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1、SMW 工法桩简介1概述SMW工法是Soil-Mixing Wall的简称，最早由日本成幸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型钢或其他型材插入搅拌桩体内，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，特别适合城市中的基坑工程。2工程概况大理市环洱海截污干渠建设项目是省、市重点建设项目之一，基坑支护采用SMW 工法桩，截污干渠结构尺寸为5.1m3.85m和4.1m3.85m，底板埋深4.5-9米，基坑宽6.5m和5.5m。3地质概况拟
2、建场地地质条件较为复杂，场地地基土主要由第四系人工堆积人工填土，第四系冲湖积粉土、粉质粘土、砂砾、泥炭质土、粘土。地下水富水性及连通性较好，与地表水体洱海距离近，水量较大。4基坑围护结构设计根据本基坑的工程特点、地质条件等要求，基坑支护结构选用SMW 工法桩。其中水泥搅拌桩直径650mm，桩间距500mm，桩与桩间咬合150mm；水泥土搅拌桩内插入H型钢，型钢尺寸4003001016，中心距5001500mm。桩顶做钢筋砼圈梁兼作首道支撑围囹，基坑竖向设置1或2道工字钢支撑。SMW桩中插入的H型钢在干渠主题结构施工完毕后拔除。5施工工艺5.1施工流程施工流程应根据施工场地大小、周围环境等因素，
3、施工时不得出现冷缝，搭接施工的相邻桩的施工间歇时间应不超过1016小时，若遇特殊情况，接缝处应加强处理。设置导向定位型钢平整场地测量放样SMW搅拌机架设SMW搅拌机就位，校正复核桩机水平和垂直度钻头下钻并切割土体下沉至设计桩底标高重复一次拌制水泥浆液，开启压浆机，送浆至桩机钻头钻头喷浆并提升至设计桩顶标高，停浆型钢进场，质量检验下一施工循环H型钢垂直起吊，定位型钢涂减磨剂材料校核H型钢垂直度插入型钢施工完毕搅拌桩机械退场干渠完成拔出型钢SMW工法施工流程图5.2施工技术参数5.2.1本工程SMW工法水泥土搅拌桩的施工采用双管搅拌设备，桩型采用650500水泥土搅拌桩。5.2.2 水泥土搅拌桩采
4、用PO32.5普通硅酸盐水泥, 水灰比1.51.8,水泥掺入比18%22%。5.2.3 为保证水泥土搅拌均匀,必须控制好钻具下沉及提升速度，钻机钻进速度一般在1m/min，提升搅拌速度一般在0.81.0m/min。施工时应保证水泥土能够充分搅拌混合均匀。提升速度不宜过快，避免桩身强度不足等现象。相邻两桩施工间隔一般不得超过12个小时。5.2.4 H型钢必须在搅拌桩施工完毕后3小时内插入，要求桩位偏差不大于20mm，标高误差不大于+100mm -50mm，垂直度偏差不大于0.5%。5.2.5 型钢宜采用整才并保持平直，若有焊接接头，应采用破口焊接，焊缝质量等级不应低于二级。单根型钢中焊接接头不宜
5、超过2个，焊接接头的位置应避免在型钢受力较大处，相邻型钢的接头竖向位置宜相互错开，错开距离不小于1m。5.2.6 H型钢在地下结构完成后予以回收，故在成桩及施工干渠应考虑施工时间，H型钢插入到拔出不宜超过3个月。5.3 平整场地5.3.1 施工场地平整，满足水泥搅拌桩机的架设。5.4 测量放线5.4.1施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，精确计算出围护中心线角点坐标（或转角点坐标），利用测量仪器精确放样出围护中心线，并进行坐标数据复核，同时做好护桩。5.5 孔位放样及桩机就位5.5.1在平整好的施工场地范围内设计定位辅助线，按设计要求在定位辅助线上划出钻孔位置。5.5.2根据确定的位
6、置严格钻机桩架的移动就位，就位误差不大于2cm。5.5.3开钻前应用水平尺将平台调平，并调直机架，确保机架垂直度不小于1/150。5.5.4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，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平正。5.6 喷浆、搅拌成桩5.6.1水泥采用PO32.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比1.5，水泥掺入比20%。5.6.2施工的关键在于如何保证桩身的强度和均匀性。在施工中应加强对水泥用量和水灰比的控制，确保泵送压力。5.6.3根据钻头下沉和提升二种不同的速度，注入土体搅拌均匀的水泥浆液，确保水泥土搅拌桩在初凝前达到
7、充分搅拌，水泥与被加固土体充分拌和，以确保搅拌桩的加固质量。5.6.4水泥浆液制备系统每一个时间段，电脑计量水和水泥的量。自动拌浆系统配制好的水泥浆液输送至储浆罐为双管搅拌设备连续供浆。5.6.5在施工中根据地层条件，严格控制搅拌钻机下沉速度和提升速度，确保搅拌时间，根据设计图纸的搅拌桩深度，钻机在钻孔下沉和提升过程中，钻头下沉速度为1m/min，提升速度为0.81.0m/min，每根桩均应匀速下钻、匀速提升。5.6.6经常进行现场实测压浆泵的流量、泥浆比重、浆液配合比与电脑数据相比较，使理论数据与实测数据相吻合，确保桩体的成桩质量。5.6.7双管水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液
8、，同时严格控制下沉和提升速度。5.7H型钢选材与焊接H型钢选用4003001016型钢，在H型钢顶端双面焊接30030020mm的加强板，且在距H型钢顶端0.2m处开一个圆形孔，孔径约8cm。（详见：型钢端部加强板示意图） 若所需H型钢长度不够，需进行拼焊，焊缝应均为破口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。型钢端部加强板示意图5.8 涂刷减摩剂根据设计要求，本支护结构的H型钢在结构强度达到设计要求后必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂，以利拔出；要求型钢表面均匀涂刷减摩剂。5.8.1 清除H型钢表面的污垢及铁锈。5.8.2减摩剂必须用电热棒加热至完全融化，用搅棒搅时感觉厚薄均
9、匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。5.8.3 如遇雨雪天，型钢表面潮湿，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，否则将剥落。5.8.4 如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂刷施工前抹去表面灰尘。5.8.5 H型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除， 重新涂刷减摩剂。5.8.6基坑开挖后，设置支撑钢牛腿时，必须清除H型钢外露部分的涂层，方能电焊。地下结构完成后撤除支撑，必须清除钢牛腿和牛腿周围的混凝土，并磨平型钢表面，然后重新均匀涂刷上减摩剂，否则型钢将无法拔出。5.9 型钢的插入与固定5.9.1 利于H型钢回收再利用，在H型
10、钢插入前预先热涂减摩剂，用电热丝将固体状减摩剂加热熔化后均匀涂抹在H型钢表面。5.9.2 待水泥土搅拌桩施工完毕后，吊车应立即就位，准备吊放H型钢。装好夹具和振动锤，采用30吨吊车起吊H型钢，型钢必须保持垂直状态。H型钢插入时间必须控制在搅拌桩施工完毕3小时内。5.9.3型钢就位后，先利用其自身的重力加上振动锤的重力自然下沉，无法自然下沉后打开振动锤，靠振动锤的力将型钢插入设计标高。5.10 拔除H型钢5.10.1在围护结构完成使用功能后，可对H型钢进行拔出工作，以便循环重复使用。5.10.2型钢两面用钢板贴焊加强，顶升夹具将H型钢夹紧后，用千斤顶反复顶升夹具，直至吊车配合将H型钢拔除。5.1
11、0.3H型钢露出地面部分，不能有串连现象，否则必须用氧气、乙炔把连接部分割除，并用磨光机磨平。5.10.4桩头两面应有钢板贴焊，增加强度，检查桩头80圆孔是否符合要求，若孔径不足必须改成80；如孔径超过则应该割除桩头并重新开孔，每根桩头必须待两面贴焊钢板后才能进行拔除施工。 6、施工质量保证措施6.1 成桩施工期的质量控制：6.1.1认真做好各施工班组作业人员分层次技术交底，以及上岗前的培训工作，持证上岗，确保岗位工作质量。6.1.2材料供应部门在材料送至现场时, 应同时提交材料质保单, 水泥要做安定性试验，测试报告应在正式施工前完成，确保使用设计强度等级的水泥，进场水泥及时送检，合格后方可使
12、用。6.1.3 对多规格桩长和型钢长度在施工过程，每班项目技术负责要下达当日作业指导书，明确作业要求。施工时质量员即时检查，作好隐蔽记录，班后由班长、质量员核对，防止出现差错。6.1.4保证施工机械设备性能良好状态，施工时及时例保，对压浆泵进行每分钟压浆量检测，并准备应急备用压浆泵一套，从而确保喷浆的均匀性和连续性。6.1.5成桩期间，每天每台机械要求做一组规格为7.077.077.07cm的试块，试块宜取自最后一次搅拌钻头提升出来的附于钻头上的水泥土，试块制作好后进行编号、记录、养护，及时送实验室。6.1.6在施工过程中，若因处理障碍物、机械设备坏修、断电等意外情况发生而造成施工时间过长时，
13、需在相邻两幅桩外侧进行补桩。6.2 确保桩身强度和均匀性质量要求：6.2.1水泥流量、注浆压力采用人工控制，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌和。6.2.2浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。6.2.3压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。6.2.4发生管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等1020
14、秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。6.3 开挖前养护期的质量控制：6.3.1按200T水泥为一个检验批，及时将水泥送实验室进行28天水泥检测。6.3.2搅拌桩试块及时送室验室做28天无侧限抗压强度测试，测得的28天无侧限抗压强度不应小于1.2Mpa。6.4插入H型钢质量保证措施型钢到场需经现场技术人员检查，待检查型钢的平整度、焊接质量，认为质量符合施工要求后，进行下插H型钢施工。型钢进场要逐根吊放，型钢底部垫枕木以减少型钢的变形，下插H型钢前要检查型钢的平整度，确保型钢顺利下插。型钢插入前必须将型钢的定位设备准确固定，并校核其水平。型钢吊起后用经纬仪调整型钢的垂直度，达到垂直度要求后下插H型钢
15、，利用水准仪控制H型钢的顶标高，保证H型钢的插入深度。型钢起吊安装前必须重新检验表面的减摩剂涂层是否完整。7、特殊情况处理措施7.1 有异常时，如施工遇无法达到设计深度时，应及时上报，经各方研究后，采取补救措施。7.2 在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与设计单位、业主、监理共同协商，确定解决办法。7.3施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下1m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续墙体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。7.4发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等1020秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。7.5 若遇地质情况发生变化，桩位上碰到块石等情况，应立即停止作业，采用挖掘机将其挖除，再回填适合搅拌桩作业的土质。7.6 施工冷缝处理：采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm，确保围护桩的止水效果。7.7渗漏水处
