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SMW工法基坑支护施工质量控制

SMW工法基坑支护施工质量控制

安徽建筑摘要:文章结合昆山经理部施工的昆山开发区精密机械产业园污水处理厂工程的施工实践,对SMW 工法井基坑支护的施工工艺进行了阐述,介绍了SMW 工法井基坑支护的施工质量控制和注意事项,为类似工程提供了经验。

关键词:基坑支护;SMW 工法;质量控制中图分类号:TU472文献标识码:B 文章编号:1007-7359(2010)01-0057-031工程概况昆山开发区精密机械产业园污水处理厂位于经九路西侧、吴淞江北侧地块,工程规模1.25×104m 3/d ,范围包括:结合井、污泥泵房、细格栅间及旋流沉砂池、粗格栅、进水泵房、A 2/O 氧化沟、二次沉淀池、接触消毒池、大门、传达室、厌氧水解池、污泥浓缩脱水车间及加氯间、配电中心、生产技术楼。粗格栅、进水泵房单体深度9.7m ,其中埋地深度为9.2m ,基坑采用SM W 工法支护。SM W 工法是Soil M ixing Wall 的简称,它是一种劲性复合围护结构,通过特殊的多轴深层搅拌机在现场按设计深度将土体切散,同时从钻头前端将水泥浆强化剂注入土体,使之在搅拌过程中与地基土反复混合搅拌成桩。这种结构充分发挥了水泥土混合体和受拉材料的力学特性,同时具有较经济、工期短、高止水性、对周围环境影响小等特点。2地质、水文情况简述2.1地形地貌

本工程地处长江三角洲前缘,属冲积、湖积平原。地势平坦,以南为河滨及藕塘,施工前,河滨及藕塘已于2006年10月填平。场地自然地面绝对高程一般在1.65m~1.79m 之间(黄海高程),地面相对高差0.14m ,场地南部吴淞江河岸绝对标高为3.27m 左右(黄海高程)。2.2工程地质条件经勘察查明,本工程自地表以下30.5m 深范围内的地基土为第四纪全新世堆积的粘性土、淤泥质粉质粘土、粉土及粉细砂,根据岩土成因、工程性质及地层分布特征将场地划分为两个区,即Ⅰ区、Ⅱ区。Ⅰ区地层构成:现场地貌为农田,分布有②层粉质粘土,缺失③层粉土,第④-1层淤泥质粉质粘土较厚。

Ⅱ区地层构成:原地貌为河滨及藕塘,上部为素填土,缺失②层粉质粘土,其下分布有③层粉土,第④-1层淤泥质粉质粘土变薄。2.3水文地质条件昆山市为亚热带季风气候,雨量适中,轻度潮湿,昆山市河水历史最高水位为3.92m ,历史次高水位为3.88m ,常年水位为2.60m 。本工程基础涉及到的场地地下水类型为孔隙潜水和微承压水,孔隙潜水分布于①-1层耕土、①-2层素填土、①-3层淤泥、③层粉土中。微承压水分布于⑤层粉细砂中。Ⅰ区稳定水位平均高程为+1.200m (黄海高程),Ⅱ区稳定水位平均高程为+1.580m (黄海高程),⑤层微承压水稳定水位高程为+1.260m (黄海高程)。3SMW 工法基坑支护施工工艺综合考虑基坑开挖深度,周边相邻构筑物和施工道路要求,本工程基坑围护结构采用SM W 工法+井点降水+基底压密注浆的围护形式。3.1SMW 工法

沿基坑开挖线设水泥土搅拌桩止水帷幕,搅拌桩采用双头搅拌机成型,单桩断面尺寸为700mm ×

1200mm ,搅拌桩搭接长度为200mm ,采用普通硅酸盐

32.5级水泥,水泥掺量为20%,水灰比0.55~0.6,搅拌

桩施工采用二喷四搅施工工艺,相邻桩间歇不得超过

10h ,如施工过程中产生冷缝时,应在冷缝外侧加一根桩,确保止水效果,喷浆搅拌时钻头提升速度不得大于0.5m/min ,桩位偏差不大于50mm ,垂直度误差不超过l %。在施工搅拌桩的同时,按设计要求插入H 型钢。3.2轻型井点降水

沿基坑内壁布置:粗格栅、进水泵房2套轻型井点,结合井1台井点降水。井点管长度为6.0m ,滤管长度为1m ,井点管间距1m 。坑内轻型井点在土方开挖前7d 开始降水,降水深度为基坑底面以下1.0m 。3.3坑底压密注浆

为了保证坑底土体有足够的强度,确保SM W 工法围护体系安全,在基坑底部进行压密注浆加固土体。布

孔网度1m ,深度5m 。

4施工方案

4.1SMW 工法施工

4.1.1施工工艺流程

放线定位—→挖除障碍物—→铺设枕木—→钻机安装调试—→第一次下沉预搅—→第二次提升喷浆搅

拌—→第三次下沉搅拌—→第四次提升搅拌—→清洗制浆、管道及钻机—→H 型钢涂脱模剂—→插H 型钢。4.1.2施工工艺

①放线定位、挖槽:根据基坑开挖边线及设计,确定搅拌桩位置,并放线。然后沿线挖沟槽,同时清除沟槽内障碍物等影响搅拌桩施工的杂物。②搅拌机安装:根据定位铺设枕木,并组装搅拌

机,要求枕木铺设水平,搅拌机定位准确,保证机身垂直,确保搅拌桩偏差在允许误差范围内。③第一次下沉预搅:待搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向搅拌切土下沉,下沉过程中不得采用冲水下沉。④制备水泥浆:实行配合比挂牌制,标明水泥加水的用量,待搅拌机下沉到一定深度时,开始拌制水泥浆并倒入压浆机。

⑤第二次提升喷浆搅拌:搅拌机下沉到设计深度

时,开启注浆机将水泥浆压入土中,边注浆边旋转,同

SMW 工法基坑支护施工质量控制

李慧丽(中铁十局集团第五工程有限公司,江苏苏州215011)

收稿日期:2009-12-01

作者简介:李慧丽(1971-),女,河南洛阳人,毕业于中南大

学,工程师。岩土工程与基础处理57

SMW工法基坑支护施工质量控制

安徽建筑

SMW工法围护示意图

30#双拼槽钢支撑

8m

Φ400钢管

Φ400钢管

H型钢规格

为500×300×10×15

(长15m)

混凝土围檩

0.6

Φ700深层搅拌桩长16m(搭接0.2m)

8m

时提升搅拌机。

⑥第三次下沉搅拌:搅拌机提升到设计高度时,再次下沉

进行第二次搅拌。

⑦第四次提升喷浆搅拌:搅拌机下沉到设计深度时,开启

注浆机将水泥浆压入土中,边注浆边旋转,同时提升搅拌机。

⑧清洗:搅拌机提升出地面后,向集料斗中注入清水,开启

注浆机,清洗全部机械及管路中的残余水泥浆。

⑨移位:一根桩施工完成后,将搅拌机移至下一位置,重复

上述步骤,施工下一根桩。

⑩H型钢涂脱模剂插H型钢至设计深度。

4.1.3质保措施

①为了确保搅拌桩掺入比达到20%,施工前计算出每根

桩水泥用量,水泥搅拌时按每根桩水泥用量分一次或多次搅

拌。注浆时,把每根桩的水泥浆用完,并在搅拌时做到均匀搅

拌,不浪费浆液。同时采用水泥总量控制,每天施工搅拌桩工作

量计算理论水泥用量,再与实际水泥用量对应比较;施工结束,

根据总搅拌桩工作量计算理论水泥用量,再与实际水泥用量比

较,从而达到控制水泥掺量的目的。

②桩位偏差的控制:沟槽开挖前采用经纬仪放线开挖,沟

槽开挖后经纬仪重新放线,并用竹片标出每根桩的桩位,用线

绳拉直作为控制基准线。

③搅拌桩垂直度:采用经纬仪和水平尺来纠正搅拌桩桩机

机架的垂直度不大于1%,以达到满足搅拌桩对其垂直度的要求。

④水泥浆搅拌时,严格按照设计水灰比为0.55~0.6。即水

泥搅拌时,在搅拌桶内标出每桶浆的用水量,并放入水泥包数。

同时,在水泥搅拌地立牌标明有关参数和对搅拌水泥浆工人进

行岗位培训,以防工人误操作,并让有关人员便于检查。

⑤对H型钢进行质量、尺寸及涂脱模剂的检查,合格后用

振动锤缓慢插入搅拌桩身内。

4.2压密注浆

4.2.1施工工艺流程

放线定位—→插注浆管—→

制浆—→边注浆边提管—→结

束。

4.2.2施工工艺

①放线定位,开挖土方基坑

底,根据基坑开挖边线及设计确

定注浆孔位置。

②插注浆管:根据暗浜松软

土层特点,用振动器将注浆管插

入至下层③-1粘土为止。

③制浆:用32.5级普硅水泥

制浆,水灰比0.6,每桶浆搅拌时

间不少于90s。

④注浆:按每延米注浆100kg水泥要求定量注浆,边注边

提管,直至结束。

4.3轻型井点施工

4.3.1施工工艺流程

挖井点沟槽—→敷设集水总管—→冲孔、沉设井点管—→

灌填砂滤料—→连接井点管与集水总管—→安装抽水设备—→

抽水。

4.3.2施工工艺

①挖槽定点:在四周围护桩或周边第一排土钉施工完成

后,根据设计井点管间距,标出井点管位置。

②敷设集水总管:在沟槽外侧沿井点管敷设集水总管。

③钻孔、沉设井点管:在标出的井点管位置用地质钻机钻

孔,要求孔洞垂直,成孔后立即插入井点管,在井点管与孔壁之

间填灌砂滤层。

④连接:将井点管端部与集水总管连接,要求连接处密封

良好,不漏气。

⑤安装抽水设备并试运行:安装抽水设备并与集水总管连

接,然后试运行,检查合格后即可进行降水。

4.3.3排水沉淀处理

由于本工程地质条件特点,井点降水及明排水中砂较多,

必须采取一定的沉淀措施,保证不堵塞下水管道,设置沉淀池,

经常派人观察并清理沉淀池,经沉淀处理的水排入排水管道,

排到场外。

4.3.4抽水过程注意事项

抽水过程中,有专人昼夜值班,检查设备运行情况,检查联

接处是否漏气,随时进行维修。

5基坑监测

5.1监测内容如下

①围护墙体的变形,围护结构外土体的位移及沉降观测;

②邻近基坑的建筑物的沉降、变形监测;

③基坑周围管线的沉降监测;

④坑外水位变化监测;

⑤报警值:围护结构顶部的沉降与位移:50mm,3mm/d(连

续2d)坑外地表沉降:20mm,2mm/d(连续2d)

周围管线的沉降:20mm,2mm/(连续2d)

坑外水位变化:下降≥1000mm

5.2监测点的布置原则

①符合规范和技术要求;

②测点布设在预测变形量大

的部位。

5.3监测工作周期及监测频率

①周期:从基坑土方开挖开

始实施至地下室结构至±0.00结

束。

②监测频率:土方开挖阶段

每天至少1次,大底板浇捣结束

至±0.00至少3d一次。

以上监测频率是在监测数据

正常情况下的安排,在具体实施

过程中,可根据需要随时调整监

测频率,必要时可进行大密度跟

踪观测。

6特殊情况的应急处理措施

为做到有备无患,针对本工程特点,制定以下应急措施。

①进场施工前进行现场踏勘,搞清楚地下管线及暗浜的分

布情况。

②为减小基坑变形,土方应分层分段开挖,施工过程中加

强监测工作,同时对周边建筑物和地下管线进行监测,随时掌

握基坑周围土体的位移和应力变化情况,科学地分析各种资料

及现象,及时采取应急措施。

③24h派人观测边坡情况,如有异常及时汇报。

④基坑内局部管涌、流砂的处理:迅速用特种止水材料缩

小范围,埋管引流,注浆封堵,同时在水泥浆中加入适量水玻璃。

⑤位移、沉降过大的处理:在位移、沉降过大区域根据产生

岩土工程与基础处理

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安徽建筑的原因或支撑和加二道横撑。

⑥坑底局部管涌的处理:如因特殊情况出现管涌,应立即用粘土或水泥

封压,进行压密注浆处理,水泥浆中加入水玻璃,在最短的时间内制止突涌

的发展,或者采取二级井点降水。

⑦抢险应急措施:现场随时储备足够的材料,以便塌方时紧急抢险用。

物资准备主要以疏通与物质供应部门的直接供应渠道为主,以保证在紧急

情况征兆出现之前,根据抢险措施及时安排物资。预先安排主要抢险物资

为:高标快干水泥、

黄砂、型钢、钢管钢丝绳、抽水设备等。现场常驻抢险用劳力,随时听候调遣。抢险机械和车辆以工程施工现有机械车辆为主。昼夜安

SMW工法基坑支护施工质量控制

排操作人员值班,保证紧急情况时的出动。7质量保证措施①责任保证措施:施工全过程实行责任制,项目负责人、工程师、施工人员明确职责,保证工程质量及施工安全,奖优罚劣。

②值班制度:实行工程技术人员现场值班制度,保证施工现场技术人员在岗在位。③技术培训制度:工程技术人员每天向各施工班、组技术交底,做好技术培训和劳动教育,使全体施工人员了解设计意图,熟悉操作规程。

④值班工程师及施工班组开好施工碰头会,及时布置施工计划,解决施工难题。

⑤严把材料进场关,所有材料均应有产品合格证,出厂检验报告,质量不合格的产品不准进入施工现场。⑥加强施工质检工作,由质检员对每道工序进行质量检查验收,做好施工记录。⑦工程技术人员负责工程进度、质量和边坡安全情况全面了解,密切注意边坡位移和地面沉降,发现问题,及时处理。⑧针对每一道工序施工工艺,都应具有可控性及可操作性。8安全生产措施及文明施工措施①建立专职与兼职相结合的安全生产管理网络,项目经理是安全生产的第一责任人,安全员是安全生产全方位管理的负责人,各管理组、作业班组设兼职安全员。②建立安全岗位责任制及安全奖惩制度,确保每个员工必须遵守安全操作规程,明确安全责任及安全目标。③定期对施工现场进行安全检查,提出指令、要求、批评及表扬;坚持班前安全活动制度,签定安全责任书。④贯彻三级教育,开工前进行全员安全作业规范教育,施工前对班组进行安全技术交底,针对

各专业组进行岗位安全责任教育。

⑤定期对施工现场的各类设备、器材的配备、性能状态、防护装置、电缆的布设、架空及电器的

二级漏电保护进行检查。⑥制定文明生产岗位责任制及奖励惩罚制度,开展定期检查、验收、评比活动。

⑦加强全员法制观念,定期进行法律、法规、

制度、劳动纪律教育,规范各员工的行为。

9结论

基坑围护结构方案选择须综合考虑工程本身位置、地质条件、周围环境、主体结构特点和造价

工期等方面的因素,在确保安全可靠的前提下,做到经济合理,节省投资。基坑支护工程是风险性较

大的工程,施工过程中可能会遇到各种意外情况,为做到有备无患,要制定相应的应急措施。信息法

施工是深基坑支护新技术———土钉墙支护技术的

一个特点,为了确保基坑安全,不影响周围建筑物

及市政设施,要求随时掌握开挖及支护施工整个

过程中边坡的动态变化,因此必须在支护施工过

程中实施信息法施工,并把获得的信息通过修改设计反馈到施工工作中去,以指导施工。移掌握深基坑周围土体的变形对临近行车半幅道路的影响,圈梁上布置5个观测点,位移应满足变化速率不大于2mm/d 或总量不超过20mm ;②支护桩体深层水平位移,主要目的是通过水平位移的监测掌握周围土体的变形情况,在每根支护桩桩底以上1m 处

设置观测点,同样应满足变化速率不大于2mm/d 或总量不超过20mm ;

③支护桩桩身应力监测,通过对支护桩内力监测,掌握桩身受力情况,桩身应

力实测值不大于设计值的80%。5施工过程本次承台深基坑支护结构及土方开挖施工顺序为,在承台下主墩钻孔灌注桩施工完毕后,施工支护结构钻孔灌注桩;然后在支护结构钻孔桩达到设计强度的70%后,开槽施工钢筋混凝土圈梁、围懔、斜撑;最后在混凝土斜撑达到设计强度的80%后,开挖承台范围内土方并施工主墩承台;同时在土方开挖及承台施工过程中进行支护结构的监测。

本次奔牛大桥3#主墩承台施工,从开槽施工围懔时,支护结构即开始工作,到承台施工时8m 高深基坑临空面的形成,以及主墩墩柱、盖梁的施工,支护结构一直有效地发挥着作用。主墩盖梁施工完毕后,立即对深基坑进行了回填,至此深基坑支护结构

工作达45d ,在此过程中的监测显示,支护桩水平位移仅仅6mm ,很好的保证了施工安全及行车半幅道路的交通安全。

6结语

在交通工程基础施工过程中,针对基坑开挖较深且基坑上部又有大超载时,施工难度往往较大;而钻孔灌注桩与混凝土支撑相结合的深基坑支护形式具有刚

度大、易于控制基坑边坡变形及最大程度减小基坑开挖对周边环境的影响等特

点,且该种支护结构施工工艺简单、成熟,施工速度快,造价也经济,是一个较好的

支护选择。

参考文献[1]YB9258-97,建筑基坑工程技术规范[S].北京:冶金工业出版社,2000.

[2]常州市239省道奔牛大桥抢修工程施工图设计.南京:江苏省交通科学研究院,2008.[3]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[4]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[5]GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.[6]JGJ120-99,建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.(上接第54页)

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