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地下工程SMW工法桩施工方案

—青奥轴线地下交通系统及相关工程

1.1编制依据及执行规范

1.1.1设计图纸及有关招标资料；

成都某公园道路照明工程施工组织设计1.1.2工程地质勘察报告；

1.1.3施工流程及施工要求；

1.1.4设计规范、规程。

1.2.6本公司有关企业管理、施工技术、生产经营等管理条例、制度及标准，现有机械设备、施工技术力量状况，往年对此类工程的施工经验及创造成果。

本次勘察揭露地层上部均为第四系松散沉积物，下伏白垩系基岩，本次勘察深度内的地层，根据岩土层的成因时代、埋深及岩石的风化程度确定工程地质层。共划分为6大层，层号为①~⑥，然后根据岩土层的岩性特征及物理力学性质细分为若干亚层：

②1层粉质粘土：灰色，灰黄色，软塑~可塑，切面稍光滑，干强度韧性中等。具铁锰质浸染，土质较均匀。该层场地内分布局限。

②2层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，含少量腐殖质，夹粉土或粉砂薄层，单层厚度一般为1~10mm之间，局部与粉土、粉砂呈互层状，该层场地内均有分布。

②3粉质粘土夹粉土：灰色，软塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，偶见少量腐殖质，夹粉土或粉砂薄层，单层厚度一般为1~10mm，具层理，局部呈互层状，该层局部分布。

③1层粉砂：局部细砂，青灰色，饱和，松散~稍密，级配差，主要矿物成分为石英、长石等，含云母碎屑，局部夹粉质粘土薄层，单层厚度1~20mm不等，偶见腐殖质及贝壳碎片，该层分布较广泛。

③2层粉细砂：青灰色，饱和，中密~密实，级配差，主要矿物成分为石英、长石等，局部夹少量粉质粘土薄层，单层厚度1~20mm不等，该层场地内均有分布。

③3层粉质粘土夹粉砂：灰色，软塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，含少量腐殖质，夹粉细砂薄层2~4mm，具层理，局部呈互层状。该层呈透镜体状分布于③1及③2层中，分布局限。

④层粉质粘土夹粉砂：灰色，软塑~可塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，含少量腐殖质，夹粉细砂薄层，单层厚多在1~20mm之间，局部呈互层状，具层理，该层除局部缺失外，分布较广泛。

⑤1层粉细砂：青灰色，饱和，密实，级配较好，主要矿物成分石英、长石等，含云母碎屑，含少量砾粒。该层分布局部、不稳定，与中粗砂层呈相变关系。

⑤2层中粗砂：青灰色，饱和，密实，级配一般，主要矿物成分石英、长石等，含粗砂，砾石颗粒。该层分布局部、不稳定，与粉细砂层呈相变关系。

⑤3层砾砂：灰色，饱和，密实，级配一般，主要矿物成分石英、长石等，砾石直径2~15mm，含量约30%。该层分布局限、不稳定。

⑤4卵砾石：杂色，饱和，密实，级配好，主要矿物成分石英砂岩、燧石、玄武岩及灰岩，磨圆度较好，中粗砂颗粒充填。该层分布局限、不稳定。

⑤5层粉质粘土夹粉砂：灰色，软塑~可塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，夹粉细砂薄层2~4mm，具层理，该层分布局限。

⑥1层强风化泥岩：棕红色，泥质结构，层状构造，主要以粘土矿物为主，岩芯风化成土状，浸水软化，手折易断。该层场地均有分布。

南京市梅子洲过江通道接线工程位于扬子江大道和江山大街交汇处，交通发达，能满足大型设备及物资进出场需要；在施工场地内，基坑两侧施工便道除局部进行砼硬化处理外，原则上利用原有的沥青路面，以满足施工作业的要求。

SMW工法桩施工用水将从市政供水管道就近接入，用φ100mm供水管将施工用水引至施工围挡附近。

采用自发电进行施工，现场配备一台500千瓦及一台600千瓦的发电机供现场施工使用。

因为本工程钢板桩数量为450根，考虑到现场施工受场地限制，拟安排两台吊车配合两台振动锤进行施工。施工时间安排如下：B1工区计划2012年10月1日开始，计划2012年10月13日钢板桩施工结束，拟定完成截止工期为12天。

六、施工机械设备及人员安排

7.1主要施工机械设备配置

7.2劳动力配置表各种施工作业人员一览表表7—2

抓生产进度、质量、全面组织管理

按照规范规程指挥吊装作业

负责现场用电安装及安全用电

本工程Φ650mm、Φ850mmSMW工法桩采用上海产JB160型和日产MAC—150—3J型三轴搅拌机以及与之配套的拌浆系统和输浆系统进行水泥土搅拌成桩。

8.1SMW工法桩施工工艺流程图

8.2SMW工法围护桩施工步骤

SMW工法围护桩施工前，须预先进行必要的场地平整，修筑施工便道，清除施工区域范围地上地下障碍物，处理地下障碍物的坑洞须用素土回填夯实，场地地面及施工便道荷载以能行走50吨履带式吊机及JB160或MAC—150—3J桩架130吨为准。

根据设计院提供的坐标基准（控制）点，按照设计图进行放样定位，并做好永久点及临时点标志。放样定线后作好测量技术复核单，交由监理单位复核合格后进行下一道工序。

根据工法桩类型，采用0.4m3挖掘机开挖工法桩沟槽，沟槽宽度及深度应根据地质情况具体对待，本工程受杂填土影响，在工法桩是Φ850mmSMW工法桩时沟槽开挖开挖宽度为1.2m，深度为1.5m,在工法桩是Φ650mmSMW工法桩时沟槽开挖开挖宽度为1.0m，深度为1.2m,沟槽开挖前需清除地下3米以上的障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工，并达到文明工地要求。（参见下图）

A、导向沟槽及定位型钢

在沟槽开挖完成后需放置定位型钢，控制三轴搅拌桩施工方向，本工程因场地地平高低起伏影响，采用导向绳控制三轴搅拌桩施工方向，同时在导向绳附近标出每组桩位的起点位置。

在搅拌桩施工结束后30分钟，开始插入型钢，型钢在插入前，在沟槽上安放型钢定位架，保证型钢插入时的垂直度。为方便现场操作，型钢定位架采用42mm钢管加工而成。

8.2.5三轴搅拌桩孔位定位

三轴Φ850mm搅拌桩的三轴中心间距为600mm+600mm、三轴Φ650mm搅拌桩的三轴中心间距为450mm+450mm。

根据这个尺寸在导向绳附近用红漆划线定位。

8.2.6桩机就位与钻进

SMW工法施工顺序采用跳槽式双孔全套复搅式连接，保证墙体的连续性和接头的施工质量。由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；搅拌桩桩位定位偏差应小于10mm。成桩后桩中心偏位不得超过20mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。采用挖掘机挖沟槽，人工配合清理沟槽内土体，沟槽清理完毕后安放导向绳，为准确的控制搅拌桩方向，导向绳严格按放样点进行施做，并在导向绳附近标出每组搅拌桩的起点位置。三轴搅拌机定位时首先调整机子的平整度，并用线锤对三轴搅拌桩机立柱进行垂直定位确保桩机的垂直度。桩机定位后再进行定位复核，偏差值应小于5cm。工程实施过程中，严禁发生定位桩及定位线移位，一旦发生挖掘机碰撞定位桩及定位线使其跑位，立即重新进行放线，严格按照设计图纸进行施工。钻机每次施工前必须适当调节钻杆垂直度，即把钻杆垂直度控制在0.5%内。

8.3SMW工法围护桩施工顺序

a).跳槽式双孔全套复搅式连接：一般情况下均采用该种方式进行施工。

b)单侧挤压式连接方式：对于围护墙转角处或有施工间断情况下采用此连接。

c).对于围护墙转角处，为保证工法状的质量和止水效果有时也采用如下连接。

8.3.2搅拌速度及注浆控制

a）三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，避免因提升过快，产生真空负压，孔壁坍方。在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。

b）制备水泥浆液及浆液注入

SMW工法桩水泥采用罐装水泥，电脑控制的自动拌浆系统拌浆，水泥浆液的水灰比为1.5,每立方搅拌水泥土水泥用量为435㎏,拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算,注浆压力为2.0Mpa～4.0Mpa,以浆液输送能力控制;钻进搅拌时即连续压水泥浆。

8.3.3水泥土配合比

特别说明：水泥浆液配比须根据现场试验进行修正，参考配比范围为：

根据围护施工的特点,水泥土配比的技术要求如下:

⑴设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土强度的同时，在插入型钢时，尽量使型钢靠自重插入。若型钢靠自重仍不能顺利到位，则略微施加外力，使型钢插入到规定位置。

⑵水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时对环境的扰动影响。

⑶水泥土和涂有隔离层的型钢具有良好的握箍力，确保水泥土和型钢发挥复合效应，起到共同止水挡土的效果，并创造良好的型钢上拔回收条件，即在上拔型钢时隔离涂层易损坏，产生一定的隔离层间隙。

⑷水泥土在型钢起拔后能够自立不塌，便于充填孔隙。

⑸根据设计要求，结合工程实际，拟订此次SMW工法围护桩的水泥浆液配合比为：

①水泥采用普通硅酸盐水泥，标号不低于PD42.5级；

③水泥浆比重1.37～1.29；

④SMW工法搅拌桩水泥掺量≥24%，即每立方米搅拌桩体中水泥掺量≥435kg；

⑤桩身28天无侧限抗压强度≥0.8MPa。

⑹SMW工法搅拌桩施工时每班组都须按规定制作试块，自然条件养护28天，试块强度必须达到设计要求。

8.3.4制备水泥浆液及浆液注入

在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。

水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻SMW搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入。注浆压力：2.0～4.0MPa，注浆流量：150～200L/min/每台。

SMW工法围护桩桩身采用“两搅两喷”的工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：

下沉速度为1.0m/min；

提升速度为2.0m/min；

在桩底部分重复搅拌注浆。

并做好原始记录。参见以下图（图8.3.4）所示：

重复搅拌注浆

图8.3.4SMW工法围护桩钻进搅拌关系图表

将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后移位再进行下一根桩的施工。

8.3.7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10cm。

图8.3.5施工冷缝处理示意图

8.3.8搅拌桩桩体中间验收

8.3.9型钢原材料进场验收

搅拌桩桩体验收标准见下表

型钢允许偏差验收标准表

8.3.10型钢加工制作

型钢的加工制作首先必须符合国家标准《钢结构工程施工验收规范》（GB50205—2001）的要求；考虑作为临时结构，尚须符合以下要求：

⑵翼缘倾斜允差在规范之外增加2mm；

⑶工厂采用埋弧自动焊，角焊缝高度为6mm；现场对接焊缝必须开剖口焊透；全部焊缝质量等级均须达到三级。

工厂采用埋弧自动焊，角焊缝高度为6mm；现场对接焊缝必须开剖口焊透；全部焊缝质量等级均须达到三级。若所需H型钢长度不够，需采用10mm厚钢板进行双面拚焊，焊缝应均为破口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。

8.3.11涂刷减摩剂

a.减摩剂重量配合比为

氧化石蜡∶阳离子乳化剂∶OP∶助乳剂∶防锈剂∶水

=15∶1.3∶0.8∶2∶2∶65。

b.清除H型钢表面的污垢及铁锈。

c.减摩剂必须用电热棒加热至完全熔化，用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。

d.如遇雨天，型钢表面潮湿，先用抹布擦干其表面后涂刷减摩剂。不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。

e.如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。

f.型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。

g.基坑开挖后，设置支撑牛腿时，必须清除H型钢外露部分的涂层，方能电焊。地下结构完成后撤除支撑，必须清除牛腿，并摩平型钢表面，然后重新涂刷减摩剂。

h.浇筑连接梁时，埋设在梁中的H型钢部分必须用10mm厚泡沫塑料片包裹好。使型钢与砼隔离良好，以利型钢拔除。

搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。

H型钢使用前，在距其顶端25cm处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处型钢两面加焊两块各厚1cm的加强板，其规格为450mm×450mm，中心开孔与型钢上孔对齐。

根据设计院提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差，在型钢两腹板处外侧焊好吊筋（φ12盘圆钢筋），误差控制：

a.在±5cm以内,型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。

b.安装好吊具及固定钩，然后用50吨吊机起吊H型钢，用线锤校核其垂直度。

c.在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，采用线锤控制垂直度。

d.H型钢下插至设计深度后，用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋及沟槽定位型钢撤除。

e.若H型钢插放达不到设计标高时，则重复提升下插使其达到设计标高，此过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。

SMW工法内插型钢检验标准

注：检查数量为全部检查。

主体结构施作完毕且恢复地面后，开始拔除H型钢，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。

8.3.13.1施工安排：

8.3.13.2H型钢拔除

1）H型钢拔除施工程序

①平整场地→②安装千斤顶→③吊车就位→④型钢拔除→⑤孔隙填充

8.3.13.3平整场地

a.拔H型钢前，必须先进行顶圈梁上的清土工作，以保证千斤顶垂直平稳稳放置。

b.工作面上物件清理干净，以满足25吨吊车起拔型钢为准，25吨汽车吊净重为30吨，后两轮间宽为1.8米；以型钢内侧6.5米以上距离，并有拔出H型钢后的堆放场地和运输H型钢的通道。

c.如业主方没有特殊要求且能提供施工作业面，我项目部将按顺序起拔，拔出的型钢一部分堆在基坑边上，一部分堆放在基坑平面上。尽量满足运输车辆的进出。

8.3.13.4安装千斤顶

8.3.13.5型钢拔除

开启高压油泵，二个千斤顶同时向上顶住起拔架的横梁部分进行起拔，待千斤顶行程到位时，敲松锤型钢板，起拔架随千斤顶缓慢放下置原位。待第二次起拔时，吊车须用钢丝绳穿入H型钢上部的圆孔吊住H型钢。重复以上工序将H型钢拔出，H型钢起拔时要垂直用力,不允许倾斜起拔或侧向撞击型钢。

使用汽车吊起吊H型钢，见下图。

8.3.13.6本场地拔除的型钢移至装车地待一定量时装运，应留出足够的通道和停车场地。

8.3.13.7孔隙填充

为避免拔出H型钢后其空隙对周围建筑物的影响，拔出H型钢后须立即按照设计要求对桩体内部空隙进行注浆封孔，以控制变形量。

施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。每天要求做一组7.07×7.07×7.07cm试块，试样宜取自最后一次搅拌头提升出来的附于钻头边的土，试块制作好后进行编号、记录、养护，到龄期后由监理单位随机抽取几组送试验室做抗压强度试验，28天龄期无侧限抗压强度要求不小于0.8MPa。

九、SMW工法桩施工质量保证措施

9.1深层搅拌桩施工质量措施

⑴.孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于1/300桩长。施工前严格按照设计提出的搅拌桩两边尺寸外放100mm要求进行定位放样。

⑵.严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min。

⑶.施工前对搅拌桩机进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。

⑷.桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。

⑸.工程实施过程中，严禁发生定位型钢移位，一旦发现挖机在清除沟槽时碰撞定位型钢使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸进行施工。

⑹.场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性。

⑺.严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后方可使用。

⑻.在施工前应在钻杆上做好标记，控制桩长不得小于设计桩长。

⑼SMW搅拌桩施工质量标准（见下表）

SMW搅拌桩施工主要项目的质量标准

施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处的围护素桩孔上重复套钻，施工时延长搅拌时间，由原来的1分钟/米延长至3分钟/米，并提高水泥掺入量2%左右。

9.3插入H型钢质量保证措施

⑴.型钢到场需得到监理确认，待监理检查型钢的平整度、焊接质量，认为质量符合施工要求后，进行下插H型钢施工。

⑵.型钢进场要逐根吊放，型钢底部垫枕木以减少型钢的变形，下插H型钢前要检查型钢的平整度，确保型钢顺利下插。

⑶.型钢插入前必须将型钢的定位设备准确固定贵州省建设工程消防设计审查验收管理实施细则（黔建消通[2020]91号 贵州省住房和城乡建设厅2020年9月）.pdf，并校核其水平。

⑷.型钢吊起后有铅垂线调整型钢的垂直度，达到垂直度要求后下插H型钢，保证H型钢的插入深度。

9.4基坑开挖过程中渗漏水处理

在基坑开挖阶段，密切注意基坑墙体渗漏情况，发现渗漏及时封堵。具体采用以下两种方法补漏。

在基坑渗水点插引流管，在其周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆达到强度后，将引流管打结。

(晋)12J4-1 常用门窗b.将配制拌合好的化学浆液和水泥浆送入贮浆桶内备用。

c.注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。