型钢水泥土复合搅拌桩支护结构施工

型钢水泥土复合搅拌桩支护结构施工

[摘要] 本文主要介绍了型钢水泥土复合搅拌桩支护结构在深基坑支护中的应用，从施工原理、操作要求、注意事项、施工关键技术措施等方面的技术要点和质量控制措施进行了总结。

[关键词] 型钢水泥土复合搅拌桩支护结构施工SMW工法深基坑H型钢插拔

1、工程概况

南昌市某工程，总建筑面积为20万㎡，基坑深度为12.5m。施工场地内土层主要有：①素填土，层厚0.3～1.90m。

②粉质粘土，层厚 1.9～5.50m。③细砂，层厚 2.6～6.50m。④中砂，层厚

1.1～4.30m。⑤砾砂，层高5.2～9.20m。⑥强风化泥质粉砂岩，层高1.5～

2.60m。

⑦中风化泥质粉砂岩（Ⅲ），厚度7.7～14.50m。场地地下水按地层渗透性属强透水土层中地下水，场地初见水位埋深约为2.8～5.8m，稳定埋深约为1.6~2.6m。

由于本工程地处南昌市中心，施工场地小、周边重要建筑物多，紧靠赣江，给施工带来极大的影响。为减少对相邻建筑地基的扰动和土方开挖，本工程采用型钢水泥土复合搅拌桩支护结构（下文简称为SMW工法桩）做为基坑支护，并兼具挡水作用。既采用一道钢筋混凝土支撑（截面600mm×600mm）加筋水泥土围护结构，施做三层搅拌桩，厚度接近2.0m，间隔1m插入大型截面超薄型H 型钢，利用水泥土搅拌桩的侧限保证其腹板和翼缘的稳定性。

2、基本原理、特点、适用范围和应用前景

型钢水泥土复合搅拌桩支护结构同时具有抵抗侧向土水压力和阻止地下水渗漏的功能主要用于深基坑支护。其制作工艺是：通过特制的多轴深层搅拌机自上而下将施工场地原土体切碎，同时从搅拌头处将水泥浆等固化剂注入土体并与土体搅拌均匀，通过连续的重叠搭接施工，形成水泥土地下连续墙；在水泥土硬凝之前，将断面较大H型钢插入墙中，形成型钢与水泥土的复合墙体，主要利用型钢承受水土侧压力，水泥土墙仅作为止水帷幕，基本不考虑水泥土的承载作用和与型钢的共同工作，型钢一般需要涂抹隔离剂，待基坑工程结束之后将H 型钢拔除，以节省钢材。

该技术具有以下技术特点：施工时对邻近土体扰动较少，故不至于对周围建筑物、市政设施造成危害；可做到墙体全长无接缝施工、墙体水泥土渗透系数K 可达10～7 cm/s，因而具有可靠的止水性；成墙厚度可低至550mm，故围护结构占地和施工占地大大减少；废土外运量少，施工时无振动、无噪声、无泥浆污染；具有地下连续墙和钻孔灌注桩加隔水帷幕作为围护结构不可比拟的优势。

3、操作要求和注意事项

SMW工法施工操作要点如下：

1）导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟。

2）置放导轨。导轨主要用于施工导向与型钢定位。

3）设定施工标志。根据设计的型钢间距，设定施工标志。

4）SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌。本工程使用ZKD65-3型三轴搅拌机施工围护桩。首先搅拌下沉，上提喷浆，然后重复搅拌下沉，上提喷浆。在搅拌桩施工注入水泥浆过程中，有一部分浆液会返回地面，要尽快清除并沿挡墙方内作一沟槽，方便插入型钢。

5）置放应力补强材（H型钢）。一般在水泥土凝固之前型钢靠自重沉入水泥土中，能较好地保持型钢的垂直度与平行度。

6）固定应力补强材。型钢沉入设计标高后，用水泥砂浆等将型钢固定。

7）施工完成SMW。撤除导轨，并按设计顶圈梁的尺寸开槽置模。

8）废土运弃。

9）施工顶圈梁：型钢顶宜浇筑一道圈梁以提高水泥土墙的整体刚度。

需要注意的是：(1)水泥浆中的掺加剂除掺入一定量的缓凝剂外．宜掺入一定量膨润土，利用其保水性增加水泥土的变形能力，防止墙体变形后过早开裂影响其抗渗性；(2) 型钢拔出，减摩剂至关重要，型钢表面应进行除锈，并在干燥条件下涂抹减摩剂，使用应防止碰撞和强力擦挤。

4、施工关键技术措施

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型钢的打拔。

4.1保证桩体垂直度措施

(1)在铺设道轨枕木处要整平整实，使道轨枕木在同一水平线上；

(2)在开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度达到要求；

(3)施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测；

(4)型钢应在水泥土初凝前插入。插入前应校正位置，设立导向装置．以保证垂直度小于1％。

4.2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500mm后再喷浆提升；

(2)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) 保证14%的水泥掺量及控制重复搅拌提升速度每分钟不大于500mm，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌；搅拌桩施工必须复搅一次以上；

(5)相邻桩的施工间隔时间不能超过24h，否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆，以保证桩间搭接强度；

(6)预搅时，软土应完全搅拌切碎，以利于与水泥浆的均匀搅拌。

4.3保证型钢质量的措施

(1)在H型钢进场前逐一验货，不合要求的一律调换，以确保型钢质量。

(2) H型钢制作时，必须贴角满焊；之后满涂减摩剂。

(3)搅拌桩结束后，根据测量放线的桩位，将导向架就位，校正平面位置和水平后，将架体的四脚固定。型钢在插入过程中垂直度偏差控制在1%以内，再插入搅拌桩内，并在沉放过程中及时纠偏。

(4)基坑围护成形后，在基坑施工期间为了对施工过程和周围环境作全面的监测，对本深基坑工程安排了如下测点：

1)周围环境监测，共26点；

2)围护结构顶部的沉降和位移测试，共22点；

3)H型钢应力测试，4组共48点。

(5)基坑围护施工结束后搅拌桩养护时间应大于60天，方可进行开挖、支撑架设及基础施工。土方开挖两周前结束基坑内降水。开挖后应及时支撑，并不得超挖；钢筋混凝土支撑要达到70%的设计强度后才能进行下一步开挖。尽量减少