CN102926382A - 一种smw工法的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SMW工法的施工方法，其包括如下步骤：(1)设置一SMW工法桩机；(2)设置天梁总成；(3)设置一底架；(4)设置卷扬机(5)向下切割土体；(6)搅拌形成水泥土桩；(7)将型钢插入定位滑槽内(8)使定位滑槽位于水泥桩的上方(9)使型钢插入水泥土桩中；(10)完成一根桩施工，(11)重复步骤(4)至(10)，最终完成型钢水泥土搅拌墙的施工，实现通过一台SMW工法桩机完成钻孔、注浆、搅拌后立刻起吊型钢并将其准确插入水泥土桩中的工作。本发明通过在土中钻孔、注浆和搅拌工序，使水泥土连续墙与插入其中的型钢共同形成具有抵抗弯曲与剪切作用的结构体，从而代替通常由混凝土桩与止水桩构成的支护体系。

Description

一种SMW工法的施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术领域，具体涉及一种SMW工法的施工方法。

背景技术

SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法，即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢，亦有插入拉森式钢板桩、钢管等)，将承受荷载与防渗挡水结合起来，使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。

SMW工法是一种采用劲性复合围护结构，通过特殊专用的超强功率、超大扭矩搅拌桩机钻机在原地层中切削土体，同时从钻头前端将水泥浆强化剂高压注入土体，与切碎土体进行充分强力搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工形成隔水性很高的水泥土柱立式地下连续止水墙体；在水泥土浆液尚未硬化前插入型钢(常用H钢、工字钢或其它加劲材料)作为其应力补强材料，至水泥完全结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的地下止水挡土墙体的施工方法。

目前施工最常用的设备是三轴连续墙钻孔机，并以此来确定施工方法，但它有以下缺点：

1、使用三轴机只能进行钻孔、注浆和搅拌；

2、型钢插入过程需要另外开启吊车及震动锤等其它专用设备来完成；

3、两套设备交叉施工时，时间的延误易导致水泥土硬化增加型钢插入难度；型钢也因二次移位易造成对位偏差进而影响质量；

4、过多的叶片和压缩空气在钻头部位吹出使用必然将注入土中的水泥浆过多的回返出地面以上，造成桩中有效水泥减少降低强度及产生较大的浪费。

5、它由几种施工工序组合。工序越多，工效越低，质量越难控制。

在现有技术中，SMW工法应用的施工方法或装置中，即使将钻孔、注浆、搅拌及插入型钢整合在一个机械上，也存在不少问题，如申请号200320120002.1，其名称为《SMW工法施工机械设备》，其包括底盘、立柱和深层搅拌器，筒体立柱顶部设置有交叉挑出的滑轮组，一边挂置深层搅拌器，另一边挂置插入H型钢振动锤，立柱两侧对应设置有轨道。但是，该SMW工法施工机械设备所挂置的H型钢并没有一个精确的对位装置，使H型钢精确并快速地定位在已完成水泥土桩的正上方，进行插入H型钢的工序。

目前，还没有一种可以单独完成水泥土桩立式地下连续止水墙体后在水泥浆液未硬化前快速精确地插入型钢的高效施工方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种SMW工法的施工方法，该施工方法将钻孔、注浆和搅拌工序完成后立即向桩中精确地插入型钢，可大幅提高施工控制的精确性和施工效率。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种SMW工法的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)设置一SMW工法桩机，该SMW工法桩机包括钻具总成、立架总成、撑杆总成、支脚、滑枕、油泵电机总成、油箱总成、加压总成、转盘总成、振动锤、吊钩，所述钻具总成包括钻头、钻杆，所述振动锤连接所述吊钩；

(2)于所述立架总成上端设置天梁总成，该天梁总成包括一滑轮组；

(3)设置一底架，该底架包括上底架及下底架；于所述上底架与下底架间设置滑槽系统，该滑槽系统使上底架相对于下底架滑移并定位；

(4)于所述上底架后部设置卷扬机，所述卷扬机包括钢丝绳，于所述上底架前部中间设置一型钢定位滑槽；

(5)调节SMW工法桩机位置至打桩位置，启动SMW工法桩机，通过所述加压总成和转盘总成带动所述钻头向下切割土体；

(6)所述钻头在钻进土中时，用灰浆泵将水泥浆经由中空的钻杆中间通过所述钻头与被切割的土搅拌混合，在所述钻头钻至需要的深度后边喷浆、边旋转，边提升中空的钻杆，直至所需桩顶位置，形成水泥土桩；

(7)将所述卷扬机上的钢丝绳穿过所述滑轮组后连接所述振动锤，开启所述卷扬机，通过所述振动锤上的吊钩起吊型钢至所述上底架型钢定位滑槽上方，待型钢稳定后插入所述型钢定位滑槽内；

(8)通过所述滑槽系统，将所述上底架向后移动，使所述型钢定位滑槽位于水泥桩的中心部位正上方；

(9)下沉型钢，使其缓慢插入水泥土桩中；

(10)松开吊钩，SMW工法桩机复位至打桩位置，完成一根桩的施工；

(11)移动SMW工法桩机至下一打桩位置，重复步骤(5)至(10)，最终完成型钢水泥土搅拌墙的施工，实现通过一台SMW工法桩机完成钻孔、注浆、搅拌后立刻起吊型钢并将其准确插入水泥土桩中的工作。

所述步骤(2)具体内容还包括，所述天梁总成还包括六边形支撑架及一横梁；所述横梁前后设置两个滑轮支撑座；所述滑轮组包括两个定滑轮，分别通过所述支撑座连接在所述横梁的前后两端。

所述步骤(3)的具体内容还包括，该滑槽系统包括于上底架与下底架上设置相对滑动平面、油泵及油泵安装铰座。

所述步骤(4)的具体内容还包括，所述钻具总成、立架总成、撑杆总成、支脚、滑枕、油泵电机总成、油箱总成、加压总成、转盘总成设置在所述上底架上。

所述步骤(6)的还包括以下步骤，(6.1)再次下沉钻杆，边喷浆边重复搅伴，复搅到要求深度后，再次旋转提升至所需桩顶标高。

所述步骤(10)的具体内容还包括，下沉型钢遇到阻力时，开启所述振动锤，使型钢插至所需位置。

本发明的有益效果为：本施工方法通过在土中钻孔、注浆和搅拌工序完成后立即起吊并向桩中准确插入型钢，通过在各施工单元之间采取重叠搭接施工，形成有止水效果的水泥土柱立式地下连续止水墙体；该水泥土连续墙与插入其中的型钢共同形成具有抵抗弯曲与剪切作用的结构体，从而代替通常由混凝土桩与止水桩构成的支护体系，提高了施工过程控制的精确性和施工效率。

本发明施工方法在打桩时注入土中的水泥浆极少溢出，从而节省水泥；3；与三轴机设备相比灵活、机动、造价低、效果好，施工SMW墙体时工序简单、强度高、质量好。

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例中施工设备的整体结构示意图；

图2为图1中上底架正视结构示意图；

图3为图1中上底架俯视结构示意图；

图4为图1中天梁总成俯视结构示意图；

图5为图1局部放大结构示意图。

图中：

1.上底架         2.下底架         3.1卷扬机

3.2天梁总成      3.3六边形支撑架  3.4横梁

3.5滑轮组        3.6钢丝绳        3.7吊钩

3.8振动锤        4.1相对滑动平面

4.3型钢定位滑槽  4.4油泵安装铰座   4.5油泵

5.钻具总成       6.立架总成        7.撑杆总成

8.滑枕           9.支脚。

具体实施方式

实施例，参见图1～图5，本发明提供的一种SMW工法的施工方法，其包括以下步骤：

(1)设置一SMW工法桩机，该SMW工法桩机包括钻具总成5、立架总成6、撑杆总成7、支脚9、滑枕8、油泵电机总成、油箱总成、加压总成、转盘总成、振动锤3.8、吊钩3.7，所述钻具总成5包括钻头、中空的钻杆，所述振动锤3.8连接所述吊钩3.7；所述钻具总成5、立架总成6、撑杆总成7、支脚9、滑枕8、油泵电机总成、油箱总成、加压总成、转盘总成设置在所述上底架1上；

(2)于所述立架总成6上端设置天梁总成3.2，该天梁总成3.2包括一滑轮组3.5；

(3)设置一底架，该底架包括上底架1及下底架2；于所述上底架1与下底架2间设置滑槽系统，该滑槽系统使上底架1相对于下底架2滑移并定位；

(4)于所述上底架1后部设置卷扬机3.1，所述卷扬机3.1包括钢丝绳3.6，于所述上底架1前部中间设置一型钢定位滑槽4.3；

(5)调节SMW工法桩机位置至打桩位置，启动SMW工法桩机，通过所述加压总成和转盘总成带动所述钻头向下切割土体；

(6)所述钻头在钻进土中时，用灰浆泵将水泥浆经由中空的钻杆中间通过所述钻头与被切割的土搅拌混合，在所述钻头钻至需要的深度后边喷浆、边旋转，边提升中空的钻杆，直至所需桩顶位置，如需要，再次下沉钻杆，边喷浆边重复搅伴，复搅到要求深度后，再次旋转提升至所需桩顶标高，最终形成水泥土桩；在施工时，使喷浆速率与提升速度相协调，以确保水泥浆沿桩长均匀分布；

(7)将所述卷扬机3.1上的钢丝绳3.6穿过所述滑轮组3.5后连接所述振动锤3.8，开启所述卷扬机3.1，通过所述振动锤3.8上的吊钩3.7起吊型钢至所述上底架1型钢定位滑槽4.3上方，待型钢稳定后插入所述型钢定位滑槽4.3内；

(8)通过所述滑槽系统，将所述上底架1向后移动，使所述型钢定位滑槽4.3位于水泥桩的中心部位正上方；

(9)下沉型钢，使其缓慢插入水泥土桩中；下沉型钢遇到阻力时，开启所述振动锤3.8，使型钢插至所需位置；

(10)松开吊钩3.7，SMW工法桩机复位至打桩位置，完成一根桩的施工；

(11)移动SMW工法桩机至下一打桩位置，重复步骤(5)至(10)。最终完成型钢水泥土搅拌墙的施工，实现通过一台SMW工法桩机完成钻孔、注浆、搅拌后立刻起吊型钢并将其准确插入水泥土桩中的工作。

所述天梁总成3.2还包括六边形支撑架3.3及一横梁3.4；所述横梁3.4前后设置两个滑轮支撑座；所述滑轮组3.5包括两个定滑轮，分别通过所述支撑座连接在所述横梁3.4的前后两端。

该滑槽系统包括于上底架1与下底架2上设置相对滑动平面4.1、油泵4.5及油泵安装铰座4.4。

本发明的工作原理：启动桩机，通过加压总成和转盘总成带动钻杆、钻头向下切割土体；钻进时水泥浆通过钻头与被切割的土搅拌形成水泥土桩；开启卷扬机3.1，起吊型钢至上底架1，待稳定后插入一部分到钢定位滑槽内；下底架2不动，上底架1通过油泵电机总成动作，向后移动直至钢定位滑槽位于水泥桩的中心部位的正上方；下沉型钢，使其缓慢插入水泥土桩中，如遇阻力则开启振动锤3.8，最终使型钢插至所需的位置；松开吊钩3.7，桩机复位至打桩位置，完成一根桩的施打，根据需要重复步骤完成其他的水泥土桩的施工，形成一水泥土连续墙。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似步骤，而得到的其他用于SMW工法的施工方法，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SMW工法的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)设置一SMW工法桩机，该SMW工法桩机包括钻具总成、立架总成、撑杆总成、支脚、滑枕、油泵电机总成、油箱总成、加压总成、转盘总成、振动锤、吊钩，所述钻具总成包括钻头、钻杆，所述振动锤连接所述吊钩；

(2)于所述立架总成上端设置天梁总成，该天梁总成包括一滑轮组；

(3)设置一底架，该底架包括上底架及下底架；于所述上底架与下底架间设置滑槽系统，该滑槽系统使上底架相对于下底架滑移并定位；

(4)于所述上底架后部设置卷扬机，所述卷扬机包括钢丝绳，于所述上底架前部中间设置一型钢定位滑槽；

(5)调节SMW工法桩机位置至打桩位置，启动SMW工法桩机，通过所述加压总成和转盘总成带动所述钻头向下切割土体；

(6)所述钻头在钻进土中时，用灰浆泵将水泥浆经由钻杆中间通过所述钻头与被切割的土搅拌混合，在所述钻头钻至需要的深度后边喷浆、边旋转，边提升钻杆，直至所需桩顶位置，形成水泥土桩；

(7)将所述卷扬机上的钢丝绳穿过所述滑轮组后连接所述振动锤，开启所述卷扬机，通过所述振动锤上的吊钩起吊型钢至所述上底架型钢定位滑槽上方，待型钢稳定后插入所述型钢定位滑槽内；

(8)通过所述滑槽系统，将所述上底架向后移动，使所述型钢定位滑槽位于水泥桩的中心部位正上方；

(9)下沉型钢，使其缓慢插入水泥土桩中；

(10)松开吊钩，SMW工法桩机复位至打桩位置，完成一根桩的施工；

(11)移动SMW工法桩机至下一打桩位置，重复步骤(5)至(10)，最终完成型钢水泥土搅拌墙的施工，实现通过一台SMW工法桩机完成钻孔、注浆、搅拌后立刻起吊型钢并将其准确插入水泥土桩中的工作。

2.根据权利要求1所述的SMW工法的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)具体内容还包括，所述天梁总成还包括六边形支撑架及一横梁，所述横梁前后设置两个滑轮支撑座，所述滑轮组包括两个定滑轮，分别通过所述支撑座连接在所述横梁的前后两端。

3.根据权利要求1所述的SMW工法的施工方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体内容还包括，该滑槽系统包括于上底架与下底架上设置的相对滑动平面、油泵及油泵安装铰座。

4.根据权利要求1所述的SMW工法的施工方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体内容还包括，所述钻具总成、立架总成、撑杆总成、支脚、滑枕、油泵电机总成、油箱总成、加压总成、转盘总成设置在所述上底架上。

5.根据权利要求1所述的SMW工法的施工方法，其特征在于，所述步骤(6)的还包括以下步骤，

(6.1)再次下沉钻杆，边喷浆边重复搅伴，复搅到要求深度后，再次旋转提升至所需桩顶标高。

6.根据权利要求3所述的SMW工法的施工方法，其特征在于，所述步骤(10)的具体内容还包括，下沉型钢遇到阻力时，开启所述振动锤，使型钢插至所需位置。

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