中文名 | SMW工法 | 外文名 | Soil Mixing Wall |
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地????點 | 日本 | 亦????稱 | 新型水泥土攪拌樁墻 |
功????能 | 同時具有受力與抗?jié)B兩種功能 | 出現(xiàn)時間 | 1976年 |
H型鋼水泥土攪拌樁支護結(jié)構(gòu)的施工關(guān)鍵在于攪拌樁制作,以及H型鋼的制作和打拔。
1、攪拌樁制作
與常規(guī)攪拌樁比較,要特別注重樁的間距和垂直度。施工垂直度應(yīng)小于1%,以保證型鋼插打起拔順利,保證墻體的防滲性能。
注漿配比除滿足抗?jié)B和強度要求外,尚應(yīng)滿足型鋼插入順利等要求。
2、保證樁體垂直度措施
(1)在鋪設(shè)道軌枕木處要整平整實,使道軌枕木在同一水平線上;
(2)在開孔之前用水平尺對機械架進行校對,以確保樁體的垂直度達到要求;
(3)用兩臺經(jīng)緯儀對攪拌軸縱橫向同時校正,確保攪拌軸垂直;
(4)施工過程中隨機對機座四周標高進行復(fù)測,確保機械處于水平狀態(tài)施工,同時用經(jīng)緯儀經(jīng)常對攪拌軸進行垂直度復(fù)測。
3、保證加固體強度均勻措施
(1)壓漿階段時,不允許發(fā)生斷漿和輸漿管道堵塞現(xiàn)象。若發(fā)生斷樁,則在向下鉆進50厘米后再噴漿提升;
(2)采用“二噴二攪”施工工藝,第一次噴漿量控制在60%,第二次噴漿量控制在40%;嚴禁樁頂漏噴現(xiàn)象發(fā)生,確保樁頂水泥土的強度;
(3)攪拌頭下沉到設(shè)計標高后,開啟灰漿泵,將已拌制好的水泥漿壓入地基土中,并邊噴漿邊攪拌約1-2分鐘;
(4)控制重復(fù)攪拌提升速度在0.8-1.0米/分以內(nèi),以保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分攪拌;
(5)相鄰樁的施工間隔時間不能超過24小時,否則噴漿時要適當(dāng)多噴一些水泥漿,以保證樁間搭接強度;
(6)預(yù)攪時,軟土應(yīng)完全攪拌切碎,以利于與水泥漿的均勻攪拌。
4、型鋼的制作與插入起拔
施工中采用工字鋼,對接采用內(nèi)菱形接樁法。為保證型鋼表面平整光滑,其表面平整度控制1‰以內(nèi),并應(yīng)在菱形四角留Φ10小孔。
型鋼拔出,減摩劑至關(guān)重要。型鋼表面應(yīng)進行除銹,并在干燥條件下涂抹減摩劑,搬運使用應(yīng)防止碰撞和強力擦擠。且攪拌樁頂制作圍檁前,事先用牛皮紙將型鋼包裹好進行隔離,以利拔樁。
型鋼應(yīng)在水泥土初凝前插入。插入前應(yīng)校正位置,設(shè)立導(dǎo)向裝置,以保證垂直度小于1%,插入過程中,必須吊直型鋼,盡量靠自重壓沉。若壓沉無法到位,再開啟振動下沉至標高。
型鋼回收。采用2臺液壓千斤頂組成的起拔器夾持型鋼頂升,使其松動,然后采用振動錘,利用振動方式或履帶式吊車強力起拔,將H型鋼拔出。采用邊拔型鋼邊進行注漿充填空隙的方法進行施工。
1、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。
2、鉆桿具有螺旋推進翼相間設(shè)置的特點,隨著鉆掘和攪拌反復(fù)進行,可使水泥系強化劑與土得到充分攪拌,而且墻體全長無接縫,它比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性。
3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土等土層中應(yīng)用。
4、可成墻厚度550-1300毫米,常用厚度600毫米;成墻最大深度為65米,視地質(zhì)條件尚可施工至更深。
5、所需工期較其他工法短。在一般地質(zhì)條件下,為地下連續(xù)墻的三分之一。
6、廢土外運量遠比其他工法少。
實踐證明該工程采用SMW工法施工是可行的。由于四周可不作防護,型鋼又可回收,造價明顯降低,加快了工程進度,取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。2100433B
SMW工法連續(xù)墻,是Soil Mixing Wall 的縮寫,于1976年在日本問世,現(xiàn)占全日本地下連續(xù)墻的50%左右,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,受到廣泛的歡迎。SMW工法是利用專門的多軸攪拌就地鉆進切削土體,同時在鉆頭端部將水泥漿液注入土體,經(jīng)充分攪拌混合后,在各施工單位之間采取重疊搭接施工,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)。最常用的是三軸型鉆掘攪拌機。其主要特點是構(gòu)造簡單,止水性能好,工期短,造價低,環(huán)境污染小,特別適合城市中的深基坑工程。
SMW 支護結(jié)構(gòu)的支護特點主要為:施工時基本無噪音,對周圍環(huán)境影響小,結(jié)構(gòu)強度可靠,凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場合都可使用,特別適合于以粘土和粉細砂為主的松軟地層;擋水防滲性能好,不必另設(shè)擋水帷幕,可以配合多道支撐應(yīng)用于較深的基坑;此工法在一定條件下可代替作為地下圍護的地下連續(xù)墻,在費用上如果能夠采取一定施工措施成功回收H 型鋼等材料,則成本大大低于地下連續(xù)墻,因而具有較大發(fā)展前景。
1、基坑回填基坑支護工作完成后拔出;2、可以的,H型鋼在插入SMW工法村時表面涂刷了脫模劑。
包括兩道水平支撐嗎?采用鋼支撐還是鋼筋砼支撐呢?井點降水的費用包含在里面嗎?還有立柱的費用。型鋼是算租金的,用三軸機施工還是?軸機施工呢?樓主交代的不是很清楚呀?3樓的比市場價略高。
SMW工法基坑圍護
上海地區(qū)深基坑圍護墻體采用的結(jié)構(gòu)形式一般都為地下連續(xù)墻(單墻或雙墻),工程造價均較高,對環(huán)境的影響、污染均較大。與之相比較,SMW工法有如下優(yōu)點:
(1)在現(xiàn)代城市修建的深基坑工程,經(jīng)常靠近建筑物紅線施工,SMW工法在這方面具有相當(dāng)優(yōu)勢,其中心線離建筑物的墻面80厘米即可施工。
(2)地下連續(xù)墻由自身特性決定,施工時形成大量泥漿需外運處理,而SMW工法僅在開槽時有少量土方外運。
(3)SMW工法構(gòu)造簡單,施工速度快,可大幅縮短工期。
(4)SMW工法作圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)分離,主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻可以施工外防水,與地下連續(xù)墻相比結(jié)構(gòu)整體性和防水性能均較好,可降低后期維護成本。
SMW工法施工序如下:①導(dǎo)溝開挖:確定是否有障礙物及是否需要做泥水溝;②置放導(dǎo)軌;③設(shè)定施TJ標志;④SMW鉆拌:鉆掘及攪拌,重復(fù)攪拌,提升時攪拌;⑤置放應(yīng)力補強材(H型鋼);⑥固定應(yīng)力補強材;⑦施工完成SMW;⑧廢土運出;⑨型鋼頂端連系梁施工,澆筑鋼筋混凝土。
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SMW工法樁施工工法 2 擴大頭錨桿反拉 SMW工法樁基坑圍護施工工法 1 前言 蘇虞張公路快速化改造工程主線下穿基坑開挖施工中,采用了 SMW工法樁圍護, 本次 SMW工法樁取消了常規(guī)的橫向內(nèi)支撐, 采用了擴大頭錨桿反拉支撐, 本文結(jié)合工 該程實際情況,介紹一下擴大頭錨桿反拉 SMW工法樁基坑支護施工工法。 2 工法特點 2.1 對周邊環(huán)境影響小,施工不擾動鄰近土體,能有效控制周邊地面構(gòu)筑物的 沉降。 2.2 抗?jié)B性好,工法樁機具有很強的攪拌能力,使水泥與土得到充分攪拌,而 且連續(xù)作業(yè)的墻體無接縫, 從而使它可比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性, 其滲透 系數(shù) K可達 10-7 cm/s。 2.3 剛度大,支護效果好。 2.4 構(gòu)造簡單、施工簡便、工期短,反拉支撐方便土方開挖等后續(xù)項目施工。 2.5 無環(huán)境污染。 2.6 由于型鋼可回收重復(fù)使用,成本較低。 3 適用范圍 廣
降低施工成本,增強企業(yè)競爭力
盡管SMW工法在應(yīng)用中還存在上述的各種問題和值得關(guān)注的焦點,但是作為一項推廣應(yīng)用的新技術(shù)而言,在滿足工程技術(shù)要求的前提下,選用SMW工法作為圍護結(jié)構(gòu),具有地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁加隔水帷幕作為圍護結(jié)構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢。因此作為投資方、設(shè)計方在經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟論證比較后,一般會優(yōu)先選用SMW工法作為圍護結(jié)構(gòu)。因此作為施工企業(yè)就必須加強SMW工法的施工管理和技術(shù)創(chuàng)新工作,樹立在SMW工法施工方面的品牌效應(yīng),提高企業(yè)在競標方面的競爭力。
適應(yīng)于建設(shè)節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟需要
隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展,資源和能源問題正成為制約增長的主要問題,因此國務(wù)院及時提出了建設(shè)節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的政策。針對土建施工行業(yè)實現(xiàn)上述目標,主要的方法為:爭取在施工中使用能周轉(zhuǎn)的施工材料和采用保證施工材料能重復(fù)使用的施工工藝,實現(xiàn)循環(huán)使用,提高資源利用率,盡量減少采用一次性材料消耗的施工工藝。SMW工法的H型鋼可以重復(fù)使用,一般至少可使用四次以上。而在地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁作為圍護的施工工藝中,使用了大量的鋼筋,而不能回收重復(fù)利用,造成了極大鋼鐵資源的消耗。我國已經(jīng)成為世界上鋼鐵產(chǎn)量和消耗第一大國,而且我國的鋼鐵對外依賴度很高,主要體現(xiàn)在鐵礦石資源上的緊缺,大部分需要進口。因此須盡量采用像SMW工法這樣能降低鋼鐵等資源消耗的施工工藝。
隨著地鐵車站、地下市政道路、地下變電站及地下商場等地下空間的開發(fā)利用,作為施工期間的圍護結(jié)構(gòu)大部分永久性的埋在了地下,在上海根據(jù)設(shè)計規(guī)范計算,圍護結(jié)構(gòu)的插入比在1:0.8~1:1.1之間,因此該地下建筑物底板下面相當(dāng)于該建筑物的深度的地下空間資源受到了原圍護結(jié)構(gòu)的污染,給后面底板下地下資源的開發(fā)造成了極大困難。例如:施工地鐵7號線靜安寺站工程北端頭井,必須拔除10根左右原來作為圍護結(jié)構(gòu)的"_blank" href="/item/H型鋼/10619341" data-lemmaid="10619341">H型鋼大部分不拔除,同樣會造成地下空間資源污染的問題,但是我們中國土木工程師們應(yīng)該在研究和消化吸收日本成功的SMW工法工藝上,通過創(chuàng)新,研究出更好的施工方法和施工工藝,有助于環(huán)境保護。
SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機,其中鉆桿有用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分,此外還研制了其他一些機型,用于城市高架橋下等施工,空間受限制的場合,或海底筑墻,或軟弱地基加固。
導(dǎo)讀:本文講述SMW工法的基本概念,優(yōu)、缺點,設(shè)計要點,施工要點,工程應(yīng)用,研究進展,問題分析。
▲H型鋼滿堂設(shè)置SMW工法連續(xù)墻示意圖
一、SMW工法樁與攪拌樁的不同
SMW工法樁由攪拌樁發(fā)展而來,但兩者不同。
▲SMW工法連續(xù)墻成墻示意圖
首先,攪拌樁攪拌頭一般呈十字形,SMW工法攪拌機攪拌頭呈螺旋形;
其次,攪拌樁機械動力小,SMW工法樁機械動力大;
第三,攪拌樁水泥摻量小,在軟土地區(qū),一般小于14%,SMW工法攪拌樁水泥摻量大,一般在20%左右;
第四,攪拌樁漿液水灰比一般為0.5~0.7(軟土地區(qū)),SMW工法攪拌樁水灰比在1.5~2.0;
第五,攪拌樁攪拌時不排土,擠土較大,而SMW工法攪拌樁攪拌時有少量排土,擠土較小。
二、SMW工法的優(yōu)缺點
優(yōu)點:1、施工擾動??;2、無泥漿污染;3、振動噪聲小;4、止水性能好;5、適用范圍廣;6、施工工期短;7、施工場地??;8、廢土外運少;9、安全性較高;10、工程造價低。
缺點:1、水泥土養(yǎng)護時間較長;2、與地下連續(xù)墻相比,施工質(zhì)量較難控制;3、與地下連續(xù)墻相比,整體性欠缺;4、與地下連續(xù)墻相比,抗?jié)B性欠佳。
三、SMW工法的設(shè)計要點
以SMW工法樁用于地下?lián)鯄槔?/p>
1、設(shè)計原則
安全(滿足穩(wěn)定條件和各部分材料強度條件);經(jīng)濟(保證H型鋼能夠回收);施工方便
2、水泥土配合比的確定
水泥和外摻劑的摻入量必須由現(xiàn)場試驗確定,一般取7%、9%、11%、13%、15%做試驗。
3、入土深度的確定
型鋼的入土深度:型鋼入土深度一般可比水泥土攪拌樁入土深度稍小,主要由基坑抗隆起穩(wěn)定性、擋土墻的內(nèi)力、變形、型鋼拔出等條件決定。
水泥攪拌樁的入土深度:由三因素決定:確??觾?nèi)降水不影響基坑外環(huán)境;防止管涌發(fā)生;防止底鼓發(fā)生。
4、截面形式的確定
H型鋼設(shè)置形式
5、內(nèi)力計算
SMW工法擋墻計算模式與壁式地下墻類似,考慮水土壓力全部由H型鋼承擔(dān),水泥土攪拌樁只起止水作用,具體計算步驟為:
(1)按剛度等效原則計算壁式地下墻折算厚度;
分兩種情況:
考慮剛度提高;不考慮剛度提高
▲勁性樁等剛度壁式地下墻厚度折算示意圖
(2)按按等效厚度的混凝土壁式地下墻,計算出
每延米墻的內(nèi)力與位移;
(3)換算得到每根型鋼承受的內(nèi)力和位移;
6、強度驗算
(1)抗彎驗算考慮彎矩全部由型鋼承擔(dān)驗算強度;
(2)抗剪驗算
分兩部分:
型鋼抗剪驗算;水泥土局部抗剪驗算
7、型鋼抗拔驗算
為保證型鋼順利回收,需進行抗拔驗算,最好進行現(xiàn)場試驗確定型鋼最大抗拔力。
8、型鋼底端水泥土強度校核
型鋼底端截面為一變剛度截面,須校核水泥土的抗剪切強度。
四、SMW工法施工要點
1、施工工藝
▲SMW工法工藝流程圖
2、施工要點
(1)需開挖溝槽接收返流漿液,設(shè)置固定架固定H型鋼;
(2)需合理確定下行鉆進時和上行提升時水泥漿的灌入量;
(3)需根據(jù)現(xiàn)場條件合理確定攪拌下沉和提升速度,合理確定水泥漿液的配合比;
(4)控制水泥土攪拌樁和H型鋼的垂直度;
(5)需采取合理措施保證H型鋼能夠順利回收。
3、施工質(zhì)量保證措施
(1)保證水泥、鋼材質(zhì)量,嚴格鋼材加工質(zhì)量檢查;
(2)檢查樁架的定位,鉆孔的深度、速度,檢查水泥漿液的攪拌操作規(guī)范、水灰比;
(3)保證樁機平穩(wěn),做到固定端正,樁架垂直;
(4)嚴格控制水灰比,攪拌時間,漿液質(zhì)量,注漿時控制注漿壓力和注漿速度;
(5)控制鉆管下鉆、提升的速度,嚴防斷樁、空樁;
(6)在插入H型鋼時,必須做到垂直不斜,控制插深,嚴防錯位、插偏、扭歪;
▼SMW工法重疊搭接施工方式
▼SMW工法連續(xù)墻施工步驟示意圖
五、SMW工法的工程應(yīng)用
工程應(yīng)用主要范圍
建筑及土木工程之地下?lián)跬翂?;防滲止水墻(水壩、污水池等);軟土地基加固。
工程應(yīng)用實例
(1)“環(huán)球世界”商業(yè)大廈基坑
基坑開挖面積約3000m2,開挖深度為8.65m,圍護結(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10mm,H型鋼長13.6m,間距1000mm。支撐體系采用一道鋼筋混凝土支撐,坑內(nèi)進行注漿加固。
SMW工法施工成績
(1)墻體水平位移控制在3cm以內(nèi);
(2)H型鋼最大設(shè)計彎矩為設(shè)計值的80%;
(3)圍護結(jié)構(gòu)造價比地下連續(xù)墻節(jié)約40%;
(4)圍護結(jié)構(gòu)施工工期縮短1/3。
六、SMW工法的研究與發(fā)展
自1998年起,國內(nèi)相繼研制成功了ZLD系列多軸式SMW工法連續(xù)墻鉆孔機、四軸深層攪拌機、大深度大扭矩四軸深層攪拌機等施工機械。
由上海市土木工程學(xué)會地下工程專業(yè)委員會組織的“SMW圍護樁技術(shù)研討會”于1999年12月8日在科學(xué)會堂召開,會議重點討論了“SMW工法在上海的應(yīng)用”、“H型鋼回收技術(shù)”、“四軸攪拌機的研制”等專題。
試驗研究表明,SMW工法水泥土攪拌樁在不同的土層中使用,效果也不相同。一般說來,原狀土體性質(zhì)越好,水泥土攪拌樁強度越大;原狀土體性質(zhì)越差,則水泥土攪拌樁強度越小。例如水泥土攪拌樁用在砂質(zhì)粉土與粉質(zhì)粘土互層⑤1中的效果要比用在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土③1、④中效果好得多。
SMW工法圍護結(jié)構(gòu)有著十分廣闊的應(yīng)用前景,已為上海土木工程界肯定。
高精度地下連續(xù)墻的建造(TRD工法)
七、SMW工法存在的問題
有些工程應(yīng)用中出現(xiàn)滲漏、變形過大、地面沉降、型鋼無法拔起、甚至發(fā)生基坑坍塌的主要原因有:
(1)水泥土中水泥摻量不夠,或者沒有區(qū)別對待不同的土層;
(2)泥漿夜的配合比不當(dāng),漿液濃度過小,H型鋼易發(fā)生傾斜或位移,濃度過大,則型鋼插入困難;
(3)水泥土攪拌過程中下沉或提升速度過快,造成攪拌不均勻;
(4)水泥土攪拌樁搭接厚度不夠;
(5)水泥土攪拌樁或H型鋼垂直度未達到設(shè)計要求;
(6)水泥土養(yǎng)護時間未到即進行開挖,強度不夠;
(7)施工過程中出現(xiàn)間斷,造成施工冷縫;
(8)基坑開挖時支撐設(shè)置不及時;
(9)H型鋼表面減阻劑涂抹不均勻;
(10)型鋼拔出后的空隙未及時回填;
(11)施工隊伍素質(zhì)良莠不齊。
來源:筑龍巖土