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型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)技術(shù)介紹,你看好
自密實(shí)高強(qiáng)高性能混凝土的研制與應(yīng)用
一SMW工法樁簡(jiǎn)介
含義：型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁（SMW）支護(hù)是利用專門的多軸攪拌就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾螅诟魇┕挝恢g采取重疊搭接施工，在水泥土混合體未結(jié)硬前再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下連續(xù)墻體，該墻體可作為地下開挖基坑的檔土和止水結(jié)構(gòu)。
SMW工法適用范圍：
1.它可用于粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強(qiáng)度60MP以下的巖層應(yīng)用。
2.一般作為深度小于15m的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
二施工流程及設(shè)備簡(jiǎn)介
1施工準(zhǔn)備
機(jī)械進(jìn)場(chǎng)前對(duì)攪拌樁施工區(qū)域內(nèi)地表淤泥、雜物進(jìn)行清除及場(chǎng)地平整，加固做到地基堅(jiān)實(shí)平整，保證SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿線道路平整、暢通，施工場(chǎng)地路基以能行走50t大吊車為準(zhǔn)。施工前作好管線保護(hù)，清理障礙物，然后鋪設(shè)導(dǎo)木，安裝導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上安裝底盤（底盤上下為鋼板中間夾槽鋼焊成），并臨時(shí)固定，在底盤上搭設(shè)塔架。塔架拼裝完成后利用塔架進(jìn)行深層攪拌樁機(jī)吊裝，同時(shí)安裝灰漿制備系統(tǒng)包括工作平臺(tái)、制漿設(shè)備及泵送設(shè)備、灰漿流動(dòng)制備站。做好管線連接工作，最后進(jìn)行機(jī)械調(diào)試。
?。?）放線
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)中線放樣（根據(jù)設(shè)計(jì)要求，施工水平以及地層條件等，SMW樁中心應(yīng)適當(dāng)外放），并做好及臨時(shí)標(biāo)志。放樣定位后用尺量復(fù)核，并設(shè)臨時(shí)控制樁，填好技術(shù)復(fù)核單并驗(yàn)收。
?。?）開挖溝槽
根據(jù)基坑圍護(hù)控制線，采用挖掘機(jī)開挖導(dǎo)槽，并清除地下障礙物，要求中心線兩側(cè)寬各0.6m，深0.5～0.7m，在施工中隨打隨挖，保證鉆機(jī)施工時(shí)涌土不外溢，挖出的余土和廢漿液應(yīng)及時(shí)處理，以保證現(xiàn)場(chǎng)文明施工要求。
?。?）定位型鋼放置
垂直溝槽方向放置兩根定位型鋼，規(guī)格為200×200，長(zhǎng)約2.5m，再在平行溝槽方向放置兩根定位型鋼規(guī)格300×300，長(zhǎng)約8～20m，轉(zhuǎn)角處H型鋼采取與圍護(hù)中心線成450角插入，H型鋼定位采用型鋼。
?。?）樁機(jī)就位
用卷揚(yáng)機(jī)和人力移動(dòng)攪拌樁機(jī)到達(dá)作業(yè)位置，并調(diào)整樁架垂直度不大于1%。樁機(jī)移位由當(dāng)班機(jī)長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，移動(dòng)前必須仔細(xì)觀察現(xiàn)場(chǎng)情況，移位要做到平穩(wěn)、安全。樁機(jī)定位后，對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，偏差不得大于20mm。
?。?）樁機(jī)垂直度校正
在樁架上焊接一半徑為5cm的鐵圈，10m高處懸掛一鉛錘，利用經(jīng)緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘正好通過鐵圈中心。每次施工前必須適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆桿，使鉛錘位于鐵圈內(nèi)，即把鉆桿垂直度誤差控制在0.5%以內(nèi)。
2SMW成樁施工
（1）SMW攪拌機(jī)就位
樁機(jī)就位，移動(dòng)前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)障礙物應(yīng)及時(shí)清除，樁機(jī)移動(dòng)結(jié)束后認(rèn)真檢查定位情況并及時(shí)糾正。樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用線錘對(duì)龍門立柱垂直定位觀測(cè)以確保樁機(jī)的垂直度，垂直度偏差不大于1/100。三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進(jìn)行定位復(fù)核，偏差值應(yīng)小于20㎜。操作人員根據(jù)確定的位置嚴(yán)格控制鉆機(jī)樁架的移動(dòng)，確保鉆孔軸心就位不偏，同時(shí)控制鉆孔深度的達(dá)標(biāo)，利用鉆桿和樁架相對(duì)定位原理，在鉆桿上劃出鉆孔深度的標(biāo)尺線，嚴(yán)格控制下鉆、提升速度和深度。
（2）成樁施工
三軸攪拌樁的搭接以及成形攪拌樁的垂直度補(bǔ)正是依靠攪拌樁單孔重復(fù)套鉆來實(shí)現(xiàn)的，以確保攪拌樁的隔水帷幕作用。三軸攪拌樁一般采用跳槽式雙孔全套復(fù)攪式施工，但在特殊情況下（例如攪拌樁成轉(zhuǎn)角施工或施工間斷）也可采用單側(cè)擠壓式施工，如圖
（3）水泥漿液拌制
水泥漿液的水灰比宜控制在1.3～2.0（水灰比根據(jù)地層調(diào)整），樁體水泥參量宜控制在20%～25%，水泥可采用復(fù)合或普通硅酸鹽水泥。
制備水泥漿：深層攪拌機(jī)預(yù)攪下沉的同時(shí)，按水灰比1.5拌制水泥漿液，攪拌樁采用普通硅酸鹽水泥，每次投料后拌合時(shí)間不得少于3min，待壓漿前將漿液倒入集料斗中。在水泥漿液中加0.5～1.0％高效減水劑，以減少水泥漿液在注漿過程中的堵塞現(xiàn)象。并摻入1～3％的膨潤(rùn)土，利用其保水性提高水泥土的變形能力，減少墻體開裂，提高SMW墻的抗?jié)B性能很有效果。
?。?）下鉆與提升
（1）預(yù)攪下沉：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定，嚴(yán)格控制下沉和提升速度，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/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。
?。?）噴漿、攪拌、提升：深層攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿泵，待漿液到達(dá)噴漿口，再嚴(yán)格按設(shè)計(jì)確定的提升速度邊噴漿邊提升深層攪拌機(jī)。
?。?）重復(fù)攪拌
3型鋼加工
1、H型鋼制作：由于作為基坑圍護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)部分的H型鋼在基坑結(jié)構(gòu)施工完成達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度須全部拔出回收，所以進(jìn)場(chǎng)的型鋼不得有彎曲、局部破損、斷裂等質(zhì)量缺陷的型鋼被使用。型鋼焊接前須平整、固結(jié)型鋼加工基座，然后將對(duì)接部位的型鋼用氧焊破口焊接，焊接過程中需保證焊縫飽滿、平整、不得夾渣，高出型鋼面的部分須打磨掉。
2H型鋼的減摩制作
H型鋼的減摩，主要通過涂刷減摩劑實(shí)現(xiàn)，減摩劑用量為1kg/m2。減磨隔離劑涂刷時(shí)避免在雨雪天進(jìn)行，涂刷須均勻，厚度不小于1mm。
3、H型鋼的插入
H型鋼就位后，通過樁機(jī)定位裝置控制，靠型鋼自重或借助一定的外力（送樁錘）將型鋼插入攪拌樁內(nèi)。型鋼插入時(shí)須嚴(yán)格控制垂直度，被插入的型鋼不得碰撞導(dǎo)槽兩邊的定位型鋼。同時(shí)，不得頻繁上下抽動(dòng)，避免隔減磨離劑被磨掉。
4、H型鋼的插入深度控制
根據(jù)高程控制點(diǎn)，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)高的高度差確定吊筋長(zhǎng)度，在型鋼兩腹板外側(cè)焊好吊筋（焊Φ12筋），誤差控制在±5cm以內(nèi)。
5、H型鋼成型
用槽鋼穿過吊筋擱置在定位型鋼上，待水泥土攪拌樁達(dá)到一定硬化時(shí)間后，將吊筋與溝槽定位型鋼撤除。
4H型鋼回收
1H型鋼隔離措施：澆筑壓頂圈梁（冠梁）時(shí)，H型鋼挖出并清理干凈露出部分H型鋼表面的水泥土后，在扎圈梁（冠梁）鋼筋前，埋設(shè)在圈梁中的H型鋼部分腹板和翼板二側(cè)必須先用泡沫塑料（厚度大于3mm）包裹。
2H型鋼起拔：在施工前應(yīng)進(jìn)行型鋼抗拔驗(yàn)算與拉拔試驗(yàn)，以確保型鋼的順利回收。待圈梁（冠梁）達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度且地下主體結(jié)構(gòu)施工完成后，采用專用夾具及千斤頂以圈梁（冠梁）為反梁，起拔回收H型鋼；起拔過程中始終用吊車吊提住頂出的H型鋼，千斤頂逐段頂升將型鋼拔出樁體。H型鋼拔出見圖。
3H型鋼回收后注漿：注漿選用φ10mm鋼管順?biāo)嗤帘诓迦霕兜祝摴懿捎煤附?。注漿材料采用細(xì)砂摻加0.5～1.0％高效減水劑及3～7％膨潤(rùn)土，水灰比控制在0.7，通過高效減水劑及膨潤(rùn)土調(diào)整水泥砂漿的流動(dòng)性。注漿時(shí)采用壓力不小于1.0MPa的注漿泵。
施工要點(diǎn)：
?。?）開機(jī)前必須探明和清除一切地下障礙物。
?。?）采用標(biāo)準(zhǔn)水箱，按要求嚴(yán)格控制水灰比，水泥砂漿攪拌時(shí)間≥2-3min。
（3）每根樁需做7.07cm×7.07cm×7.07cm十塊一組（3塊）采用標(biāo)養(yǎng)，28d后測(cè)定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
?。?）嚴(yán)格控制注漿量和提升速度，防止出現(xiàn)夾心層或斷漿情況。
三現(xiàn)階段應(yīng)用及存在的問題
?。?）“環(huán)球世界”商業(yè)大廈基坑
基坑開挖面積約3000㎡，開挖深度為8.65m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用三排水泥土攪拌樁墻，攪拌樁直徑700mm，攪拌樁的中心間距為500mm，內(nèi)插型鋼H800×400，翼緣和腹板厚度均為10mmH型鋼長(zhǎng)13.6m，間距1000mm。支撐體系采用一道鋼筋混凝土支撐，坑內(nèi)進(jìn)行注漿加固。
?。?）德隆大廈基坑
基坑開挖深度為5.5m，深坑7.10m，采用SMW工法三軸水泥土攪拌樁墻，攪拌樁直徑為850mm，內(nèi)插H700×300型鋼，H型鋼長(zhǎng)15m、11m，中間距1200mm。支撐體系采用鋼筋砼圍檁（局部鋼圍檁）加一道H700×300鋼支撐的方案。
圖片
?。?）上海南站基坑
地鐵一號(hào)線上海南站改建工程，基坑開挖深度普遍為15m，局部坑深為17m，采用三軸SMW工法樁，H700×300×13×24mm型鋼做圍護(hù)結(jié)構(gòu)，最大成樁深度為30m，且施工環(huán)境緊鄰運(yùn)營(yíng)中的地鐵線路，施工難度大。
現(xiàn)階段存在的問題
設(shè)計(jì)方面：
（1）目前還沒有一套完備的規(guī)范，只能參照有關(guān)規(guī)范或資料。
?。?）水泥土與H型鋼組合構(gòu)件受力機(jī)理尚不十分明確。
?。?）水泥土抗壓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及H型鋼與水泥土單位摩擦力只能依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)取值。
施工方面：
?。?）SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)在施工主體結(jié)構(gòu)時(shí)需要職稱倒替，因此會(huì)延長(zhǎng)主體結(jié)構(gòu)回筑時(shí)間，基坑變形也會(huì)因此增加，對(duì)環(huán)境控制不利。
?。?）由于摩擦劑等原因，H型鋼拔出存在困難，拔出后較難重復(fù)使用。
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