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SMW工法在深基坑中的應用

摘要:smw工法是由日本程心工業株式會社研發成功的,Smw工法是利用特制的多軸攪拌機在原位對土壤進行鉆孔和切割,同時在鉆頭末端的土壤中註入水泥漿。充分攪拌後,在攪拌樁中插入H型鋼或其他型材,形成地下連續墻,直接用作擋土止水結構。其主要特點是結構簡單,密封性能好,施工周期短,成本低,環境汙染小,特別適用於城市深基坑工程。

關鍵詞:smw工法基坑圍護施工

壹、工程地質概況

古-1商務寫字樓位於上海天山路與古北路交叉口,為地下三層,地上六層的商場。建築總長度為244.2米。工程場地屬於長江三角洲河口東南前緣濱海平原地貌類型,在微地貌上屬於吳淞江古河道沈積區。場地地勢平坦,地面標高壹般為3.8m,基坑內地下水屬潛水類型,穩定水位為地表以下0.51.0m。基坑周邊無汙染源,地下水對混凝土無腐蝕性。

二、基坑圍護結構設計

1,外殼方案

基坑圍護采用Smw工法,開挖深度為11.5-13.1m。圍護結構采用進口φ850三軸剛性水泥土攪拌樁,插入h800×300×13×24鋼筋,水泥含量不小於20%。共設3組2h700×300×15×15雙拼接鋼支撐,轉角處采用鋼筋混凝土和H型鋼支撐,支撐間距壹般為4.5m..樁頂鋼筋混凝土圈梁也作為第壹道支撐圍護,其余采用鋼圍護,2h400×400×13×21。為減少基坑開挖時圍護樁的位移,對鋼支撐施加預應力,其值為140噸。根據本工程基坑底部土層為三層強透水性砂質粉土,坑底采用降水加固方案。為了降低成本,smw樁中插入的H型鋼在結構0.000後拔出。采用水泥攪拌樁和壓密註漿加固基坑。

2.圍護結構形式比較

目前上海地區深基坑擋土墻壹般為地下連續墻(單墻或雙墻),工程造價高,環境影響和汙染大。相比較而言,smw工法具有以下優點:

(1)現代城市中修建的深基坑工程,往往修建在建築物紅線附近。smw工法在這方面有相當大的優勢,其中心線可以在距離建築物墻體80 cm處施工。

(2)地下連續墻由自身特點決定,施工時形成的大量泥漿需要外運,而smw法在開槽時只運輸少量土方。

(3)smw工法結構簡單,施工速度快,可以大大縮短工期。

(4)采用smw工法將圍護結構與主體結構分離,主體結構側墻可以防水。與地下連續墻相比,結構整體性和防水性能更好,可以降低後期維護成本。

第三,關鍵技術的處理

H型鋼水泥土攪拌樁支護結構施工的關鍵在於攪拌樁的制作和H型鋼的制作和拉拔。

1,攪拌樁制作

與常規攪拌樁相比,應特別註意樁的間距和垂直度。施工垂直度應小於1%,以保證鋼筋的順利插拔和墻體的抗滲性。

灌漿比除滿足抗滲性和強度要求外,還應滿足順利插入鋼筋的要求。

2.保證樁身垂直度的措施

(1)鋪設枕木的地方要平整、壓實,使枕木在同壹水平面上;

(2)開孔前,用水準儀校對機械架,確保樁的垂直度符合要求;

(3)用兩臺經緯儀同時校正攪拌軸的縱向和橫向,確保攪拌軸垂直;

(4)施工過程中,隨機測量機架周圍的標高,保證機械處於水平狀態,並經常用經緯儀測量攪拌軸的垂直度。

3、保證強度均勻穩固的措施。

(1)灌漿階段不允許斷漿和輸漿管道堵塞。如遇斷樁,先下鉆50 cm,再噴漿提升;

(2)采用“兩噴兩攪”的施工工藝,第壹噴量控制在60%,第二噴量控制在40%;樁頂嚴禁漏噴,以保證樁頂水泥土的強度;

(3)攪拌頭沈至設計標高後,啟動灰漿泵,將攪拌好的水泥漿壓入地基土中,邊噴邊攪拌約1-2分鐘;

(4)控制重復攪拌的提升速度在0.8-1.0m/min,以保證加固範圍內的每壹個深度都得到充分攪拌;

(5)相鄰樁之間的施工間隔不得超過24小時,否則噴射混凝土時應多噴水泥漿,以保證樁間的搭接強度;

(6)預拌時,應將軟土充分攪拌並切碎,以利於與水泥漿混合均勻。

4.型鋼的制作、插入和拔出

施工采用工字鋼,對接采用內部菱形樁連接方式。為保證型鋼表面光滑,表面平整度應控制在1‰以內,菱形四角留φ10孔。

減阻劑對鋼筋拉拔非常重要。型鋼表面應在幹燥條件下除銹並塗上減摩劑,搬運時應防止碰撞和強烈摩擦。並且在攪拌樁樁頂做檁條之前,型鋼提前用牛皮紙包裹隔離,方便拔樁。

型鋼應在水泥土初凝前插入。插入前應校正位置,並設置導向裝置,保證垂直度小於65438±0%。在插入過程中,型鋼必須掛直並盡可能加重。如果壓沈不能到位,就開啟振動沈至標高。

型鋼回收。用兩個液壓千斤頂組成的拔出器將型鋼夾緊並頂起使其變松,然後用振動錘或履帶吊將H型鋼拔出。施工時邊拉型鋼邊灌漿填補空隙。

四、smw工法的主要特點

1,施工不會擾動鄰近土壤,不會造成鄰近地面沈降、房屋傾斜、道路開裂、地下設施位移等危害。

2.鉆桿具有螺旋推進翼交替布置的特征。隨著反復鉆孔攪拌,水泥基增強劑和土體可以充分混合,墻體長度無縫,止水比傳統連續墻更可靠。

3.可用於粘性土、淤泥、砂土、礫石土等土層。

4.壁厚可為550-1300mm,常見厚度為600mm目前墻體最大深度為65米,視地質情況可進壹步施工。

5.所需工期比其他施工方法短。壹般地質條件下,為地下連續墻的三分之壹。

6.棄土運輸量遠小於其他施工方式。

實踐證明,在本工程中采用smw工法是可行的。由於周邊無保護,型鋼可回收利用,明顯降低了成本,加快了工程進度,取得了良好的經濟和社會效益。