完善SMW工法施工工艺
基坑围护的方式多种多样,各有千秋,在众多围护方法中,SMW工法以其适用性强、围护成本相对低、施工周期短而倍受关注。
我公司承建的上海兆丰嘉园高层住宅紧邻中山公园西侧与公园仅一墙之隔,南侧是地铁二号线中山公园站及人防商场,西临汇川路,工程建筑面积近10.2万平方米、建筑为地上34层、地下1层,基坑开挖面积1.2万平方米,坑内平均挖深8.1米、工程造价1.6亿元。该基坑的围护设计由同济大学担当,设计要求基坑围护采用SMW工法进行施工。
常规基坑施工,当挖深在5-10米时,采用的是双排搅拌桩做防渗帷幕,再加一排钻孔灌注桩挡土,开挖时根据挖深再架设内支撑。这种围护方式受力合理,能有效增加渗径长度,挡土及止水效果明显。但因有两排搅拌桩和一排钻孔灌注桩,所以成本较高,且施工周期较长,施工现场泥浆量较大,必须有相对较大的场地来进行安排布置。而SMW工法因其同样施工搅拌桩,因此抗渗效果能满足要求,且对现场场地要求低,在搅拌桩内插入型钢后,使墙体同样具有一定的刚性。与常规方法相比,成本可大幅度降低,适应性更广。施工时型钢在搅拌桩初凝前插入加固区域,几乎与搅拌桩同步行进,工期可大大缩短,几乎不产生泥浆,而且主体建筑出±0.00回填结束后,即可将型钢拔出回收,极大地节约了成本。但该工法在上万平方米深基坑支护施工时,也存在一定风险。一旦局部插桩偏位大,势必引起渗漏并影响墙体的刚性,最终导致围护失败。SMW工法进行基坑的围护施工在我公司还是首次。我们成立攻关小组进行攻关活动,尤其是针对工法中存在的风险和缺陷及可能导致的结果,进行了详细分析,确定把完善工法施工工艺,克服SMW工法施工中的难题作为攻关的课题。
我们将工艺实施过程中可能碰到或将要发生的工况一一模拟,从五个方面进行详细分析。
1、根据水泥初凝时间,掌握和控制好加固区域的初凝时间,在最佳时段插入型钢。经过分析确定搅拌桩完成后6小时内必须完成插桩。
2、确保设计要求的13至18米长的工字钢起吊后准确地插入桩位,以及在下沉过程中平面位置和垂直度的控制,这是该施工工艺的关键所在。
3、在混凝土强度增长前,插入型钢很容易,但至标高后,必须控制其继续下沉直到混凝土完全固结。必须控制好型钢标高,直到加固区域混凝土终凝。
4、建筑出±0.00,基坑回填后,如何克服其摩阻力将型钢拔出。考虑到钢筋和凝固后混凝土的咬合力,拔出非常困难,但只要减小和克服桩身摩阻力,一旦松动就很容易拔出。
5、关于型钢拔出后的孔隙,为减少周围土体的变形,考虑同步采用水泥浆灌入留下的孔洞。
从分析的结果,我们认定要达到目标就必须确保插桩时桩身的垂直度和平面位置以及桩顶的最终标高。桩身一旦倾斜或偏离桩位或达不到桩尖标高而不能有效封闭渗透压较大的土层,哪怕是局部小范围的,势必引起渗漏和影响墙体刚度,其连锁反应必将使基坑围护失败。只有上述条件都得到满足,才能确保围护墙体有足够的刚性和良好的抗渗性,才能满足基础施工的安全要求。此外,作为降低成本的一个大块,要将型钢拔出回收,这也是一个施工难点。
根据以往施工实践经验,我们对各项指标的可行性做了进一步分析,最终确定以两方面为主导工序来确保工艺的顺利实施:设计制作定位导向装置来控制插桩过程中的平面位置;设计制作反力架顶升装置来克服型钢拔除的摩阻力。
此外,施工过程中还采取了一些措施来确保插桩的质量。
(1)在与厂方签订供货合同时明确对材料的要求,进场前逐一验货,不合要求的一律调换,以确保型钢质量;
(2)考虑到型钢拔除时,顶部吊孔处应力较为集中,故对进场后的工字钢顶部一律加焊两块加强腹板,将其表面铁锈、灰尘及其他垃圾清除,并保证工字钢表面完全干燥,之后满涂减摩料。将减摩涂料加热至完全融化,充分搅拌使其厚薄均匀后,再涂刷在工字钢表面,其厚度控制在1.0毫米以上。型钢起吊前重新检查减摩涂料是否完整,一旦发现涂层开裂、剥落应将其局部铲除并重新涂刷;
(3)搅拌桩结束后,根据测量放线的桩位,将导向架就位,校正平面位置和水平后,将架体的四脚固定。型钢在插入过程中的平面位置和垂直度由两台经纬仪采用前方直角交汇法控制,垂直度偏差控制在1%以内,再插入搅拌桩内,并在沉放过程中及时纠偏。由于架体选材合适,搬运移动定位都较方便,给施工带来很大便利;
篇2:深基坑支护SMW工法桩规程
深基坑支护SMW工法桩
1设计施工要求
⑴.止水帷幕为水泥土搅拌桩,截面形式为3×650@450,水泥土搅拌桩采用标准连续方式施工,搭接形式为套接一孔法。
⑵.插入深层搅拌桩内的的H型钢采用H500×300×11×18。
⑶.采用650×2三轴搅拌动力装置,配备DH-608履带式桩机各1台,实行一次钻搅达到设计深度,沿基坑围护中心线制作单排水泥土连续墙。
⑷.桩体采用PO42.5级普通硅酸盐水泥,水泥掺量为20%。
⑸.水泥土试块28天龄期无侧限抗压强度:qu≥1.2MPa。水泥搅拌桩的定位误差不得超过15mm,必须严格控制搅拌桩的垂直度不大于1/250。
⑹.H型钢规格:500mm×300mm×11mm×18mm。
2、SMW工法施工工艺流程图
3、施工方法
1.测量放线、开挖导沟
根据甲方提供的坐标基准点和设计图,测放围护结构的轴线,报监理复核,采用0.6m3挖机开挖施工沟槽。
2.定位、钻孔、移机
在开挖的工作沟槽两侧铺设导向定位型钢(详见型钢定位示意图),在导向定位型钢上做出钻孔位置和插H型钢位置,根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动,确保钻孔轴心就位不偏,同时控制钻孔下钻深度的达标,利用钻杆和桩架相对错位原理,在钻管上做出钻孔深度的标尺线,控制下钻、提升的速度和深度。
机械设备沿基坑围护轴线移动,采用施工顺序示意图的方法套钻。以此循环直至围护墙体成型。水泥土搅拌桩为基坑内隔水帷幕。
施工顺序:转角或有施工间断情况
一般情况下
特殊情况下
3.搅拌注浆
钻机在钻孔和提升全过程中,保持螺杆匀速转动,匀速下钻,匀速提升,同时根据下钻和提升二种不同的速度,注入不同掺量的水泥浆液,并采取高压喷气在孔内使水泥土翻搅拌和,在桩底部分必须重复搅拌注浆,保证整桩搅拌充分、均匀,确保搅拌桩的质量。见下图
搅拌时间--下沉、提升关系示意图:
施工时间深度
(1)下沉搅拌注浆0.5m/min
(2)桩底部1M处重复搅拌0.8~1m/min
(3)提升搅拌注浆1.5m/min
4.H型钢的插放和固定
三轴水泥搅拌桩施工完毕后,吊机应立即就位,吊放H型钢。
⑴.H型钢的加工:H型钢使用前,在距型钢顶端处开一个中心圆孔,孔径约8
篇3:SMW工法三轴搅拌机施工工艺
SMW工法施工工艺(三轴搅拌机)
SMW工法是指水泥土深层搅拌桩墙体中,按一定型式插入H型钢,成为一种劲性复合围护结构,国外亦称之为TSP工法。这种结构抗渗性好,刚度大,构造简单,施工简便,工期短,无环境污染。由于作为临时支护,型钢可回收重复使用,成本较低。
本围护工程部分支护采用该工法。
准备、开挖导向沟
桩机就位
制搅拌桩
H型钢制作
H型钢插入
型钢运输到位
除锈涂刷减摩剂
一、施工准备
1、解决现场“三通一平”。
2、确定合理的施工顺序及配套机械、水泥等材料设备的放置位置。
3、根据基坑围护内边控制线开挖好导向沟,并在沟槽边放置搅拌桩定位型钢,标出搅拌桩位置和型钢插入位置。
4、根据内插型钢的规格尺寸,制作相应的型钢定位导向架和防止下沉的悬挂构件。
二、泥土搅拌桩的施工
1、与常规搅拌桩比较,要特别注重桩的间距和垂直度。施工垂直度应小于0.5%,以保证型钢插打起拔顺利,保证墙体的防渗性能。
2、按相关要求进行试桩,确定实际采用的水泥浆液水灰比,成桩工艺和施工步骤,水泥土搅拌桩的成桩工艺因保证水泥土的强度符合设计要和型钢较容易插入。
3、水泥土搅拌桩施工时保持桩机底盘的水平与立柱导向架的垂直。
4、三轴搅拌机搅拌下沉速度和提升速度应控制在1~1.5m/min范围内,并保持匀速下沉和匀速提升,同时要避免搅拌提升时使孔内产生负压造成周围地基沉降。具体选用的速度值应根据成桩工艺,水泥浆液配合比,注浆泵的工作流量计算确定,搅拌次数或搅拌时间应确保水泥土搅拌桩的成桩质量。
5、严格按水泥浆液的设计配合比与搅拌机操作规定拌制水泥浆液,并通过滤网倒入具有搅拌装置的贮浆桶或贮浆池中以防离析。因故搁置超过2小时以上的拌制浆液,作为废浆处理,严禁再用。
6、桩与桩的搭接时间不宜大于12小时,若因故超时,搭接施工中必须放慢搅拌速度保证搭接质量。
7、搅拌桩施工中产生的涌土必须用挖机即使清理。每日完工后,应向贮浆桶或贮浆池中放入清水,开启注浆泵,清洗全部管路中残存的水泥浆液。
三、型钢的制作
1、部分租用型钢在与厂方签订供货合同是要明确对材料的要求,进场时对材料进行逐一验收,不合格要求的一律退回,以确保型钢质量。
2、考虑到型钢拔除时,顶部吊孔出应力相对集中,故对进场后的工字钢顶部一律加焊两块加强腹板。
3、型钢拔出时减摩剂至关重要。型钢表面应进行除锈,并在干燥条件下涂抹减摩剂,。将减摩涂料加热至完全融化,充分搅拌使其厚薄均匀后,再涂刷在工字钢表面,其厚度控制在1.0毫米以上。搬运使用应防止碰撞和强力擦挤。型钢起吊前重新检查减摩涂料是否完整,一旦发现涂层开裂、剥落应将其局部铲除并重新涂刷。且搅拌桩顶制作围檩前,事先用牛皮纸将型钢包裹好进行隔离,以利拔桩
4、施工中采用工字钢,对接采用内菱形接桩法。为保证型钢表面平整光滑,其表面平整度控制1‰以内,并应在菱形四角留Φ10小孔。
四、型钢的插入与回收
1、型钢应在水泥土初凝前插入,插入前应校正位置,设立导向装置,以保证垂直度小于1%,插入过程中,必须吊直型钢,尽量靠自重压沉。若压沉无法到位,再开启振动下沉至标高。严禁采用多次重复起吊型钢并松钩下落的插入方法。若采用振动锤下沉施工时要考虑对周围环境的影响。
2、型钢的插入必须采用牢固的定位导向架,并用两台经纬仪双向校核型钢插入时的垂直度,型钢插入到位后用悬挂构件控制型钢顶标高。并应将已插好的型钢连接起来,防止在施工下一组搅拌桩时,造成已插好的型钢移位。
3、型钢插到标高后,用Φ18钢筋玩成钩状,一端在型钢的吊孔中,另一端电焊或挂在横在沟槽上的龙门架上,一周后方可拆除。
4、型钢回收。型钢回收应在主体地下结构施工完成、地下室外墙与搅拌墙之间回填密实后方可进行。在拆除支撑和围懔时,应将型钢表面留有的围檩限位或支撑抗滑构件、电焊等清除干净,并涂抹型钢起拔减摩剂。采用2台液压千斤顶组成的起拔器夹持型钢顶升,使其松动,然后采用振动锤,利用振动方式或履带式吊车强力起拔,将H型钢拔出。采用边拔型钢边进行注浆充填空隙的方法进行施工。
五、保证桩体垂直的措施
1、在铺设道轨枕木处要整平整实,使道轨枕木在同一水平线上;
2、在开孔之前用水平尺对机械架进行校对,以确保桩体的垂直度达到要求;
3、用两台经纬仪对搅拌轴纵横向同时校正,确保搅拌轴垂直;
4、施工过程中随机对机座四周标高进行复测,确保机械处于水平状态施工,同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测。
六、保证加固体强度均匀措施
1、压浆阶段时,不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象。若发生断桩,则在向下钻进50厘米后再喷浆提升;
2、采用“二喷二搅”施工工艺,第一次喷浆量控制在60%,第二次喷浆量控制在40%;严禁桩顶漏喷现象发生,确保桩顶水泥土的强度;
3、搅拌头下沉到设计标高后,开启灰浆泵,将已拌制好的水泥浆压入地基土中,并边喷浆边搅拌约1-2分钟;
4、控制重复搅拌提升速度在0.8-1.0米/分以内,以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌;
5、相邻桩的施工间隔时间不能超过12小时,否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆,以保证桩间搭接强度;
6、预搅时,软土应完全搅拌切碎,以利于与水泥浆的均匀搅拌。