SMW工法桩施工成桩后多长时间可以开挖基础?


SMW工法桩(Soil Mixed Wall),又称型钢水泥土搅拌(桩)墙,即利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体,同时钻机前端低压注入水泥浆液,与切碎土体充分搅拌形成隔水性较高的水泥土柱列式挡墙,在水泥土浆液尚未硬化前插入型钢的一种地下工程施工技术。
SMW工法桩成桩效果
SMW工法源于基坑工程,也逐渐应用于地基加固、地下坝加固、垃圾填埋场的护墙等领域。SMW工法具有经济效益突出、工期短、隔水性强、对周围环境影响小等特点。在提倡建设节约型社会,实现可持续发展的今天,推广应用SMW工法更具有现实意义。常用SMW工法桩规格为φ850@600,即单根搅拌桩桩径φ850mm,桩心距600mm。
三轴搅拌桩机每施打一次同时成桩三根,称为“一幅”(如上图)。
SMW工法桩施工一般采用全液压步履式打桩架或履带式打桩架,吊挂三轴式钻孔机(驱动头)进行施工。
步履式打桩架
履带式打桩架
三轴驱动头
钻杆旋转方向
沙质土钻头
硬砂土钻头
三轴搅拌桩钻杆为空心钻杆,其中两侧两根钻杆输送水泥浆,中间一根钻杆输送压缩空气。
施工工艺流程
- 01 -
场地平整
将待施工区域表面进行清障、平整,保证桩机站立稳定,防止桩机塌陷倒塌。
- 02 -
测量放线
- 03 -
开挖导沟
导沟截面尺寸通常为1500mm(宽)*1000mm(深),导沟可 保证钻机施工时涌土不外溢,在施工中导沟应随打随挖,挖出的余土和废浆液应及时处理,以保证现场文明施工要求。导沟中心线与SMW工法桩中心线一致。
- 04 -
桩机就位
- 05 -
搅拌桩施工
每幅搅拌桩施工过程中,钻头通常采用一下一上的方式进行,根据设计要求不同,有“两喷两搅”(钻头下沉和提升过程中均搅拌和喷水泥浆)和“一喷两搅”(钻头下沉过程中搅拌和喷水泥浆,提升过程中只搅拌不喷浆)两种方式。特殊情况下设计可能要求一幅桩位置钻头下沉提升两个循环。 搅拌桩施工需后台制备水泥浆配合。
水泥浆制备
- 06 -
H型钢焊接及表面涂刷隔离剂
常用H型钢一般以12m每节运输入场,如设计采用的型钢长度超过12m,需在现场焊接接长。 型钢表面涂刷隔离剂可以减少H型钢插入搅拌桩时的摩擦阻力,同时在搅拌桩固化过程中,减少搅拌桩与型钢表面的粘连,以便后期型钢更容易拔出。
- 07 -
H型钢插入搅拌桩
搅拌桩施工完成桩机移位形成工作面后、水泥土搅拌桩固化前,将H型钢插入搅拌桩。若型钢插入阻力较大,可使用振动锤辅助沉桩。 H型钢插入根据受力需求,通常有“满插法”、“插二隔一法”和“插一隔一法”等。
- 08 -
施工冠梁
SMW工法桩施工完成后,破凿桩头浮浆至设计标高→施工垫层→冠梁内H型钢包裹塑料膜→绑扎冠梁钢筋→支设冠梁侧模→浇筑冠梁混凝土。
冠梁钢筋绑扎
- 09 -
拔除H型钢
基坑工程施工完成且基坑侧壁肥槽回填完成后,即可拔除H型钢。而后根据实际情况确认是否需要破凿冠梁。
采用专用千斤顶(拔桩机),利用冠梁面为支撑,拔出H型钢
工法桩施工顺序
SMW工法桩施工时,一般采用套打工艺施工,即相邻的2幅桩重叠1根桩(如下图所示),确保支护体系防水性能(如果三轴搅拌桩基用于地基加固,一般不需要套打)。
搅拌桩施工一般有以下两种顺序:
- 01 -
- 02 -
注:上述图中棕色框线的桩表示当前施工的搅拌桩,蓝色填充表示套打的桩。使用顺序1施工时,可以保证每幅桩(一组3根)施工时,钻杆两侧受力相同(即全为土或全部有桩),为常用施工方式。顺序2一般用于转角、接头等特殊位置。
质量控制
01
水泥浆质量控制
(1)所有使用的物料,应符合设计及国标规定。水泥必须具备出厂质量证明书,进货时应对其品种、标号、出厂日期等进行验收,并按有关规定贮存;每供应500吨水泥,必须取样送检。
(2)水泥浆配合比挂牌。
(3)每天需做70.7×70.7×70.7试块2组采用标养,28d后测定无侧限抗压强度,应达到设计强度。
02
搅拌桩桩身质量控制
(1)三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中应按照设计要求注入水泥浆液,同时严格控制下沉和提升速度。下沉速度一般不大于1m/min,提升速度一般不大于2m/min,在桩底部分适当持续搅拌注浆,做好每次成桩的原始记录。
(2)水泥浆中水泥掺量及搅拌桩喷浆量需严格按照设计要求及试桩结果控制。
(3)土体应充分搅拌,严格控制下沉速度,使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。
(4)压浆阶段不允许发生断浆现象,输浆管道不能堵塞,全桩须注浆均匀,不得发生夹心层。
(5)发现管道堵塞,立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆,等10-20秒后恢复正常搅拌,以防断桩。
03
型钢施工质量控制
(1)型钢对接焊接时需对每个进场焊工施工的前三根进行探伤,合格后方可大面积施焊。
(2)型钢插入前定位需准确,否则将影响型钢插入及后期冠梁施工。
04
接头质量控制
SMW工法桩冷缝位置需在接头外增打一幅桩或施工高压旋喷桩加固,保证支护体系防水性能。返回搜狐,查看更多
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摘要:SMW(soil mixing wall)工法(又称加筋水泥土墙)该项技术起源于日本,主要原理是利用水泥浆作为固化剂,利用深搅拌桩机将水泥浆与地基土进行强制性搅拌而形成水泥土,固化后形成地下连续水泥土墙,而在墙体中插入的H型钢弥补了水泥土墙刚度不足的缺点,两者共同作用而形成具有一定强度和刚度的连续无接缝的地下墙体结构,具有刚度大、抗渗性好、施工简便、无环境污染、工期短等优点,特别适合于软土地基、建筑物密集的场所施工。由于插入水泥土墙中的H型钢可在基坑支撑完成后拔出,重复利用,故支护成本低,节约钢材资源,我国目前多用于10m以下的基坑支护。关键词:SMW工法;钢管水平支撑;基坑监测;经济技术效果评价1. 工程概况XX某工程主楼高19层,地下一层,占地面积约3200m2,整个场地建筑红线范围内设置地下室,基坑深5.65米,局部电梯井开挖基坑东侧为交通要道,南侧1米左右商业街,靠基坑南侧埋有一根污水管道,西侧和北侧为现有建筑物,西侧建筑物离基坑边8米左右,砖混结构住宅,老化严重,住宅为浅基础;基坑北侧多层建筑距离基坑围护最近距离只有4~5米。本工程基坑围护的重点主要体现在:(1) 保证基坑西侧、北侧现有房屋的安全和正常使用。(2) 满足场地堆场使用要求和施工临时设施的安全。(3) 控制基坑周边管道的沉降和变形。2. 工程地质和水文地质条件依据本工程地质勘察报告,基坑开挖影响深度范围内土层从上到下分别为①杂填土层,平均厚度约为0.8米;②淤泥土层,平均厚度约为3.5米;③粉质粘土层,平均厚度约为2.5米;④粉土层,平均厚度约为 2.5米;⑤粉砂层,平均厚度7米。在基坑开挖深度范围内的土层为淤泥层和粉质粘土层,渗透系数均较大。地下室底板位于该土层的中部,其下部④粉土层和⑤粉砂层中的微承压力是影响本工程基坑施工的主要含水层。3.SMW工法+钢支撑方案设计本工程基坑支护采用SMW工法桩加水平钢管支撑,再用格构柱桩支撑水平支撑钢管。如下图1所示:1.1 围护结构计算过程主要包括:(1) 边坡整体稳定计算,边坡顶已考虑了施工荷载20Kn/m2。(2) SMW工法位移和内力计算,工法桩墙底抗隆起计算。(3) 墙体抗倾覆计算。(4) 抗管涌计算。基坑开挖至③粉质粘土层中下部,受到微承压含水④粉土层和⑤粉砂层中承压水的影响,该含水层承压水头较高,水量中等,渗透性较强,直接开挖将引起基坑涌水和流砂,故进行抗管涌计算。1.2 由SMW工法位移和内力计算,再结合抗管涌计算,得到H型钢间距和入土深度, 如“图1”所示:(1) “区域1”离北侧已建多层建筑最近距离只有4~5米,故该区域H钢密排,H500×300×11×18@600,H型钢长13米;(2) 同样,“区域2”离北侧已建多层房屋较近,故该区域H钢采用“插二隔一”的打法如下图2,H型钢长13米;(1) “区域3”工况较好,故选择“隔一插一”的做法,H500×300×11×18@900,H型钢长12米。(2) “区域4”在地下室电梯井一侧,基坑局部开挖深度8米,而且基坑底部有流砂层,故选择H500×300×11×18@450,H型钢长16米。(3) “区域5”西侧8米左右为砖混结构住宅,故该区域采用插二隔一打做法,H500×300×11×18,见上图2,H型钢长14米。所有水泥土墙深度均为18.85米。1.1 构造措施(1) 暗墩本工程地下室顶面高于钢支撑水平面,故在施工地下室顶板前,需拆除钢管支撑,折除支撑至地下室外围回填土这间有一时间间隔,为了能免保证在此期间,围护结构能有效的工作,地下室底部沿着围护结构内设置不连续的暗墩,本工程采用高压旋喷将水泥浆送地下预定位置。(2) 传力带在浇筑地下室底板时,在底板四周浇筑连续的传力带,在钢管支撑拆除后,基坑被动土压力部分传递给地下室基础,更有效的保证基坑安全,传力带须与底板一起施工。2. SMW工法桩施工2.1 施工顺序场地平整(如局部土质较差,回填道碴铺设10厚钢板)→导沟开挖(同时配制水泥浆)→定位放线→预搅切土下沉→送浆→搅拌提升→重复搅拌下沉→重复送浆→重复搅拌提升→桩架移位→清洗→下插已涂满减摩剂的H型钢→固定H型钢→围护圈梁施工→第一次土方开挖→安装钢管支撑→第二次土方开挖。2.2 施工要点:(1) 采用Ф650三头搅拌机施工,用P32.5普通硅酸盐水泥,水灰比1.6,水泥掺量20%,要求28天无侧限抗压强度不小于1.0Mpa。(2) 桩与桩之间的搭接长度为200mm,相互搭接的相邻桩施工间隔不宜超过10小时。(3) 施工时,搅拌机提升速度不大于50cm/min。(4) 预搅下沉时不得采用冲水下沉,施工采用三次搅拌、二次喷浆工艺,第一次搅拌提升和第二次搅拌提升时进行喷浆,第三次搅拌为复拌,以提高桩身的均匀度,第一次喷浆量控制在60%,第二次喷浆控制在40%。(5) 施工时应保证起吊设备水平和导向架的垂直度,桩垂直偏差不得超过1/200。桩位与设计图的偏差不得大于50mm。(6) H型钢插入深层搅拌桩前表面涂减摩剂,减摩剂加热至完全溶化后即可施涂,施涂前H型钢表面必须干燥清洁,该步骤施工质量的好坏关系到型钢能否顺利拔出。(7) 基坑开挖前首先进行基坑围护圈梁施工,按图纸要求放好预埋铁,圈梁砼浇筑前,型钢与圈梁接触面用油毛毡隔离。(8) 在安装钢管支撑时,注意控制对钢管支撑施加的预应力,本工程预应力分两次施加,第一次施加400KN,第二次施加500KN,单根钢管施加预应力900KN。(9) 按时空效应原理,基坑开挖分层进行,特别是基坑四周的土方严格按此要求进行施工。(10) 地下室回填土结束,开始拔出H型钢,边拔边注浆充填,保证地下土体密实,防止变形。3. 降排水3.1 地表水主要是在基坑四周设置挡墙和排水沟,使雨水或地表水不流入坑内或从基坑边缘渗入坑内即可。3.2 地下水为防止管涌,在土方开挖前先进行预降水,本工程设置深井降水,等下部承压水位降至安全水位线以下才能进行基坑开挖的施工,见下图3。6. 监测成果分析6.1 基坑围护墙水平位移如下图4所示,在基坑北侧和南侧选择有代表性的位置点CX1和点CX2两只测斜孔,墙体位移曲线见图5。1:本工程土方为分层分段开挖,即止11月2日地下室土方开挖至-4米左右,CX1孔测得在-4米左右位移达到1.54mm,从开挖面往下一定范围内,位移逐渐减少,未有突变现象,说明围护结构在开挖面处存在较大被动土压力, 因底板混凝土还未施工,开挖面土质较差,开挖面刚度小,存在较大塑性变形。开挖面以下被动土压力渐渐减小,变形逐渐减小。2:历时17天。土方开挖至设计标高,垫层施工结束,由于钢管水平支撑的约束,围护顶位移很小,这期间由于坑底土方进一步开挖,围护侧向位移进一步增大,变形最大值逐渐下移,始终保持在开挖面附近,沿深度方向各点侧向位移的速率所有增大,侧向位移最大速率0.85mm/天,累计位移达到7.73mm。说明基坑围护结构在开挖面处没有刚性支点,导致侧向变形较大,故传力带混凝土应尽早施工,以免基坑护壁产生较大的变形。3:传力带混凝土浇筑完毕。与工况2相隔12天。图5从左向右第三条曲线,侧向位移最大速率0.67mm/天,累计最大位移最大位移点没有下移,说明土方开挖后,最大位移点一直在开挖面上。基坑侧向位移速率基本保持不变。4:与工况3相隔7天,即拆除支撑前一天,传力带同条件混凝土试件抗压强度22.1MPa,满足了设计要求,故第二天准备拆除支撑。这段时间基坑护壁侧向位移变化较小,基坑部分被动土压力通过传力带混凝土传递给地下室基础,故侧向位移较小。水平支撑处侧向位移很小,基本没有变形。5: 与工况4相隔6天,即水平支撑拆除后第二天,基坑围护沿深度方向均有不同程度的变形,从图中可以看出,变形速率较大,变形最大点达到0.31mm/天。说明水平钢管支撑拆除后,被动土压力全部由基坑护壁承受,基坑在短时间内不能完全吸收土压力,而产生较大变形。6:钢管水平支撑拆除后15天,基坑围护沿深度方向仍然存在不同程度的变形,速率有所减小,变形最大点为0.25mm/天。与前期测量数据相比,基坑上口有明显的侧向位移,主要原因还是由于水平支撑拆除导致上口较大的侧向位移。7:与工况6相隔12天,从图中可以看到,基坑变形速率进一步减小,最大点变形速率平均为0.2mm/天,基坑变形基本趋于稳定。在整个基坑土方开挖过程中,SMW工法围护结构侧向位移较小,最大值不超过2cm,水泥墙表面基本干燥,未发现有渗水现象。1.1 周边建筑物沉降监测本工程2007年10月16日正式开始第一次挖土,10月20日开始深井降水,10月26日开始第二次挖土,,只留后浇带两侧共四口深井降水,结构三层结束,封深井。沉降观测点见上图4。四幢建筑物沉降历时变化曲线见下图5。注:左侧数值表示历时累计沉降量,上部数值为历时时间。10-1日第一次沉降观测,10-6日第一次土方开挖(安装钢支撑),10-16日开始第二次挖土,到11月9日挖至基底标高。各监测点的初始值取三次观测平均值,测量闭合差控制在±0.5mm(N为测站数)。至10-31日,共进行六次沉降观测,从图中可以看到,该段工况各点沉降很小,不到1mm,原因是土方开挖3米深左右,基坑侧向位移较小,深井降水对坑边建筑物沉降影响很小。从11月2日开始,各观测点有明显的沉降量,同期基坑侧向位移速率也在增大,从11月2日到11月30日,各点沉降量占总的沉降量的比例很大,正好是在传力带混凝土施工之前,传力带混凝土施工完毕后,从沉降曲线图来看,各点沉降曲线趋于平缓,沉降基本稳定,虽然之后的支撑拆除对基坑侧向位移产生较大影响,但在传力带以下部分墙体侧向位移较小,由此说明,-6米以上水泥土墙侧向位移对坑边建筑物影响较小,原因是坑边建筑物与基坑边的水平距离平均值约5.5米,坑北侧建筑物为浅基础,基础应力扩散范围在已浇的地下室基础底板以下。因水泥土墙止水效果较好,墙壁未出现渗漏现象,墙底埋深18.85米,故坑内降水对坑外水位影响较小,经监测,坑外水位降低最大值为1.3米,坑外水位降低对坑边建筑物沉降影响很小。本工程地下室四周设计有抗拔桩,为节约地下水资源,经与设计院协商,只保留后浇带两侧四只深井,即深井2、深井3、深井7和深井8,保持地下水不从后浇带后渗出即可。1. 结束语SMW工法是2005年度建设部推广的10项新技术之一,该工法结合钢管水平支撑支护在本工程基坑围护中得到成功的运用,实践证明,该工法具有施工快、无污染、刚度大、变形控制好,如发现基坑变形较大,可对水平支撑再施加正应力,确保周边建筑物安全,施工极为方便,由于H型钢能回收再利用,施工造价低,该支护方案加深井降水总造价276万元,如采用XX地区通常使用的钢筋混凝土搅拌桩+钢筋混凝土梁对撑的做法,造价高,本工程如采用该做法,造价在450万元左右,而且混凝土支护结构需要一定的养护时间,工期长,钢材无法回收利用,也不利于资源的节约,符合国家建设节约型社会和发展循环经济的政策,具有较好的经济效益和社会效益。招工人上鱼泡网,找材料上路桥材料圈!无论您项目在什么地方,需要租赁、购买、回收、出售周转材料时,上路桥材料圈就够了。自己可以随时随地的发布求租、求购(新旧)、出售、回收如钢栈桥、圆柱钢模板(抱箍、系梁、盖梁)、承台钢模板、平面钢模板、安全梯笼、盘扣脚手架、贝雷片、工字钢、螺旋管、钢支撑、防撞墙好看钢模板、挂篮模板、T梁钢模板、箱梁钢模板、空心钢模板、钢栈桥等信息,路桥材料圈内的供需方会马上响应和报价。}

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