型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

二、型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术（17）
1、工程概况
XX市二环线XX段第3标段（6+645.000-7+720.000）场地位于XX大道和XX路交叉路口，临近XX火车站，属于城市人口密集区，人流和车流量很大。

通道基坑最深处10.Om左右，泵房基坑深约13.2m,基坑两侧分布有建筑物、构筑物和市政管线等复杂的外环境。

根据规划，下穿通道在桩号GJK6+750.00~GJK7+800.00段50m范围内与地铁2号线范汉段（XX火车站〜范湖站）隧道斜交。

右线隧道中心线与下穿通道中心线的交点桩号为GJK6÷764.4,左线隧道中心线与下穿通道中心线的交点桩号为GJK6+781.6,隧道与下穿通道两者的中心线夹角约70°；地铁2号线由两条隧道组成，两条隧道中心线的间距约16.4m,隧道的直径为6.0m,两条隧道的净距为10.4m。

隧道结构位于通道下，左线隧道顶与下穿通道结构底的最小净空约2.Om0
2、与基坑支护有关的地层特征
2.1工程地质条件
根据勘察结果，拟建工程场地地貌单元为河流堆积平原，属长江I级阶地。

其土层主要由Q4a1冲积相一般粘性土、粉土、砂、砂砾石及卵石构成，一般上覆2~3πι厚人工填土层，局部地段分布有湖塘淤积的淤泥及淤泥质软土，层厚一般2~8m,最厚可达十余米。

下伏基岩为白垩〜下第三系及志留系砂岩。

根据野外钻孔岩性描述，原位测试结果及室内土工试验成果可将拟建工程场地勘探深度范围内地层划分为八大层十六个亚层，各地层岩性特征见下表。

场区地下水主要为上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水。

上层滞
水主要赋存于上部人工填土中，水位埋深为0.6〜1.6m,平均为0.9m,主要接受地表水与大气降水补给，随地形和季节变化而变化，并受人类活动影响明显，水量有限。

孔隙承压水赋存于(5)层及(6)层粉、细砂、中粗砂砾、卵石中，其与长江水联系密切，互补关系、季节性变化规律明显，根据XX市区域水文资料，承压水测压水位标高一般为18.5m〜19.0m,年度变幅3m〜4m,丰水期测压水位标高20m,易造成基坑突涌，对工程影响较大。

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层的粉土夹层中也有少量孔隙水，基坑开挖该层时易引起流土。

裂隙水主要为碎屑岩裂隙水，赋存于砂岩、泥岩的强风化层中，水量很小，对本工程施工无影响。

本场地地下水按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）有关规定判定，本场地地下水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构材料具弱腐蚀性。

按照《公路工程地质勘察规范》（JTJO64-98）的有关规定，判定本场地地下水对混凝土无结晶类腐蚀、无分解类腐蚀及无结晶分解复合类腐蚀对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构材料有弱腐蚀性。

3、技术特点
本工程采用SMW工法桩加内支撑支护，具有以下七大优势：
1）、由于SMW工法桩是采用的原位搅拌注入水泥浆，且桩与桩之间咬合重叠，止水性较好；
2）、SMW工法桩相对于排桩占地面积小；
3）、H型钢可重复利用造价相对较低；
4）、本工程边线与周边地下管网的距离很小，而采取SMW工法桩+内支撑支护方式，基坑变形小；
5）、SMW工法桩后期拔桩采用的是静压拔桩，对周边管线及建筑物无影响；
6）、SMW工法桩施工无震动、无噪声、可昼夜施工，不会影响周边居民生活及办公人员正常办公，并可缩短工期；
7）、SMW工法桩施工排放的泥浆量较少，且为水泥浆，待水泥浆硬化后与土方一并运走，对环境污染小。

4、施工方法及措施
4.1SMW工法连续墙
1.1.1SMW工法连续墙施工工艺流程
4.1.2施工要点
1）、测量放线
根据坐标基准点，按设计图放出桩位，并设临时控制桩。

2）、导沟开挖及定位型钢安放
采用0.8π?挖机开挖导沟，沟槽宽度为1m,深度为0.6m。

为确保桩位以及为安装H型钢提供导向装置，平行沟槽方向放置两根700mm×30OmnI工字钢，定位型钢上设桩位标志和插H型钢的位置。

3）、SMW搅拌机就位
操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位不偏，同时控制钻孔深度的达标，利用钻杆和桩架相对定位原理,在钻杆上划出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升速度和深度。

4)、成桩
SMW成桩程序如下图所示。

1
定
位
下
沉
SMW桩成桩程序图
SMW搅拌桩施工顺序图
(1)制备水泥浆：深层搅拌机预搅下沉的同时，按水灰比1.5~1.6拌制水泥浆液，搅拌桩采用不低于32.5MPa级水泥，每次投料后拌合时间不得少于3min,待压浆前将浆液倒入集料斗中。

在水泥浆液中加0.5~10%高效减水剂，以减少水泥浆液在注浆过程中的堵塞现象。

并掺入1~3%的膨润土,利用其保水性提高水泥土的变形能力，减少墙体开裂，对提高SMW墙的抗渗性能很有效果。

(2)预搅下沉：待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动深层搅拌桩机搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不大于额定电流，如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。

(3)喷浆、搅拌、提升：深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵，待浆液到达喷浆口，再严格按设计确定的提升速度边贲浆边提升深层搅拌机。

(4)重复搅拌：本工程深层搅拌桩采用“二次喷浆二次搅拌”。

深层搅拌机喷浆提升至设计顶面标高后，为使软土和浆液搅拌均匀，再次将深层搅拌机边搅拌喷浆边下沉，至设计深度后，再严格按设计确定的提升速度提升深层搅拌机至地面。

“二次喷浆二次搅拌”二次喷浆后保证水泥掺入量满足20%的设计要求，同时施工中注意控制下沉及提升速度并注意孔底重复搅拌。

(5)H型钢安放
在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后，开始初凝硬化之前，采用大型吊装机械将定尺的H型钢吊起，插入指定位置，靠型钢自重插入，型钢上涂减磨擦材料减少阻力，涂层厚度控制在不小于Imnb以保证型钢的回收再利用。

型钢应平直、光滑、无弯曲、无扭曲。

在孔口设定向装置，型钢插到设计规定深度，然后进行换钩，使H型钢脱离吊钩，固定在钩槽两侧铺设的定位型钢上直至孔内的水泥土凝固。

待水泥搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋以及沟槽定位卡撤除。

(6)施工冷缝处理
施工过程中一旦出现冷缝，则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约0.1m。

施工冷缝补桩平面图
(7)障碍物处理
施工过程中一旦出现障碍物，尽量先处理障碍物，然后开始施工围护桩，若障碍物无法处理，则采取在障碍物外侧补搅高压旋，方案,在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果。

4.2冠梁施工
4.2.1冠梁施工工艺流程
场地平整f测量放线一钢筋制作安装f模板制安->浇灌混凝土一混凝土养护一拆模。

4.2.2施工要点
1)、场地平整及垫层
对冠梁施工区域内地表杂物进行清除及场地平整，加固做到地基坚实平整。

然后浇筑IOCnI厚C15於垫层。

2)、测量放线
根据XX勘测院提供的控制点和控制轴线进行测量，并放立模边线。

3）、钢筋制作绑扎
（1）钢筋加工在加工棚内进行，现场绑扎安装。

在钢筋加工区搭设一个钢筋加工棚，进行钢筋的调直、拉伸、下料、弯制、焊接等工作。

（2）钢筋绑扎前根据图纸进行现场放线，复核位置、尺寸，严格按照设计图纸和施工规范要求进行施工。

（3）钢筋电弧焊所采用焊条，其牌号符合设计要求，根据钢筋的级别、直径、接头形式和施焊位置，选择适宜的焊条和焊接电流。

（4）钢筋绑扎时，要安装与内支撑连接的预埋件。

4）、模板制安
采用木模板,模板制作做到表面平整、形状准确、不漏浆、有足够的刚度，便于拆装。

装模前应逐块均匀地涂刷脱模剂，模板接缝处用60mm×80mm 杉木方固定。

5）、浇灌混凝土
在浇筑混凝土前，模板和钢筋上的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物应清除干净。

模板应浇水加以润湿。

使用标号C30商品混凝土（商品混凝土经监理批复后方可使用）进行浇注，施工时严格控制混凝土的原材料选用，浇注硅时，控制好混凝土的坍落度。

每插入点的振捣时间为20〜30s。

对每一振动部位，以振动到该部位混凝土密实为准。

密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。

6）、养护及拆模
混凝土浇灌完成后，及时覆盖浇水养护。

混凝土达到规定强度后，方可拆模。

拆模时混凝土与模板接触面禁止用撬棍垫撬。

4.3内支撑施工
4.3.1内支撑施工工艺流程
由于本工程位于市区主干道上，支撑安装过程中需要吊车协助安装，为
减少吊车占道影响交通，采用50t汽车吊车安装支撑。

内支撑施工工艺流程图（见下图）
4.3.2施工要点
1）、型钢水泥土墙施工完毕，基坑开挖至第1道内支撑底标高下50Omm 处，清除墙面浮土，保证墙面平整。

2）、将立柱上的土清理干净，焊上钢板托盘后，再焊第1道联系梁（引道挡土墙无此工序），联系梁采用2:32a；与地铁相交段
（GJK6+750-GJK6+800范围内）顶部及引道挡土墙需同时焊接支撑围楝。

与地铁相交段支撑围楝采用2HN700X300型钢，引道挡土墙支撑围楝采用2[25b型普通工字钢。

然后将内支撑中部搁到第1道联系梁上，引道挡土墙内支撑采用Φ219.5X6螺旋焊钢管，其它部位内支撑均采用Φ609X16螺旋焊钢管。

再在联系梁顶部的钢板上焊钢抱箍。

3）、土方开挖至第2道内支撑（引道挡土墙、U型槽局部和主通道配电房、泵房处无第2道内支撑，详见施工图）底标高下500"iι处，清除墙面浮土，保证墙面平整。

4）、将墙面和立柱上的土清理干净，焊上牛腿后，焊接支撑围楝。

支撑围模采用2HN700×300型钢。

再焊接第2道内支撑，内支撑仍采用＜1）609X16螺旋焊钢管。

然后在立柱牛腿上加焊钢抱箍。

5）、土方开挖至第2道联系梁（第2道联系梁中心距第2道内支撑1500mm）底标高下500mm处，清除立柱上的浮土，焊上牛腿，再焊接第2道联系梁，联系梁仍采用2[32ao每根钢支撑按照4m×7+2m+0.3m+0.85m （活络头）进行装配。

5、施工注意事项
5.1SMW工法连续墙施工要点
1）、挖槽施工前定位要准确，桩位水平偏差不大于土20ι≡ι,垂直偏差不大于0.5%o
2）、搅拌墙体的施工间隔不超过24h,搅拌桩施工完后应及时插入型钢，施工完毕14天后并达到设计强度的70%方可进行土方开挖，反铲不得碰撞冠梁、腰梁、支撑梁、立柱及降水井。

5.2土方开挖要求
1）、开挖原则：分层开挖，严禁超挖。

2）、土方开挖必须编制施工组织设计，并经监理、基坑设计单位审核认可。

放线定位要准，坡顶线与坡底线误差小于50mm。

3）、土方开挖接近坑底时，留150~200πmι土由人工清土。

4）、严禁坡顶堆土、行走运土车辆，坑边堆放物质超载不大于设计荷载。

5.3支撑系统的施工要点
1）、严格按照图纸测量放线定位。

2）、钢结构施工严格按照相应焊接规范施工。

6、施工照片
冠梁施工
型钢加工
插入型钢
内支撑安装
立柱桩施工
土方开挖
拔起型钢
效果图
7、经济效益和社会效益分析
与传统的钢筋硅地下连续墙加内支撑相比较，SMW工法连续墙加内支撑的工期基本相同。

经济效益方面，钢筋舲地下连续墙加内支撑为3248万元，SMW工法连续墙中为2600万元，节约费用为648万元。