SMW新工法桩作业指导说明书.doc

SMW工法桩作业指导书
1 概述
1.1 编制依据
1.1.1 工程施工设计图。
1.1.2 工程《岩土工程勘察汇报》。
1.1.3 《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-。
1.1.4 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-。
1.1.5 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-。
1.1.6 《型钢水泥土搅拌墙技术规程》DGJ08-116-。
1.1.7 中国现行SMW工法桩施工相关要求。
1.2 适用范围
本指导书适适用于SMW工法桩施工。
2 SMW工法桩施工组织和准备
2.1 施工前准备
2.1.1 施工现场应优异行场地平整，清除施工区域表层硬物和地下障碍物，遇明洪<塘)及低挂地时应抽水和清淤，回填粘性土并分层扎实。路基承载能力应满足重型桩机和吊车平稳行走移动要求。
2.1.2 根据搅拌桩桩位平面部署图，确定合理施工次序及配套机械、水泥等材料放置位置。
2.1.3 技术人员依据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩心距用红色油漆做好标识，确保搅拌桩定位正确，并经监理复核验收签证。桩位平面偏差小于5mm。
2.1.4 依据基坑围护内边控制线开挖导向沟，并在沟槽边设置搅拌桩定位型钢，标出搅拌桩位置和型钢插人位置。
2.1.5 三轴搅拌机和桩架进场组装并试运转正常后方可就位。
2.1.6 采取现浇钢筋混凝土施工导墙时，导墙宜筑于密实粘性土层上，并高出地面100mm，导墙净距应比水泥土搅拌墙设计厚度增加40～60mm。
2.2 机械配置
搅拌桩施工应依据项目地质条件和成桩深度选择不一样形式或不一样功率三轴搅拌机，在粘性土中宜选择以叶片式为主搅拌形式;在砂性土中宜选择螺旋叶片式为主搅拌形式;在砂砾土中宜选择螺旋叶片搅拌形式。和其配套桩架性能参数必需和三轴搅拌机成桩深度和提升力要求相匹配。搅拌机工作电流、立架垂直度、卷扬机功效、搅拌轴定位导向装置、注浆泵工作压力应符合相关要求。附投入项目SMW工法桩施工机具表。
SMW工法桩施工机具表
序号
机具名称
型号
数量
作用
1
挖掘机
WY-100
2台
开挖基槽
2
三轴搅拌桩机
PAS-120VAR
3台
水泥土搅拌
3
吊机
50t
3台
吊放搅拌机
4
汽吊
16/25t
2台
吊型钢
5
压浆泵
UBJ-2
5台
注浆
6
空压机
W-6/7
6台
凿出桩头
7
振动锤

5台
插入型钢
8
灰浆搅拌机
200L
5台
拌浆
9
千斤顶

2台
起拔型钢
备注：施工机具型号及数量依据项目标需要可灵活选择。
型钢回收
现场查勘，清除地下障碍物，平整场地
依据设计图纸测量定位，设置导向桩确保墙体水平精度
确定施工位置开挖导向沟
设置导向架和定位型钢搅拌机就位
成墙钻进及搅拌
插入芯材和固定
墙体硬化
墙顶设置圈梁
取样强度测定
弃土处理
压浆注入
水泥浆配置(搅拌站设置及注入泵就位)
3 SMW工法桩施工工艺
3.1 施工工艺步骤

3.2 施工步骤
SMW工法桩施工步骤见下图。

4 SMW工法桩施工步骤及要求（以H型钢为例）
4.1 开挖导沟、设置定位型钢
在沿SMW墙体使用挖掘机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽，沟槽宽约1.2m，深1.5m（作用是：1、施工导向，2、临时堆放置换出来残土和泥浆）,并设置定位型钢。
假如做导墙：施工方法和地连墙导墙施工方法一样；假如采取型钢：垂直沟槽方向放置两根H型定位型钢，规格为200×200mm，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根H型定位型钢，规格为300×300mm，长约8～12m。并在导墙或型钢上面做好桩心位置。
4.2 桩机就位
4.2.1 桩机平面位置控制
用卷扬机和人力移动搅拌机抵达作业位置，使钻杆中心对准桩位中心。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前仔细观察现场情况，确保移位平稳、安全。桩位偏差不得大于30mm。
4.2.2 垂直度控制
在桩架上焊接二分之一径为5cm铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤线恰好经过铁圈中心。每次施工前合适调整钻杆，使铅锤在铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在3‰以内。
4.2.3 桩长控制标识
施工前在钻杆上做好标识，控制搅拌桩桩长大于设计桩长，当桩长改变时擦去旧标识，做好新标识。
4.3 搅拌施工次序
SMW工法施工按连接方法分间隔式双孔全套复搅式连接和单侧挤压式连接方法两种（以下图），其中阴影部分为反复套钻，以确保墙体连续性和接头施工质量，水泥搅拌桩搭接和施工设备垂直度补正依靠反复套钻来确保，以达成止水作用。
4.3.1 间隔式双孔全套复搅式连接，通常情况下均采取图1施工次序方法进行施工。

SMW工法桩间隔式双孔全套复搅式施工次序示意图
4.3.2 单侧挤压式连接方法：对于围护桩转角处或有施工间断情况下采取图2施工次序进行施工。

SMW工法桩单侧挤压式施工次序示意图
4.4 预搅下沉
待搅拌桩机钻杆下沉到SMW桩设计桩顶标高时，开动灰浆泵，待纯水泥浆抵达搅拌头后，按1m/min速度下沉搅拌头，边注浆（注浆泵出口压力控制在0.4-0.6Mpa）、边搅拌、边下沉，使水泥浆和原地基土充足拌和，经过观察钻杆上桩长标识，待达成桩底设计标高。下沉速度可由电机电流监测表控制，工作电流小于70A。(以下图)

4.5 制备水泥浆
待钻掘搅拌机下沉时，即开始按设计确定配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。所使用水泥全部应过筛，制备好浆液不得离析，拌制水泥浆液水、水泥和外加剂用量和泵送浆液时间由专员统计。

4.6 喷浆搅拌提升
钻掘搅拌机下沉到设计深度后，稍上提10cm，再开启灰浆泵，边喷浆、边旋转搅拌钻头，泵送必需连续。同时严格根据设计确定提升速度提升钻掘搅拌机，喷浆量及搅拌深度必需采取经国家计量部门认证监测仪器进行自动统计。钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。
4.7 反复搅拌下沉和提升至孔口
为使土体和水泥浆充足搅拌均匀，要反复上下搅拌，但要留一部分浆液在第二次上提复搅时灌入，最终完成一根均匀性很好水泥土搅拌桩。SMW桩关键施工技术参数见下表。
SMW桩关键技术参数表
序号
项 目
技术指标
1
水泥掺量
大于22%
2
下沉速度
0.8～1.0m/min
3
提升速度
2.0m/min
4
搅拌转速
30～50rod/min
5
浆液流量
40L/min
4.8 桩机移位
将深层搅拌机移位，反复（4.1～4.6）步骤，进行下一根桩施工。
4.9 减模剂调制、涂抹及保护
H型钢减摩，是H型钢插入、顶拔顺利进行关键工序。减摩剂要严格按试验配合比及操作方法并结合环境温度制备，将减摩剂均匀涂抹到型钢表面2遍以上，厚度控制在3mm左右，型钢表面不能有油污、老锈或块状锈斑。涂完减摩剂型钢在吊运过程中应避免变形过大和碰撞受损。若插入桩体前发觉上述情况，应立即补涂。在施工过程中尤其注意以下几点：
4.9.1 清除H型钢表面污垢和铁锈。
4.9.2 用电热棒将减摩剂加热至完全熔化，搅拌均匀，方可涂敷于H型钢表面，不然减摩剂涂层不均匀轻易产生剥落。
4.9.3 如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应事先用抹布擦去型钢表面积水，待型钢干燥后方可涂刷减摩剂。
4.9.4 型钢表面涂刷完减摩剂后若出现剥落现象应立即重新涂刷。

4.10 插入型钢
在插入型钢前，安装由型钢组合而成导向轨，其边扣用橡胶皮包帖，以确保型钢能较垂直地插入桩体并降低表面减摩剂受损。每搅拌1～2根桩，便立即将型钢插入，停止搅拌至插桩时间控制在30min内，不能超出1h。现场还要准备锤压机具，以备型钢依靠自重难以插入到位时使用。
型钢水泥土搅拌墙中型钢间距和平面部署形式应依据计算和设计图纸确定，常见型钢部署型式有“密插、插二跳一和插一跳一”三种，以下图所表示:

搅拌桩和内插型钢平面部署

假如不采取筒靴下插定位型钢，安装型钢定位卡（以下图）
槽沟定位型钢 型钢定位卡

1000

800

型钢起吊和下插
4.10.1 型钢起吊前在型钢顶端150mm处开一中心圆孔，孔径约100mm，装好吊具和固定钩，依据引设高程控制点及现场定位型钢标高选择合理吊筋长度及焊接点。
4.10.2 型钢用两台吊车合吊，以确保型钢在起吊过程中不变形。吊车起吊吨位依据计算确定（以25T和16T为例），吊点位置和数目按正负弯矩相等标准计算确定，在型钢离地面一定高度后，再由25T吊垂直起吊，16T汽车吊水平送吊，成竖直方向后，用25T吊车一次进行起吊垂直就位，型钢定位卡牢靠、水平，将H型钢底部中心对准桩位中心沿定位卡靠自重垂直插入水泥搅拌桩内。在孔口设定向装置，当型钢插到设计标高时，用φ8吊筋将型钢固定。当H型钢不能靠自重完全下插到位时，采取SMW钻管头部，静压或采取振动锤进行振压。H型钢留置长度为高出顶圈梁500mm，方便型钢回收时拔出。

4.11 清洗
向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残余水泥浆，直至基础洁净。并将粘附在搅拌头上软土清除洁净。
4.12 型钢回收
在SMW工法桩施工施工中，型钢造价通常约占总造价40％～50％。要确保型钢顺利拔出回收，其施工关键点以下：
a) 在围护结构完成使用功效后，由总包方或监理方书面通知进场拔除。并依据基坑周围基础形式及其标高，对型钢拔出区块和次序进行合理划分。具体作法是：先拔较远处型钢，后拔紧靠基础型钢；先短边后长边次序对称拔出型钢。
b) 用振动拔桩机夹住型钢顶端进行振动，待其和搅拌桩体脱开后，边振动边向上提拔，直至型钢拔出。
c) 另在现场准备液压顶升机具，关键用于场地狭小区域或环境复杂部位。
d) 型钢起拔时加力要垂直，不许可侧向撞击或倾斜拉拔。型钢露出地面部分，不能有串连现象，不然必需用氧气、乙炔把连接部分割除，并用磨光机磨平。
5 SMW工法桩质量控制
5.1 施工关键点
5.1.1 正式施工前经过试桩确定施工参数，包含浆液抵达喷浆口时间、提升速度等。
5.1.2 施工前必需清除现场地面、地下一切障碍物，开机前必需调试、检验桩机运转及输浆管通畅情况。为确保搅拌桩垂直度，注意起吊设备平整度和导向架垂直度，用线锤检验。
5.1.3 严格按设计要求配置浆液，浆液不能发生离析。为预防灰浆离析，拌浆时间≥2min，注浆前必需搅拌30秒再倒入存浆桶。
5.1.4 搅拌机预搅下沉不得冲水，碰到硬土层，下沉太慢时，方可适量冲水，但要确保搅拌时间，增加搅拌次数，提升搅拌转数，降低钻进速度。
5.1.5 严格控制下沉速度，使原状土被充足搅拌充足破碎，有利于同水泥浆均匀拌和。水泥浆必需不间断供给，压浆阶段不许可发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，以确保不出现夹心层现象。水泥搅拌桩渗透系数应小于10-7cm/s。
5.1.6 发生管道堵塞，立即停泵处理，待处理结束后把搅拌钻具下沉1.0m后方能注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩。当相邻桩施工因故停止超出8h时，重新进行套打搅拌。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方法。
5.1.7 桩体28天无侧限抗压强度应大于1.2MPa，施工时为了改善水泥土搅拌桩性能和提升早期强度，可掺加少许早强剂。
5.1.8 H型钢接头设在基坑底标高以下，翼板和腹板焊接应相互错开，并满足等强度焊接要求。型钢表面平整度控制在1‰以内，并除锈,在干燥条件下涂抹减摩剂,搬运使用应预防碰撞和强力擦挤。
5.1.9 控制注浆量和提升速度（下沉小于1m/min，上提2m/min）
5.1.10 H型钢插入时间，搅拌桩完成后30min内插入H型钢，若水灰比或水泥掺入量较大时，H型钢插入时间可对应增加。
5.2 水泥土搅拌桩成桩许可偏差表
序号
检验项目
许可偏差
检验频率
检验方法
或许可值
范围
点数
1
桩底标高（mm）
50
每根
1
测钻杆长度
2
桩位偏差（mm）
50
每根
1
用钢尺量
3
桩径（mm）
±10
每根
1
用钢尺量
4
桩体垂直度
≤1/200
每根
全过程
经纬仪测量

5.3 型钢插入许可偏差表
序号
检验项目
许可偏差
检验频率
检验方法
或许可值
范围
点数
1
型钢垂直度
≤1/200
每根
全过程
经纬仪测量
2
型钢长度（mm）
±10
每根
1
用钢尺量
3
型钢底标高（mm）
-30
每根
1
用水准仪量
4
型钢平面位置（mm）
50（平行于基坑方向）
每根
1
用钢尺量
10（垂直于基坑方向）
每根
1
用钢尺量
5
型心转角A（*）
3
每根
1
量角器测量
6 SMW工法桩施工质量确保方法
6.1 对周围局部区域管线保护方法
6.1.1 施工前对管线：煤气、电缆、上、下水管线，尤其是大口径压力管线埋设深度、路径和围护距离调查清楚，并设置监测点，施工全过程实时监控。
6.1.2 施工期间，管线位移出现报警时，应立即采取控制搅拌桩施工速度，调整工艺参数等有效方法。
6.2 成桩施工期质量控制
6.2.1 认真做好各施工班组作业人员分层次技术交底，和上岗前培训工作，持证上岗，确保岗位工作质量。
6.2.2 材料供给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，测试汇报应在正式施工前完成，确保使用设计强度等级水泥，进场水泥立即送检，合格后方可使用。
6.2.3 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验，作好隐蔽统计，班后由班长、质量员查对，预防出现差错。
6.2.4 确保施工机械设备性能良好状态，施工时立即例保，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，从而确保喷浆均匀性和连续性。
6.2.5 成桩期间，天天每台机械要求做一组规格为7.07×7.07×7.07cm试块，试块宜取自最终一次搅拌钻头提升出来附于钻头上水泥土，试块制作好后进行编号、统计、养护，立即送试验室。
6.2.6 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，需在相邻两幅桩外侧进行补桩。
6.3 确保桩身强度和均匀性质量要求
6.3.1 水泥流量、注浆压力采取人工控制，严格控制每桶搅拌桶水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检验水泥浆比重。土体应充足搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充足破碎，有利于水泥浆和土均匀拌和。
6.3.2 浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为预防灰浆离析，放浆前必需搅拌30秒再倒入存浆桶。
6.3.3 压浆阶段输浆管道不能堵塞，不许可发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。
6.3.4 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10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。
6.4 开挖前养护期质量控制
6.4.1 按400T散装水泥、200T袋装水泥为一个检验批，立即将水泥送试验室进行28天水泥检测。
6.4.2 搅拌桩试块立即送室验室做28天无侧限抗压强度测试，测得28天无侧限抗压强度不应小于设计强度。
6.5 插入型钢质量确保方法
6.5.1 型钢到场需得到监理确定，待监理检验型钢平整度、焊接质量，认为质量符合施工要求后，进行下插型钢施工。
6.5.2 型钢进场要逐根吊放，型钢底部垫枕木以降低型钢变形，下插型钢前要检验型钢平整度，确保型钢顺利下插。
6.5.3 型钢插入前必需将型钢定位设备正确固定，并校核其水平。
6.5.4 型钢吊起后用经纬仪调整型钢垂直度，达成垂直度要求后下插型钢，利用水准仪控制型钢顶标高，确保型钢插入深度和留置长度。
6.5.5 型钢起吊安装前必需重新检验表面减摩剂涂层是否完整。
7 SMW工法桩施工特殊情况处理方法
7.1 施工冷缝处理
a) 由常规套钻1个孔改为套钻2个孔来增加搭接强度和抗渗度。
b) 严格控制上提和下沉速度，做到轻压慢速以提升搭接质量。
c) 如上述方法无法满足要求，采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，以防偏钻，确保补桩效果，素桩和围护桩搭接厚度约10cm，确保围护桩止水效果。

7.2 渗漏水处理
在整个基坑开挖阶段，需组织工地现场小组常驻工地并备好对应设备及材料，亲密注视基坑开挖情况，一旦发觉墙体有漏点，立即进行封堵。具体采取以下两种方法补漏。
7.2.1 引流管
在基坑渗水点插引流管，在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆达成强度后，再将引流管打结。
7.2.1 双液注浆
a) 配制化学浆液。
b) 将配制拌合好化学浆和水泥浆分别送入贮浆桶内备用。
c) 注浆时开启注浆泵，经过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从出口混合注入孔底被加固土体部位。
d) 注浆过程中应尽可能控制流量和压力，预防浆液流失。施工前应做双液注浆初凝时间地表试验。
7.3 遇孤石处理方法
通常情况下，三轴搅拌机对粒径10cm以下卵石地层亦适用。在成桩过程中如遇较大孤石，则采取加水冲击，提升水泥掺量方法，若孤石较大无法冲脱，则采取加桩补强方法。
7.4 垂直度控制及纠斜方法
正确定位桩平面位置，桩机就位严格按桩平面位置就位；对于有偏斜桩位，采取加桩方法，在其后面补作加强桩。
7.5 意外停机时应急方法
发生意处停机事件，将钻杆下沉1.0m，重新喷浆搅拌，预防出现断桩或夹层现象，若两桩咬合超出24h，则第二根桩采取增加20%浆量，或采取加桩。
7.6 断桩、开叉等补救方法
在基坑开挖中发觉SMW桩有断桩、开叉处，则采取在开挖内侧注浆，外侧旋喷桩止水，并用t=12mm钢板在断桩、开叉处封闭，钢板和SMW工法桩内型钢满焊。
7.7 SWM桩和钻孔围护桩接头接缝处理
钻孔桩施工时因为砼外溢，造成接面处不规则，易产生大规模涌水、涌砂现象。在钻孔桩和SMW桩接头处采取以下技术方法：
a) 在接头处桩增加水泥浆量和搅拌次数，提升水泥掺量并使之和土体充足搅拌，施工中严禁冲水下沉。
b) 在接头处外侧作φ650旋喷桩止水帷墙，起止水和补充加固土体作用。
c) 在内侧采取t=12mm钢板将SMW工法中靠近钻孔桩第一根型钢和钻孔桩主筋焊接，焊接要求为满焊，钢板背后空隙用快速水泥封堵。
7.8 其它情况处理
a) 有异常时，如施工遇无法达成设计深度时，应立即上报甲方、监理，经各方研究后，采取补救方法。
b) 在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜和设计单位、业主、监理共同协商，确定处理措施。
c) 施工过程中，如碰到停电或特殊情况造成停机造成成墙工艺中止时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以预防出现不连续墙体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以预防浆液硬结堵管。
d) 发觉管道堵塞，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10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。
8 安全、环境保护及职业健康确保方法
8.1 安全要求
a) 当发觉搅拌机入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超出额定值时，应减慢升降速度或补给清水；发生卡转、停转现象时，应切断电源，并将搅拌机强制提升出地面，然后再重新开启电机。
b) 当电网电压低于350V时，应临时停工，以保护电机。
c) 泵送水泥浆前，管路应保持湿润，以利输浆。
d) 水泥浆内不得夹有硬结块，以免吸入泵内损坏缸体，可在集料斗上部装设细网进行过筛。
e) 输浆管路应保持洁净，严防水泥浆结块，每日完工后应根本清洗一次。喷浆搅拌施工过程中，假如发生事故而停机半小时以上，应先拆卸管路，排除水泥结石，然后进行清洗。
f) 应定时拆卸清洗灰浆泵，注意保持齿轮减速箱内润滑油清洁。
8.2 环境保护要求
a) 施工场地必需做到场地平整无积水，挖好排水沟，深层搅拌钻机行进时必需顺畅。
b) 水泥、石灰等细颗粒散体材料，应遮盖存放。水泥堆放必需有防雨、防潮方法，不得污染。
c) 深层搅拌机和钻机周围必需做好排水工作，预防泥浆或污水灌入已施工完桩位处。
d) 施工现场制订洒水降尘方法，指定专员负责现场洒水降尘和立即清理浮土，避免扬尘。
e) 冬期施工有对水、水泥浆、输浆管路及储浆设施进行有效保温方法，预防冻结。