǒng),最大限度減少人為誤差。

在能解決H型鋼下沉到位的前提下,盡可能降低水灰比,并可采取措施輔助H型鋼下沉,如在水泥漿液中摻加膨潤土增加水泥土的觸變性,能有效減少H型鋼下沉阻力。

(四)滲漏的補(bǔ)救措施

采用SMW工法施工,基坑開挖后一般不會滲漏,但如地下土層變化大或施工措施不力,也可能意外滲漏水,可根據(jù)水量大小采用止水措施:

1.墻體滲水或小孔流水:可采取引流疏導(dǎo),用速凝水泥封填并埋設(shè)引流管將水流排出,待水泥凝固后將引流管堵住。

2.大孔流水:可先用干海帶填充,再在外側(cè)速凝水泥封填并埋設(shè)引流管,待水泥凝固后將引流管堵住。

若上述方案不能有效止?jié)B,可在型鋼上內(nèi)焊鋼板,再在外側(cè)速凝水泥封填并埋設(shè)引流管,待水泥凝固后將引流管堵住。

五、小結(jié)

采用SMW工法只要設(shè)計(jì)合理,切實(shí)加強(qiáng)施工中質(zhì)量控制,能取得工期和費(fèi)用的雙重節(jié)約,污染小,符合我國建設(shè)節(jié)約社會,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的要求。

參考文獻(xiàn):

[1]上海市建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)定額管理總站,《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程(試行)》,DGJ08-116-2005,上海,2005.

[2]葛漢明、魏勁松,用于深基坑圍護(hù)的SMW工法施工技術(shù),建筑施工,2008,12.

作者簡介:

叢俊華(1971-),女,工民建專業(yè),講師,高級工程師,蘇州建設(shè)交通學(xué)校建設(shè)工程系主任,主要研究方向:建筑的專業(yè)教學(xué)。