SMW工法井施工方案

一、工程概况1.本工程工作坑及接收坑围护设计工作坑及接收坑围护采用：型钢水泥搅拌墙的复合挡土围护止水结构。2.基坑安全等级：开挖深度≥12米为一级，＜7米时为三级，其余均为二级。基坑环境保护等级：基坑距保护对象的净距≤开挖深度时，为二级；开挖深度＜基坑距保护对象的净距＜2倍开挖深度时，为三级。二、主要工程内容；SMW矩形工法工作井1座（长8.0m*宽4.5m*深8.0m），SMW矩形工法接收井1座（长5.5m*宽4.5m*深8.0m）三、SMW工法井施工方案；一）设计依据1、顶管工艺设计图纸2、相关文件及相关专业条件图3、地质勘察报告4、采用设计规范及标准。（1）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）（3）《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）（4）《钢结构设计规范》（GB50017—2003）（5）《建筑物抗震设计规范》（GB50191-2012）（6）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）二）围护结构1、主要材料（1）.混凝土：强度等级为C30，抗渗等级为P6。（2）.钢筋：为HPB300，为HRB400。（3）.钢材：Q235B。2、钢筋工程(1).主筋净保护层厚度：40mm。(2).受力钢筋的接头位置应相互错开，钢筋的接头位置、接头类型、长度及质量均应符合《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）（2011年版）以及《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）中的有关规定。纵向受力钢筋的锚固长度为：HRB400钢筋为35d。3、混凝土工程(1).所有混凝土必须严格捣实并有良好的级配，混凝土浇筑后应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002）（2011年版）的有关规定进行养护，以避免温度应力引起的混凝土开裂。(2).施工缝宜采用水平凸缝，并按《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）中的有关规定处理。(3).贯穿混凝土墙体的管件及施工螺栓均应装有止水环片，并按《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）中的有关规定处理。(4).本设计图应与工艺图纸一起使用。工作坑前靠墙、后座墙需预留芯管预留口，标高以工艺图纸为准。（2）工作井首道支撑采用钢筋砼1100*700圈梁+双拼2H700*300*13*24型钢。工作井第二道支撑采用支撑采用∅609x16钢管+2H700*300*13*24型钢，接收井首道支撑采用钢筋砼1100*700圈梁，接收井第二道支撑采用2H700x300x13x24型钢（双拼）。（3）主筋保护层厚度40mm。4、测量定位（1）本工程采用绝对标高为吴淞江高程系；（2）本工程平面定位以总图为准，放线时按围护结构平面图进行测量定位。5、技术要求：（1）.围护深层搅拌桩：深层搅拌桩采用二轴水泥搅拌桩，长度及平面布置见图。采用强度等级42.5新鲜普通硅酸盐水泥，水泥掺入量20%，水灰比为1.5。28d无侧限抗压强度qu1.0MPa,渗透系数应小于1x10cm/s。（2）.搅拌桩内H型钢：H型钢材料型式、长度及平面布置见图，H型钢插入深层搅拌桩前，表面涂减摩剂，与围檩间采用牛皮纸隔离，覆土完成后拔出，边拔边注浆填充。H型钢需接长时，焊缝做坡口焊接，焊接等级不低于二级，单根型钢焊接接头不应超过2个，相邻型钢的接头竖向错开距离不小于1米；翼缘连接与腹板接缝应错开200mm。6、支撑系统及基坑开挖施工(1).基坑开挖前，应采用坑内深井降水对坑底土体进行加固处理，降水深度为开挖面以下1m。(2).在开挖到第一道围檩中心线以下350mm前浇筑顶围檩，待围檩混凝土强度达到100％以后方可继续开挖。在开挖到第二道围檩中心线以下300mm前架设第二道钢围檩及钢支撑，待围檩混凝土强度达到100％以后方可继续开挖。(3).基坑开挖到设计标高以后，应于4h之内浇筑素混凝土垫层，并在48h之内浇筑底板，底板强度达到100％之后，工作坑浇筑后座墙。(4).基坑开挖过程中，如发现围护结构渗漏，必须随时封堵。(5).基坑周边超载应小于20KN/m，且严禁单侧堆载。(6).钢围檩与钢支撑连接处钢围檩的翼缘和腹板及钢支撑均应加焊三道加劲板，加劲板的厚度不小于10mm，斜撑与钢围檩连接焊缝应满足斜撑受力要求，钢围檩应等强设置。(7).桩施工时，不得冲水下沉，钻头提升速度不大于1.0m/min，其垂直偏差不得超过0.5%，桩位以不得侵入结构限界为准，施工单位可自行考虑外放尺寸，相邻两桩施工间隔不得超过12小时。(8).为保证临近基坑已有建筑物及地下管线的安全和施工的顺利进行，应对施工全过程进行监测，主要监测内容为围护结构的侧向变形和地下管线的位移。环境保护等级为二级时，基坑变形允许值：墙体最大水平位移3‰H,坑外地表最大沉降2.5‰H。环境保护等级为三级时，基坑变形允许值：墙体最大水平位移7‰H,坑外地表最大沉降5.5‰H。(8).基坑开挖，支撑应充分利用时空效应，严格控制基坑变形，保证施工安全。7、底板、内衬井壁浇筑：工艺流程放样→绑扎钢筋→立模检查合格浇注。（1）、底板：按设计图纸和技术规范要求绑扎好底板钢筋，并保证底板外露钢筋与井壁钢筋搭接时的长度、数量及接头区段间距。（2）、内衬井壁浇筑：待垫层和底板混凝土达到70%设计强度后,方可浇筑内衬井壁，浇筑砼前保证底板外露钢筋与井壁钢筋焊接，人工配合连续浇筑，砼采用插入式振捣器振捣，水平分层法浇筑，准确掌握振捣时间，以砼振出砂浆时为好，做到既不欠振，又不过振，更不可漏振，振动棒快下慢上，确保砼振捣密实。（3）、施工要点A、垫层、底板厚度：垫层素砼厚20cm；底板钢筋砼厚60cm。B、工作井内衬井壁浇筑：工作井前导墙厚50cm、后背墙厚50cm、高度2.0米；砼浇筑过程中，不得随意加水，砼到现场后应做好坍落度试验、抗压试块。C、砼浇筑前全面检查准备工作情况并进行技术交底，前应清除垃圾并浇水湿润，施工中严格控制层差，杜绝冷缝出现。D、底板、井壁砼浇注采用泵送商品砼。E、砼浇筑完毕后，浇水养护，当砼达到一定强度后才能拆除模板，一般需要养护72小时。7、监测要求在施工围护桩、注浆、基坑开挖、内衬施工及回填，均须进行监测，监测内容如下：（1）基坑周围地下管线的变位。（2）基坑周围建筑物的变位。（3）基坑围护结构的变位。（4）基坑内外地下水位。（三）工法井一般施工顺序1、放坡开挖0.5米；2、成桩及土体加固；3、开挖土体，浇筑顶圈梁及架设双槽钢支撑；4、开挖至第二道支撑底；5、架设第二道支撑体系；6、开挖至坑底7、浇注垫层、底板；8、内衬（导墙）施工，顶管施工，9、顶管结束，回填砂砾石（密实度93%）至第二道支撑，拆除第二道支撑体系10、回填土（密实度90%）至地面；11、型钢回收。（四）、SMW工法工艺流程工艺流程图：开挖导沟（构筑导墙）设置机架移动导轨SMW搅拌桩定位报监理工程师搅拌、提升、喷浆重复搅拌下沉重复提升插入型钢施工完毕H型钢起拔H型钢回收SMW搅拌机架设型钢进场焊接成型H型钢质检报监理工程师H型钢涂隔离剂经纬仪侧斜、纠偏水泥材料检验报监理工程师水泥搅拌制制作试块残土处理设置导向框架和悬挂架导沟开挖→置放导轨→设定施工标志→SMW钻拌:钻掘及搅拌,重复搅拌,提升时搅拌→置放应力补强材(H型钢)→固定应力补强材→施工完成SMW1、SMW工法施工准备由于搅拌桩的施工工艺要求很高,充分的准备工作显得尤为重要。设备进入施工现场后,对钻孔的钻头必须检查确认孔径Φ700比设计小2cm,进场设备必须有检验证书,避免在钻桩中由于机械原因造成不能持续施工,从而影响水泥土搅拌桩的强度。然后进行桩位、基坑位置测量放样,确保桩与桩之间相接长度,保证井四周的密封性。2、地基加固按基坑灰线开挖基槽、设备就位,检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度,一般垂直度偏差不超过1%,桩位偏差不大于5cm,现场钻杆长度应大于设计桩长,钻杆长度符合要求后开钻并填写深层搅拌桩记录,施工中有关参数在表中详细记录。（1）施工中φ700水泥搅拌桩@500双头搭接200内插H型钢，桩底超深50cm,桩顶超高50cm。水泥浆液的配比拌制,应按每根桩水泥用量配制,按设计要求以定额浆量控制。配制好的浆液要求不得停置时间过长,以免造成浆液离析。浆液倒入集料斗时应加筛过滤,以免浆液结块堵管。对拌制浆液的罐数、水泥用量和泵送浆液的时间应有专人记录在施工记录表中。灰浆泵送浆液经输浆管到达喷浆口时间以及起吊提升速度等参数均应在施工前作实际标定。（2）为了保证施工质量,检查搅拌桩钻头直径是否与设计一致,不得小于设计直径。检查所需插入的H型钢的几何尺寸是否与设计一致。对浆液的配制及压力值的控制以及成桩深度,必须符合设计已定的施工工艺。对基坑围护搭接成型的桩应连续施工,相邻桩施工间隔时间不得超过10h。在机台预成孔结束,机台操作员应与供浆员密切配合开始与结束要求给信号,台前搅拌机喷浆提升的速度不大于0.5m/min搅拌下沉速度不应大于2m/min,第二次重复喷浆提升速度不应大于0.8m/min。重复上下搅拌时要求对桩长的喷浆量均匀,喷浆压力值1MPa,后台供浆必须连续以防断桩,成桩结束浆液也应用完。施工记录应有专人负责,必须详细记录搅拌机下沉和提升的时间、深度、供浆与停浆的时间,如在施工中发生的问题及处理情况,均应在备注栏中说明。在搅拌桩连续施工时,应及时组织人员清理施工后膨胀的土体,做好插入H型钢规格长度是否与设计一致,减摩油的涂抹是否符合要求,并测放搅拌桩的内边线及H型钢的间距,做好标志,以免在H型钢施工时偏离桩位,影响其功能。在插入H型钢时要保证H型钢的垂直度,应用2台经纬仪垂直相交予以测定,待符合要求后放入深层搅拌桩桩顶,用振动锤实施插入。为保证H型钢的顺利插入应与深层搅拌桩在不影响各自施工的情况下进行流水作业,以利于H型钢与深层搅拌桩的结合,不影响深层搅拌桩的连续施工。否则,一旦搅拌桩有强度后,此时H型钢强行插入就会引起搅拌桩桩身产生离析。桩体受损形成的裂隙可能造成基坑渗水、漏水,故要求SMW工法应连续施工。（3）最后封闭桩搭接应采取慢速下沉,提升速度应控制在30～50cm/min,确保搭接桩的良好结合,保证基坑不渗水、漏水。4、基坑开挖首先凿除搅拌桩桩顶浮浆,测量桩顶标高,然后圈梁混凝土浇注。同时查清周遍环境,确定周遍管线及相邻构筑物等措施后,待圈梁强度达到大于或等于70%时,才能基础开挖。首先按设计要求采用钢管做顶撑,计算施加预应力所需增加长度,按每道支撑计算所需不同预应力增加的长度配制好顶撑钢管及围檀的配制。开挖至标高时应及时支撑,才能继续开挖,以免造成基坑开挖中因不及时支撑,引起基坑移位、沉降等问题的发生。在基坑开挖至设计标高后,应在4h内浇筑混凝土垫层。5、关键技术的处理H型钢水泥土搅拌桩支护结构的施工关键在于搅拌桩制作以及H型钢的制作和打拔。（1）搅拌桩制作深层搅拌桩采用新鲜普通硅酸盐水泥；强度等级42.5，水泥掺入比为13%,水灰比为0.5；深层搅拌桩加固体的28d无侧抗强度qu28≥0.8Mpa。同常规搅拌桩比较,要特别注重桩的间距和垂直度。施工中垂直度偏差应小于1%,以保证H型钢插打起拔顺利,保证墙体的防渗性能。注浆配比除满足抗渗和强度要求外,尚应满足H型钢插入顺利等要求。（2）保证加固体强度均匀措施1）压浆阶段时不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象,若发生断桩,则在向下钻进50cm后再喷浆提升。2）采用“二喷二搅”施工工艺,第一次喷浆量控制在60%,第二次喷浆量控制在40%,且二次喷浆提升速度控制在0.5m/min,严禁桩顶漏喷现象发生,确保桩顶水泥土的强度。3）搅拌头下沉到设计标高后,开启灰浆泵,将已拌制好的水泥浆压入地基土中,并边喷浆边搅拌约1～2min。4）控制重复搅拌提升速度在0.8～1.0m/min以内,以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。5）相邻桩的施工间隔时间不能超过10h,