摘要：勁性水泥土攪拌連續(xù)墻(ＳＭＷ)作為排樁和板墻式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一種，以其適用性強(qiáng)、圍護(hù)成本相對較低、施工周期短而倍受關(guān)注。天津市地鐵1號線工程西北角—西南角既有區(qū)間隧道改建工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中采用了該技術(shù)，并取得了良好的效果。關(guān)鍵詞勁性水泥土攪拌連續(xù)墻，支護(hù)結(jié)構(gòu)，隧道改建。
勁性水泥土攪拌連續(xù)墻(ＳＭＷ工法)作為排樁和板墻式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一種，以其適用性強(qiáng)、圍護(hù)成本相對較低、施工周期短而倍受關(guān)注。ＳＭＷ工法是利用專門的多軸攪拌鉆機(jī)，就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)從其鉆頭前端將水泥漿注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾�，再將型鋼或其它芯材插入攪拌體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻。ＳＭＷ工法最早是在日本開發(fā)成功的，它是在充分總結(jié)了鋼筋混凝土地下連續(xù)墻和水泥土深層攪拌樁各自的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將二者有機(jī)結(jié)合、取長補(bǔ)短發(fā)展而成的。它既克服了深層攪拌樁沒有鋼筋、強(qiáng)度不高、連續(xù)性差等缺點(diǎn)，也避免了鋼筋混凝土地下連續(xù)墻施工復(fù)雜、有泥漿污染、造價(jià)高等問題。天津市地鐵既有隧道改建工程采用了ＳＭＷ工法。
一、工程概況
天津市地鐵1號線工程西北角—西南角既有區(qū)間隧道改建工程，圍護(hù)結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)采用鉆孔樁+深層攪拌樁復(fù)合形式，后變更為ＳＭＷ工法，采用水泥土攪拌樁內(nèi)插型鋼作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。攪拌樁直徑為850ｍｍ，搭接250ｍｍ，樁長15.5ｍ；型鋼間隔插入，采用Ｈ70型鋼，長為15ｍ。施工設(shè)備采用ＺＫＤ85-3型三軸攪拌樁機(jī)，樁架采用履帶式重型樁架。
二、施工方法
2.1施工準(zhǔn)備
三軸攪拌機(jī)施工前，必須先進(jìn)行場地平整、清理，對地下障礙物進(jìn)行調(diào)查，以便在開挖過程中妥善處理障礙物。經(jīng)測量放線后，進(jìn)行導(dǎo)溝開挖。導(dǎo)溝深1.0～1.5ｍ，底寬0.85ｍ。導(dǎo)溝的作用是防止攪拌機(jī)施工時(shí)涌土、漿液冒出地面。
為確保攪拌樁及型鋼插入位置的準(zhǔn)確，在垂直導(dǎo)溝方向放置2根長約2.5ｍ、截面為200ｍｍ×200ｍｍ的導(dǎo)軌橫撐；在平行導(dǎo)溝方向放置2根長約8～20ｍ、截面為300ｍｍ×300ｍｍ的導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上按1.2ｍ間距(ＳＭＷ工法型鋼設(shè)計(jì)間距)作出樁位標(biāo)記，另設(shè)型鋼定位卡。
2.2單循環(huán)ＳＭＷ工法施工
本工程采用單循環(huán)ＳＭＷ工法施工。單循環(huán)ＳＭＷ工法系指從樁機(jī)就位開始，在鉆頭攪拌、下沉及提升過程中，鉆頭向外噴出水泥固劑與地基土體攪拌混合成樁后，在樁機(jī)移位且水泥土未結(jié)硬之前按要求插入芯材(如Ｈ型鋼或鋼板樁)，使地基土體形成有一定強(qiáng)度、剛度的水泥樁體的單一施工過程連續(xù)施工則形成連續(xù)、封閉的水泥墻。
1)樁機(jī)就
位樁機(jī)就位前應(yīng)及時(shí)清除障礙物，樁機(jī)就位后認(rèn)真檢查定位情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，用線錘對鉆桿垂直定位進(jìn)行觀測以確保樁機(jī)的垂直度。樁位允許偏差值在2ｃｍ內(nèi)。
2)攪拌速度及注漿控制
三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液，攪拌下沉和提升速度要均勻，遇到障礙物要減速慢行防止設(shè)備損壞；應(yīng)嚴(yán)格控制下沉和提升速度，下沉速度≯0.8ｍ/ｍｉｎ，提升速度≯1.6ｍ/ｍｉｎ。在樁底部分應(yīng)適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿。做好每次成樁的原始記錄。
水泥漿液的水灰比為1.3左右。每ｍ3攪拌水泥土的水泥用量為370ｋｇ，注漿壓力為0.3～0.8ＭＰａ，以漿液輸送能力控制。
3）型鋼插入
三軸水泥攪拌樁施工完成并檢驗(yàn)合格后，吊機(jī)就位即可吊插型鋼。在吊插前必須清除型鋼表面的污垢及鐵銹，并涂刷減摩劑。利用型鋼頂端拔樁預(yù)留孔起吊型鋼并放在型鋼定位卡中，用線錘校核型鋼垂直度，并使型鋼底部中心對正樁位中心，沿定位卡徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，插入4ｍ后要快放直至設(shè)計(jì)深度。
將水準(zhǔn)點(diǎn)引放到定位型鋼上，根據(jù)定位型鋼與插入型鋼頂?shù)母卟睿诙ㄎ恍弯撋蠑R置槽鋼，焊Ф10ｍｍ吊筋控制插入型鋼頂標(biāo)高，誤差控制在±5ｃｍ以內(nèi)。待水泥土攪拌樁達(dá)到一定強(qiáng)度(200～300ｋＰａ)后，將吊筋與定位型鋼撤除。
在型鋼插放困難時(shí)，采取提升型鋼重復(fù)下插使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。下插過程中始終用線錘跟蹤，控制型鋼的垂直度。
在圍護(hù)結(jié)構(gòu)澆注壓頂圈梁時(shí)，埋設(shè)在圈梁中的型鋼部分必須用泡沫板將其與混凝土隔開，以防影響型鋼的起拔回收。
2.3型鋼的回收
待地下主體結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用專用夾具及千斤頂以圈梁為反梁，起拔回收型鋼。用水灰比0.6的水泥砂漿自流充填型鋼拔除后的空隙，以減少對鄰近建筑物及地下管線的影響。
三、關(guān)鍵技術(shù)及控制要點(diǎn)
3.1樁位控制
為保證墻體連續(xù)性和止水效果，相鄰攪拌樁體必須保證咬合�？孜坏木_放樣是控制精度的最重要環(huán)節(jié)，施工中必須嚴(yán)格控制各樁的定位誤差。
3.2施工順序及分段施工節(jié)點(diǎn)連接
1)擠壓式連接
一般情況下采用單排擠壓式連接方式進(jìn)行施工。圖2中的陰影部分為重復(fù)套鉆，以保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量。水泥攪拌樁的搭接以及施工樁體的垂直度補(bǔ)正依靠重復(fù)套鉆來保證，以達(dá)到止水的作用。
2)跳槽式全套復(fù)攪式連接
對圍護(hù)墻轉(zhuǎn)角處或有施工間斷情況下采用跳槽式全套復(fù)攪式連接。
3)施工冷縫處理
相鄰樁施工中斷超過24ｈ會出現(xiàn)冷縫。采取在冷縫處圍護(hù)樁外側(cè)補(bǔ)攪素樁的措施，在圍護(hù)樁達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行補(bǔ)樁，以防偏鉆，保證補(bǔ)樁效果。素樁與圍護(hù)樁搭接厚度約10ｃｍ左右。
四、結(jié)語
1)相鄰施工段的攪拌樁水泥加固土體彼此重合，具有良好的止水性及擋土性；
2)施工工藝簡單、速度快，可有效縮短工期；
3)施工成本低，ＳＭＷ工法的成本為地下連續(xù)墻的70%左右，若考慮型鋼的回收利用，成本僅為地下連續(xù)墻的40%～50%；
4)施工震動小、無明顯噪聲，產(chǎn)生殘土少，無泥漿等二次污染，對環(huán)境影響小，有利于環(huán)保。
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