浅谈建筑深基坑围护的施工方法

2015-06-29唐德琼

四川水泥 2015年6期

关键词：工法围护结构水泥浆

唐德琼

(中铁二十五局集团第四工程有限公司，贵州贵阳 545007)

浅谈建筑深基坑围护的施工方法

唐德琼

(中铁二十五局集团第四工程有限公司，贵州贵阳 545007)

深基坑工程是一项风险性工程，也是一门具有极强综合性的新型学科。深基坑工程应做好围护结构在设计选型阶段和施工阶段的工作，并通过良好的围护工程技术，以保证整个工程的顺利开展与进行，进而实现建筑工程项目在经济效益与社会效益的双丰收。本文结合多年来的工作经验，对建筑深基坑围护的施工方法进行了研究，具有重要的参考意义。

深基坑；围护工程；技术；探讨

引言

深基坑工程大多为临时性工程，因经费限制较紧，不确定因素和影响因素又较多，例如具体工程要求、施工顺序与管理、地质条件、水文情况、气候变化的影响等等。深基坑围护工程技术的顺利实施，既保证了围护结构在整个施工过程中的安全，还通过对周围土体变形的控制，保证了工程中相邻建筑物和地下公共设施的安全。

1 深基坑围护结构的分类和方案的选择

1.1 深基坑围护结构的分类

深基坑围护结构按照材料和施工工艺可将其划分为以钢为材料的钢板桩，以钢筋混凝土为材料的钻孔灌注桩、钢筋混凝土板桩和地下连续墙，以水泥稳定土为材料的水泥搅拌桩。

深基坑围护结构的受力性能和材料密切相关。使用钢材或者钢筋混凝土所制成的围护结构是柔性的，通常需要使用支锚体系来维持其稳定；使用水泥搅拌桩所制成的围护结构是自立式的、刚性的。然而水泥搅拌桩可以通过加劲性的型钢成为柔性的围护结构（SMW工法），也可以用作于柔性的排桩式围护结构的止水帷幕，而钢筋混凝土地下连续墙也可以用作重力式围护结构。

1.2 深基坑围护结构方案的选择

总体来说，按照材料和施工方法可将围护结构分为三种类型，即排桩式围护结构、水泥土搅拌桩和地下连续墙。选择围护结构时，应考虑到工程实际的地质条件、地下水条件、开挖深度、施工条件和工程要素等因素进行综合确定。在实际工程建设中，深基坑围护多采用了复合式结构。在水泥搅拌桩体内加劲性型钢，从而形成组合结构的围护结构墙体，被称为SMW工法，它组合了型钢受力和水泥止水的优点，且截面较小，适应性强，在我国深基坑围护工程中得到了广泛应用。在本文中，将着重对SMW工法的施工技术进行分析与探讨。

2 SMW工法技术的应用

SMW工法（Soil Mixed Wall），也被称为加劲水泥土地下连续墙，是一种在相互搭接的水泥土桩墙中插入型钢而形成的复合结构，也是我国在近年来重点引进的技术项目。因其具有构造简单、工期短、造价低和环境污染小等方面的特点，在提倡建设节约型社会和重视可持续发展的今天，在深基坑围护工程中推广应用SMW工法具有更为现实的意义。图示为某高层支护施工示意图：

SMW工法的施工原理：

SMW工法是利用专业的多轴搅拌机就地钻进切削搅拌土体，并同时在钻头端部将水泥浆液注入土体中，等充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，以形成地下连续墙体。SMW工法通过水泥和土的充分搅拌混合，使墙体无论横向或是纵向都没有接缝，具有高止水性；在插入H型钢后，形成复合型墙体，具有抗侧压强度和高止水性能。同时在施工结束后，还可将H型钢从水泥搅拌桩中拔出，实现了型钢材料的回收和再次利用的目的，使得工程造价大为降低。

2.1 开挖导沟、设置定位型钢

沿SMW墙体使用挖掘机在搅拌桩桩位上，预先开挖出沟槽，沟槽宽度约为1.2m，深度为1.5m，以作为施工导向，以及临时置换出来的泥浆和残土的堆放地。

设置定位型钢时，在垂直沟槽方向放置两根H型定位型钢，长为2.5m，规格为200×200mm，然后在平行沟槽方向设置两根H型定位型钢，长度控制在8m到12m，规格为300×300mm，并在型钢或者导墙上面做好桩心的位置。

2.2 桩机就位

（1）垂直度控制：在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈，并在10cm的高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校正钻杆的垂直度，使铅锤线能正好通过铁圈的中心。在每次施工之前，需适当的调节钻杆，使铅锤始终位于铁圈内，并严格控制钻杆的垂直度误差在3‰以内。

（2）平面位置控制：将人力移动搅拌机和卷扬机到达作业位置后，控制钻杆的中心对准桩位的中心。桩机移动前需仔细观察施工现场的情况，并保证移位的安全、平稳。桩位和设计位置的偏差不能大于30mm。

（3）桩长控制标记：施工之前，在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不小于设计桩长。在桩长变化时，需重新做好新的标记。

2.3 预搅下沉

当搅拌桩机钻杆下沉到SMW桩的设计桩顶标高时，启动灰浆泵，等水泥浆到达搅拌头之后，搅拌头按照1m/min的速度均匀下沉，同时边下沉、边搅拌、边注浆，使原地基土能和水泥浆进行充分拌合，并通过观测钻杆上的桩长标记，直至达到桩底的设计标高。下沉速度由电机的电流监测表进行控制，工作电流应不大于70A。

2.4 水泥浆的制备

当钻掘搅拌机下沉以后，就可按照设计要求的配合比进行水泥浆的拌制，并在压浆之前将水泥浆倒入集料斗中。水泥在搅拌之前都应先过筛，制备好的浆液不能出现离析的现象。拌制水泥浆液的水泥、外加剂和水的用量以及泵送浆液的时间都应由专人记录。

2.5 重复搅拌下沉和提升

为使水泥浆和土体得到充分的搅拌直至均匀，需要进行上下重复搅拌。但需要留一部分浆液在第二次上提重复搅拌时灌入，直到最终完成一根均匀性良好的水泥土搅拌桩为止。

2.6 插入型钢

在型钢插入之前，首先安装由型钢所组合成的导向轨，边缘部分使用橡胶皮进行包贴，以确保型钢能较为垂直的插入桩体，并减少了型钢表面摩擦剂的受损。每搅拌1到2根水泥桩后，就需将型钢插入，并停止搅拌。插入型钢的时间宜控制在30min内，最迟不能超过1h。现场还需要准备锤压机具，以准备型钢在依靠自重难以插入到位时，再使用。

2.7 型钢回收

使用SMW工法桩施工时，型钢的造价通常约能占到工程总造价的40～50%左右，要确保型钢的顺利回收，其施工应注意以下几方面要点：

（1）在深基坑围护结构完成使用功能后，由监理方或者总包方根据书面通知进行拔除。同时根据基坑周围的基础形式和标高，对型钢拔除的顺序和区块进行合理的划分。具体的作法是先拔除较远处的型钢，然后拔除紧靠基础的型钢；先拔除短边，再拔除长边的方法，将型钢对称拔除。

（2）在型钢起拔时，用力应垂直，坚决制止侧向撞击或者倾斜的拉拔。型钢露出地面部分时，不能有串连现象，否则必须使用乙炔、氧气将连接部分进行割除，并使用磨光机对型钢磨平。