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深基坑工程中SMW工法桩施工技术要点与质量控制
关键词:深基坑工程;SMW;桩施工技术;质量控制
摘 要:深基坑工程在现代城市建设中越来越常见,随着城市地下空间的开发利用不断增加,对深基坑工程的施工技术要求也日益提高。SMW工法桩(Soil-Mixing Wall)作为一种新型的深基坑支护结构形式,具有诸多优点,在深基坑工程中得到了广泛的应用。深入研究SMW工法桩的施工技术要点与质量控制措施,对于确保深基坑工程的安全、稳定以及经济效益具有重要意义。
一、SMW工法桩概述
(一)SMW工法桩的定义与原理
SMW工法桩是通过专用的多轴搅拌机在现场按设计深度将土体切散,同时从钻头前端将水泥浆等固化剂注入土体,经充分搅拌混合后,在各施工单元之间采取重叠搭接施工,形成一道具有一定强度和抗渗性的地下连续墙体。这种墙体既可以作为深基坑的支护结构,又可以起到止水帷幕的作用。
(二)SMW工法桩的特点
1.适用性强
SMW工法桩可适用于多种地层,包括软土、粉质黏土、砂性土等。对于一些周边环境复杂、施工场地狭窄的深基坑工程,SMW工法桩能够灵活布置,很好地适应场地条件。
2.施工速度快
相比传统的地下连续墙等支护结构,SMW工法桩的施工工艺相对简单,不需要进行复杂的钢筋笼制作和吊装等工序,大大缩短了施工周期。
3.经济性较好
由于减少了钢材的用量(仅在墙体中插入少量的型钢),同时施工速度快,减少了设备的占用时间等因素,使得SMW工法桩在深基坑支护工程中的成本相对较低。
4.对环境影响小
SMW工法桩施工过程中产生的噪声、振动较小,而且对周围土体的扰动相对较小,有利于保护周边的建(构)筑物和地下管线等。
二、SMW工法桩施工技术要点
(一)施工前准备
施工场地应进行平整,清除场地内的障碍物,如地下管线、旧基础等。对于场地内的软弱地基,可能需要进行加固处理,以确保桩机的稳定运行。根据设计图纸准确放出SMW工法桩的轴线和桩位。测量放线的精度直接影响到SMW工法桩的施工质量,应采用高精度的测量仪器,并进行多次复核。根据工程地质条件、桩径、桩长等因素选择合适的多轴搅拌机。在桩机进场后,要进行全面的调试,检查设备的各项性能指标是否正常,如搅拌轴的转速、注浆系统的压力等。
(二)导沟开挖
导沟的作用是为了确定SMW工法桩的位置和导向,同时也有助于排除施工过程中的地下水和浆液。导沟的深度一般为 1-2 m ,宽度根据桩机的宽度适当确定。在导沟开挖过程中,要注意边坡的稳定性,防止塌方。
(三)水泥浆制备
应根据工程要求和地质条件选择合适的水泥品种。一般采用普通硅酸盐水泥,水泥的强度等级应不低于4 2 . 5 MPa 。水泥浆的配合比应根据试验确定。水灰比一般控制在1.5-2.0之间。在配合比设计时,要考虑到水泥浆的流动性、强度和凝结时间等因素。水泥浆应采用机械搅拌,搅拌时间应不少于2-3分钟,以确保水泥浆的均匀性。在搅拌过程中,要严格按照配合比准确称量水泥和水的用量。
(四)SMW工法桩成桩施工
桩机应按照测量放线的位置准确就位,桩机的垂直度偏差应控制在1/200以内。在桩机就位后,要检查搅拌轴的中心是否与桩位中心重合。桩机启动后,开始钻进搅拌。钻进速度应根据地层条件合理控制,一般为0.5-1 . 0 m / m i n 。在钻进过程中,要确保搅拌轴均匀旋转,使土体与水泥浆充分搅拌混合。注浆量应根据设计要求和桩径、桩长等因素计算确定。在施工过程中,要通过注浆泵的流量表实时监控注浆量,确保注浆量达到设计要求。在SMW工法桩施工完成后,应及时插入型钢。型钢的插入深度应符合设计要求,插入过程中要采用专用的吊装设备,确保型钢的垂直度和插入位置的准确性。
三、SMW工法桩施工质量控制
(一)原材料质量控制
对水泥的质量进行严格检验,检查水泥的品种、强度等级、出厂日期等是否符合要求。对每批水泥应进行抽样检验,检验项目包括水泥的安定性、凝结时间和强度等。型钢的质量直接影响到SMW工法桩的支护性能。对型钢的规格、型号、材质等进行检查,型钢应具有合格的质量证明文件。在型钢进场后,要进行外观检查,检查型钢表面是否有裂缝、锈蚀等缺陷。
(二)施工过程质量控制
1.桩机垂直度控制
在SMW工法桩施工过程中,桩机的垂直度直接影响成桩质量与支护效果。为确保垂直度偏差控制在1/200以内,施工中应采用经纬仪或全站仪等测量仪器进行实时监测。通常可在桩机支架上设置激光测斜装置作为辅助手段,提升检测效率。若发现偏差超出允许范围,应立即暂停施工,通过调节桩机支腿高度或重新定位等方式及时校正桩机姿态,防止偏桩、斜桩等问题的发生。
2.搅拌质量控制
搅拌均匀性是决定SMW工法桩强度和止水性能的关键因素。施工人员可通过观察搅拌叶片旋转状态、电流变化及出土量等指标来判断搅拌效果。若出现搅拌不均现象,可从三方面入手调整:一是根据地层硬度调整钻进速度;二是优化搅拌轴转速,提高土体破碎程度;三是合理控制提升速度,确保水泥浆与原土充分混合。
3.注浆质量控制
注浆质量直接关系到桩体强度与止水性能。除严格监控注浆量外,还需实时记录注浆压力变化。正常情况下,注浆压力应保持稳定,若出现压力骤升,可能为注浆管堵塞;压力骤降则可能因地层空洞或泄漏。一旦发现异常,应立即停机排查,必要时采取补浆措施,确保成桩质量不受影响。
4.型钢插入质量控制
型钢作为SMW工法桩的加劲材料,其插入精度至关重要。插入后需使用测量仪器复核其垂直度、插入深度及平面位置。若垂直度偏差超过规范要求或插入深度不足,应拔出重新插入,并在插入过程中采用导向架辅助定位,以保证型钢准确嵌入预定位置。
(三)质量检验与检测
可采用低应变法或声波透射法对SMW工法桩的桩身质量进行检测,检测桩身是否存在缺陷,如断桩、缩径等情况。通过观察基坑内的渗水量、水位变化等情况来检测SMW工法桩的止水效果。如发现止水效果不佳,应分析原因并采取相应的补救措施,如进行补注浆等。
结论
SMW工法桩在深基坑工程中具有独特的优势,通过合理掌握其施工技术要点并严格进行质量控制,可以有效地发挥其支护和止水的功能。在施工前,要做好充分的准备工作,包括场地平整、测量放线和桩机选型调试等。在施工过程中,要注重各关键环节的质量控制,如水泥浆制备、成桩施工和型钢插入等。要加强原材料的质量检验和施工后的质量检测,确保SMW工法桩的施工质量。
参考文献
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[2]刘汉之,刘灿.SMW工法桩施工技术及质量要点探析 [J]. 散装水泥,2023(1):146-148.
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