武汉地铁smw工法围护结构施工及设计(公司技术交流)

施工顺序3施工顺序1施工顺序2施工顺序5施工顺序4主要施工工艺如下:

1)测量放样

用全站仪放出围护桩中心线(为避免桩体侵入结构较设计位置外放10cm)并依据所放中心线进行护桩以便于导沟开挖后桩位的恢复。

2)开挖沟槽

沟槽开挖前根据所放桩位用白灰撒出围护桩中心线,用挖机进行导沟的开挖工作。导沟宽0.8米,深1.5米。导沟开挖完毕后根据护桩复核导沟平面位置,对于位置偏差大的人工予以整修。

3)放置定位型钢

距导沟外侧60cm左右平行于导沟放置一根9m长的500×300mm型钢,根据护桩,将围护结构中线外放1m后的桩位及桩号标记于型钢上,作为钻机对位的依据。

4)钻机就位

为保证钻机准确对位,在钻机护筒上正对于最外侧两根钻杆的中心位置处各焊接长1m直径不小于20mm的钢筋,在钢筋上量出距钻杆中心外放1m的位置分别悬挂2kg重的垂球,钻机就位时只要保证垂球正对于型钢上的标记就保证了钻机的就位准确。钻机由指挥人员指挥就位后根据悬挂于桩机立柱上的垂球校正钻机的垂直度不大于1/200。

5)水泥浆液制备

水泥浆液搅拌采用全电脑控制的自动拌浆系统,后台操作人员根据实验室下发的配合比控制搅拌机进行水泥浆液的拌制。拌浆用的水泥采用P.O42.5水泥,水灰比为1.5,即每立方浆液用水泥536kg,水804kg,水泥浆密度为1.34~1.39kg/cm3。

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搅拌机一次可搅拌浆液2000kg(约1.5m3),则每搅拌一盘浆液用水泥800 kg,水1200kg。平均每搅拌一盘浆液需耗时5分钟。搅拌好的浆液通过管路输送至储浆池中(可存储1.8m3),为了防止浆液在储浆池中出现离析、分层的情况,浆液在池内继续进行搅拌。水泥浆停滞时间不得超过2小时,超过两小时按废浆处理。

6)喷浆钻进及提升

水泥浆配制好后,开启钻机、空压机及注浆泵喷浆、喷气下沉切割土体。在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液,同时严格控制下沉和提升速度,喷浆下沉速度不大于1.0m/min,提升的速度1.0m~1.5m/min,在桩底部分重复搅拌注浆,停留1分钟左右。注浆时通过2台注浆泵2条管路混合注入,注浆压力:1~2 MPa,注浆流量:150-200L/min/台。每根桩施工完毕后及时做好施工记录,并核对水泥用量,当水泥用量与设计不符时及时调整注浆压力、流量、下沉及提升速度等参数使之设计用量相符。每米搅拌桩水泥用量如下:搅拌桩桩径为0.65m,水泥掺量20%,加固土体密度为1.83g/cm3,则每米搅拌桩所加固的土体为0.866m3,用水泥317kg,折算为浆液590 L。搅拌桩施工过程中每施工1m约产生0.2 m3的置换土,对于该部分置换土要及时用挖机清理集中堆放于场地内并及时外运。

搅拌桩施工时每班组抽查2根桩,每根桩制作水泥土试块三组。水泥土取样点应取沿桩长方向不同深度的三点,最上点应低于有效桩顶下3m。试块放在水中养护,定28天抗压强度不小于1MPa。

7)桩机移位

搅拌桩施工完毕后将集料斗中加入适量清水,开启灰浆泵,清洗压浆管道及其它所用机具,然后移位再进行下一根桩的施工。

8)下插及固定型钢

为了便于吊放型钢,型钢顶端处开一直径8cm的圆孔。场地内型钢为定尺9米成品料,因此需现场进行接长。型钢接长采用坡口满焊,焊缝等级不小于二级。焊接完毕的型钢分批经验收合格后均匀涂刷减摩剂,并整齐堆码于施工场地内以备下插。

三轴水泥搅拌桩每幅桩施工完毕后,50吨吊机应立即就位,安装好吊具及固定钩,准备吊放H型钢。同时在沟槽上方依据定位型钢上的桩位标记设置H型钢定位导向架,固定插入型钢平面位置,导向架必须牢固、水平,而后将H型钢底部中心

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对正桩位中心并沿导向架徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内并用水准仪控制型钢插入标高,为了防止型钢下沉,在型钢顶端焊接吊筋,用槽钢穿过吊筋将其搁置在导沟两侧地面上,待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后,将吊筋撤除。型钢插入过程中采用线锤控制垂直度。若H型钢插放达不到设计标高时,则重复提升下插使其达到设计标高,此过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。型钢插入左右误差不得大于30mm,宜插在靠近基坑一侧,垂直度偏差不得大于1/100,底标高误差不得大于100mm。

9)型钢拔出

出入口结构浇筑完毕并达到设计强度后,采用两台100t千斤顶并配以50t吊车进行型钢的起拔工作。为避免拔出H型钢后留下的空隙变形对周围建筑物造成影响,拔出H型钢后须立即用水泥砂浆进行填充。 四.结束语

本地铁车站出入口采用三轴搅拌桩桩径650mm,密插H500×300型钢的SMW工法作为围护结构在武汉长江一级阶地地区尚属首次。2009年10月19日开始施工该出入口围护结构,10月30日便完成了全部工程。12天内完成了71延米围护结构施工,共插入150根计409.2t型钢,消耗P.O42.5水泥450t。由此可见采用SMW工法作为围护结构施工速度是其他围护结构形式所不能比拟的。

该出入口于2009年12月18日进行基坑开挖工作,至2010年1月4日结束基坑开挖工作,在此过程中,围护结构本身变形及受力情况表现良好,但出现了几次桩体开裂、渗水现象。由于发现及时并迅速对渗漏点进行了注浆封堵,得以将险情控制在萌芽状态。事后,笔者对几次渗漏情况作了认真分析,认为在桩径650mm的搅拌桩内密插H500×300型钢破坏了水泥土的整体性,削弱了水泥土的止水作用,增加了渗漏的风险。因此在长江一级阶地地区,采取SMW工法作为围护结构时应采用大直径水泥搅拌桩同时尽量放大内插型钢的间距,例如可采用桩径850mm的搅拌桩内间隔插入H700×300型钢或桩径1000mm的搅拌桩内间隔插入H850×300型钢的形式来增大型钢的插入间距,减少对水泥土墙整体性的破坏以提高SMW工法作为围护结构的止水效果。

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参考文献

[1]上海市地标《型钢水泥土搅拌墙技术规程(试行)》DGJ08-116-2005; [2]中铁隧道设计院武汉地铁某车站出入口基坑围护工程设计文件。

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