完善SMW工法施工工藝

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基坑圍護(hù)的方式多種多樣，各有千秋，在眾多圍護(hù)方法中，SMW工法以其適用性強(qiáng)、圍護(hù)成本相對(duì)低、施工周期短而倍受關(guān)注。
    我公司承建的上海兆豐嘉園高層住宅緊鄰中山公園西側(cè)與公園僅一墻之隔，南側(cè)是地鐵二號(hào)線(xiàn)中山公園站及人防商場(chǎng)，西臨匯川路，工程建筑面積近10.2萬(wàn)平方米、建筑為地上34層、地下1層，基坑開(kāi)挖面積1.2萬(wàn)平方米，坑內(nèi)平均挖深8.1米、工程造價(jià)1.6億元。該基坑的圍護(hù)設(shè)計(jì)由同濟(jì)大學(xué)擔(dān)當(dāng)，設(shè)計(jì)要求基坑圍護(hù)采用SMW工法進(jìn)行施工。
    常規(guī)基坑施工，當(dāng)挖深在5-10米時(shí)，采用的是雙排攪拌樁做防滲帷幕，再加一排鉆孔灌注樁擋土，開(kāi)挖時(shí)根據(jù)挖深再架設(shè)內(nèi)支撐。這種圍護(hù)方式受力合理，能有效增加滲徑長(zhǎng)度，擋土及止水效果明顯。但因有兩排攪拌樁和一排鉆孔灌注樁，所以成本較高，且施工周期較長(zhǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)泥漿量較大，必須有相對(duì)較大的場(chǎng)地來(lái)進(jìn)行安排布置。而SMW工法因其同樣施工攪拌樁，因此抗?jié)B效果能滿(mǎn)足要求，且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地要求低，在攪拌樁內(nèi)插入型鋼后，使墻體同樣具有一定的剛性。與常規(guī)方法相比，成本可大幅度降低，適應(yīng)性更廣。施工時(shí)型鋼在攪拌樁初凝前插入加固區(qū)域，幾乎與攪拌樁同步行進(jìn)，工期可大大縮短，幾乎不產(chǎn)生泥漿，而且主體建筑出±0.00回填結(jié)束后，即可將型鋼拔出回收，極大地節(jié)約了成本。但該工法在上萬(wàn)平方米深基坑支護(hù)施工時(shí)，也存在一定風(fēng)險(xiǎn)。一旦局部插樁偏位大，勢(shì)必引起滲漏并影響墻體的剛性，最終導(dǎo)致圍護(hù)失敗。SMW工法進(jìn)行基坑的圍護(hù)施工在我公司還是首次。我們成立攻關(guān)小組進(jìn)行攻關(guān)活動(dòng)，尤其是針對(duì)工法中存在的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷及可能導(dǎo)致的結(jié)果，進(jìn)行了詳細(xì)分析，確定把完善工法施工工藝，克服SMW工法施工中的難題作為攻關(guān)的課題。
    我們將工藝實(shí)施過(guò)程中可能碰到或?qū)⒁l(fā)生的工況一一模擬，從五個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析。
    1、根據(jù)水泥初凝時(shí)間，掌握和控制好加固區(qū)域的初凝時(shí)間，在最佳時(shí)段插入型鋼。經(jīng)過(guò)分析確定攪拌樁完成后6小時(shí)內(nèi)必須完成插樁。
    2、確保設(shè)計(jì)要求的13至18米長(zhǎng)的工字鋼起吊后準(zhǔn)確地插入樁位，以及在下沉過(guò)程中平面位置和垂直度的控制，這是該施工工藝的關(guān)鍵所在。
    3、在混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)前，插入型鋼很容易，但至標(biāo)高后，必須控制其繼續(xù)下沉直到混凝土完全固結(jié)。必須控制好型鋼標(biāo)高，直到加固區(qū)域混凝土終凝。
    4、建筑出±0.00，基坑回填后，如何克服其摩阻力將型鋼拔出?？紤]到鋼筋和凝固后混凝土的咬合力，拔出非常困難，但只要減小和克服樁身摩阻力，一旦松動(dòng)就很容易拔出。
    5、關(guān)于型鋼拔出后的孔隙，為減少周?chē)馏w的變形，考慮同步采用水泥漿灌入留下的孔洞。
    從分析的結(jié)果，我們認(rèn)定要達(dá)到目標(biāo)就必須確保插樁時(shí)樁身的垂直度和平面位置以及樁頂?shù)淖罱K標(biāo)高。樁身一旦傾斜或偏離樁位或達(dá)不到樁尖標(biāo)高而不能有效封閉滲透壓較大的土層，哪怕是局部小范圍的，勢(shì)必引起滲漏和影響墻體剛度，其連鎖反應(yīng)必將使基坑圍護(hù)失敗。只有上述條件都得到滿(mǎn)足，才能確保圍護(hù)墻體有足夠的剛性和良好的抗?jié)B性，才能滿(mǎn)足基礎(chǔ)施工的安全要求。此外，作為降低成本的一個(gè)大塊，要將型鋼拔出回收，這也是一個(gè)施工難點(diǎn)。
    根據(jù)以往施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的可行性做了進(jìn)一步分析，最終確定以?xún)煞矫鏋橹鲗?dǎo)工序來(lái)確保工藝的順利實(shí)施：設(shè)計(jì)制作定位導(dǎo)向裝置來(lái)控制插樁過(guò)程中的平面位置；設(shè)計(jì)制作反力架頂升裝置來(lái)克服型鋼拔除的摩阻力。
    此外，施工過(guò)程中還采取了一些措施來(lái)確保插樁的質(zhì)量。
    （1）在與廠方簽訂供貨合同時(shí)明確對(duì)材料的要求，進(jìn)場(chǎng)前逐一驗(yàn)貨，不合要求的一律調(diào)換，以確保型鋼質(zhì)量；
    （2）考慮到型鋼拔除時(shí)，頂部吊孔處應(yīng)力較為集中，故對(duì)進(jìn)場(chǎng)后的工字鋼頂部一律加焊兩塊加強(qiáng)腹板，將其表面鐵銹、灰塵及其他垃圾清除，并保證工字鋼表面完全干燥，之后滿(mǎn)涂減摩料。將減摩涂料加熱至完全融化，充分?jǐn)嚢枋蛊浜癖【鶆蚝?，再涂刷在工字鋼表面，其厚度控制?.0毫米以上。型鋼起吊前重新檢查減摩涂料是否完整，一旦發(fā)現(xiàn)涂層開(kāi)裂、剝落應(yīng)將其局部鏟除并重新涂刷；
    （3）攪拌樁結(jié)束后，根據(jù)測(cè)量放線(xiàn)的樁位，將導(dǎo)向架就位，校正平面位置和水平后，將架體的四腳固定。型鋼在插入過(guò)程中的平面位置和垂直度由兩臺(tái)經(jīng)緯儀采用前方直角交匯法控制，垂直度偏差控制在1%以?xún)?nèi)，再插入攪拌樁內(nèi)，并在沉放過(guò)程中及時(shí)糾偏。由于架體選材合適，搬運(yùn)移動(dòng)定位都較方便，給施工帶來(lái)很大便利；
    （4）工字鋼插到標(biāo)高后，用Φ18彎成鉤狀，一端鉤在型鋼的吊點(diǎn)孔中，另一端電焊或掛在橫在溝槽的龍門(mén)架上，一周后拆除；
    （5）通常3個(gè)方向的3根纜風(fēng)繩即可定位，由于場(chǎng)地的限制，達(dá)不到受力角度的要求，便用增加纜風(fēng)繩數(shù)量、減小角度來(lái)控制調(diào)整型鋼的方向，使工字鋼順利進(jìn)入導(dǎo)向架內(nèi)；
    （6）基坑圍護(hù)施工結(jié)束后進(jìn)行降水、挖土、支撐架設(shè)及基礎(chǔ)施工，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出±0.00并回填完以后，即進(jìn)行工字鋼的拔除。按實(shí)施措施，我們使用100噸液壓千斤頂，一般一根樁頂升3次左右，型鋼就已松動(dòng)，此時(shí)用50噸履帶吊就順利將型鋼拔除；
    （7）型鋼拔出之后，同步用水泥漿灌入留下的孔洞中，以減少周?chē)馏w的變形；
    （8）基坑圍護(hù)成形后，在墻頂和墻體設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在基坑施工期間進(jìn)行觀測(cè)。
    SMW工法雙排攪拌樁鉆孔灌注樁與傳統(tǒng)圍護(hù)法相比，（1）成本方面：成本較一般的圍護(hù)施工省去了鉆孔灌注樁和一排攪拌樁兩大塊，僅增加一項(xiàng)型鋼的租賃費(fèi)用，降低大約18.6%的工程成本；（2）進(jìn)度方面：省去了鉆孔灌注樁的全部施工過(guò)程。圍護(hù)樁工期比常規(guī)施工方法縮短將近2/3；（3）安全方面：與常規(guī)施工方法一樣，都能滿(mǎn)足施工安全要求。由于本工程設(shè)有一道混合支撐，很好地改善和減小了SMW工法中存在的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷，所以完全能滿(mǎn)足基礎(chǔ)施工期間的安全要求；（4）環(huán)境方面：因無(wú)鉆孔灌注樁的施工，減少了對(duì)周?chē)h(huán)境和施工場(chǎng)地的污染，且此類(lèi)攪拌樁不存在擠土作用，對(duì)周?chē)ㄖ凸芫€(xiàn)的安全極為有利；對(duì)施工操作面要求也很低。在充分總結(jié)和獲得現(xiàn)場(chǎng)有效數(shù)據(jù)后，我們對(duì)“SMW工法”施工工藝進(jìn)行了整理和完善，把整個(gè)過(guò)程中形成的有效工藝，納入了總公司的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。