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SMW工法樁墻的質(zhì)量控制措施

王兼嶸  黃秋紅  孫策  沈曉東  章銘榮

(華豐建設(shè)股份有限公司，浙江杭州310014)

1.SMW工法樁墻

    SMW工法是在水泥攪拌樁中插入H型鋼作為勁性材料形成加筋水泥土墻。該施工方法應(yīng)用于基坑圍護(hù)樁墻，不僅能大大提高圍護(hù)樁墻的抗彎與抗剪能力，而且連續(xù)性好，抗?jié)B能力強(qiáng)，對周圍環(huán)境影響小；加之所用型鋼可回收，故造價(jià)低。該工法施工工藝簡單，操作方便，總工期短，被廣泛應(yīng)用于軟土地基的深基坑圍護(hù)。SMW工法樁墻可以懸臂式承受側(cè)向荷載，也可以結(jié)合水平支撐形成基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體受力。SMW工法樁墻常用三軸型攪拌機(jī)，如型號ZDK一85—3的攪拌機(jī)，施工形成的水泥攪拌樁直徑咖850 mm，搭接250 mm。常用型鋼為H型鋼，其規(guī)格尺寸按設(shè)計(jì)選定。三軸型攪拌機(jī)施工成水泥攪拌樁后立即用吊車將型鋼插入到位。水泥攪拌樁又稱水泥土樁；插入型鋼后稱SMW工法樁墻。2  水泥攪拌樁的施工質(zhì)量控制

    2.1垂直度控制

    施工水泥攪拌樁之前先挖導(dǎo)向基槽，并在基槽一側(cè)放置定位型鋼，每根型鋼長l2111，型鋼之間采用點(diǎn)焊固定，局部無法設(shè)置定位型鋼處采用定位繩。樁機(jī)就位后應(yīng)墊平并將鉆桿對中，采用經(jīng)緯儀雙向測定或用線錘校正樁機(jī)龍門立柱，使其垂直度控制在1％內(nèi)，方可進(jìn)行水泥攪拌樁施工。

    2.2重復(fù)套鉆控制攪拌樁的連續(xù)性

    水泥攪拌樁施工采用跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接，以保證圍護(hù)樁墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，三軸型攪拌機(jī)施工+850@600攪拌樁的順序見圖1。圖中陰影部分為重復(fù)套攪噴漿。

    2.3攪拌與噴漿速度的控制

    水泥攪拌樁的攪拌效果與轉(zhuǎn)速和鉆頭的鉆速有關(guān)，應(yīng)保證樁體中任何一點(diǎn)均能經(jīng)過20次以上的攪拌。下攪噴漿的速度控制在0.8 m／min，上攪噴漿的速度控制在1～1.2 m／min，在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌噴漿，成樁的質(zhì)量較好且經(jīng)濟(jì)。不論何種原因重疊搭接的間斷時(shí)間超過24 h均應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁處理。

    2.4噴漿量的控制

    控制每根樁的水泥用量，確保攪拌樁的樁身質(zhì)量。采用3個(gè)攪拌頭的深攪設(shè)備進(jìn)行施工時(shí)，下攪噴漿攪拌與提升噴漿攪拌各一次后，重疊搭接的樁再下攪和提升噴漿一次，即每次都有2根樁須重復(fù)下攪和提升噴漿，這就需要首次下攪和提升最少的噴漿量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70％～l00％，否則未重復(fù)噴漿樁的噴漿量很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。注漿時(shí)的壓力由水泥漿輸送泵控制，注漿壓力為l.5—2.5 MPa，且泵送必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷送漿。

    2.5水泥漿的攪拌

    水泥攪拌樁的水泥等級與摻量按設(shè)計(jì)圖要求，制備的水泥漿不得離析，如果配置水泥漿停置時(shí)間超過2 h，應(yīng)降低強(qiáng)度等級使用；罐內(nèi)水泥漿的攪拌時(shí)間不能少于3 min(時(shí)間短水泥漿攪拌得不均勻，注入后影響攪拌樁的成樁質(zhì)量)。

    2.6防止鉆頭糊泥等措施

提升噴漿到地面發(fā)現(xiàn)鉆頭被泥糊住時(shí)，必須下攪上提，用高速甩掉黏泥或用鐵尺削掉黏泥，避免出現(xiàn)空心攪拌樁；攪拌樁施工中噴漿未達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂面(或樁底)罐內(nèi)供注漿泵的水泥漿已沒有；或罐內(nèi)供注漿泵的水泥漿泵出較少，對這些直接影響攪拌樁成樁質(zhì)量的問題，必須找出原因(水泥用量不夠、漏失、水灰比過大、泵管部分堵塞等)，并毅時(shí)補(bǔ)救。

3.H型鋼的施工質(zhì)量控制

    3.1型鋼校正與開吊裝孔

    進(jìn)場的型鋼應(yīng)檢查并校正其平整度。H型鋼使用前，在距離型鋼頂端處開一個(gè)中心圓孔，孔徑約8 cm，并在此處型鋼兩面加焊厚≥12 mm的加強(qiáng)板，加強(qiáng)板尺寸400 mm×300 mm，中心開孔與型鋼上孑L對準(zhǔn)，作為安裝及起拔時(shí)的吊裝孔。

    3.2型鋼接長

    若所需H型鋼長度不夠，按同心度一致進(jìn)行剖口對焊接長。對樁長超過20 m或土層中含砂量大時(shí)，應(yīng)采用10 mm厚鋼板進(jìn)行雙面拼焊，焊縫均為貼角滿焊，焊好后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。

    3.3涂刷減摩劑

    現(xiàn)場常用石蠟和柴油混合加溫配制成減摩劑，施工前根據(jù)不同的室外溫度，將石蠟和柴油按不同比例進(jìn)行幾組配置試驗(yàn)，從中確定出滿足要求的配比。型鋼進(jìn)行除銹和清污處理后，應(yīng)在其表面均勻涂刷減摩劑，厚度2 mm為宜；型鋼插入攪拌樁前發(fā)現(xiàn)減摩劑有脫落、開裂的應(yīng)將型鋼表面減摩劑鏟除清理干凈后，重新涂刷減摩劑于型鋼表面。專用的減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化，用攪棒攪時(shí)感覺厚薄均勻，才能涂敷于H型鋼上。

    基坑開挖后，在圍護(hù)樁型鋼上設(shè)置支撐鋼牛腿時(shí)，必須清除H型鋼外露部分的涂層，方能電焊。地下結(jié)構(gòu)完成后拆除支撐，必須清除鋼牛腿和牛腿周圍的混凝土，并磨平型鋼表面，然后重新均勻涂刷上減摩劑，否則型鋼將無法拔出。

    3.4H型鋼插入水泥攪拌樁的措施

    為確保H型鋼插入攪拌樁居中和垂直，應(yīng)先放置型鋼定位架，定位架按現(xiàn)場和型鋼有關(guān)尺寸制作、放置并固定好。吊機(jī)起吊型鋼后，應(yīng)用經(jīng)緯儀調(diào)整其垂直度，然后將垂直的型鋼底部中心對正插入，沿定位架徐徐插入攪拌樁內(nèi)，當(dāng)插入攪拌樁內(nèi)l／3后可快放，直放至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置；如不能下放到位，可借助挖掘機(jī)或振動器將型鋼送到位，此時(shí)必須確保型鋼居中垂直，利用水準(zhǔn)儀控制型鋼的頂部標(biāo)高；插入攪拌樁內(nèi)的型鋼施工必須在攪拌樁成樁后4 h內(nèi)完成。

    3.5H型鋼埋設(shè)在壓頂圈梁中的隔離措施

    澆筑壓頂圈梁時(shí)，應(yīng)清理干凈外露出的H型鋼表面的水泥土，在扎圈梁鋼筋前，埋設(shè)在圈梁中的H型鋼部分必須先用牛皮紙包裹兩層，用膠帶固定粘結(jié)牛皮紙；牛皮紙包裹高度高出圈梁頂5 em；再用油毛氈包裹在牛皮紙外，用油毛氈片壓住牛皮紙，先用U型粗鐵絲卡固定油毛氈片，再用膠帶粘貼牢固。

4.其它施工技術(shù)措施

    4.1水泥攪拌樁中外摻劑的使用

    (1)水泥攪拌樁中外摻劑除摻入一定量的緩凝劑成制度有一定的矛盾，因此需要探索最佳的焙燒制度，以發(fā)揮有機(jī)纖維的內(nèi)燃作用來降低能耗的目的。    (2)按實(shí)驗(yàn)室確定的A3、A4配方并結(jié)合富陽實(shí)際用頁巖代替黏土各生產(chǎn)一萬余塊產(chǎn)品，探索焙燒制度對產(chǎn)品性能的影響規(guī)律。在中試企業(yè)用富陽頁巖及外加劑和污泥按A3、A4配方進(jìn)行了試生產(chǎn)，產(chǎn)品成型和干燥情況良好。(3)要求中試企業(yè)按交錯(cuò)排列的矩形孔改造生產(chǎn)設(shè)備，以壓濾處理后的含水率(70％左右)，污泥直接與頁巖及外加劑摻合，生產(chǎn)保溫性能更好的矩形孔和矩形條孔產(chǎn)品，以保證滿足建筑工程使用及今后大量處理污泥的工藝生產(chǎn)條件要求。目前試制已獲成功，其產(chǎn)品傳熱系數(shù)為1．19 W／m·K(240 mm磚墻普通混合砂漿砌筑)，可以滿足建造節(jié)能50％建筑的要求。

    經(jīng)上海市建筑科學(xué)研究院檢測站檢測，其傳熱系數(shù)≤l．47 W／m2*K(200 mm磚墻普通混合砂漿砌筑)，符合《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》圍護(hù)外墻要求，其他性能指標(biāo)見表4，可以滿足大多數(shù)建筑工程要求。經(jīng)比對，由于磚坯中所含有機(jī)纖維燃燒產(chǎn)生大量熱量，燒成時(shí)外投煤可降低50％以上。

    利用造紙污泥生產(chǎn)建筑輕質(zhì)節(jié)能磚經(jīng)歷了對污泥的成份分析，可行性試驗(yàn)和生產(chǎn)企業(yè)的中試結(jié)果分析，該生產(chǎn)技術(shù)是成功的，能夠大量低成本地消納造紙污泥，試制的產(chǎn)品符合國家政策導(dǎo)向，產(chǎn)品性能優(yōu)異可以滿足建造節(jié)能建筑的要求，是解決造紙污泥二次污染的最佳途徑之一。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)