摘要：結(jié)合工程實(shí)例，介紹采用擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐的SMW工法樁施工工藝。
一、前言
江蘇省蘇州蘇虞張公路快速化改造工程是對(duì)沿線的平交道口進(jìn)行歸并、改造和整治，以達(dá)到提高行車(chē)安全和行車(chē)速度目的。本次改造采用了主線下穿形式，蘇虞張公路快速化改造工程SYZ-1標(biāo)共有3個(gè)主線下穿，其中2個(gè)主線下穿（太東公路主線下穿、渭黃公路主線下穿）位于軟土地段，開(kāi)挖深度達(dá)8米左右，基坑開(kāi)挖采用了SMW工法樁圍護(hù)，并配合采取了擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐。本文結(jié)合該工程的實(shí)際情況，介紹一下SMW工法樁的施工工藝。
二、基坑圍護(hù)方案的確定
起初，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案全部采用Φ850mm的三軸攪拌樁插700的H型鋼（型鋼截面尺寸700×300×13×24）。設(shè)置兩道水平支撐，水平支撐采用Φ609mm，t=14mm鋼管，水平支撐中間通過(guò)在Φ1000mm攪拌樁打入鋼立柱連接，鋼立柱縱向采用2[40c槽鋼聯(lián)系梁連接，兩側(cè)工法樁通過(guò)冠梁、圍檁連接固定，
而實(shí)施該方案則面臨兩個(gè)主要的問(wèn)題：一是上下兩道橫向鋼支撐（水平間距5-10米）影響下穿土方的開(kāi)挖，即使土方能挖出也將影響擋土墻的施工；二是，該方案全部采用的Φ850mm三軸攪拌樁插700mm的H型鋼，型鋼量達(dá)3800噸，施工正值H型鋼市場(chǎng)緊俏時(shí)期，難以落實(shí)，且型鋼含量大、造價(jià)高。面對(duì)這些問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終采用方案：取消橫向鋼支撐，采用擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐；根據(jù)開(kāi)挖深度，由淺到深分別采用Φ700mm兩軸素?cái)嚢铇丁?Phi;700mm兩軸攪拌樁插500mmH型鋼、Φ850mm三軸攪拌樁插500mm的H型鋼、Φ850mm三軸攪拌樁插700mm的H型鋼幾種形式組合圍護(hù)方案，這樣既減少水泥攪拌樁體的數(shù)量，H型鋼用量也大大減少，方案優(yōu)化后的型鋼用量緊為1700噸。
三、設(shè)計(jì)要求
1、施工配合比：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，Φ850mm三軸攪拌樁水泥摻量為土體質(zhì)量的20％，水灰比1.5，減水劑為水泥用量的2％；Φ700mm兩軸攪拌樁水泥摻量為土體質(zhì)量的18％，水灰比0.55，減水劑為水泥用量的2％。
2、Φ850mm三軸攪拌樁28天強(qiáng)度要求不得小于1.0MPa，Φ700mm兩軸攪拌樁28天強(qiáng)度要求不小于0.8MPa。
四、施工準(zhǔn)備
1、材料準(zhǔn)備：水泥采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，早強(qiáng)減水劑采用GS-3，H型鋼焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)，采用清潔無(wú)污染水。
2、配合比準(zhǔn)備：根據(jù)設(shè)計(jì)建議配合比，現(xiàn)場(chǎng)取土進(jìn)行配合比驗(yàn)證。
3、機(jī)械準(zhǔn)備：Φ700mm雙軸水泥攪拌樁機(jī)，Φ850mm三軸水泥攪拌樁機(jī)（型號(hào)PAS-120VAR），擴(kuò)大頭錨桿機(jī)，400KW發(fā)電機(jī)組（無(wú)網(wǎng)電時(shí)使用），50T吊車(chē)。
4、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備：場(chǎng)地整平處理，三軸攪拌機(jī)機(jī)型大，且較重，對(duì)場(chǎng)地的要求高。
五、施工工藝
1、SMW工法樁施工
SMW工法樁工藝流程：施工放樣→開(kāi)挖導(dǎo)槽→設(shè)置導(dǎo)向定位型鋼→樁機(jī)就位→制備水泥漿液→噴漿、噴氣攪拌下沉至樁底標(biāo)高→噴漿、噴氣攪拌提升至樁頂標(biāo)高→H型鋼垂直起吊、定位（H型鋼涂減摩劑）→校核H型鋼垂直度→自重下沉插入H型鋼→固定H型鋼。
為了保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，保證樁與樁之間充分搭接，以達(dá)到止水作用，SMW工法施工采用跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接型式。
?。?）、測(cè)量放線
根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測(cè)工作，并做好永久及臨時(shí)標(biāo)志。確認(rèn)無(wú)誤后進(jìn)行攪拌施工放樣定位復(fù)核驗(yàn)收。
?。?）、開(kāi)挖導(dǎo)槽
溝槽既起到初步導(dǎo)向作用，又是存儲(chǔ)拱漿的需要。根據(jù)放樣出的圍護(hù)中心線開(kāi)挖工作溝槽，溝槽寬度根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度確定，深度為1米。
（3）、定位
在開(kāi)挖的工作溝槽兩側(cè)鋪設(shè)導(dǎo)向定位型鋼，按設(shè)計(jì)要求在導(dǎo)向定位型鋼上做出鉆孔位置和H型鋼的插入位置。定位型鋼必須放置固定好，必要時(shí)用點(diǎn)焊進(jìn)行相互連接固定。
（4）、樁機(jī)就位
根據(jù)確定的位置移動(dòng)樁機(jī)就位，就位誤差不大于3cm。用水平尺將平臺(tái)調(diào)平，并調(diào)直機(jī)架，確保機(jī)架垂直度不小于1%。為控制鉆管下鉆深度達(dá)標(biāo)，利用鉆管和樁架相對(duì)錯(cuò)位原理，在鉆管上劃出鉆孔深度的標(biāo)尺線。
?。?）、漿液拌制及噴漿攪拌下鉆
漿液嚴(yán)格按照配比制備，需攪拌均勻充分。漿液制備好后，便可開(kāi)始噴漿、噴氣下鉆，下鉆過(guò)程中要嚴(yán)格控制下鉆速度，下鉆速度一般不大于1m/min，下鉆過(guò)程注漿壓力一般1.5MPa～2.5Mpa。
?。?）、H型鋼加工及插入H型鋼
1)、為方便吊裝，H型鋼使用前，在距型鋼頂端中心處開(kāi)一個(gè)圓孔，孔徑約8cm，并在此處型鋼兩面加焊厚≥12mm的加強(qiáng)板。型鋼長(zhǎng)度不夠需進(jìn)行拚焊的，焊縫應(yīng)均為坡口焊，焊好后檢查焊縫是否有氣泡、夾渣以及平整度是否合格，如不合格應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊。最后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。同時(shí)，為了利于型鋼的拔出，H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，涂層宜為1-3mm。
2)、三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放H型鋼，用50噸吊機(jī)起吊H型鋼。放置H型鋼定位卡，型鋼定位卡必須牢固、水平，位置準(zhǔn)確，將H型鋼底部中心對(duì)正樁位中心并沿定位卡靠型鋼自重徐徐插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，若H型鋼插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，則采用提升H型鋼，重復(fù)下插使其插到設(shè)計(jì)標(biāo)高，下插過(guò)程中始終用經(jīng)緯儀跟蹤控制H型鋼垂直度，偏差小于0.5%。待型鋼插入至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將其固定在定位型鋼上，直到孔內(nèi)的水泥土樁體凝固。
?。?）、清理溝槽內(nèi)泥漿
由于水泥漿液的定量注入攪拌孔內(nèi)和H型鋼的插入，將有一部分水泥土被置換出溝槽內(nèi)，采用挖機(jī)將溝槽內(nèi)的水泥土清理出溝槽，保持溝槽沿邊的整潔，避免產(chǎn)生泥漿污染。
?。?）、整理施工記錄
施工過(guò)程中由專(zhuān)人負(fù)責(zé)記錄，詳細(xì)記錄每根樁的下沉?xí)r間、提升時(shí)間、噴漿情況和H型鋼的下插情況等。
2、擴(kuò)大頭錨桿施工
本工程擴(kuò)大頭錨桿有兩種長(zhǎng)度為20米和30米，錨桿采用4Φ15.2鋼絞線，水平傾角45°，錨固段分別為10米和30米，直徑15cm，其中擴(kuò)大頭段長(zhǎng)4米，擴(kuò)大頭直徑80cm，錨桿張拉應(yīng)為600KN。
鎖定值為300KN。擴(kuò)大頭錨桿跟進(jìn)SMW工法樁施工，施工方法如下：
?。?）錨桿機(jī)就位，按設(shè)計(jì)要求調(diào)準(zhǔn)好角度，本工程角度為45°，對(duì)準(zhǔn)孔位，偏差≤5cm；
?。?）套管鉆進(jìn)，本工程采用套管直徑為140mm，單節(jié)管長(zhǎng)1.5m，套管鉆進(jìn)深度為錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度減去擴(kuò)大頭段長(zhǎng)度。
?。?）水力擴(kuò)孔。在套管鉆進(jìn)到位后，即可下鉆桿進(jìn)行擴(kuò)孔，下鉆桿深度要不小于套管深度，一般保持下鉆桿數(shù)量和套管數(shù)量相等即可。在驗(yàn)算確保鉆桿深度和套管深度一致（或稍大于）后，便可進(jìn)行擴(kuò)孔。擴(kuò)孔是通過(guò)鉆頭處的噴嘴噴射高壓水，并旋轉(zhuǎn)利用水力切土達(dá)到擴(kuò)孔目的。擴(kuò)孔以鉆桿長(zhǎng)度分節(jié)進(jìn)行，擴(kuò)孔壓力為25—28MPa，流量90-100L/min，操作步驟為：鉆進(jìn)引孔→1節(jié)鉆桿到底后提升鉆桿→再次下鉆，從上至下擴(kuò)孔，下鉆速度20cm/min→1節(jié)鉆桿到底后，再?gòu)南孪蛏蠑U(kuò)孔至套管深度，提升速度20cm/min→向前推進(jìn)該節(jié)鉆桿，安裝第二節(jié)鉆桿，進(jìn)入第二節(jié)擴(kuò)孔工序。
?。?）擴(kuò)孔注漿。待水力擴(kuò)孔完畢后，將高壓水龍頭接通配置好的水泥漿，從孔底開(kāi)始向上擴(kuò)孔注漿，提升至套管深度即終止，即保證擴(kuò)大頭部分注滿水泥漿。漿液水灰比0.45，壓力25—28MPa。
（5）下錨。擴(kuò)孔注漿完畢后立即取出鉆桿，下錨，并立即拔出套管。
（6）注漿。下錨后立即通過(guò)注漿管進(jìn)行注漿，直至孔口返漿為止。注完漿要進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)水泥漿漏失，應(yīng)補(bǔ)漿處理。
3、冠梁施工
待擴(kuò)大頭錨桿施工結(jié)束后進(jìn)行冠梁施工，冠梁為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，截面有1000mm×800mm和1200mm×800mm兩種尺寸。為了便于H型鋼的拔出，必須對(duì)冠梁部分的H型鋼進(jìn)行隔離處理，一般采取先用厚10mm的泡沫塑料片在H型鋼腹板兩側(cè)和翼板兩側(cè)各貼一塊，泡沫片高度從冠梁底至超過(guò)冠梁頂10cm，用油毛氈在H型鋼外包裹一到二層，油毛氈片高度同泡沫片。冠梁施工工藝同一般鋼筋砼結(jié)構(gòu)，需注意冠梁的鋼筋要貫通連接，保持冠梁整體受力。
4、錨桿張拉
待冠梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％以上，即可對(duì)擴(kuò)大頭錨桿進(jìn)行張拉，錨桿張拉應(yīng)力為600KN，鎖定值為300KN。張拉過(guò)程中，時(shí)刻觀察冠梁梁體情況。
5、拔出H型鋼
待主體工程施工結(jié)束，擋墻后回填土完成方可進(jìn)行型鋼拔出。拔出H型鋼采用專(zhuān)用夾具及千斤頂，以冠梁為支點(diǎn)，起拔回收H型鋼。型鋼拔出后，立即用≥6%水泥漿液進(jìn)行回填拔除后留下的縫隙。
六、注意事項(xiàng)
1、冷縫處理：SMW工法樁施工要求連續(xù)性，不得出現(xiàn)大于24小時(shí)的施工冷縫，若出現(xiàn)施工冷縫，則需在冷縫外側(cè)打設(shè)兩套水泥攪拌樁進(jìn)行處理，避免開(kāi)挖后出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。
2、開(kāi)挖方案：在SMW工法樁施工結(jié)束后進(jìn)行基坑開(kāi)挖時(shí)，一般要求分層開(kāi)挖，有條件的可進(jìn)行分塊開(kāi)挖，造成SMW工法樁出現(xiàn)較大位移。
3、位移監(jiān)測(cè)：開(kāi)挖過(guò)程應(yīng)對(duì)工法樁進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，累計(jì)位移報(bào)警值為60mm，速率報(bào)警值為3mm/d，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)分析采取相應(yīng)處理措施。
4、涌砂處理：基坑開(kāi)挖過(guò)程常會(huì)遇到局部涌砂現(xiàn)象，采取了臨時(shí)回填土，并在坑外進(jìn)行深井降水處理。
5、對(duì)出現(xiàn)較大位移段落的處理：可采取外圍卸載措施，位移較大可采取臨時(shí)回填土，也可采用降水措施，以減小外側(cè)土體壓力。
七、結(jié)束語(yǔ)
SMW工法樁具有擋水、擋土、工藝簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)，適用于各類(lèi)土層，且施工周期短、抗?jié)B能力較強(qiáng)，H型鋼又可回收再利用，降低工程造價(jià)，在基坑圍護(hù)中具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)。且配合使用擴(kuò)大頭錨桿支撐，有效的解決了施工干擾問(wèn)題，該法在基坑圍護(hù)施工中可推廣使用。
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