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摘要:本文以湖州双子大厦软土深基坑实例,介绍了悬臂SMW工法流程、施工技术要点及质量控制措施,希望能够给类似工程项目提供一些参考和帮助。
关键词:悬臂SMW工法,H型钢
Abstract: this article with the twin towers huzhou soft soil deep foundation pit an example, the paper presents the cantilever SMW process, construction techniques and quality control measures, to be able to provide some references for similar project and help.
Keywords: cantilever SMW, h-beam
中图分类号: TV551.4 文献标识码:A文章编号:
1工程概况
由湖州市城市建设投资集团公司投资建设的湖州双子大厦(工人文化宫)工程位于湖州市原湖师附小工程,本工程总建筑面积36047平方米,基坑面积约6000平方米,基坑周长约342米,本次挖土方量约为30000立方米。
本工程设地下室为南侧二层地下室、北侧一层地下室,基坑安全等级为二级;围护结构采用型钢水泥土搅拌墙(Φ650SMW工法桩内插型钢及)+一道混凝土内支撑,止水帷幕采用三轴搅拌桩。本工程的SMW工法施工从G轴*26轴部位开始,从东往西开始打,最后形成封闭体,具体如下:先施工周边SMW工法桩,最后施工坑中坑部位的工法桩。施工平面图如下图1所示:
图1:施工平面图
1.1工程地质条件
根据核工业湖州工程勘察院《湖州市双子大楼工人文化宫岩土工程勘察报告》,本工程的土层参数如下:
1.2水文地质条件
据场地勘察资料,本工程场地松散层厚度75-83米,表部为填土层,浅部为填土,3-30米段为粉土夹粉质粘土层。其中粉土层为主要含水层,性质为弱承压孔隙水含水层,地下水位埋深约1米,对钢结构有弱腐蚀性。
2技术难度分析
1)三轴搅拌桩内插型钢焊接、涂减摩剂等工作量大,是本工程施工的重中之重,是控制工期的重点。
2)沿线房屋密集,部分需要拆迁。沿线有给水、排水、电力、通讯、天燃气等十余条管线,周边环境非常复杂。工程施工需占道半幅多次倒边施工,影响交通,同时对周边居民日常生活带来不便,施工时要提前筹划,做好交通组织、环境保护、文明施工相关工作。
3、SMW施工技术
在SPA135桩机上安装KZD-850(650)型三轴搅拌机成桩,成桩后SPA135桩机移到下一桩位施工;在搅拌下沉过程中,利用9m3空压机压缩空气使周围土体松散,保证水泥浆液与周围土体充分接触,提高成桩的强度和防水性能,水泥浆液采用BW-250压浆泵注入。SMW工法施工工艺流程如下图2所示:
: 图2:SMW工法施工工艺流程
4、施工要点
4.1施工准备
确认施工场地范围内的所有管线已经改移或被保护,为确保施工的连续性,机械进场前对加固区域进行场地平整,清理障碍物,做好机械调试工作。
4.2导墙施工
定位型钢上设桩位标志。根据基坑围护结构中心轴线,开挖宽1.0m、深1.5m沟槽,沟槽既要保证土体能自立、不塌陷,又可容纳水泥土涌出。为确保桩位以及为安装H型钢提供导向装置,平行沟槽方向放置两根300mm×300mm工字钢,定位型钢上设桩位标志,方便钻机就位。
4.3SMW搅拌机就位
钻机操作人员根据定位型钢上的桩位标记严格控制钻机桩架的移动,确保钻孔轴心就位不偏,同时控制钻孔深度的达标,利用钻杆和桩架相对定位原理,在钻杆上划出钻孔深度的标尺线,严格控制下钻、提升速度和深度。
4.4水泥浆液的制备及搅拌
保证水泥土强度qu(28)≥1Mpa,42.5级的普通硅酸盐水泥掺入量20%,即每方土体掺灰量360kg,水灰比控制在1.2~1.5之间,并在水泥浆液中适当增加高效减水剂的掺量,以减少水泥浆液在注浆过程中的堵塞现象。
根据设计深度,钻机在钻孔和提升全过程中,保持螺杆匀速转动,匀速1m/min下钻,匀速2m/min提升,同时根据下钻和提升两种不同的速度,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,在桩底部分应适当延长搅拌注浆时间,必要时可重复搅拌注浆,保证整桩搅拌充分、均匀,确保搅拌桩底质量。
4.5型钢插入
在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后,开始初凝硬化之前,将H型钢吊起插入指定位置,靠型钢自重下落。型钢插入困难时使用适配的振动锤振动插入,插入过程保持型钢的垂直度。型钢插到设计规定深度,然后进行换钩法,使H型钢脱离吊钩,固定在沟槽两侧铺设的定位型钢上直至孔内的水泥土凝固。型钢对接处应位于开挖面以下并相邻两根接头要错开1米以上。
4.6 H型钢回收
根据设计要求,本支护结构的部分H型钢在结构强度达到设计要求后必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂,以利拔出,要求型鋼表面均匀涂刷减摩剂,厚度不小于1mm。
三轴水泥搅拌桩施工完毕后,吊机应立即就位,准备吊放H型钢。施工完毕后回收H型钢,型钢拔除采用振动沉拔锤直接逐步拔除。在施工前应进行型钢抗拔验算与拉拔试验,确保型钢的顺利回收。
5、SMW工法搅拌桩施工质量保证措施
1)水泥流量、注浆压力采用人工控制,严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度,用水量采取总量控制,并用比重仪随时检查水泥浆的比重。浆液不能发生离析,水泥浆液应严格按预定配合比制作,为防止灰浆离析,放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。压浆阶段输浆管道不能堵塞,不允许发生断浆现象,全桩须注浆均匀,不得发生土浆夹心层。
2)桩体应充分搅拌,严格控制钻孔下沉、提升速度,下沉和提升力求匀速,使原状土充分破碎,有利于水泥浆与土均匀拌和。
3)发生管道堵塞,应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆,等10~20秒恢复向上提升搅拌,以防断桩发生。
4)钻机提升时应有专人铲除钻头上粘附的泥块,以确保钻头再次下沉时,泥土搅拌充分、均匀及提升时桩身不出现空心。
5、结束语
SMW工法具有支护位移小、适用范围宽、安全经济等特点,控制变形方面具有的显著优势, 湖州双子大厦深基坑工程实践表明在软土基坑支护工程中有广阔应用前景。
参考文献
[1]史佩栋深基础工程特殊技术问题[M]:北京:人民交通出版社,2003.
[2]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].
[3]施工手册第四版(缩印版).
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:悬臂SMW工法,H型钢
Abstract: this article with the twin towers huzhou soft soil deep foundation pit an example, the paper presents the cantilever SMW process, construction techniques and quality control measures, to be able to provide some references for similar project and help.
Keywords: cantilever SMW, h-beam
中图分类号: TV551.4 文献标识码:A文章编号:
1工程概况
由湖州市城市建设投资集团公司投资建设的湖州双子大厦(工人文化宫)工程位于湖州市原湖师附小工程,本工程总建筑面积36047平方米,基坑面积约6000平方米,基坑周长约342米,本次挖土方量约为30000立方米。
本工程设地下室为南侧二层地下室、北侧一层地下室,基坑安全等级为二级;围护结构采用型钢水泥土搅拌墙(Φ650SMW工法桩内插型钢及)+一道混凝土内支撑,止水帷幕采用三轴搅拌桩。本工程的SMW工法施工从G轴*26轴部位开始,从东往西开始打,最后形成封闭体,具体如下:先施工周边SMW工法桩,最后施工坑中坑部位的工法桩。施工平面图如下图1所示:
图1:施工平面图
1.1工程地质条件
根据核工业湖州工程勘察院《湖州市双子大楼工人文化宫岩土工程勘察报告》,本工程的土层参数如下:
1.2水文地质条件
据场地勘察资料,本工程场地松散层厚度75-83米,表部为填土层,浅部为填土,3-30米段为粉土夹粉质粘土层。其中粉土层为主要含水层,性质为弱承压孔隙水含水层,地下水位埋深约1米,对钢结构有弱腐蚀性。
2技术难度分析
1)三轴搅拌桩内插型钢焊接、涂减摩剂等工作量大,是本工程施工的重中之重,是控制工期的重点。
2)沿线房屋密集,部分需要拆迁。沿线有给水、排水、电力、通讯、天燃气等十余条管线,周边环境非常复杂。工程施工需占道半幅多次倒边施工,影响交通,同时对周边居民日常生活带来不便,施工时要提前筹划,做好交通组织、环境保护、文明施工相关工作。
3、SMW施工技术
在SPA135桩机上安装KZD-850(650)型三轴搅拌机成桩,成桩后SPA135桩机移到下一桩位施工;在搅拌下沉过程中,利用9m3空压机压缩空气使周围土体松散,保证水泥浆液与周围土体充分接触,提高成桩的强度和防水性能,水泥浆液采用BW-250压浆泵注入。SMW工法施工工艺流程如下图2所示:
: 图2:SMW工法施工工艺流程
4、施工要点
4.1施工准备
确认施工场地范围内的所有管线已经改移或被保护,为确保施工的连续性,机械进场前对加固区域进行场地平整,清理障碍物,做好机械调试工作。
4.2导墙施工
定位型钢上设桩位标志。根据基坑围护结构中心轴线,开挖宽1.0m、深1.5m沟槽,沟槽既要保证土体能自立、不塌陷,又可容纳水泥土涌出。为确保桩位以及为安装H型钢提供导向装置,平行沟槽方向放置两根300mm×300mm工字钢,定位型钢上设桩位标志,方便钻机就位。
4.3SMW搅拌机就位
钻机操作人员根据定位型钢上的桩位标记严格控制钻机桩架的移动,确保钻孔轴心就位不偏,同时控制钻孔深度的达标,利用钻杆和桩架相对定位原理,在钻杆上划出钻孔深度的标尺线,严格控制下钻、提升速度和深度。
4.4水泥浆液的制备及搅拌
保证水泥土强度qu(28)≥1Mpa,42.5级的普通硅酸盐水泥掺入量20%,即每方土体掺灰量360kg,水灰比控制在1.2~1.5之间,并在水泥浆液中适当增加高效减水剂的掺量,以减少水泥浆液在注浆过程中的堵塞现象。
根据设计深度,钻机在钻孔和提升全过程中,保持螺杆匀速转动,匀速1m/min下钻,匀速2m/min提升,同时根据下钻和提升两种不同的速度,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,在桩底部分应适当延长搅拌注浆时间,必要时可重复搅拌注浆,保证整桩搅拌充分、均匀,确保搅拌桩底质量。
4.5型钢插入
在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后,开始初凝硬化之前,将H型钢吊起插入指定位置,靠型钢自重下落。型钢插入困难时使用适配的振动锤振动插入,插入过程保持型钢的垂直度。型钢插到设计规定深度,然后进行换钩法,使H型钢脱离吊钩,固定在沟槽两侧铺设的定位型钢上直至孔内的水泥土凝固。型钢对接处应位于开挖面以下并相邻两根接头要错开1米以上。
4.6 H型钢回收
根据设计要求,本支护结构的部分H型钢在结构强度达到设计要求后必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂,以利拔出,要求型鋼表面均匀涂刷减摩剂,厚度不小于1mm。
三轴水泥搅拌桩施工完毕后,吊机应立即就位,准备吊放H型钢。施工完毕后回收H型钢,型钢拔除采用振动沉拔锤直接逐步拔除。在施工前应进行型钢抗拔验算与拉拔试验,确保型钢的顺利回收。
5、SMW工法搅拌桩施工质量保证措施
1)水泥流量、注浆压力采用人工控制,严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度,用水量采取总量控制,并用比重仪随时检查水泥浆的比重。浆液不能发生离析,水泥浆液应严格按预定配合比制作,为防止灰浆离析,放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。压浆阶段输浆管道不能堵塞,不允许发生断浆现象,全桩须注浆均匀,不得发生土浆夹心层。
2)桩体应充分搅拌,严格控制钻孔下沉、提升速度,下沉和提升力求匀速,使原状土充分破碎,有利于水泥浆与土均匀拌和。
3)发生管道堵塞,应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆,等10~20秒恢复向上提升搅拌,以防断桩发生。
4)钻机提升时应有专人铲除钻头上粘附的泥块,以确保钻头再次下沉时,泥土搅拌充分、均匀及提升时桩身不出现空心。
5、结束语
SMW工法具有支护位移小、适用范围宽、安全经济等特点,控制变形方面具有的显著优势, 湖州双子大厦深基坑工程实践表明在软土基坑支护工程中有广阔应用前景。
参考文献
[1]史佩栋深基础工程特殊技术问题[M]:北京:人民交通出版社,2003.
[2]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].
[3]施工手册第四版(缩印版).
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。