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综合管廊基坑支护工程中SMW工法桩的应用

发表时间:2021-09-24 15:40

 经济水平逐步提升之下,促使建筑物建设规模随之扩大,深基坑工程是决定建筑整体质量的关键。基于传统的工艺方法,存在占地面积大、抗渗性不足等问题,而全新的SMW工法桩则突破种种局限,具有优良的应用效果。

  1 工程概况

  本工程为潜江市兴盛路西延地下综合管廊工程,西起袁杨大道,东至章华西路,中间下穿东荆大道,全长约2.178公里。采用明挖法施工,基坑深度约为5.8~9.0m,宽度约为5.0m。

  2 支护方案

  基于前期勘察報告得知,基坑开挖施工环境复杂,存在杂填土、粉质黏土等,且现场地下水位偏高。本工程施工重难点为下穿东荆大道的交叉口段,基坑开挖深度大,且不能大面积破坏现状道路,因此采用SMW工法桩+钢支撑相综合的形式,形成工法桩后,在该结构的顶部增设混凝土冠梁。

  3 SMW工法桩施工工艺

  3.1 SMW工法桩施工

   根据本工程实际情况,选择的是三轴劲性水泥搅拌桩内插H700×300×13×24型钢,所用材料为42.5级普通硅酸盐水泥,要求水灰比稳定在1.5-2.0区间内,水泥掺入质量量比为20%。内插型钢布置形式分段采用密插型、插一跳一型。

  施工中使用到三轴搅拌桩机,H型钢通过吊机顺利抬升至指定高度并在自重作用下插入,具体工序流程如图1所示。分析图中信息,阴影处指的是重复套钻部分,有助于提升墙体连续性,并发挥出优良止水效果。根据本工程情况,选择的是单侧跳打法。

  3.2 SMW工法桩施工工艺

  3.2.1 测量放线

  a. 以设计图纸为准精确放出搭设宽度;b. 绘制桩结构平面图,做好编号工作,获得详细桩位后交由监理工程师做进一步复核。

  3.2.2 开挖沟槽

   此环节沿着排桩中轴线展开,经开挖后形成导沟,其宽度1.2m、深度1.0-1.5m。

  3.2.3 设置导向定位型钢

   于沟槽周边区域设置10号槽钢(数量为4根,均为1.5m长),将其作为固定支点,准备200×200mm工字钢(数量为2根),将其沿着与沟槽相垂直的方向稳定放置,采取焊接手段使其与槽钢连接,并准备300×300mm工字钢(数量为2根),将其设置在平行于沟槽的方向,通过焊接的方式将其与下方工字钢稳定连接,从而构成井字形框架。

  3.2.4 桩机就位

  搅拌桩机械拟采用ZKD85-3三轴搅拌桩机机组。机组由深层搅拌机、步履式机架、流量计、灰浆拌制及泵送机组、控制柜、输浆管、电缆等组成。水泥土搅拌桩采用二喷二搅。施工中正确使用搅拌机械,确保桩机对中及机架的垂直度和灰浆泵与灰浆管路畅通以及灰浆泵的正常工作压力。

  施工现场适配搅拌机,安排专员指挥操作,桩机沿着既有的步行板匀速移动,当初步到达指定位置后进一步精细化调整,利用全站仪检验其垂直度,需与设计要求相符。

  3.2.5 搅拌及注浆

   设置自动搅拌系统,安装水泥罐,以便控制浆液质量。根据设计要求,水泥用量为380kg/m3,形成水泥浆液后若未及时使用,需做好防护工作,且不允许超过4h;控制好相邻桩的施工间隔时间,要求在24h内。

  3.2.6 钻进、搅拌、提升

  搅拌机检查正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉,如下沉速度太慢,可用输浆系统补给清水以利钻进。搅拌机钻杆的钻进、提升速度保持为 1.0-1.5m/min,转速为16r/min。搅拌机边喷浆边旋转边严格按已确定的速度提升,喷浆提升速度不大于1.5m/min,直到设计要求桩顶标高。施工严格控制浆液水灰比,一般为1.5。必须控制好喷浆速率与提升速度的关系。需明确的是,提升作业是影响施工质量的关键,孔内不可出现负压现象,否则会引发周边地面沉降的问题。   3.3 H型钢涂刷减摩剂

   由于H型钢具有可利用价值,可被用于后续施工中。施工前,在H型钢表面涂油脂,减小摩擦力,摩擦系数小于0.3(厚度超过1.0mm),从而提升拔出的顺畅性。

  3.4 H型钢插入成桩

  结束三轴水泥搅拌桩施工作业后30min内插入H型钢。在吊车的辅助下转移H型钢,放置至指定位置,利用吊筋对H型钢进行加固,调节好H型钢位置,要求底部中心与桩位中心相对齐,随后顺着定位片缓慢下放,使其进入搅拌桩中达到设计标高。

  3.5 H型钢回收

  如无需使用围护结构,使用DZ-60型振动锤将型钢拔出。首先检测管廊主体结构强度,其应当与设计要求相符;其次,由于施作了水泥搅拌墙,此部分与主体结构易产生空隙,对该处回填使其达到密实状态,所有H型钢都要有效拔出。H型钢拔出后产生的缝隙需通过灌浆的方式处理好。

  4 质量保证措施

  4.1 技术控制措施

   (1)形成检验机制,做好自检与互检工作。(2)以设计图纸为指导,对各环节施工作业做全面的验收,当不满足规范时,需积极责令相关部门整改。(3)技术人员积极承担责任,编制质量评定标准,面向各施工环节展开全面检验,确保各道工序的施工质量,以实际情况为准给出评定结果,若出现严重质量问题,及时向上级部门汇报,寻求解决方案。

  4.2 施工质量控制措施

   (1)原材料是推动施工作业的关键,要求水泥、钢材等各类材料都要与设计要求相符,以原材料检验程序为指导,做好质量检验工作。(2)合理铺设道轨,其应当处于相同水平线上,并满足平整、密实的要求;做好开孔前的准备工作,使用水平尺校对机械架,通过此方式确保桩体的垂直度。现场使用到两台经纬仪,二者协同作用,校正搅拌轴纵横两个方向,使其满足垂直度要求;施工现场做好监测工作,要求机座标高合理,保持水平状态。(3)浆液性能会对施工质量带来直接影响,需安排专员负责现场配制工作,要求配比、水灰比等都要足够合理;后续浇筑过程中,诸如注浆压力、速度等都要与设计要求相符。水泥掺入量的大小直接影響到端头加固的强度是否满足设计要求,在施工中要求均匀、连续的注入拌制好的水泥浆液,钻杆提升完毕时,设计水泥浆液全部注完。(4)安排专员指挥桩机的运行,其应当满足稳定性要求。(5)施工中不可出现定位型钢移动现象,若与设计位置存在偏差,需重新放线。(6)场地布置要充分考虑到各项施工因素,不可出现设备重复搬移现象,否则不利于施工连续性。(7)搅拌桩施工时,采取的是“二喷二搅”的方式,在整个喷浆过程中,初喷量以总量的60%为宜。搅拌作业时分析浆液状况,要求液面高度足够合理,不可出现桩顶漏喷现象。控制好钻孔、下沉以及提升各环节的速度,边注浆、边搅拌、边提升(下沉),确保原状土处于有效破碎的状态,以便提升混合浆液均匀性。以设计要求为准,确定合适的浆液配比,持续搅拌时间需达到30s,此后方可导入浆桶中,以免出现离析现象。后续压浆作业时,一旦出现意外中断注浆或提升过快现象时,立即暂停施工,查明原因,重新下钻至停浆面或少浆桩段以下1m的位置,重新注浆10-20s后恢复提升,保证桩身完整,防止断桩。(8)以加工图为指导完成型钢的加工作业,该材料进场时要通过质量检验。所用型钢的平整度要足够良好,使其有效插入桩体中,现场设置定位设备,其应当保持水平、稳固的状态。顺利将型钢吊起后,应通过线锤调节垂直度,与设计值之间的偏差需控制在5cm内,随后再使用水准仪检验其标高。(9)桩与桩搭接不大于24小时,则在第二根桩施工时增加浆量20%,同时减少提升速度;如因相隔时间过长,致使第二个桩无法搭接时,则在设计认可下采取局部补桩或注浆措施。(10)根据要求,基坑围护结构允许垂直度偏差必须控制在1/300以内,对桩位放样、桩基垂直度校正都必须严格控制,按照规范要求进行施工。(11)施工中必须严格控制,利用桩机钻杆长度来控制。

  5 结束语

  综上,本文以综合管廊基坑支护为背景,针对SMW工法桩在其中的应用展开探讨,提出施工技术,总结注意要点。在实际工程项目中,除了采取合适的工艺方法外,还要注重管理制度的创新工作,加强对人员的培训,以便给我国建筑行业发展提供支持。


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