SMW工法墙在路桥基坑支护工程中的应用分析_张松兴.pdf

73SMW工法墙在路桥基坑支护工程中的应用分析张松兴广东省基础工程集团有限公司广东广州510620摘 要：市政路桥工程基坑的施工质量很大一部分取决于支护工程的施工质量，路桥工程是以创造舒适的交通环境为基础和前提的，具有民生特点，是保证人们安全出行的保障。在路桥工程的施工过程中，基坑支护技术已经具有非常重要的效用，合理利用 SMW 技术可以有效保证路桥工程更加稳定和安全。因此，相关工作人员应该对这一技术进行深入的探索和研究，加深对这一技术的认识，并在实际施工过程中更好地应用这一技术。下面对基坑 SMW 的支护技术进行分析，希望本文的论述能对相关人员有所帮助。关键词：SMW 工法墙；路桥；基坑支护；应用DOI:10.19569/119313/tu.202318025SMW方法的特点是结构简单，水封性能高，施工时间短，成本低，环境污染小。主要体现在，基坑施工完成以后，可以回收再利用H型钢，这是由于H型钢可以从水泥土搅拌中拔出。这种施工模式更符合环保的理念，在可持续发展和低碳经济的今天，更应该推广应用这种围护形式。基坑变形控制及其环境保护的主要处理手段有两种思路：分别是基于基坑支撑系统的变形控制和基于相邻基坑保护对象的变形控制。在路桥建设中，由于行业标准的逐渐完善和提高，在建设中的基坑要求也越来越高，尤其是在变形以及环保的要求上，使得采用SMW方法进行变形分析和控制更加困难。SMW支护技术在路桥工程施工过程中应用并不广泛，但是，该技术具有较强的支护能力，可以应用于路桥工程，能够有效保证路桥工程的稳定和安全。在实际使用SMW支护技术的过程中，相应的工作人员必须保证能够高质量、高效率的完成路桥工程，使SMW支护技术的效用能够得到最大程度的发挥，到位合理，科学控制材料质量，做好材料的保管工作。本文介绍了SMW支护技术的内容、优点和策略，希望通过本文的阐述，对路桥工程领域有所贡献。1 SMW法墙体支护技术的优势众所周知，在路桥工程的结构过程中，基础钢板支护技术，长期以来一直是路桥工程结构应用中的核心和关键技术，这种技术能够有效地增强路桥工程的抗洪能力，SMW支撑技术是路基和路段处理渗透透水事件的有效技术1。SMW作为结构作业中最重要的建筑材料，已经可以作为挡土墙、护墙、挡水墙使用，可以广泛用于各种工程学科和施工环境。在道路和桥梁建设中合理引进和应用SMW墙体支撑技术，需要与相应的设备（如振动锤）协同工作，并根据钢板的尺寸选择合适的施工设备。由于中国现阶段交通事业的蓬勃发展和交通设备应用规模的不断进步，国内许多路桥建设工程在一定程度上产生了超负荷的情况，这就造成了国内很多道路桥梁工程的施工作业已经产生了超负荷状况，这在一定程度上导致了交通领域出现了较为严峻的情况，因此，提高路桥工程的整体效益和施工稳定性是非常重要的，在施工工作的过程中，基坑施工是路桥施工工作的前提，该工作的效果将直接关系到后续的施工。SMW墙体支撑技术的重要优势点：SMW墙体支撑技术的应用可以有效降低路桥工程施工所需的成本和工期2。减少经济投资和人力资源投入，科学地缓解交通部门的超负荷状况，满足基坑施工的高质量标准，因此，SMW墙体技术在路桥工程建设中的优势和价值非常明显。2 路桥基坑支护施工方案的比较与选择2.1 路桥基坑支护施工方案的比较以某工程项目为例，施工现场地质条件和周边施工条件，深基坑支护方案可以选择SMW工作法桩和钢管斜抛支护、放坡和单排SMW工作法桩支护法、双排桩（工作法桩和灌注桩）法等支护体系，以某工程为例：(1)单排SMW工作法桩+钢管斜抛支护法以某工程项目为例，采用SMW工法桩结合钢管斜抛支护的方式进行支护。三轴水泥搅拌桩直径尺寸为850mm，搅拌桩中心之间的距离设置为600mm，其中用到的型钢型号为HN700 mm300 mm13 mm24 mm，间距1.2 m。支护结构施工完毕后，按比例平整坡面，例如1：1.75，之后在坡面上喷洒C20型混凝土，覆盖的厚度为150mm。之后预留核心土并挖施工地板，在底板上浇筑临时牛腿，并架设支撑间距3.0 m、厚度为8 mm、直径630 mm的钢支撑。这种支护方式能够适用于多种施工场景下的基坑的开挖和支护，受到周围场地环境的影响较小，这种施工技术较为成熟，施工过程简单。(2)放坡+单排SMW法桩基支撑法在一个高2-3m处开始放坡，并打造一处宽6米的平面。围护结构包括单排直径850mm、间隔600mm的插接式SMW桩，每隔1.2m有HN 700mm300mm13mm24mm的型钢，顶部是1.2m0.8m的冠梁。虽然它具有成本低、施工方便的优点，但所需的施工场地面积比其他形式的支撑要大，土地面积要扩大。这可能导致施工期延误和成本增加等风险，而且与其他形式的支撑相比，安全系数较低。技术探讨74(3)工法桩加灌注桩双排桩支护法工法桩加灌注桩前排SMW工法桩，前排的灌注桩间隔1200mm，后排的直径800mm的桩和直径1m的旋喷桩间隔3500mm，与顶部800mm厚的钢筋混凝土板相连。这种施工方式更加适用于施工空间狭小的环境，可在车辆段的红线内较其他支护方式更加安全的施工，可以在直立体全断面开挖，而不会对建筑或周边建筑的主体造成负面影响，但是阵中方式施工时间长，且成本也较高3。2.2 支护方案的选择以某项目为例，主基坑周边建（构）筑物较多，紧邻地铁站，村庄房屋靠近基坑边缘，红线边缘为基坑边缘，安全系数增大。基坑深5-7m，且项目的整体施工面积较大，如果采用单排支护加放坡，为了能够满足安全要求，需要在原有较大的施工面积上继续扩大放坡范围。如此以来，必将导致周边的建筑受到影响，甚至需要额外拆迁一部分用地，为工程施工增加了许多不确定因素，且使得工程成本大大增加。相对比单排桩支护，无论从安全性以及现场适用性来看，双排桩都更加符合实际要求，但是环保性以及经济性都不如单排桩支护。因此，综合来看，采用SMW工法桩结合钢管斜抛支护可以同时满足项目对空间的需求以及对环保的要求，也可以满足邻近高安全等级的地下和基坑的要求，过程中可以先建造工法桩，然后采用放坡的方式进行基坑施工4。通过先建基底板中间部分，再建放坡支架基座，可以大大提高开挖过程中项目的安全性及稳定性，同时可以兼顾单排桩及双排桩的优势，摒弃二者的局限性。3 SMW工法桩主要施工工序3.1 导向沟的开挖、机架的设置和导轨的移动导向沟的开挖是SMW打桩工程的一个非常重要的部分。为了防止挖掘设备在挖掘过程中出现涌土，通常在施工前开挖导沟，根据项目需要，导沟的深度为150cm，宽度为100cm。H型钢在后续的安装过程中需要尽可能的保证安装精度，一般可通过安装钢槽来辅助安装。通常情况下，垂直距离为8-12m，在此基础上安装H型钢甲板和钢护梁。但是，必须保证导轨的轴向位置和高度，H型钢的埋设和打桩必须事先在导轨上设置，并作相应的标记。3.2 加固工程和水泥浆制备开挖和水泥浆制备是SMW打桩技术中的重要工序和材料，特别要注意以下几点：(1)开挖，为保证工程质量和沉降、抽水速度，一般根据桩身情况确定三轴搅拌机的转速，由专人记录，在沉降、抽水过程中灌注水泥浆。由于填充水泥浆需要时间，可以通过其他方式缩短施工时间，例如安装混凝土筒仓，值得注意的是，混凝土的搅拌必须符合相关要求。(2)水泥浆的制备。水泥浆必须严格按照规定的混合比例制备。例如，在一个项目中，混合桩采用42.5级普通硅酸盐水泥，要在加入后2小时内完全混合，以避免产生离析。为了能够最大程度的维持混凝土的可塑性，可以通过在灌浆过程中加入1%左右的减水剂和2%左右的膨润土，尽可能的减少后期渗漏及开裂的可能。3.3 H型梁的插入H型钢梁的插入需要控制好时机，不能在混凝土搅拌完成后马上插入，需待达到一定强度后插入5。通常情况下，应在混凝土搅拌桩完成30分钟后进行。在此期间，如果H型钢插入的位置有问题，可以通过提升和降低的方式调整H型钢，直到达到所需的高度和深度。3.4 收回H型钢主体结构达到设计强度后，用水力起拔机将H型钢拉出，拉出时将吊钩固定在该钢材上。拉出型钢之后产生的空缺，应用水灰比为0.7的水泥砂浆，并加入细砂和0.7%左右的减水剂、5%左右的膨润土，可以提高其流动性，保证满足填充强度能够承受1MPa的压力。4 关键施工技术4.1 H型钢的焊接和减摩材料的应用根据实际需求，一般将H型钢的长度控制在12m以下的长度，如需更长的型钢，则应在具备施工工艺和施工环境的条件下进行焊接，焊接的接口处应保证焊接的完整性和平整性，相邻的H型钢如果都需要进行焊接，需要在高度上有一定的差距，距离至少为1m。此外，从焊接缝到基坑底部的钢段，需要在表面涂抹防磨剂，以利于后续H型钢的回收。4.2 施工深度的控制为SMW工法桩的结构强度，应该严格按照设计标准，控制型钢安装的深度，并且严格依照施工程序进行规范安装。4.3 混合率和灌浆质量为保证搅拌桩的连续性，应合理控制搅拌时间，至少为3分钟，同时防止桩体不均匀沉降。灌注钻杆时，应将70-90%的水泥用于钻杆，20-30%用于提升钻杆。5 质量保证措施5.1 设备保修(1)施工前，安装单位对搅拌设备进行检查，防止设备故障。在设备使用过程中，施工单位要对设备操作人员进行培训，确保操作的准确性。(2)施工单位用线锤或纵尺调整桩的垂直度，确保桩的垂直度在1/200以内。(3)施工现场的技术探讨75布置要从多个角度考虑，尽量减少设备的移动，保证施工的连续性。5.2 内部控制标准(1)施工前，施工部门应按照设计要求进行位置放样，控制好施工误差。桩基垂直度的偏差应小于1/200，开挖深度应小于5cm，孔位布置误差应小于2cm。(2)施工部门应严格控制泥浆的速度，并应派专人控制放置。开挖过程中，还应注意其下沉速度和泵送速度，泵送速度为12m/min，下沉速度为0.31m/min。(3)在搅拌过程中，操作人员应注意翻动情况，根据翻动规律调整泵送速度和下沉速度。5.3 测量控制(1)施工单位通过搅拌桶的数量来控制每堆灌浆料的总量，通过加料量来确定每桶的灌浆量。(2)对每根桩进行灌浆时，应详细记录注浆量、注浆开始时间、注浆结束时间和注浆孔的位置。应按照规范要求进行自检、抽检和专检，并记录结果。(3)应控制桩的均匀性和强度。施工部门应严格控制每个搅拌桶的水头高度和水泥量，并使用比重计实时检测水泥浆的比重。施工部门对土方进行充分搅拌，控制泵送量和沉降量，对原状土进行充分碾压，进一步提高混合料的均匀性。水泥浆按照预先确定的比例合理调配，防止出现分离等问题。在加压期间，施工部门必须检查注浆的强度，使注浆管道不畅。在加压期间，施工部门应确保注浆管线畅通，不发生断浆现象，保证注浆均匀，防止形成岩浆砂。如发现有堵塞现象，应立即停泵并采取措施。5.4 材料控制承包人在施工过程中应检查混凝土的质量，不得使用潮湿或过期的混凝土。P-O 42.5一般应使用普通硅酸盐水泥，采购水泥时应考虑其信誉等因素，并检查出厂检验报告和出厂合格证，确保符合规定。5.5 发生特殊情况时应采取的措施(1)如遇特殊情况，如未达到设计深度或遇到不能按设计说明施工的沟槽或导管，必须及时通知设计人员或是监理人员，主动联系并采取补救措施进行处理。(2)部分施工现场临时电力供应的不稳定性，停电导致工作中断的风险，以及桩基搅拌器开挖过程中可能出现的干扰，因此制定了特殊的应急措施，将搅拌器降到低于停止位置0.5m的地方，等待泥浆供应恢复，以防止墙体不连续。必要时，可以在现场安装一台特殊的发电机作为备用。(3)如果管道堵塞，应立即停泵并采取适当措施。(4)混合桩的冷缝处理，一般应将混合桩延伸到冷缝外，并在该处增加一根高压旋喷桩，每根桩长不小于300mm，水泥添加率不小于20%，桩长为51000，作为混合桩的桩基。5.6 施工过程的质量控制(1)三轴搅拌桩的搅拌提升速度不得超过12m/min，以保证搅拌均匀。(2)搅拌过程中，孔内不得有负压。桩身与桩基之间的搭接时间不得超过24小时。(3)为了稳定桩身的垂直度，施工单位应将吊车吊到主体上，并准确控制吊锤与钻杆的距离。(4)为了控制水泥浆的数量