摘　要：文章結(jié)合鄭州下穿中州大道隧道工作井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，分析了SMW工法樁在我區(qū)砂性土中施工國(guó)中原地的難點(diǎn)，詳細(xì)介紹了設(shè)備改進(jìn)、施工參數(shù)控制等技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了在超深砂性土地層中大直徑三軸攪拌樁插入H型鋼的先例，為今后SMW工法樁的廣泛應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：基坑圍護(hù)　砂性土　大直徑SMW工法樁　施工技術(shù)

1　工程概況

　　鄭州市緯四路-商務(wù)西三街中州大道下穿隧道工程位于鄭州中心城區(qū)中東部，工程起于緯四路金水河橋，終點(diǎn)為黑莊路商務(wù)西五街交叉口。工程全長(zhǎng)909m，其中隧道段全長(zhǎng)775m，采用頂管機(jī)掘進(jìn)。

　　商務(wù)西三街工作井為頂管始發(fā)井，基坑平面外包尺寸為50.05m×16m（長(zhǎng)×寬），開挖深度為14.853m；緯四路工作井為頂管接收井，基坑平面外包尺寸為50.5m×14m（長(zhǎng)×寬），開挖深度為14.443m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用SMW工法樁，水泥土攪拌樁為f1000@750，樁長(zhǎng)28.5m，攪拌樁內(nèi)密插800×300H型鋼，樁底進(jìn)入⑨細(xì)砂層。

圖1緯四路工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面示意圖

2　工程地質(zhì)

　　根據(jù)鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)資料，對(duì)地基土按巖性及力學(xué)特征分層后，從上到下分層依次為：①雜填土、②粉土、③粉土、④粉土、⑤粉質(zhì)黏土、⑤₁粉土、⑥粉土、⑦粉質(zhì)黏土、⑦₁層：粉土、⑧粉砂、⑨細(xì)砂、⑩粉質(zhì)黏土，具體描述見表1。

　　根據(jù)詳勘報(bào)告所揭示的地質(zhì)情況，緯四路工作井坑底位于⑤層粉土，商務(wù)西三街坑底位于⑥層粉土。砂層微承壓水主要埋藏于第⑧、⑨層細(xì)砂層中，平均水位埋深15.0m，水位標(biāo)高約75.0m。

3　工程施工難點(diǎn)

　　1）SMW工法樁的施工深度進(jìn)入⑧粉砂層和⑨細(xì)砂層，其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值均接近200kPa，砂層含水時(shí)凝聚力大，具有很大的吸附作用，而失水時(shí)的土質(zhì)堅(jiān)如磐石，硬度高。

　　2）在這種高承載力值的砂土中施工大直徑（f1000）三軸攪拌樁并插入H型鋼，在國(guó)內(nèi)還未見報(bào)道，沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒。

　　3）現(xiàn)場(chǎng)電力供應(yīng)不穩(wěn)定，攪拌樁機(jī)鉆進(jìn)時(shí)容易因電流突增而造成施工中斷，存在卡鉆隱患。

4　主要施工技術(shù)措施

4.1　施工設(shè)備改進(jìn)

　　1）原有施工機(jī)械設(shè)備見表2。

表2   施工機(jī)械設(shè)備一覽表

　　2）為使攪拌鉆頭容易切入砂土層，更換了攪拌鉆頭，并在更換后的攪拌鉆頭最下面葉片上加焊了合金刀具，增加了攪拌翼和先行攪拌翼，成為耙式鉆頭，并且使兩側(cè)的鉆頭長(zhǎng)于中間的鉆頭，以便于3個(gè)鉆頭的定位（見圖2）。

圖2更換前后鉆頭示意圖

　　3）將原2組90kW的動(dòng)力頭更換為3組75kW的，大大提高了攪拌機(jī)的扭矩，可以更加充分?jǐn)嚢琚喾凵皩雍廷峒?xì)砂層。

4.2　施工參數(shù)控制

　　1）為使砂性土具有可塑性與流動(dòng)性，防止出現(xiàn)三軸攪拌機(jī)下沉攪拌后水泥土中的砂沉積，發(fā)生鉆桿埋鉆現(xiàn)象，施工分2步進(jìn)行：

　?、畔刃袛嚢柰馏w，搭接25cm，減少第一次噴漿漿液中的水泥摻量（所減少的水泥量加在第二次噴漿的漿液中），加入一定比例（由試驗(yàn)確定）的膨潤(rùn)土，并適當(dāng)加大水灰比；

　?、圃谒酀{初凝前，套打攪拌，增加水泥用量，使⑧號(hào)粉砂層和⑨號(hào)細(xì)砂層的砂粒與水泥充分混合，反漿到地表并減少土體對(duì)鉆桿與H型鋼的貫入阻力，便于水泥攪拌樁施工中的翻砂和H型鋼插入。

　　2）控制水泥土深層攪拌樁下沉和提升速度，若噴漿攪拌鉆進(jìn)速度過快，則會(huì)對(duì)周圍的土體產(chǎn)生擠壓作用，造成周圍土體隆起；若鉆桿提升速度過快，則會(huì)使鉆頭周圍的土體壓力減小，使樁周圍的土體向成樁區(qū)域擠壓移動(dòng)，造成樁周圍土體的沉降。因此，在地面下0～20m段，下沉鉆進(jìn)速度為0.5m/min，提升速度為1m/min；地面20m以下，下沉鉆進(jìn)速度為0.2m/min，提升速度為0.5m/min。在⑧粉砂層和⑨細(xì)砂層中，要進(jìn)行復(fù)攪，保證H型鋼能夠順利插入^[1]。

　　3）因施工場(chǎng)地不做硬地坪，施工設(shè)備的自重又大于40t，為了使三軸深層攪拌樁機(jī)能夠方便移動(dòng)與準(zhǔn)確就位，在攪拌樁墻體施工兩側(cè)各放置1根H型鋼，并定出樁位與H型鋼插入的位置記號(hào)。

　　4）為防止電網(wǎng)不穩(wěn)定，鉆進(jìn)時(shí)熔斷保險(xiǎn)絲，造成鉆桿埋鉆，特配置專用發(fā)電機(jī)。

4.3　施工結(jié)果

　　1）通過調(diào)整施工工藝、攪拌鉆頭的進(jìn)一步改進(jìn)與制定嚴(yán)格的設(shè)備操作規(guī)程，克服了在⑧粉砂層和⑨細(xì)砂層中進(jìn)行SMW工法樁施工時(shí)易于埋鉆、鉆桿下沉速度慢和H型鋼難以插入等困難；使每組攪拌樁的施工時(shí)間控制在3h左右；型鋼插入可以靠自重到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。

　　2）由于三軸攪拌機(jī)施工時(shí)低噪聲、震動(dòng)小，對(duì)周邊高層住宅樓和軍隊(duì)光纜沒有造成影響；避免了“擾民”現(xiàn)象。

　　3）由于施工前開挖了溝槽，避免SMW工法樁施工時(shí)置換出的一部分泥漿溢出。

5　結(jié)語(yǔ)

　　1）對(duì)于在承載力高的砂性土特殊地層中進(jìn)行SMW工法施工，需配備大扭矩、自重大和穩(wěn)定性好的三軸深層攪拌樁機(jī)。

　　2）對(duì)承載力高的砂性土特殊地層進(jìn)行土體改良，主要通過提前攪拌土體，同時(shí)加入膨潤(rùn)土，是SMW工法在該地層得以正常實(shí)施的關(guān)鍵性技術(shù)之一。

　　3）SMW工法樁具有承載力和防滲雙重功能，施工工序較鉆孔灌注樁和地下連續(xù)墻等簡(jiǎn)單，施工工期縮短，也不需要鋼筋加工場(chǎng)地。

　　4）在工程主體結(jié)構(gòu)施工完畢后，型鋼可以回收重復(fù)利用，減少了工程造價(jià)，與鉆孔灌注樁和鋼筋混凝土地下連續(xù)墻施工方法相比，可降低造價(jià)約30%。

　　5）施工中所采取的技術(shù)措施，可為以后在類似的地層中進(jìn)行SMW工法樁圍護(hù)施工作參考。

參考文獻(xiàn)

　　[1]JGJ/T199-2010型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社．