浅析SMW工法在深基坑围护工程中的应用

来源:期刊VIP网所属分类:建筑工程发布时间:2012-05-26浏览:

  一、SMW工法概述

  近年来,随着大量深基坑工程的出现, SMW工法作为一种新型的基坑支护技术,在深基坑开挖支护工程中得到很大推广和应用。

  1、SMW工法的原理

  SMW工法也被称为加筋水泥地下连续墙工法,它是在一排相互连续搭接(通常搭接20cm)的水泥土搅拌桩中插入加强芯材(通常用H型钢)的一种地下搅拌连续墙施工技术,它适用于基坑支护深度≤15m。

  SMW工法以搅拌土为基料、H型钢为劲性钢材作基坑围护结构,共同承担基坑的稳定。目前由于地质条件的变化、环境条件的不同,为安全起见,计算时H型钢水泥搅拌墙的弯矩和剪力全部由型钢单独承担,搅拌土作为防水围幕,在施工期起到止水,不产生流砂等作用,当型钢一隔一设置时,为使搅拌土防水围幕稳定,应对水泥土搅拌墙按最薄弱断面的局部抗剪验算。

  2、SMW工法的优点

  (1)SMW工法对周围地层影响小,因水泥浆在原状土中搅拌混合而成墙体,不存在塌孔现象,且对周围构建物影响很小。

  (2)SMW工法防渗性好,水泥土本身的渗透性极小(10-7~10-8cm/s),由于搅拌叶片交互配置,搅拌形成了均匀连续的墙体,从而提高了墙体的抗渗性能。

  (3)SMW工法与地下连续墙相比,它不需挖槽、泥浆护壁制作、安放钢筋笼和水下混凝土浇筑。与钻孔桩施工相比,它不需钻孔、泥浆护壁、制作安放钢筋笼和进行水下混凝土浇筑。因此,此工法施工比上述其它工法施工工期可大大缩短。

  (4)SMW工法不需要泥水处理,仅在开槽时有少量土方外运,残土处理较少,无泥浆污染,施工作业面较小,有利于施工现场的有序管理。

  (5)SMW工法噪音及振动很小,便于文明施工。

  (6)SMW工法由于H型钢可以起拔回收利用,因而具有良好的经济效益。

  二、SMW工法施工方法

  本文结合基坑支护的实例,对SMW工法施工工序进行阐述。本基坑周围有污水管道。沟槽SMW工法桩各边长约45m、H型钢内侧净宽4.5m。施工现场自然地面标高:3.214。工程开挖深度:约为10.473m,地下水位约0.8m,基坑四周无污染源。

  1、SMW工法施工主要工艺流程

  根据上述基坑的技术要求及现场条件,使用常规的DH608桩机,实行一次钻搅达到,施工顺序如下:

  (1)场地平整

  设备进场前必须先进行场地平整,清除施工区地上障碍物, 同时对影响围护桩施工的地下管线进行迁移,场地承载满足50t大吊车及履带式重型桩架为准。

  (2)测量放线、开挖导沟

  测量放线,确定围护结构的轴线,机械开挖施工沟槽。清除地下障碍物,清障后产生过大的空洞,用水泥土压实或固化,重新开挖沟槽以保证SMW工法施工顺利进行。

  (3)定位、钻孔、移机

  在开挖的工作沟槽两侧铺设导向定位型钢,按设计要求在导向定位型钢上划出钻孔位置和插H型钢的位置,利用钻杆和桩架相对错位原理,在钻管上划出钻孔深度的标尺线,严格控制下钻、提升的速度和深度。

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  ①单侧挤压式连接方式图

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  ②跳槽式双孔全套复搅式连接图

  机械设备沿基坑围护轴线移动,采用施工顺序如下图①、②所示方法套钻,二种方法均安全可靠。依次循环直至围护墙体成型。水泥土搅拌桩为基坑内外隔水围幕,施工时不允许出现施工冷缝,如出现超过24小时的冷缝,需采用搭接套钻或在后排补桩工艺。

  (3)搅拌注浆

  根据设计所标深度,钻机在钻孔和提升全过程中,保持螺杆匀速转动、匀速下沉、匀速提升(下沉速度可由电机的电流监测表控制),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。

  (4)H型钢的插放和固定

  在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后,开始初凝硬化之前,采用大型吊装机械将定尺的H型钢吊起,插入指定位置,依靠H型钢的自重下插到设计规定深度,并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。

  (5)清理沟槽内泥浆

  由于水泥浆液的定量注入搅拌内和H 型钢的插入,将有一部分水泥土被置换出沟槽内,应及时清理出沟槽,以确保桩体的硬化成型和下道工序的继续。

  (6)H型钢回收

  型钢回收应在主体地下结构施工完成后方可进行。H型钢桩拔除施工前,应保证围护外侧满足履带吊>6m回转半径的施工作业面。H型钢拔出后,水泥土中的空隙采用水泥浆填充,水灰比1:1.5以减少对邻近建筑物及地下管线的影响。

  2、应急预案

  (1)停机、停电机械故障处理

  如施工现场由于停电、设备故障等因素而产生断桩、空桩及插入H型钢困难等情况,施工现场应准备应急预案。

  ①当H型钢不能靠自重完全下插到位时,采取SMW钻管头部静压或采用挖机送压。

  ②当上述方案失败时,应果断地割除露出地面部分的型钢,在外档加一幅水泥土搅拌桩,加插(相对应)H型钢作强度补偿。

  (2)采用SMW工法施工搅拌桩,一般不可能出现渗漏水情况,如地下土层变化较大而出现意外渗漏水情况,处理措施为:

  ①出现轻微渗漏水时,可采用基坑内侧注浆堵漏方法进行处理。

  ②发生严重渗漏水时一般采用基坑外侧双快速凝注浆堵漏方法(注浆凝固时间数秒至数分钟):

  三、总结

  1、SMW工法是目前较为新颖的深基坑围护施工方法,由于它具有其它围护方法不具有的优越性:造价低、止水性好、无污染,因此有着日益广泛的应用前景。

  2、SMW工法应在检测单位的搅拌土样配比得出后再搅拌施工,搅拌时应严格控制钻杆的下沉、上提和喷浆速度。

  3、H型钢约占施工成本的一半,因而要重视对型钢起拔回收利用,掌握H型钢起拔回收技术。

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