南京地铁所街站SMW基坑工法桩施工技术

摘要：南京地铁二号线所街站渡线段采用SMW工法桩作为基坑围护结构，详细介绍了该工法的施工工艺、冷缝处理和施工注意事项。

关键词：地铁车站 深基坑 SMW工法桩 冷缝处理

中图分类号：U231+.4文献标识码： A 文章编号：

南京地铁二号线所街站渡线段全长117.64m，基坑深约15m，明挖施工，采用SMW工法桩作为基坑围护桩墙结构。

SMW工法桩是利用三轴搅拌设备就地切削土体，同时注入水泥混合浆液（两侧供浆，中轴供气），搅拌成桩，然后在其中插入H型钢，形成一种劲性复合支护结构（H型钢承载侧压力，搅拌桩止水）；最后在地下主体结构浇筑完成后H型钢拔出回收。

该工法1971年由日本成幸株式会社开发成功，1993年在上海“环球世界”商厦基坑围护结构中首次运用（型钢未回收），1996年武汉金井地下连续墙工程有限公司将SMW工法施工技术和机械设备从日本引入我国；因该工法具有对环境影响小、施工方便、机械化程度高、止水性好，构造简单，施工速度快和造价低等优点，近年来在地下工程的深基坑施工中得到广泛应用，机具也逐步实现国产化；目前常用直径有1000、850和650三种（受搅拌桩设备制约）。

该工法桩采用跳槽式全套复搅方式施工。如下图所示。

一、工程概况

工程简介：

所街站渡线段SMW工法桩采用Ф1000@750（咬合250mm），南端头井桩长为27.3m，采用密插800×300×14×26 H型钢，型钢长度为27.10 m（型钢底标高为-20.5m）；其余桩长为26.3m（桩底标高-21m）采用三插二形式，型钢长度为24m。

为了使H型钢能顺利的拔出，型钢顶面高出冠梁50cm（见照片）。

2、工程地质、水文条件

根据所街站勘探资料，在车站基坑深度范围内上部主要由淤泥质粉质粘土或粉细砂为主，下部以中密～密实砂性土为主。

场地地下水类型上部属孔隙潜水，水位埋深2.20～2.90米，主要补给来源为大气降水及人工用水的补给；下部砂性土层为承压水，水位埋深6.20～6.65米，承压水与长江及外秦淮河均有一定的水力联系；地下水不良作用主要表现为基坑突涌、潜蚀、流砂等现象。

3、主要机械设备表

二、施工工艺流程

SMW工法桩的施工工艺流程详见流程图，说明如下：

施工准备

主要包括施工放样、沟槽开挖、确定桩位、H型钢加工和水泥浆液制备等项工作。

⑴沟槽开挖

根据围护结构施工放样定出内外边控制线，采用0.4m3挖掘机开挖宽1.5m深1.2米的施工沟槽，以保证SMW工法桩正常施工。

⑵桩位确定

在平行于沟槽的外侧用全站仪放出桩位，用长约8m的H型钢，距桩中心线1.2m，每1.5m在型钢的内侧做临时桩位点，以此来控制桩位。

⑶H型钢加工

在距型钢顶端处开一个中心园孔，孔径约8cm，并在此处型钢两面加焊厚≥12mm的加强板；若H型钢长度不够，需进行拼焊，焊缝应均为坡口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。

⑷H型钢涂刷减摩剂

清除H型钢表面的灰尘、污垢及铁锈；减摩剂必须用电热棒加热至完全融化，棒搅时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落；如型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，否则将剥落；一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂；减摩剂的用量是1kg/1m2，厚度不小于2mm。

⑸水泥浆制备

浆液配比应根据地层土质、设计要求通过试验确定；本工程采用425号普通硅酸盐水泥，水灰比为1.5，水泥掺量25～30%。

H型钢定位

为了保证在插入H型钢时准确无误，做型钢定位架，如图所示。

施工工艺流程图

4、三轴搅拌机就位与垂直度的控制

桩机通过履带自行对准桩位，垂直度是通过电脑定位系统来调试机械的垂直度。

5、搅拌速度及注浆控制

严格控制下沉和提升速度：下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，基坑开挖面以上适当控制下沉速度及提升速度。

水泥浆液通过注浆泵（压力为0.3Mpa～1.5Mpa）浆液输送到搅拌头，水泥用量现场采用双控，一是现场随时过秤计量；二是在注浆筒口处用流量计进行控制；三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液

6、桩头复搅：在桩顶1.5m范围内进行复搅，以保证桩头质量。

7、插入H型钢：用吊机将H型钢垂直起吊对准桩位，靠自重垂直沉入搅拌桩内，因桩长且为中密～密实砂土层，施工时出现H型钢无法插入到位，须将震动锤安装在H型钢头部，通过震动锤击H型钢下沉到位；最后浇筑冠梁。

8、安装钢围檩时将该处H型钢表面磨光清理干净后焊接。

9、H型钢在压顶圈梁中的隔离：在绑扎圈梁钢筋前，埋设在圈梁中的H型钢清理干净后，部分腹板和翼板二侧先用泡沫塑料（厚度大于10mm）包裹二层，再用油毛毡片包裹，油毛毡片包裹高度高出圈梁顶15cm；并用U型粗铁丝（>8#）卡固定好油毛毡片。

10、拆除钢围檩：必须将H型钢表面磨光，补涂上减摩剂，以防型钢锈蚀影响顺利拔出。

11、H型钢回收：待地下主体结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢；起拔过程中始终用吊车吊提住顶出的H型钢，千斤顶顶至一定高度后，用50吨吊车将型钢拔出桩体，在指定场地堆放好，分批集中运出工地。

三、施工冷缝处理

因故中断施工或二台以上搅拌机同时作业时，SMW工法桩围护结构必然会出现接缝（称冷缝），影响止水效果。

处理方法：在围护桩达到一定强度后，采取在冷缝处围护桩外侧补三轴素搅拌桩，为保证补桩效果，素桩与围护桩应咬合10cm（如图示）。

四、施工注意事项

1、孔位放样误差小于4cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于0.25%桩长。

2、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。

3、一旦发现挖土机在清除沟槽土时碰撞定位型钢使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸施工。

4、场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，尽量保证施工的连续性，减少冷缝。

5、基坑开挖时应及时架设钢支撑和加强监测，以保证围护结构安全，同时防止桩墙弯曲蛇行变形过大，影响今后型钢拔出回收；

6、在开挖至离桩边20cm时，须采用人工将桩上的水泥土小心挖去露出型钢，严禁挖土机械碰撞水泥土桩，以保证桩墙的稳定和止水性；若碰划使型钢面减摩剂涂层破损，必须马上清理干净补涂减摩剂。

参考文献：

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