一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏结构及方法，属SMW工法桩应用技术领域。

背景技术

随着社会经济的突飞猛进，城市基础设施建设得到大力发展，地铁项目正进入大规模建设期，因而大量复杂环境深大基坑工程应运而生。

SMW工法桩是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内，插入型钢而成的具有止水和支护双重作用的复合型地下连续墙体。SMW工法桩以工期短、作业方便、成本低、型钢可重复利用、施工时对邻近土体扰动小等优势，在地铁车站基坑围护止水体系中得到广泛应用。然而，SMW工法桩在施工作业时难免会存在质量缺陷，特别是南方地区多为砾石-泥质粉砂岩复合地层，含水量丰富，砂层的透水性强，随着开挖深度的不断加深， SMW工法桩在砾石地层中难以搅拌旋喷形成上下等径的状体，且在搅拌旋喷过程中，状体易发生倾斜导致下部无法有效咬和，从而形成间隙，为地下水渗流提供了通道；加之型钢拔出后再围护结构内形成的空腔，更易导致围护结构发生渗漏、涌水涌砂风险，对基坑安全造成重大威胁。因此迫切需要相关技术来解决SMW工法桩止水效果差的问题。

现有的改善SMW工法桩防水性能的方法有两种：

一种是公开号为CN101929343 B的SMW工法型钢拔除注浆方法，施工步骤包括：在待拔除的型钢旁钻注浆孔，利用压力注浆机将水泥-水玻璃的双液浆通过注浆孔注入型钢拔出后的空隙。此方法需要现场钻注浆孔，加工不便，耗时长。

另一种是公开号为CN 108301404 B的SMW工法桩型钢拔除与高压注浆同步施工方法，施工步骤包括：在型钢腹板外侧焊接钢管，将型钢与钢管同时下放至已搅拌好的水泥土搅拌桩中，拔除型钢时将钢管随之一起拔除，同时通过钢管向型钢拔除后的空隙内注浆，直到型钢与钢管完全拔除和注浆完成为止。此种方法采用一根注浆钢管对支护结构进行双液注浆，由于水玻璃与水泥浆液混合后凝结时间极短，易造成水玻璃与水泥浆液在注浆钢管中过早凝结，导致堵塞钢管，从而无法有效实现止水堵漏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术的主要不足之处，本发明提出了一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏结构及方法。

本发明实现的技术方案如下，一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏结构，包括SMW工法桩和注浆钢管；所述SMW工法桩由多根相互平行的H型钢和水泥土搅拌桩构成；两根并排的注浆钢管沿H型钢的长度方向分别焊接在每根H型钢的侧翼上，实现双管同步注浆；除注浆钢管连接压力注浆机的管接头外；焊有注浆钢管的H型钢插入水泥土搅拌桩中，形成SMW工法桩。

所述两根并排的注浆钢管，管内分别注入水玻璃及水泥浆液。

所述注浆钢管选用热轧无缝钢管；所述注浆钢管的中下部布置多个溢浆孔；所述溢浆孔沿注浆钢管的长度方向均匀布置，溢浆孔间隔每200mm布置一个，数量10个，溢浆孔孔径为15mm。

所述焊有注浆钢管的H型钢插入水泥土搅拌桩；型钢平行布置为密插。

所述注浆钢管布置的位置应位于远离基坑侧。

一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏的施工方法，包括以下步骤：

（1）在注浆钢管的中下部预置多个溢浆孔；溢浆孔沿注浆钢管的长度方向均匀布置，溢浆孔间隔每200mm布置一个，数量10个，溢浆孔孔径为15mm。

（2）清除H型钢及注浆钢管表面的污垢与铁锈。

（3）将两根注浆钢管焊接至H型钢的翼缘上，焊接位置应避开H型钢吊装孔，且注浆钢管布置位置应位于远离基坑侧。

（4）在H型钢与注浆钢管表面涂满减摩剂。

（5）将带有注浆钢管的H型钢吊离地面一定高度，将H型钢底部中心对准桩位中心。

（6）将带有注浆钢管的H型钢沿定位卡下插入水泥土搅拌桩内，先靠H型钢自重下插，插入形式采用密插；当H型钢不能靠自重完全下插到位时，采用静压或振压将H型钢插至设计标。

（7）H型钢端部应高出圈顶梁500mm，以便型钢回收时拔出。

（8）当带有注浆钢管的H型钢插入完成后，进行双管双液同步注浆的工作。两台压力注浆机分别注入水玻璃与水泥浆液。

（9）在桩体达到设计强度时，进行H型钢与注浆钢管的拔除工作。

（10）与上一步骤同步地进行单液注浆工作，填充H型钢拔出后水泥土搅拌桩内的空腔；H型钢的提升速度与注浆速度应保持一定比例，既保证浆液的填充效果，又保证施工效率。

（11）注浆钢管和H型钢在完全拔除后完成注浆工作，应及时对其进行清洗、回收，实现构件的循环利用。

所述水玻璃与水泥浆液的质量配比为1:1.2~1:1.5。

所述水泥浆液的水灰质量比为0.8~0.9。

所述压力注浆机的注浆压力控制在0.3~0.8Mpa。

本发明的有益效果是，本发明提出一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏结构及工作方法，利用埋设的两根注浆钢管分别注入水玻璃与水泥浆液对SMW工法桩进行防渗堵漏工作，能够快速填充SMW工法桩内的裂隙与砾石地层间的孔隙，增强了SMW工法桩墙的止水效果；并且在H型钢与注浆钢管拔除的过程中，可以进行水泥浆液的单液注浆，填充H型钢与注浆钢管拔出后在水泥土桩体内形成的空腔，有效的提高了SMW工法桩的强度，并且同时节省水玻璃的用量，节约造价。

本发明与现有技术相比存在的优势在于，本发明采用双管注浆，在两根注浆钢管中分别注入水玻璃及水泥浆液，使其在SMW工法桩中进行充分混合，有效避免堵塞钢管的情况发生。利用水流在砾石当中的渗透方向，将注浆钢管置于远离基坑侧，使得从注浆钢管中注入的液体在渗水方向的作用下充分混合，并充满SMW工法桩的空隙。H型钢与注浆钢管在拔除过程中除可进行双液注浆外，亦可进行普通水泥砂浆的单液注浆，从而填充拔除过程中造成的空腔，节省造价且施工方便。本发明不需要额外采用高压旋喷桩等施作止水帷幕，且注浆钢管和H型钢可回收循环利用， 符合基坑工程绿色技术的发展趋势。

附图说明

图1为本发明中SMW工法桩墙堵漏施工步骤图；

图2为本发明中SMW工法桩墙堵漏结构的示意图；

图3为本发明中SMW工法桩墙堵漏结构的A-A剖面图；

图4为图3中B区域的局部放大示意图；

图5为SMW工法桩注浆堵漏原理示意图；

图中，1为SMW工法桩；2为焊缝；3为注浆钢管；4为压力注浆机；11为水泥土搅拌桩；12为H型钢；31为溢流孔。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如附图所示。

如图1所示为本发明SMW工法桩墙堵漏的施工方法步骤框图。

本实施例一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏的施工方法，包括以下步骤：

（1）在注浆钢管3的中下部布置多个溢浆孔31，如图3所示。溢浆孔31应沿注浆钢管3的长度方向均匀布置，溢浆孔31间隔每200mm布置一个，数量10个，溢浆孔31孔径为15mm。

（2）清除H型钢12及注浆钢管3表面的污垢与铁锈。

（3）将两根注浆钢管3焊接至H型钢12的翼缘上，焊接位置应避开H型钢12吊装孔。且注浆钢管3布置位置应位于远离基坑侧。

（4）将H型钢12与注浆钢管3表面涂满一定厚度的减摩剂。

（5）将带有注浆钢管3的H型钢12吊离地面一定高度，将H型钢12底部中心对准桩位中心。

（6）沿定位卡下插入水泥土搅拌桩11内，先靠H型钢12自重下插，当H型钢12不能靠自重完全下插到位时，采用静压或振压将H型钢12插至设计标高。

（7）H型钢12端部应高出圈顶梁500mm，以便H型钢12回收时拔出。

（8）当带有注浆钢管3的H型钢12插入完成后，利用压力注浆机4进行双管双液同步注浆的工作。两台压力注浆机4分别注入水玻璃与水泥浆液（水玻璃与水泥浆液的配比在1：1.2~1：1.5之间，水泥浆液的水灰比为0.8~0.9），注浆压力控制在0.3~0.8Mpa之间。

（9）在桩体达到设计强度时，进行H型钢12与注浆钢管3的拔除工作。

（10）与第9步同步地进行单液注浆工作，填充H型钢12拔出后水泥土搅拌桩11内的空腔。

H型钢12的提升速度与注浆速度应保持一定比例，既保证浆液的填充效果，又保证施工效率。

（11）注浆钢管3和H型钢12在完全拔除后完成注浆工作，应及时对其进行清洗、回收，实现构件的循环利用。

如图2所示为本发明中SMW工法桩墙堵漏结构的示意图。

本实施例一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏结构，包括SMW工法桩1和注浆钢管3；所述SMW工法桩1由多根相互平行的H型钢12和水泥土搅拌桩11构成；两根并排的注浆钢管4沿H型钢12的长度方向分别焊接在每根H型钢12的翼缘上，实现双管同步注浆。

SMW工法桩1结构由水泥土搅拌桩11依次搭接而成，H型钢12在水泥土搅拌桩11还未完全成型时，竖直插入桩体内；焊有注浆钢管的H型钢12插入水泥土搅拌桩中，H型钢端部应高出圈顶梁500mm，形成SMW工法桩。

本实施例的注浆钢管3采用焊接方式与H型钢12进行连接，随着H型钢12一同插入水泥土搅拌桩11内。注浆钢管3焊接位置应避开H型钢12吊装孔。且注浆钢管3布置位置应位于远离基坑侧，这样可以在注浆时，利用渗水的方向，将水玻璃以及水泥浆液在水流的作用下充分混合，并且填满水泥土搅拌桩11内的孔隙。

本实施例采用双管注浆，两根注浆钢管3内分别注入水玻璃及水泥浆液，防止上述两种浆液在同一注浆管内过早混合，导致在浆液未能到达桩墙下部渗漏处便过早发生凝结，从而致使堵管、无法实现有效的注浆堵漏。

带有注浆钢管3的H型钢12插入水泥土搅拌桩11，常用的型钢布置形式有“密插”、“插二跳一”、“插一跳一”等形式，本实施例以“密插”为例，其他形式等同。

本实施例在水泥土搅拌桩11中插入带有注浆钢管3的H型钢12后，即可进行双管同步注浆的工作，达到快速堵漏的目的。在桩体达到设计强度时，进行H型钢12与注浆钢管3的拔除工作。提升H型钢12时，同步进行注浆工作，来填充H型钢12拔出后水泥土搅拌桩11内的空腔。此时可以进行单液注浆，节省水玻璃的用量，节约造价。

H型钢12的提升速度与注浆速度应保持一定比例，既保证浆液的填充效果，又保证施工效率。

本实施例提出的一种用于砾石地层SMW工法桩墙堵漏结构及工作方法，利用埋设的两根注浆钢管分别注入水玻璃与水泥浆液对SMW工法桩进行防渗堵漏工作，能够快速填充SMW工法桩内的裂隙与砾石地层间的孔隙，增强了SMW工法桩墙的止水效果；并且在H型钢与注浆钢管拔除的过程中，可以进行水泥浆液的单液注浆，填充H型钢与注浆钢管拔出后在水泥土桩体内形成的空腔，有效的提高了SMW工法桩的强度，并且同时节省水玻璃的用量，节约造价。