SMW工法桩施工工艺

1/16SMW工法桩施工工艺及质量控制措施1概述1.1编制依据1.1.1工程施工设计图。1.1.2工程《岩土工程勘察报告》。1.1.3《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001。1.1.4《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002。1.1.5《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002。1.1.6《型钢水泥土搅拌墙技术规程》DGJ08-116-2005。1.1.7我国现行SMW工法桩施工的有关规定。1.2适用范围2SMW工法桩施工组织与准备2.1施工前的准备2.1.1施工现场应先进行场地平整，清除施工区域的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，回填粘性土并分层夯实。路基承载能力应满足重型桩机和吊车平稳行走移动的要求。2.1.2按照搅拌桩桩位平面布置图，确定合理的施工顺序及配套机械、水泥等材料的放置位置。2.1.3技术人员根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记，保证搅拌桩定位准确，并经监理复核验收签证。桩位平面偏差不大于5mm。2.1.4根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。2.1.5三轴搅拌机与桩架进场组装并试运转正常后方可就位。2.1.6采用现浇的钢筋混凝土施工导墙时，导墙宜筑于密实的粘性土层上，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机械配备搅拌桩施工应根据项目地质条件与成桩深度选用不同形式或不同功率的三2/16轴搅拌机，在粘性土中宜选用以叶片式为主的搅拌形式;在砂性土中宜选用螺旋叶片式为主的搅拌形式;在砂砾土中宜选用螺旋叶片搅拌形式。与其配套的桩架性能参数必须与三轴搅拌机的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、卷扬机功能、搅拌轴的定位导向装置、注浆泵的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。序号机具名称型号数量功率KW作用人员配备1挖掘机WY-100台开挖基槽1人/班2三轴搅拌桩机PAS-120VAR台270水泥土搅拌3人/班3履带式吊机50t/100台吊放型钢3人/班4压浆泵UBJ-2台18注浆人/班5空压机W-6/7台凿出桩头人/班6振动锤台插入型钢3人/班7灰浆搅拌机200L台4拌浆2人/班8千斤顶100t台起拔型钢2人/班备注：施工机具的型号及数量根据项目的需要可灵活选择。3SMW工法桩施工工艺3.1施工工艺流程型钢回收现场查勘，清除地下障碍物，平整场地根据设计图纸测量定位，设置导向桩保证墙体水平精度确定施工位置开挖导向沟设置导向架与定位型钢搅拌机就位成墙钻进及搅拌插入芯材与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(搅拌站设立及注入泵就位)3/163.2施工步骤SMW工法桩施工步骤见下图。导轨导轨横撑（）置放导轨钻掘搅拌机钻掘搅拌程序钻掘及固定型钢标志3.设定施工标志导沟开挖确定是否有障碍物及做水泥沟导轨横撑（）置放型钢（或其他加劲材料）吊架导轨导轨横撑型钢固定型钢标志废土挖掘机倾卸车浇筑钢筋混凝土钻掘搅拌机钻掘搅拌；重复搅拌；上提时搅拌导轨导轨横撑（）置放导轨导购开挖确定是否有障碍物及做水泥沟3.设定施工标志标志4SMW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、临时堆放置换出来的残土和泥浆）,并设置4/16定位型钢。如果做导墙：施工方法和地连墙导墙施工方法一样；如果采用型钢：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到达作业位置，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，保证移位平稳、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一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤线正好通过铁圈中心。每次施工前适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在3‰以内。4.2.3桩长控制标记施工前在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不小于设计桩长，当桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。4.3搅拌施工顺序SMW工法施工按连接方式分间隔式双孔全套复搅式连接和单侧挤压式连接方式两种（如下图），其中阴影部分为重复套钻，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依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。4.3.1间隔式双孔全套复搅式连接，一般情况下均采用图1施工顺序方式进行施工。方式一：施工顺序1施工顺序2施工顺序4施工顺序3施工顺序5SMW工法桩间隔式双孔全套复搅式施工顺序示意图4.3.2单侧挤压式连接方式：对于围护桩转角处或有施工间断情况下采用图5/162施工顺序进行施工。施工顺序3施工顺序1施工顺序5方式二：施工顺序2施工顺序4SMW工法桩单侧挤压式施工顺序示意图4.4预搅下沉待搅拌桩机钻杆下沉到SMW桩的设计桩顶标高时，开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按1m/min的速度下沉搅拌头，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分拌和，通过观测钻杆上桩长标记，待达到桩底设计标高。下沉速度可由电机的电流监测表控制，工作电流不大于70A。4.5制备水泥浆待钻掘搅拌机下沉时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，拌制水泥浆液的水、水泥和外加剂用量以及泵送浆液的时间由专人记录。6/164.6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，泵送必须连续。同时严格按照设计确定的提升速度提升钻掘搅拌机，喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。4.7重复搅拌下沉和提升至孔口为使土体和水泥浆充分搅拌均匀，要重复上下搅拌，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较好的水泥土搅拌桩。SMW桩主要施工技术参数见下表。SMW桩主要技术参数表序号项目技术指标1水泥掺量不小于22%2下沉速度0.8～1.0m/min3提升速度2.0m/min4搅拌转速30～50rod/min5浆液流量40L/min4.8桩机移位将深层搅拌机移位，重复（4.1～4.6）步骤，进行下一根桩的施工。7/164.9减模剂的调制、涂抹及保护H型钢的减摩，是H型钢插入、顶拔顺利进行的关键工序。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。涂完减摩剂的型钢在吊运过程中应避免变形过大和碰撞受损。若插入桩体前发现上述情况，应及时补涂。在施工过程中特别注意以下几点：4.9.1清除H型钢表面的的污垢和铁锈。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，否则减摩剂涂层不均匀容易产生剥落。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及时重新涂刷。4.10插入型钢在插入型钢前，安装由型钢组合而成的导向轨，其边扣用橡胶皮包帖，以保证型钢能较垂直地插入桩体并减少表面减摩剂的受损。每搅拌1～2根桩，便及时将型钢插入，停止搅拌至插桩时间控制在30min内，不能超过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的间距和平面布置形式应根据计算和设计图纸确定，常用的型钢布置型式有“密插、插二跳一和插一跳一”三种，如下图所示:8/16搅拌桩和内插型钢的平面布置如果不采用筒靴下插定位型钢，安装型钢定位卡（如下图）槽沟定位型钢型钢定位卡10008009/16型钢的起吊和下插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，根据引设的高程控制点及现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点。4.10.2型钢用两台吊车合吊，以保证型钢在起吊过程中不变形。吊车起吊吨位根据计算确定（以25T和16T为例），吊点位置和数目按正负弯矩相等的原则计算确定，在型钢离地面一定高度后，再由25T吊垂直起吊，16T的汽车吊水平送吊，成竖直方向后，用25T吊车一次进行起吊垂直就位，型钢定位卡牢固、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，静压或采用振动锤进行振压。H型钢留置长度为高出顶圈梁500mm，以便型钢回收时拔出。10/16H型钢3、H型钢固定吊钩Φ8钢筋H型钢槽钢水泥土搅拌桩定位型钢1、H型钢吊放4、H型钢成型水泥土搅拌桩定位型钢定位卡H型钢2、H型钢定位吊钩图3：H型钢成桩步骤11/164.11清洗向集料斗中注入适量的清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残余的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在搅拌头上的软土清除干净。4.12型钢回收在SMW工法桩施工施工中，型钢的造价通常约占总造价的40％～50％。要保证型钢顺利拔出回收，其施工要点如下：a)在围护结构完成使用功能后，由总包方或监理方书面通知进场拔除。并根据基坑周围的基础形式及其标高，对型钢拔出的区块和顺序进行合理划分。具体作法是：先拔较远处型钢，后拔紧靠基础的型钢；先短边后长边的顺序对称拔出型钢。b)用振动拔桩机夹住型钢顶端进行振动，待其与搅拌桩体脱开后，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，主要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，不允许侧向撞击或倾斜拉拔。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。5SMW工法桩质量控制5.1施工要点5.1.1正式施工前通过试桩确定施工参数，包括浆液到达喷浆口的时间、提升速度等。5.1.2施工前必须清除现场地面、地下一切障碍物，开机前必须调试、检查桩机运转及输浆管畅通情况。为保证搅拌桩垂直度，注意起吊设备的平整度和导向架的垂直度，用线锤检查。5.1.3严格按设计要求配置浆液，浆液不能发生离析。为防止灰浆离析，拌浆时间≥2min，注浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。5.1.4搅拌机预搅下沉不得冲水，遇到硬土层，下沉太慢时，方可适量冲水，但要保证搅拌时间，增加搅拌次数，提高搅拌转数，降低钻进速度。5.1.5严格控制下沉速度，使原状土被充分搅拌充分破碎，有利于同水泥浆均匀拌和。水泥浆必须不间断供应，压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，以保证不出现夹心层现象。水泥搅拌桩的渗透系数应小于10-7cm/s。12/165.1.6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。当相邻桩的施工因故停止超过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措施。5.1.7桩体28天的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的性能和提高早期强度，可掺加少量的早强剂。5.1.8H型钢的接头设在基坑底标高以下，翼板和腹板的焊接应相互错开，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,搬运使用应防止碰撞和强力擦挤。5.1.9控制注浆量和提升速度（下沉不大于1m/min，上提2m/min）5.1.10H型钢插入的时间，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型钢的插入时间可相应增加。5.2水泥土搅拌桩成桩允许偏