SMW工法樁施工分為型鋼插入和三軸攪拌樁施工;三軸攪拌樁機分為打樁架及後臺,後臺必須配置固定場地;型鋼需要就近堆置場地和履帶吊吊運行走場地。
一、前期場地準備工作
對建築工地影響施工的臨時廁所、養護室及圍牆,用挖掘機破碎後,裝車運往指定的棄置場地。
用挖掘機將拔樁的通道頂部淤泥挖掘,用道渣將通道頂部用挖掘機回填、整平,分層夯實,以備三軸攪拌樁後臺、製漿所用。
二、工法樁所需機械物資統計表
三軸攪拌樁機與履帶式吊車
三、施工人員配置情況
三軸攪拌樁採取24小時施工制度,所以人員配置需要勞逸結合,項目部人員採取工程樁同樣方式,晚上2名派專職人員值班,三軸攪拌樁施工班組採用兩班人員施工,每班4人,輪班輪休制度。施工人員如下表:
四、施工準備
1、SMW工法攪拌樁施工第一批樁(至少三幅)在監理人員監管下施工,以確定實際施工水泥、膨潤土的投放量、漿液水灰比、漿液泵送時間和攪拌下沉及提升時間、樁長及垂直度控制方法,以便確定三軸攪拌樁的正常施工控制標準。
2、攪拌樁上層土方為回填土,回填土含有大量原房屋基礎、設備基礎、建築垃圾,影響攪拌樁的成樁質量,所以上層土方具體處理方式需要協商解決;目前有兩種方式,第一種採用高強度鑽頭和大功率三軸機械,這種方法成本較高;第二種置換上層土方,把上層回填土在三軸攪拌樁區域全部置換為根植土壤。
五、三軸工法樁施工工藝流程
三軸工法樁施工流程
六、施工操作要點及措施
1、測量放樣
根據建設方提供的水準點,嚴格按照設計圖進行樁位中心軸線定位放樣及高程引測工作,並作好軸線控制點標誌。請現場監理複測樁中心軸線。
2、開挖溝槽
為清除妨礙成樁施工的雜填土和淺層的地下障礙物,必須用挖機開挖出1.2米寬溝槽,深度應到達雜填土底部並不小於1米,不大於2.5米。
3、設置定位線、分幅
所謂導向定位線即為三軸深攪樁的外邊緣輪廓連線,平行於軸線。按照20m~30m分段隨三軸深攪樁的完成施放,定位線兩端必須放置固定好,必要時設置臨時木樁,然後掛上施工線,三軸樁機就位時以螺旋葉片外緣切上施工線為標準。樁位分幅布置的偏差不得大於20mm。
Ф850@600三軸攪拌樁機相鄰兩軸中心間距為600mm、套接一孔施工後幅間距為1.2m,根據這個尺寸在導向定位線上按照1.2米的間距劃線分幅,並貼上分幅標記。
4、樁機就位
樁機行走路線用鋼板鋪設,檢查其平整度滿足1/100。由當班機長統一指揮樁機就位,樁機就位後應校正、覆核樁機底盤水平度和鑽塔導向架的垂直度,立柱導向架的垂直度偏差應小於1/250,符合要求後才可以進行鑽孔施工。
每幅樁施工前以中間鑽杆上的中心點對準導向定位線上的分幅標記並以螺旋葉片外緣切上施工線為標準。樁機就位完畢後再進行樁位覆核,偏差值不應大於50mm。
5、製備水泥漿液
按照設計要求水泥採用P.O42.5級普通矽酸鹽水泥,水泥摻量為25%,外加減水劑,添加膨潤土,用量宜為10Kg/m。水灰比為1.5,攪拌樁28天無側限抗壓強度標準值不小於0.5MPa。
在施工現場搭建拌漿施工平臺,後臺攪拌站要掛牌施工(每種樁的樁長、水泥摻量、用水量等必須在牌上註明),漿液製備前對拌漿工作人員做好交底工作,在開機前應進行漿液的攪制,水泥必須過磅,拌漿時間≥2分鐘,現拌現用。
因故擱置超過2h以上的拌製漿液,應作為廢漿處理,嚴禁再用。
6、成樁和注漿
定位後開動樁機使鑽頭下沉,同時噴漿、噴氣切割攪拌土體。
到達設計樁底標高后重複攪拌注漿(鑽頭上下各一次),隨後鑽頭提升,仍同步注入水泥漿液。
根據規範要求三軸攪拌樁機下沉速度為0.6m/min,攪拌提升速度為0.8m/min以內,並保持勻速下沉與勻速提升。
注漿成樁後樁位偏差不大於50mm,樁體垂直度偏差不大於1/200。
9、型鋼製作、焊接、塗刷減摩劑、插入與固定
1)H型鋼製作
H型鋼製作由專業廠家在場外製作拼裝,我公司租賃使用。
焊接H型鋼焊縫質量應符合設計要求和現行行業標準《焊接H型鋼》YB3301-2005和《建築鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002的有關規定。H 型鋼的允許偏差應符合下表的規定:
注:表中L 為型鋼長度。
H型鋼製進場後,型鋼頂端0.07m處開一個中心圓孔,孔徑約4cm,以便H型鋼的起吊。
2)H型鋼的焊接要求
H型鋼宜採用整材,當採用分段焊接時,應採用坡口焊接,焊縫質量等採用二級,單根型鋼接頭不宜超過2個,接頭位置應避免設置在支錨或開挖面附近等型鋼受力較大處。相鄰型鋼的接頭位置應錯開,錯開距離不宜小於1m。
H型鋼採用Q235B,規格、型號及有關要求應按《熱軋H型鋼和部分T型鋼》GB/T11263-2005和《焊接H型鋼》YB3301-2005選用。
3)塗刷減摩劑
為了便於今後起拔回收,在插入深攪樁前,表面應塗刷減摩劑。
所使用的減摩劑為SMW工法H型鋼專用減摩隔離劑,型號:R-3型(冬季),外觀:灰黑色油膏狀,水溶性:不溶,使用溫度 (℃):0~15,容重 (g/cm3): 0.8~1.1,滴點 (℃) ≥30,稠度等級:4~5,固化時間 (min):2~5,與水泥土膠粘強度 (MPa):0.01~0.03,與H型鋼膠粘強度 (MPa):0.08~0.1,腐蝕性:無。減摩劑的塗刷質量必須嚴格控制,具體要求如下:
(1)清除H型鋼表面的汙垢及鐵鏽,並在乾燥條件下塗抹減摩劑。
(2)減摩劑必須用電爐加熱至完全融化,使用專用電熱棒插入減摩劑內均勻加熱(熔化須使用無明火的電熱法),用棒攪拌時感覺厚薄均勻,才能塗敷於H型鋼上,否則塗層不均勻,易剝落;均勻塗刷減摩劑,其塗敷厚度控制在1.0毫米以上,減摩劑的用量為1kg/m2。
(3)如遇雨天,型鋼表面潮溼,應先用抹布擦乾表面才能塗刷減摩劑,不可以在潮溼表面上直接塗刷,否則將剝落。
(4)如H型鋼在表面鐵鏽清除後不立即塗減摩劑,必須在以後塗料施工前抹去表面灰塵。
(5)H型鋼表面塗上塗層後,一旦發現塗層開裂、剝落,必須將其剷除,重新塗刷減摩劑。
(6)澆注壓頂圈梁時,埋設在圈梁中的H型鋼部分必須用10mm 厚泡沫塑料片包裹好,使H型鋼與砼隔離良好,否則將影響H型鋼的起拔回收。
4)H型鋼的插入與固定
H型鋼應在攪拌樁施工完成後30分鐘內插入指定位置。
採用履帶式吊車將定尺的H型鋼吊起,依靠H型鋼的自重下插或振動錘助沉到設計規定深度。下插過程中始終用線錘跟蹤控制H型鋼垂直度,並用兩臺經緯儀雙向校核。插入完成後由H型鋼上的吊筋吊在定位小槽鋼上控制標高,定位小槽鋼搭在溝槽兩側鋪設的定位型鋼上直至孔內的水泥土初凝。
H型鋼的插入允許偏差如下:
頂底標高誤差控制在30mm以內,垂直度偏差1/200,平面位置偏差:平行於基坑方向20mm、垂直與基坑方向10mm,形心轉角偏差3。插H型鋼及定位槽鋼固定如下圖所示:
七、三軸工法樁施工技術措施
1、挖機配合措施
現場配備挖掘機以配合三軸攪樁進行施工,以保證正常施工,力求達到有關文明工地的要求。
在三軸樁施工時,由於溝槽開挖和成樁時置換出的地基土量大,基坑外圍無可供利用場地,開挖和置換出的地基土由挖機轉移至場中集中堆放,在基坑開挖時一起運走,如若場地條件限制,則置換土需及時運出場地以免影響正常施工。
2、鑽進緩慢處理措施
預攪下沉困難,電流值偏高,進尺緩慢,遇到這種情況,若地層內含有砂層或硬質土層,阻力大,應更換或在鑽頭加焊合金刀片並輔以稀水泥漿攪拌下沉;若樁機振動,地下可能存在障礙物,採取開挖並回填的方式解決。
3、遇地下障礙物的處理措施
在三軸攪拌樁施工過程中,對埋深較淺的地段的大孤石等遇地下障礙物採用開挖的方案,取出孤石。對埋深較深的地下障礙物,經現場確認無法施工時,採用補樁措施,補樁與原設計樁徑樁長水泥含量等同。
4、垂直度控制及糾斜措施
樁機就位時,確保其鑽杆中心與樁中心在一個垂直面上,其鑽杆垂直度,符合施工要求;鑽進過程中為保證攪拌樁垂直度,注意設備的平整度和用線錘檢查導向架的垂直度。若在施工發生樁位傾斜現象,則應重新定位樁機,根據需要採取補樁措施。
5、漿管堵塞、斷漿處理措施
由於輸漿管內有殘存的水泥結塊,或噴漿口球閥間隙過小,在噴漿過程中,可能導致輸漿管堵塞甚至暴裂,此時應先拆洗輸漿管,使噴漿口球閥間隙適當。
若噴漿到達設計標高、但集料坑內仍有剩餘,可能由於拌制過程中加水過量或輸漿管道堵塞,應重新檢驗標定拌漿用水量,清洗輸漿管道,將剩餘漿液再次攪拌,噴漿提升。
若噴漿未達到設計標高斷漿、但集料坑內漿液已排完,出現這種情況,應重新拌漿、噴漿至設計標高。
6、意外停機時的應急措施
打樁過程因故中斷而續打時,為防止斷樁或缺漿,應使攪拌軸下沉至停漿面以下0.5m,待恢復供漿後再繼續噴漿提升,對於由於意外造成停機時間超過24小時的樁,則需採用補樁措施進行冷縫處理。
7、冷縫處理措施
搭接施工的相鄰樁的間歇時間超過24小時的部位應進行接頭冷縫處理。
接頭成樁時間間隔超過24小時但不超過48小時:直接在外側復打1根三軸深攪樁,詳見下圖所示;
接頭成樁時間間隔超過48小時或是出現冷縫時須在接頭旁採用高壓旋噴樁進行補強,詳見下圖所示。
當現場情況不適合採用上述方案進行處理時,應該上報監理,並請設計單位出具處理方案。
8、斷樁、開叉等的補救措施 在基坑開挖中發現三軸止水帷幕有斷樁、開叉處,則採用在基坑外側注漿,必要時在外側採用旋噴樁止水封閉。
9、質量檢驗
1)施工前應檢查水泥的質量、樁位、攪拌機工作性能及各種計量設備完好程度。水泥必須具有供應商提供的出廠合格證和質保書,並按批次取樣送檢測中心試驗合格後方能使用。
2)施工中質量檢驗包括機械性能、材料質量、摻合比試驗等資料的驗證,以及逐量樁位、樁長、樁頂高程、樁身垂直度、樁身水泥摻量、噴漿速度、水灰比、攪拌和噴 漿起止時間、噴漿量的均勻度、搭接樁施工間歇時間等。
3)施工結束後,應檢查樁體強度、樁體直徑、防滲效果及地基承載力。
4) 水泥土攪拌樁樁身強度應符合設計要求
水泥土攪拌樁的樁身強度應採用試塊試驗確定,試塊製作好後進行編號、記錄、養護。試驗數量方法:每天作一組試 塊規格7.07×7.07×7.07cm,水泥土試塊採用自然養護測定28天後無側限抗壓強度。測得的28天無側限抗壓強度應不小於1.0MPa。
10、檢驗批抽檢計劃
水泥土攪拌樁的成樁驗收按100米施工段劃分若干檢驗批,除樁體強度檢驗項目外,每一檢驗批至少抽查樁數的20%。檢驗批的質量驗 收程序和組織應符合《建築工程施工質量驗收統一標準》(GB50300-2001)的有關規定。水泥土攪拌樁止水帷幕的檢驗批合格判定應符合《建築地基基 礎工程施工質量驗收規範》(GB50202-2002)的有關規定。水泥土攪拌樁止水帷幕檢驗批質量驗收計劃如下:主控項目
1)漿液拌 制選用的水泥等原材料的技術指標和檢驗項目應符合設計要求和國家現行標準的規定。檢驗方法:查產品合格證及28天複試報告。
2)漿液水灰比、水 泥摻量應符合設計和施工工藝要求,漿液不得離析。檢驗方法:漿液水灰比用比重計抽查,水泥摻量查施工記錄,每臺班不少於3次。
3)水泥土攪拌樁 樁身強度應符合設計要求。水泥土攪拌樁的樁身強度應採用試塊試驗確定。試驗數量及方法:每天製作水泥土試塊一組,取樣點應取沿樁長不同深度處的三點,最上 點應低於有效樁頂下3m,採用自然養護測定28d無側限抗壓強度不小於1.0MPa。
八、三軸攪拌樁施工時場地布置分析圖