深基坑围护施工方案(smw工法桩).doc

SMW工法桩在深基坑围护施工方案
深基坑围护施工中，常见的形式有地下连续墙、组合排桩和SMW工法桩等几种。SMW工法以其经济、适用、安全和环保等优势而越来越被广泛应用。上个世纪90年代初，SMW工法桩通过技术引进并创新在我国发展起来，并在上海某基坑围护施工中最先得到应用，目前该工法桩主要应用于我国东南沿海地区的软土深基坑围护中，并逐步向内地推广。
关键词：深基坑围护、SMW工法桩、H型钢、监测
1、前言：SMW（Soil-cement Mixed Wall）工法桩是基于深层搅拌桩施工方法发展起来的，它通过在相互搭接的水泥土搅拌桩内插入H型钢或其他种类的受拉材料，连续并排形成地下柱列式复合挡土围护结构，从而起到防渗、支护作用。
      SMW工法桩作为开挖深度在6～15米的基坑围护形式，同地下连续墙、组合排桩（咬合式钻孔灌注桩或钻孔灌注桩+水泥搅拌桩隔水帷幕）等其他基坑围护形式相比，具有明显的工艺简单、造价低、节约资源、减少地下空间资源的污染以及工期短等优势，具有很大的潜在应用推广市场。
我公司承建的 焦炭年产甲醇工程一期60万吨年产甲醇项目，B1标段714沉渣池（基底深度为-7.7米）、A1标段218受煤坑（基底深度为-8.890米）及6#转运站（基底深度为-12.59米）均采用了SMW工法桩进行深基坑围护施工，取得较好的施工效果。现将此施工方法作一简单介绍。
2、SMW工法桩施工
2.1 SMW工法桩施工工艺流程：
施工场地平整
测量定位，设导向桩
开挖导向沟槽
设导向定位型钢
桩机就位
成墙钻进及搅拌
成桩
桩机移位
芯材插入与固定
墙体硬化
设置墙顶圈梁
压浆注入
设立泥浆搅拌站
配置水泥浆
弃土处理
下道工序施工
取样强度测定

2.2 SMW工法桩施工准备

2.2．1 SMW工法桩平面布置、桩直径、桩的长度及水平支撑设置方案均应依据施工图纸和地质勘探报告由具有相应资质的设计单位进行设计，并需专家组会审。
2.2．2 场地平整、组装机械
三轴搅拌桩机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物，素土回填夯实，路基承重荷载以能行走50t大吊车及桩架为准。
机械选择：采用三轴搅拌桩机成孔和泥浆搅拌， 50t汽车吊起吊H型钢，挖掘机挖沟槽，水泥浆搅拌设备配套。 在现场组装机械，经过有关方面验收后，进行后续施工。
2.2．3 测量放样
采用激光测距仪及经纬仪进行轴线引测。按图放出围护结构轴线，设立临时控制桩，在施工过程中每天对控制点进行校核，并做好有效保护。
2.2．4 开挖沟槽
根据基坑围护内边控制线，采用0.4m3～1m3挖土机开挖工作沟槽。遇有地下障碍物时，利用挖机进行开挖清障，特殊情况下，使用大型挖机或其他机械设备进行大面积深挖，直到清障完毕，然后回填土压实，重新开挖沟槽。
2.2．5 型钢定位放置
在沟槽两侧打入地下4根10#槽钢深1.5m作为固定支点，垂直沟槽方向放置两根H型钢与支点焊接。规格为200×200，长约2.5m，在平行沟槽方向放置两根H型钢，规格300×300，长约7～12m，与小H型钢焊接。

H型钢施工过程
2.2．6 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型钢表面划线定出钻孔位置。利用钻管和桩架相对错位原理，在钻管上划出深度的标尺线。

2.3 SMW工法搅拌桩施工
2.3．1 施工顺序
SMW工法桩施工按设计图顺序进行，应注意重复套钻部分施工质量，以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。
2.3.2 桩机就位
① 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。
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，并用经纬仪经常校核。
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。
2.3.3 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0.5～0.7m/min，提升速度不大于0.7m/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。
② 制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场搭建泥浆搅拌站 ，附近应搭建100m2水泥库或散装水泥罐，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。水泥浆液的水灰比宜为1.5～2.0，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，浆液流量以浆液输送能力控制。搅拌后土体28天抗压强度不小于1.2Mpa。
2.3.4 插入H型钢施工
① 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。
② 起吊前在距H型钢顶端0.03-0.07m处开一个中心圆孔，孔径约4cm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。
③ 在沟槽定位钢筋上设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，垂直度控制用线锤控制。
④ 根据业主提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位钢筋与H型钢顶标高的高度差，在定位钢筋上搁置槽钢，焊Ф8吊筋控制H型钢顶标高，误差控制在±5cm以内。
⑤ 待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。
⑥ 若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度，并用经纬仪校核。

2.3.5 报表记录
施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间和H型钢的下插情况，记录要求详细、真实、准确。及时填写当天施工的报表记录，隔天送交监理。
2.3.6 涂刷减摩剂
对围护区域所有的H型钢进行回收，型钢拔除应编制专项施工方案。因此，应注意对型钢减摩剂的涂刷质量控制，具体要求如下：
① 清除H型钢表面的污垢及铁锈。
② 减摩剂必须用电炉加热至完全融化，用搅棒搅时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。
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。
④ 如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。
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。
⑥ 浇筑压顶圈梁时，埋设在圈梁中是H型钢部分必须用铁板与混凝土之间垫实，将其与混凝土隔开，一是确保钢管支撑有效传力，二是有利于H型钢的起拔回收。
2.3.7 H型钢回收
① 待地下结构外墙施工完外防水并完成土方回填后，采用专用液压设备利用相邻桩组成反力架，起拔回收H型钢。

② 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。
3、围檩、支撑施工
3.1工法桩施工完成后，根据设计图及时进行顶部的混凝土压顶梁的施工，同时进行有效的养护。
3.2压顶梁高度一般设计为800mm，宽度为1200mm，内配φ25主筋，砼强度等级采用C30。
3.3压顶梁主筋连接采用套筒连接，模板采用18mm厚七夹板，采用50*100木方作为水平围檩，间距不超过300mm，采用48钢管作为竖向围檩，间距不超过600mm。
3.4型钢围檩制做安装：基坑的第二、三道钢管支撑周边设置双拼H400×400型钢围檩，根据设计位置在工法桩H型钢壁上焊围檩托架，然后配备1台50T汽车吊吊装H400×400型钢围檩并焊接加固，紧后架设Φ609钢管支撑体系，并施加预应力。
3.5 支撑系统的施工必须严格遵守先支撑后开挖的原则，挖土至支撑面标高后，开槽设置围檩、支撑系统。施工工况见下图

3.6围檩应按设计要求，安装在同一水平线上。钢围檩与H型钢之间的间隙，采用C20砼填筑，应使每块槽钢都能与钢围檩有良好的接触，使其共同均匀受力。
3.7支撑体系施工完成后，开挖基坑土方，土方挖至基底后应立即施工垫层及底板，并同时
施工底板与围护桩之间的砼传力带，传力带与围护桩之间可垫放旧木夹板做好隔离措施，以便于后期型钢回收。
3.8 基坑围护在地下二层结构及传力带完成后，拆除支撑，然后进行下一层结构施工，回填土后围护H型钢回收。埋在墙体内的钢支撑采用电焊割除。
4、 监测
4.1监测是保证工程顺利完成的必需条件和有效手段，可以对工程施工质量和安全性进行定量分析。在适当的位置进行监测可收到良好的效果，施工和设计单位可以根据监测数据及时调整各项施工参数或采取适当的施工措施，使工程顺利实施。
监测报表是设计和施工的必要补充手段，应及时提供给业主、设计和施工单位，以作为施工方案优化的根据，并为设计理论提供验证数据。
监测方案由专业单位编制后交相关方面审核后实施 。
4.2基坑监测
基坑开挖中必须进行监测并及时提供各项数据。
按监测专业单位提供的基坑监测方案和监测单位提供的深基坑监测数据，项目部设置现场监测系统，成立基坑监测分析小组，建立监测信息网络。根据基坑分块施工流程和进度及时提供各项监测数据，基坑开挖期间，定期会同监理、总包召开基坑监测碰头会，分析监测数据（包括降水水位），指导后续土方、结构施工。每周会同业主、监理、总包召开基坑监测例会，结合上周施工进度分析监测数据，指导本周施工进度。每周、每月由监测单位编制基坑监测周报和月报。
对于发生突变、异常变化或达到预警值的测点，及时与设计、业主或总包、监理沟通，召开会议，制定对策。
4.3围护桩渗漏水监测
随着基坑开挖向纵深发展，围护体系将大面积暴露，开挖过程中成立基坑围护体系的监护小组，重点关注围护渗漏情况，发现一处立即封堵一处，防患于未然。
4.4 坑内外水位监测
基坑开挖过程中，将坑内水位控制在开挖面以下0.5～1.0m，以免坑内降水过度而影响坑外水位。同时加强坑外水位观测，当坑外水位发生突变时，应根据测点位置寻找原因，是否围护体系渗漏，或坑内降水过度。若围护体系渗漏，应立即找出渗漏点，及时进行堵漏；若坑内降水过度，应立即停止相应部位的降水，同时在坑外设置回灌井，及时进行水位补给，减少周边环境沉降。

4.5临时边坡监测
当基坑采用分块开挖，开挖区和未开挖区域间存在临时边坡，临时边坡采用两级放坡，总坡度控制1：2.5。因此基坑围护监护小组应加强对临时边坡稳定性的检查，尤其是连续降雨或大雨过后，应对所有边坡进行检查，以免水土流失而产生土体滑坡。一旦发生滑坡，应立即疏散施工人员和机械设备，设置警戒线，待滑坡现象稳定，立即修整边坡，挖除松动土体，重新做好护坡。
4.6坑底反弹监测
基坑降水相当重要，开挖过程中加强基坑降水，严格控制坑内水位，确保坑内水位控制在开挖面以下0.5～1.0m。在土方开挖过程和结构施工过程中，对基底土体反弹进行检查，若发现异常现象，如管涌流砂或素砼垫层产生大量裂缝等，立即采取措施，停止土方开挖或结构施工，用压密注浆等地基加固措施进行加固，在流砂处抛掷大石块、填筑砼或重物进行压重。
5.结束语
深基坑围护施工中，常见的形式有地下连续墙、组合排桩和SMW工法桩等几种。SMW工法桩以其经济、适用、安全和环保等优势而越来越被广泛应用。上个世纪90年代初，SMW工法通过技术引进并创新在我国发展起来，并在上海某基坑围护施工中最先得到应用，目前该工法桩主要应用于我国东南沿海地区的软土深基坑围护中，并逐步向内地推广。