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工法在工程基坑支护的应用

2017/02/23 阅读:

【摘要】SMW工法施工具有不破坏邻土、适用性强、工期短等优点,因此,在工程基坑施工中得到了广泛的应用。论文以实际工程为例,对SMW工法桩施工的基本流程进行了分析,并对工程基坑中SMW工法的施工措施进行探讨。

【关键词】工程基坑支护;SMW工法;应用

1工程概况

某建筑工程地下水位比较高,抗浮水位为787.000m,地基土不均匀,为轻微液化场地,抗震设防类别为丙类,地基对钢筋混凝土结构具有微腐蚀性,场地无湿陷性,本场地土为正常固结土,场地为可以进行建设的一般场地,工程使用SMW工法加钢管内支撑组合支护的方式进行施工,其中三轴水泥土搅拌墙兼顾做止水帷幕,三轴水泥土搅拌墙的厚度为850mm,28d龄期无侧限抗压强度控制在2.0MPa以上,水泥使用P.o42.5普通硅酸盐水泥,设计水泥用量为380~400kg/m3。

2SMW工法的优点

1)施工工期短、无振动、噪声小。SMW挡墙为一次性加固成的浇筑墙体,具有墙体结构简单、成桩速度快等优点,施工过程中不需要挖槽和钢筋笼的安装,相较于地下连续墙施工,工期可以缩短一半。

2)SMW工法可以就地将水泥类悬浊液和切碎的土砂混合,对连续墙的施工不需要钻孔,因此不会导致临近房屋出现倾斜、临近地面出现下沉、道路裂缝等危害。

3)产生的废土量比较少,不会产生泥浆污染。土和水泥悬浊液进行混合后不会产生废泥浆,因此,不需要对泥浆进行回收处理。施工过程中进行废土基槽的施工,在一定程度上避免了废水泥土溢流而产生的污染,处理施工后产生的少量废水泥土可以重新用作场地道路的铺设材料,不仅节省了施工成本,并且也减少了建筑垃圾。

4)可以在多种类型的土质中应用。使用多轴螺旋钻机防水的SMW工法可以在砂砾底层、软弱底层及直径超过100mm的卵石层使用,甚至还可以在风化岩层上应用,适用范围广。

3工程地质情况

工程地质土层按照从上到下的顺序:第1层为杂填土,土层厚度为2.5~5.7m,土质比较松散、稍湿,剪切角为10°;第2层为粉质黏土,土层的厚度为1.2~2.3m,土质稍湿、稍密,可塑性良好,剪切角为20°,土层黏聚力为16kN;第3层为粉土,土层厚度为2~4.2m,土层稍密、较湿,剪切角为17°,土层粘聚力为20kN;第4层粉质黏土,可塑,局部夹薄层粗砂,土层的厚度为1.8~4.0m,剪切角为19°,土层黏聚力为22kN;第5层为粉土,稍密、稍湿,土层的厚度为17.4~21.6m,剪切角为17°,土层黏聚力大小为20kN;第6层为粉质黏土,为低中等压缩,具有可塑性,土层的厚度为1.5~4.6m,剪切角为19°,土层黏聚力大小为22;第7层为卵石层,土层湿、中密,土层厚度未揭露。

4SMW工法的施工工艺

4.1施工流程

开挖导沟→架设SMW搅拌机、设置导向定型位、制作浆液→SMW搅拌机就位、注入浆液→混合搅拌、制作H型钢→搅拌机移位、涂刷减摩组材料→插入H型钢→处理残土→施工完成。

4.2施工场地的基本要求

在施工过程中,施工场地的平整度对吊机和桩机就位后垂直度的调正有比较大的影响,对施工场地机械的稳定性也有比较大的影响,因此,要求施工场地具有良好的平整度,高低落差要保持在10cm以内,场地密实性按照施工需要承重的最大荷载乘以1.5倍计算出安全储备系数。

4.3开挖导沟

按照设计图将基准水平标高点和桩位轴线放出,然后计算插入H型钢和成桩的冒浆量,将导沟的开挖宽度和深度确定出来,结合工程的实际情况选择反铲挖土机进行沟槽的开挖。土量根据施工现场的具体情况确定。

4.4设置导向定位型钢定

位型钢见成桩,是插入H型钢的关键重要的一部分,定位型钢的设置要求平稳、牢固。定位型钢固定后,在型钢面上确定桩位的轴中心线,标色要求清晰、正确。

4.5架设SMW搅拌机

在架设搅拌机时,要充分考虑地面的承压能力、搅拌机的行走方向等,将机身的平稳度和平整度控制好,尤其是桩架有效高度要控制好。架设好后,首先调试提升的传比和机械的运作情况,检查压浆管和气管的牢固度,以保证各个部件的完好性。

4.6制作浆液

制作浆液之前要按照施组的基本要求,设置浆池和拌浆筒,压浆过程中需要将浆量计量表装上;排设完成后先运行一下各个机械,保证设备提升速度和压浆量保持协调;拌浆筒一边配备水泥料,一边明确水灰比,并将牌号标明,当桩机开展成桩后就可以进行拌浆施工。通常情况下掺量控制在10%~13%。

4.7成桩施工流程

成桩质量对维护体系有非常大的影响,因此,桩的质量不管是提升还是下沉,都需要将其控制好,严格控制速度,不能出现工序漏缺的情况。桩间之间的搭接需要在规定的时间内完成,通常情况和搭设时间要保持在24h以内,超过规定要求后需要进行处理。

1)搅拌下沉过程中,需要切割土体,然后将高压空气喷入,并暂时性地改变土体的密实性,从而做好注浆的准备工作,不能为了加快施工速度而抢占时间,以免影响桩体的整体性,影响桩体的质量。

2)浆液的拌制。浆液拌制好后不能有持续结块、沉淀的情况,要保持水灰比的正确性,搅拌要充分、均匀,水质要达到设计要求。

3)搅拌下沉达到规定的桩长后就可以进行搅拌提升,在搅拌提升的同时,将浆液注入,喷浆压力要保持在0.4~0.6MPa,浆液量的喷入要在提升完成后同时注完。因此要将提升速度和浆液速度的吻合性和协调性控制好,使间隔可以均匀分布到整桩之间。

4)重复搅拌下沉及提升。重复搅拌下沉和提升过程中将土体和水泥浆液充分混合起来搅拌均匀,在成桩过程中,下沉高度要达到要求,提升到桩顶后SMW完成一部分施工,然后在2~4h内将H型钢插入,当H型钢完成顺直插入到水泥土桩后,按照规定要求固定好,至此SMW工法施工完成。

4.8插入H型钢

1)在施工现场将所有需要的H型钢堆放到施工场地,型钢叠放的高度不允许超过5m,并做好防倾倒的预工作。拼接H型钢的场地要求无结水、平整,配置振动锤以便可以顺利插入。

2)H型钢连接要求。按照SMW工法的需要进行下料。在拼接H型钢时要保持顺直,并且在焊接过程中避免出现热量过高的情况。使用焊条要和母材相匹配。咬口的深度控制在0.5mm以内[3]。焊缝宽度盖过母材<3mm,焊缝堆高<2~3mm。连接的H型钢弯曲矢高应控制在小于长度的0.1%范围内,接桩端面要用砂轮磨光。

3)H型钢就位要求。首先将H型钢吊到吊点旁的翼缘处,然后将牵引绳在插入端套牢,等到H型钢就位后,牵引H型钢定位固定,然后使用2台经纬仪对垂直偏差度进行初测,根据对比值慢慢地进行定位,要求垂直度误差不能超过3%,在成桩后4h内均匀插入到水泥土桩中。

4)H型钢的定位固定。H型钢插入到标高位置后,将起杠(钢管等)搁置在定位上,然后用已焊在H型钢上的定位吊筋固定于起杠上,以防止H型钢卸掉吊钩时自由下沉,待水泥桩达到40%强度时方可。

5回收H型钢

5.1回收条件

应在基础完成并回填土夯实,施工区域周边及上空无障碍物,围护桩端顶梁(锁口梁)粉碎拆除,水泥土桩顶凿去30cm左右,并清理后才能进行。

5.2拔出时的要点

首先使用振动锤将H型钢端头夹住,然后向下锤入30cm再向上提升50mm,并再次向下锤到第一次的位置,随后将H型钢正常拔出。拔出过程中速度不能过快,可以根据实际情况进行多次操作。

6结论

综上所述,在工程基坑支护中使用SMW工法桩进行施工可以在保证工程质量的前提下提高施工效率,施工过程中要对施工进行总结,充分利用SMW工法施工工艺,控制好施工关键点,高效率地完成施工。

【参考文献】

[1]董澎,王彬.SMW工法桩围护结构及混合支撑在深基坑施工中的应用[J].施工技术,2009(6):204-206.

[2]程毅.SMW工法桩在深基坑围护工程中的应用[J].广东建材,2013(5):76-78.

[3]李春林.SMW工法桩在深基坑工程中的应用[J].中国高新技术企业,2010(4):143-145.

作者;许磊 单位:北京市地质工程公司

工法在工程基坑支护的应用

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