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        SMW工法樁在城市污水總管施工中的應(yīng)用

        2016-02-04 09:10:18許敬夕
        中華建設(shè) 2016年9期
        關(guān)鍵詞:工法型鋼泵站

        許敬夕

        SMW工法樁在城市污水總管施工中的應(yīng)用

        許敬夕

        SMW工法連續(xù)墻,是Soil Mixing Wall 的縮寫,于1976年在日本問世,該工法現(xiàn)已在東南亞國家和美國、法國許多地方廣泛應(yīng)用,近幾年在我國的上海、杭州、南京等地推廣非常迅速。

        一、工程概況

        上海市奉賢區(qū)南橋新城配套污水總管完善工程位于金海公路上,本工程新建污水總管長約11.58km,新建2座污水提升泵站,分別為臨江泵站及高豐泵站。臨江路泵站、高豐路泵站和39座頂管工作井接收井均采用SMW工法樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。開挖深度7.56~9.68m,基坑內(nèi)部設(shè)置圍檁支撐。

        高豐路泵站,位于奉賢區(qū)金海公路與高豐路交界部位的東南側(cè),污水泵房的基坑開挖深度為9.05m,采用?850@600SMW工法樁圍護(hù)。圍護(hù)范圍22.35m×12.6m,其中水泥攪拌樁采用42.5#普通硅酸鹽水泥,水泥摻量不小于20%,水灰比1∶8,樁間搭接250mm。樁長16m,工法樁的總數(shù)為112根,內(nèi)插H型鋼采用規(guī)格為H700×300×13×24,型鋼長度為15.8m,布置形式為插一跳一。

        二、工程地質(zhì)條件

        圍護(hù)范圍的地質(zhì)為填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、粘土等,開挖層以粉質(zhì)粘土為主,承壓水埋深18m較深,對工程影響較小。

        三、SMW施工方法

        SMW工法的施工原理是利用三軸攪拌機(jī),以水泥作為固化劑與地基土進(jìn)行原位強制攪拌,按照一定間距插入H型鋼,待水泥土固化后形成具有一定強度的連續(xù)樁墻,達(dá)到圍護(hù)和止水效果。

        1.施工順序

        SMW工法三軸止水?dāng)嚢铇妒┕ぐ错樞蜻M(jìn)行。施工時先施工第一單元(分為A、B、C三軸),然后隔開一軸位,施工第二單元。第三單元的A軸及C軸分別插入到第一單元的C軸及第二單元的A軸孔中,完全套接施工。依次類推,施工第四單元和套接第五單元,形成連續(xù)的水泥土攪拌墻體。

        2.攪拌速度及注漿控制

        (1)三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液,同時嚴(yán)格控制下沉和提升速度。根據(jù)設(shè)計要求和有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定,下沉速度不大于1m/min,提升速度不大于0.5m/min,在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿,做好每次成樁的原始記錄。

        (2)制備水泥漿液及漿液注入

        在施工現(xiàn)場搭建拌漿施工平臺,平臺附近搭建水泥庫,在開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行漿液的攪制,開鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。水泥漿液的水灰比為2.0,按水泥摻量20%計算,每立方攪拌水泥土水泥用量為380kg,拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5Mpa ~2.5Mpa,以漿液輸送能力控制。土體加固后,攪拌土體28天抗壓強度不小于1.0Mpa。

        (3)施工冷縫處理

        相臨攪拌樁施工時間間隔不得超過12小時,如遇特殊原因不可避免出現(xiàn)冷縫,則采取在冷縫處攪拌樁外側(cè)補攪設(shè)計參數(shù)相同的攪拌樁的方案或采取其它補救措施(如旋噴樁),并標(biāo)明位置。在先施工攪拌樁達(dá)到一定強度后進(jìn)行補樁,以防偏鉆,保證補樁效果,補樁與先施工攪拌樁搭接厚度約10cm。

        3.吊放型鋼:三軸水泥土攪拌樁施工完畢后,吊機(jī)應(yīng)立即就位,準(zhǔn)備吊放H型鋼。

        (1)起吊前在距H型鋼頂端200mm處開一個中心圓孔,孔徑為40mm,裝好吊具和固定鉤,然后用50t吊機(jī)起吊H型鋼,用線錘校核垂直度,必須確保垂直。

        (2)型鋼插入

        ①型鋼的插入宜在攪拌樁施工結(jié)束后30min內(nèi)進(jìn)行,插入前必須檢查其直線度,接頭焊縫質(zhì)量,并滿足設(shè)計要求。

        ②型鋼的插入必須采用牢固的定位導(dǎo)向架,用吊車起吊型鋼,必要時可采用全站儀校核型鋼插入時的垂直度,型鋼插入到位后,用懸掛物件控制型鋼頂標(biāo)高。

        ③型鋼插入宜依靠自重插入,也可借助帶有液壓鉗的振動錘等輔助手段下沉到位,嚴(yán)禁多次重復(fù)起吊型鋼,并松鉤下落的插入方法,若采用振動錘下沉工藝時,不得影響周圍環(huán)境。

        ④若H型鋼插放達(dá)不到設(shè)計標(biāo)高時,則采取提升H型鋼,重復(fù)下插使其插到設(shè)計標(biāo)高,下插過程中始終用線錘跟蹤控制H型鋼垂直度,并用全站儀校核。

        根據(jù)高程控制點,用水準(zhǔn)儀引放到定位型鋼上,根據(jù)定位型鋼與H型鋼頂標(biāo)高的高度差,在定位型鋼擱置槽鋼,焊φ10吊筋控制H型鋼頂標(biāo)高,誤差控制在±5cm以內(nèi)。

        待水泥土攪拌樁達(dá)到一定硬化時間后,將吊筋與溝槽定位型鋼撤除。

        三軸攪拌機(jī)移位進(jìn)入下個循環(huán)施工。

        4.H型鋼回收

        為便于H型鋼回收,將涂刷減摩劑后插入水泥土攪拌樁,結(jié)構(gòu)強度達(dá)到設(shè)計要求后回填密實攪拌墻與主體結(jié)構(gòu)縫隙后,采用專用夾具及千斤頂以圈梁為反梁,起拔回收H型鋼。用0.5水灰比的水泥砂漿自流充填H型鋼拔除后的空隙,減少對鄰近建筑物及地下管線的影響。對于洞門所處位置,為加強安全系數(shù),也可切割后永久埋入。

        四、工質(zhì)量控制

        1.嚴(yán)格控制設(shè)計要求配制漿液。

        2.水泥漿中應(yīng)摻入一定量的緩凝劑(多用木質(zhì)素黃酸鈣),還可摻入一定量的膨脹土,利用膨脹土的保水性來增加水泥土的變形能力,防止墻體變形后過早開裂影響抗?jié)B性。

        3.漿液不能發(fā)生離析,水泥漿液應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)定配合比制作,為防止灰漿離析,放漿前必須攪拌30秒再倒入存漿桶。

        4.在壓漿時,前方攪拌樁機(jī)與后臺供漿應(yīng)緊密配合,聯(lián)絡(luò)信號必須明確,后臺供漿必須連續(xù),一旦因故停漿,必須立即通知前方。

        5.土體應(yīng)充分?jǐn)嚢?,?yán)格控制下沉速度,使原狀土充分破碎以有利于同水泥漿液均勻拌和。同時為了加速和減少對周邊地層影響,攪拌時可接入壓縮空氣進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?/p>

        6.在攪拌樁的施工過程中,要特別注意控制下鉆與提升的速度。下鉆速度應(yīng)比提升速度慢1倍左右,既可保證水泥土的充分?jǐn)嚢瑁挚色@得較高的貫入速度。

        7.水泥土攪拌樁施工時,不得沖水下沉,鉆頭提升速度不得大于2m/min,其垂直度偏差不得超過0.5%,相鄰兩樁施工間隔不得超過12h。

        8.在攪拌成樁時,所需容量70%~80%的水泥漿宜在鉆進(jìn)時灌入,其余的20%~30%宜在攪拌提升時灌入,以充填鉆具撤出留下的空隙。螺旋鉆提升時,最好反向旋轉(zhuǎn),且不能停止,防止產(chǎn)生真空導(dǎo)致柱體墻的坍塌。

        9.壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象,輸漿管道不能堵塞,全樁須注漿均勻,不得發(fā)生夾心層。發(fā)現(xiàn)管道堵塞,立即停泵進(jìn)行處理。待處理結(jié)束后立即把攪拌鉆具上提或下沉1.0m后方能注漿,等10~20秒后恢復(fù)正常攪拌,以防斷樁。

        10.在深層攪拌樁施工過程中,注入地層的漿液總有一部分返回地面(冒漿),為防止水泥漿四處溢流妨礙施工,應(yīng)將設(shè)備行進(jìn)方向的泥漿及時清理出溝槽。

        11.攪拌樁應(yīng)養(yǎng)護(hù)28d后方可進(jìn)行連續(xù)墻的施工。

        12.H型鋼應(yīng)該一次軋成,到工地連接,制作時必須平整,不能發(fā)生平面形狀的彎曲變形,貼角必須滿焊以保證力的傳遞,使H型鋼能夠順利插入。

        13.施工中應(yīng)注意,水泥土要充分結(jié)硬后才能拆除固定型鋼的槽鋼,否則將導(dǎo)致型鋼的再次下沉,使型鋼標(biāo)高不足,影響起拔。

        14.SMW工法施工完成后,必須注意樁頂位移監(jiān)測,保證其水平位移量不能>5cm。

        五、結(jié)語

        SMW工法樁施工不擾動鄰近土體,不會產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害;工法構(gòu)造簡單,施工速度快,大幅縮短了工期;型鋼可回收,造價明顯降低;對周圍環(huán)境影響小,污染較小。在上海市奉賢區(qū)南橋新城配套污水總管工程的基坑圍護(hù)施工中取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效果。綜上所述,SMW工法樁是一種先進(jìn)的施工工藝,它將會隨著社會的發(fā)展逐步得到推廣。

        (作者單位:上海永宏工程建設(shè)監(jiān)理有限公司)

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