李紅麗， 周筱留

(1．波德威工程造價投資咨詢有限公司，浙江 寧波 315000;2．蕪湖正泰監(jiān)理寧波分公司，浙江 寧波 315000)

1 工程概況

寧波市北環(huán)快速路工程金山路西側到江北大道段，既有高架快速路也有軌道交通高架橋，是浙江省第一個、國內第三個高架道路與城市軌道交通相結合的高架結構工程，軌道交通工程在江北大道由地上轉入地下，與高架道路分離。地上轉入地下段采用明挖施工，基坑全長552．056 m，其中敞開段303．377 m，暗埋段218．679 m;基坑寬度10．1 ～18．7 m，基坑深14．4 ～0．85 m?；由疃菻 ＞11 m 時，采用鉆孔灌注樁+止水帷幕支護，共長89 m;7 m ＜H ＜11 m 時采用Φ850@600 mmSMW 工法樁支護，共173.6 m;2．6 m ＜H ＜7 m 時采用 Φ650@400 mmSMW 工法樁支護，共116 m，其余放坡開挖。

整個深基坑圍護結構中SMW 工法樁圍護結構長度大，工法樁作為一種較新型的施工工藝在寧波軟土地基條件下應用并不多，對該工藝進行全面的研究。

2 工程地質

寧波是典型的軟土地基，工程基坑最大開挖深度為14．3 m，開挖深度范圍內的土層主要有填土、淤泥質粘土、淤泥質粉質粘土及零星分布的灰黃～灰色粘土、粉質粘土夾粉砂，基坑支護范圍內土層為粉質粘土。

3 SMW 工法樁施工工藝

施工準備→開挖導溝→設置機架移動導軌→SMW 樁架定位、漿液制作→攪拌提升噴漿→型鋼進場焊接、涂減摩劑、插入型鋼→結構施工、回填→型鋼拔起回收→注漿填充。

3．1 施工準備

施工準備是整個工程施工中十分重要的一環(huán)，施工準備是否充分往往決定了整個工程進展是否順利。施工準備工作主要包括現(xiàn)場調查、方案編制、材料報驗、設備報驗、定位復測、攪拌樁編號、水泥用量計量、鉆桿長度復測與標識等。

圖1 施工順序

(1)SMW 工法樁施工順序。為保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質量，我們采用套接一孔的單側擠壓施工方案，施工順序圖1 所示，其中陰影部分為重復套鉆。水泥攪拌樁的搭接以及施工樁體的垂直度補正是依靠重復套鉆來保證，同時達到止水的作用。施工設備采用三軸水泥攪拌機，每個單元三孔，其中一孔套接前一單元后一孔。

(2)水泥用量的確定。計算單幅水泥用量時，對于首開幅，單幅樁的被攪拌土體體積應為3 個圓形截面面積與深度的乘積;采用套接一孔法連續(xù)施工時，后續(xù)單幅樁的被攪拌土體體積應為2 個圓形截面面積與深度的乘積，圓形相互搭接的部分應重復計算，被攪拌土體的質量按照1 800 kg/m3計算。按設計要求，本工程水泥摻量為20%，事實上，套接孔水泥用量高于20%，而中孔水泥含量則低于20%。

(3)場地平整。設備進場前對施工場地進行平整，清除表層硬物，素土需夯實，滿足履帶吊車及履帶式樁架行走。

(4)測量放樣。根據(jù)坐標基準點，按方案放出樁位，并設臨時控制樁，樁位需復核合格。

3．2 開挖導溝

導溝一方面是提供施工導向，另一方面是臨時儲存多余漿液、上翻余土，滿足文明施工需要。導溝沿圍護中心線平行方向開掘，溝槽寬度根據(jù)圍護結構寬度確定，槽寬約1．2 m，深度約1．5 m。

3．3 樁機就位

(1)樁機平面位置控制。操作人員根據(jù)確定的位置嚴格控制鉆機樁架的移動，確保鉆孔軸心就位準確。挖溝槽前劃定三軸機動力頭中心線到機前定位線的距離，并在線上做好第一幅三軸機施工加固的定位標記。

(2)垂直度控制。在樁架上焊接一半徑為5 cm 的鐵圈，主鉆桿10 m 高處懸掛一鉛錘，利用經緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘線正好通過鐵圈中心。每次施工前適當調節(jié)鉆桿，使鉛錘位于鐵圈內，即把鉆桿垂直度誤差控制在3‰以內。

(3)樁長控制標記。施工前在鉆桿上做好標記，控制攪拌樁樁長不小于設計樁長，當樁長變化時擦去舊標記，做好新標記。

3．4 三軸水泥攪拌樁成樁

(1)攪拌樁施工采用“二次噴漿，二次攪拌”工藝。成樁程序如圖2 所示。

(2)水泥采用42．5 級普硅水泥，水泥漿液的水灰比1．5，水泥摻入比20%。在施工中應加強對水泥用量和水灰比的控制，確保泵送壓力在1．5 ～2．5 MPa。

(3)根據(jù)鉆頭下沉和提升的速度，注入土體攪拌均勻的水泥漿液，確保水泥土攪拌樁在初凝前達到充分攪拌，水泥與被加固土體充分拌和，以確保攪拌樁的加固質量。

(4)在施工中根據(jù)地層條件，嚴格控制攪拌鉆機下沉速度和提升速度，在下沉和提升過程中均應注入水泥漿液，確保攪拌時間，每根樁均應勻速下鉆、勻速提升。

圖2 攪拌樁成樁程序圖

(5)經常進行現(xiàn)場實測壓漿泵的流量、泥漿比重、漿液配合比與理論數(shù)據(jù)相比較，使理論數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)相吻合，確保樁體的成樁質量。

3．5 H 型鋼插入

(1)型鋼進場及焊接驗收。型鋼進場后需對型鋼規(guī)格、尺寸、焊接質量進行驗收，合格后方允許進行下道工序施工。

(2)減摩劑涂抹。H 型鋼的減摩是H 型鋼插入、頂拔順利進行的關鍵工序。減摩劑要嚴格按試驗配合比及操作方法并結合環(huán)境溫度制備，將減摩劑均勻涂抹到型鋼表面2 遍以上，厚度控制在3 mm 左右，型鋼表面不能有油污、老銹或塊狀銹斑。涂完減摩劑的型鋼在吊運過程中應避免變形過大和碰撞受損。若插入樁體前發(fā)現(xiàn)上述情況，應及時補涂。

(3)型鋼插入。①型鋼插入流程如圖3 所示。②型鋼水泥土攪拌墻中型鋼采用密插或隔一插一。③在插入型鋼前，安裝由型鋼組合而成的導向軌。每攪拌1 ～2 根樁，便及時將型鋼插入，停止攪拌至插樁時間控制在30 min 內，不能超過1 h。④在導槽上設置H 型鋼定位卡固定插入型鋼的平面位置。型鋼采用汽車吊起吊，型鋼成豎直方向后，型鋼定位卡牢固、水平，將H 型鋼底部中心對準樁位中心沿定位卡靠自重垂直緩緩插入水泥攪拌樁內，用經緯儀或線錘控制型鋼插入垂直度。⑤型鋼插放達不到設計標高時，采取緩慢提升型鋼到適當高度，然后重復下插。

(4)H 型鋼起拔回收。結構混凝土強度達到設計要求后可拔除型鋼;起拔系統(tǒng)主要是兩臺油壓千斤頂，兩臺最大起拔力為400 t，加夾具自重約3 t。插入水泥土中H 型鋼規(guī)格為H700 mm×300 mm，理論估算起拔力約為11 t/m。H 型鋼拔出后，水泥土中的空隙采用水灰比1∶ 1 的水泥漿注漿。

圖3 H 型鋼插入流程

3．6 質量控制要點

(1)孔位放樣誤差小于50 mm。

(2)嚴格控制按設計要求配置漿液，控制水灰比和攪拌時間，注漿時控制注漿壓力和速度。嚴禁使用過期水泥、受潮水泥，對每批水泥進行復試合格后方可使用。

(3)鉆孔深度誤差小于±5 cm，利用鉆桿和樁架相對定位原理，在鉆桿上劃出控制鉆孔深度的標尺線，控制鉆孔深度的達標。

(4)開鉆前用樁架垂直度指示儀調整樁架垂直度，并用經緯儀進行校核。

(5)嚴格控制鉆管下鉆、提升的速度(下沉速度為不大于1 m/min，提升為不大于2．0 m/min)。

(6)確保樁身強度和均勻性要求①施工中應嚴格控制每攪拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取總量控制，并用比重儀隨時檢查水泥漿的比重。②土體應充分攪拌，嚴格控制鉆孔下沉、提升速度，使原狀土充分破碎有利于水泥漿與土均勻拌和。③壓漿階段輸漿管道不能堵塞，不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，后臺供漿應連續(xù)進行，全樁須注漿均勻，不得發(fā)生土漿夾心層。④發(fā)現(xiàn)管道堵塞，應立即停泵處理。待處理結束后立即把攪拌鉆具上提和下沉0．5 m 后繼續(xù)注漿和恢復攪拌，以防斷樁發(fā)生。

(7)施工冷縫處理施工過程中一旦出現(xiàn)冷縫則采取在冷縫處圍護樁外側補攪拌樁方案，為保證補樁效果，補樁與圍護樁搭接厚度約20 cm。如圖4 所示。

3．7 SMW 工法樁效果

SMW 工法樁的質量檢查驗收包括水泥攪拌樁與型鋼兩個方面。水泥攪拌樁強度檢測通過鉆孔取芯進行檢測，檢測強度22 組，均滿足設計要求，基坑開挖過程中未發(fā)現(xiàn)明顯的滲水現(xiàn)象，整個施工過程基坑變形、支撐軸力、地面變化等監(jiān)測結果顯示均未現(xiàn)報警，這也驗證了對SMW 工法樁的控制是有效的，工法樁基坑開挖后如圖5 所示。

圖4 施工冷縫處理

圖5 基坑開挖效果

3．8 SMW 工法樁施工的幾點思考

(1)型鋼高程問題。型鋼插入采用依靠型鋼自重下沉法，但在施工過程中，因攪拌樁樁身條件的變化，常出現(xiàn)型鋼插不到位或型鋼到位后再度自然下沉現(xiàn)象，因此現(xiàn)場要準備錘壓機具，以備型鋼依靠自重難以插入到位時使用;同時，在孔口設定向裝置，當型鋼插到設計標高時，用Φ8 吊筋將型鋼固定，避免超沉現(xiàn)象。

(2)水泥用量問題。理論上，攪拌樁強度隨水泥用量增加而增加，事實上，當水泥漿液注人量過多時，由于水泥土攪拌樁中的含水量增多，特別是在軟土地質情況下，反而會降低強度和防水性能。這也是軟土地質條件下水泥攪拌樁的一個普遍問題，有時候施工人員為了一定的目的，特意增加噴漿攪拌次數(shù)，鉆孔取芯卻不能成型，就是這個原因。因此，水泥漿應根據(jù)地質條件、施工條件不同確定合適的配合比。水泥漿的水灰比不僅影響水泥土攪拌樁的強度和防水性能，也影響到注漿泵的壓送能力以及水泥土攪拌樁的均一性和工作效率。在施工條件允許范圍內，水灰比越小，攪拌樁的強度及防水性能越好。

(3)陽角問題。陽角由于其位置的特殊性，應力集中，容易變形破壞，因此規(guī)范及設計均強調，在陽角位置插入型鋼，事實上，當相鄰的兩孔插入型鋼后，陽角往往沒有插入空間，實際操作中也無法實現(xiàn)。對于陽角加強問題，還需要其它輔助措施，比如攪拌樁墻厚度增加等。

(4)圍護結構外放值問題。在施工中，為確保結構位置，通常在SMW 工法樁施工放樣時需要一定的外放值，特別是結構外側不留工作面時。外放值多大，通常設計會有一個建議值，但終是由施工單位施工技術水平決定的，如果其施工偏差大，則需要外放值大些。由于在基坑開挖、支撐安裝過程中，型鋼外側的水泥土剝落，致使結構側墻與圍護樁間距增大，也是一個必須考慮的問題。

4 結束語

SMW 工法樁造價低、工期短、污染少，近年來在基坑圍護工程施工中得到了廣泛應用。也應該看到，由于地質條件不同，工法樁施工工藝及控制方法均有所差別，特別是現(xiàn)場規(guī)范管理是保證工程質量的重要一環(huán)，仍需要工程人不斷探索、完善。