SMW工法桩冷缝处理技术探讨

杜 红 燕

(太原市市政公用工程质量监督站，山西 太原 030012)

1 工程概况

本文针对太原市晋源东区综合管廊工程的SMW工法桩施工来探讨，该综合管廊工程位于太原市晋源东区，工程各段包括太原5条综合管廊，即古城大街、实验路、经二路、纬三路、经三路，该综合管廊工程各段的基本参数如表1所示。综合管廊工程总长度为10.15 km，管廊埋深在地下6 m～11 m，内壁宽度在8 m～14 m。管廊内部采用分舱式设计，舱内高度3.7 m，最宽的综合舱宽度接近5 m，在工法桩顶部设置封闭的钢筋混凝土冠梁，冠梁的尺寸为1 200 mm×800 mm。同时该工程包含控制中心一座，总建筑面积约为1 000 m2。该工程作为我市市政地下综合公共基础设施，将囊括给水、热力、燃气、通信、电缆、污水、雨水排水等所有地下管线，是目前全国管廊截面面积最大、综合性最强的管廊工程，总投资额约为106 600万元。

表1 太原市晋源东区综合管廊工程各段的基本参数

2 SMW工法桩冷缝的产生原因

2.1 SMW工法桩施工概述

SMW (Soil Mixing Wall)工法桩是在水泥土深层搅拌桩墙体中插入H型钢或钢板所形成的一种加劲复合围护结构。这种施工工艺以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥土强化剂与地基土进行系统的强制性搅拌，然后在水泥土混合体未固化前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥固化，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的桩柱列式地下连续墙体。

2.2 SMW工法桩冷缝的产生原因

SMW工法桩施工的过程中因超时无法搭接或搭接不良，就会产生冷缝。当出现冷缝时应在接缝处采取补做搅拌桩技术措施(高压旋喷桩)，确保搅拌桩的施工质量，防止基坑开挖后漏水。造成SMW工法桩不能连续作业产生冷缝的主要原因有四个方面：1)施工过程中发生机械故障而导致工时延长；2)施工过程中遇到外界的不可抗力因素，如恶劣气候(如风力在6级以上)影响施工安全时；3)征地原因不能保证搅拌桩连续施工；4)由于与相邻施工单位的工期不一致，容易在接头部位产生冷缝。

3 SMW工法桩冷缝的处理方案和安全措施

3.1 处理方案

SMW工法桩在施工过程中，如果冷缝一旦出现，那么需要在冷缝处补搅与几何尺寸相同的搅拌桩的方案。补桩施工需要在之前的搅拌桩达到一定强度后再进行，补桩与先施工搅拌桩搭接尺寸为10 cm，冷缝处理施工示意图如图1所示。冷缝处理时三轴水泥搅拌桩的施工应与设计参数相同，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，下沉和提升速度必须控制在0.4 m/min～2 m/min内，并且下沉和提升要保持匀速。

此外，按照三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机在开钻之前应整平场地、测量放线、开挖导向沟槽、SMW搅拌机就位后校正复核桩机水平和垂直度，三轴搅拌机在下钻时，注浆的水泥用量占总数的60%～70%，而提升时为30%～40%。按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计用水泥浆液必须全部注完。

3.2 安全措施

SMW工法桩在施工前和施工过程中采取的安全措施主要包含三个方面：施工现场、机电设备、危险源控制。

3.2.1施工现场

SMW工法桩在施工前和施工过程中，施工现场所采用的安全措施主要有五个方面：

1)在进入施工现场前，施工人员必须穿好工作服、戴好安全帽等，严禁工地不允许穿着进去，并规范佩戴相关的防护用具。

2)施工人员如果在1.5 m以上的高空作业时，必须采取相关的安全措施，如系好安全带、戴好安全帽等。并且高处作业时，所有工具和材料要严格保证放置的位置，避免工具和材料不慎掉落等风险。

3)所有的机械电动设备在启动使用之前，要严格检查是否有可靠有效的安全接地。非操作人员严禁使用和操作所有的机械电动设备。

4)非工作人员严禁进入机械吊装区，吊装施工前要仔细检查吊扣是否完好扣合以及吊索和夹钳的质量，仔细检查吊装机械性能的完好性。吊装施工过程中，严禁在吊装区域下方以及吊臂上站人。

5)工作人员要熟知相应工种的安全技术操作规程。在操作过程中，施工人员应坚守工作岗位，严禁酒后以及服用感冒药等情况下操作机电设备、吊装机械等。施工人员必须经过专门培训、训练和考试，考试合格后颁发岗位证，才能独立操作相应的机电设备。

3.2.2机电设备

机电设备在SMW工法桩施工过程中扮演着重要角色，因此在施工前和施工过程中，机电设备所采用的安全措施主要有六个方面：

1)施工前应检查机械、仪表、工具等的完好性，设备完好方可使用。确保电力机械和动力机械设备的稳定性，转动设备的危险部位要安装防护装置和张贴安全提示标语。

2)机械设备和仪表工具在正式使用过程前需要进行试运转作业，试运转作业必须严格按照机器操作安全规程进行，设备运转过程杜绝进水和清理，严禁将身体部位进入机械运转的范围内。

3)所有的机械设备和仪表工具不得带病运行和超负荷作业，施工人员在施工过程中，若发现设备运转情况异常或设备故障，应及时通知维修人员尽快修理。

4)按照安全操作规程，在高压输电线路下面作业必须要停电，如果不能停电，应建有相应的隔离防护措施。起重机不得在高压输电线路下面作业，起重机在经过高压输电线路时应将起重臂放下避免触电。

5)压力容器使用和放置必须按照压力容器安全操作规程进行，使用过程中，安全阀和压力表应该保证正常使用，放置过程中，避免容器放置在高温、高湿和高盐分等环境中。

6)在焊接作业过程中，如果焊机发出异常响声或设备故障，应及时停止使用并通知维修人员尽快修理。

3.2.3危险源控制

SMW工法桩施工的危险源主要为机电设备、吊装设备、桩架移位作业和拆装作业，防治危险源措施主要包含以下三点：

1)机电设备和吊装设备的危险源主要是机械、仪表、电路产生的，施工过程中要避免危险作业、严禁违反安全操作规程进行操作。

2)桩架移位过程中，必须有专门工作人员在场。桩机使用前，必须通过设备的验收，合格后方能使用。桩架拆装时，在拆装区域必须设置警戒线，且有专人监护。

3)为减少和杜绝施工冷缝的出现，主要采取三个方面措施：做好机械设备的保养和日常维护工作，并且由专人负责；敦促业主尽快解决征地问题；与相邻施工单位多联系，确定施工进度减少接头冷缝。

4 结语

SMW工法桩施工作为在地下工程施工的重要技术之一。SMW工法桩在施工过程中因超时无法搭接或搭接不良容易产生冷缝现象。以太原市晋源东区综合管廊项目为例，分析了SMW工法桩冷缝的产生原因，总结了SMW工法桩冷缝的处理方案和安全措施。该研究可以对SMW工法桩施工具有一定的指导意义。