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摘要:在城市轨道交通工程施工中,地铁车站附属结构施工一般采用明挖法施工,因施工场地有限和周边管线较多,而无法进行放坡作业。附属结构施工因场地、环境条件限制,选用施工噪音小,经济、科学的围护方式进行支挡是关键。SMW工法桩是城市轨道交通工程较常用的一种围护结构,它具有耗能少、成本低、效果好的特点,仍具有很大的施工优点,在日常施工中应用较为广泛。如何确保SMW工法桩的施工质量,需掌握的技术要点和注意事项较多。
关键词:SMW工法;施工;技术
SMW工法是以多轴钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未硬化前插入型钢作为应力补强材料至水泥固化,形成集挡土与止水功能于一体的围护结构。SMW工法已广泛应用于地铁基坑工程、市政工程、建筑基坑工程及海岸防渗工程等,因其具有经济效益好、工期短、高止水性、对周围环境影响小等优点,是基坑围护结构的良好选择。SMW工法施工工艺原理是采用专制的深层搅拌桩机在地面向下钻进一定的深度,同时在钻头处喷出高掺量的水泥浆液与土体反复混合搅拌,形成水泥土桩体,连续搅拌成桩形成密排深层土搅拌桩止水围护,设计采用兼挡土与止水功能为一体的SMW劲性水泥土连续墙,即在原深搅桩桩中插入型钢。
1在施工应用中遇到的主要问题及分析
(1)水泥土固结不良。在基坑开挖过程中,随着开挖深度的加深,SMW工法围护的内外压力差加大,挖到基底时达到最大,随着开挖的进行,基底以上的SMW工法水泥土暴露于空气中,强度很快可以达到设计指标,能够满足H型钢之间水泥土局部抗剪的要求。而基底下SMW工法的水泥土强度根据试验数据推断可能很低,不能够满足H型钢之间水泥土局部抗剪的要求,在巨大的内外压力差下,坑外的土体可能从H型钢之间流入基坑内,造成基坑隆起,基坑失稳,因此必须对基坑内该土层进行加固,改变其土体物理力学性能,提高被动区土压力。
(2)型钢无法起拔。基坑开挖所造成的SMW挡墙变形使型钢产生弯曲,加上减摩剂性能或施工质量等原因,都会致使H型钢的拔出存在困难,或拔出后较难重复使用,因此必须解决好型钢有效拔出问题。
(3)渗漏、变形过大。在基坑开挖过程中,SMW工法围护结构变形受水位变化的影响比较大,设计时必须考虑周边地下水情况。水泥土与型钢组合构件受力机理尚不十分明确,尤其是减摩剂的采用使这种关系变得更加复杂,水泥土抗压、抗剪强度设计值及H型钢与水泥土之间单位面积摩擦系数只能依据工程经验采用,变形阻力的定量化很困难,给设计带来不明确因素。
2在施工应用中采取的应对措施
(1)加强施工技术措施。在关键工序方面,水灰比应通过现场试验,确定其合理的配比及其强度值;搭接上应严格控制钻杆上提和下沉的速度,做到轻压慢速以提高搭接的质量,确保围护桩的止水效果;在成桩过程中如遇较大孤石,则采用加水冲击,提高水泥掺量的方法,若孤石较大无法冲脱,则采用加桩补强的方法;准确定位桩的平面位置,桩机就位严格按桩的平面位置就位,对于有偏斜的桩位,采用加桩的措施,在其背面补作加强桩;发生意外停机事件,将钻杆下沉1.0m,重新喷浆搅拌,防止出现断桩或夹层现象;在基坑开挖中发现SMW桩有断桩、开叉处,则采用在开挖内侧注浆,外侧旋喷桩止水;施工过程中,如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时,均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处,待恢复供浆时再喷浆钻搅,以防止出现不连续墙体;发现管道堵塞,应立即停泵处理,待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆,10~20s后恢复向上提升搅拌,以防断桩发生;有异常(如施工遇无法达到设计深度)时,应及时上报甲方、监理、设计单位,经各方研究后,采取补救措施。
(2)加强施工管理措施。建立健全目标体系、责任体系、分级控制体系和考核评比体系,层层分解责任、量化目标,明确主要管理人员的职责,对每个人的工作职责、工作内容和
工作流程进行明确和细化;通过制订详细完善的制度体系,约束作业人员行为,加强操作人员的素质教育和质量管理工作;以详细分解的计划为指导,定人、定期、定岗、定责、定点,进行考核评比,严格兑现奖罚,确保施工过程有效受控;严格将安全生产责任制落实到各个工程项目管理中,结合工程施工的实际情况,抓细节、抓落实、抓整改,把努力推行项目法管理及安全生产管理与考核评比有机地结合起来,增强全员安全生产意识,推进施工项目标准化管理及安全生产管理创新,强化现场的安全监督、检查、整改,提高生产设备、安全设施的安全保障能力,努力做到安全生产“零事故”、员工作业“零违章”。
(3)确保开挖过程中的基坑稳定。根据设计对基坑开挖提出的参数、挖土和支撑施工方案,采用分段、分层、平衡、对称的开挖方式,快挖快撑,在限定的时间内和限定的空间内完成开挖及支撑,做到不超时、不超挖;在整个基坑开挖阶段,需组织工地现场小组常驻工地并备好相应设备及材料,密切注视基坑开挖情况,一旦发现墙体有漏点,及时进行封堵。
(4)加强监测监控做到信息化施工。这是保证基坑工程安全施工的重要手段,要高度重视并认真分析每日的监测数据报表,通过对地下水位、地表沉降、围护体位移、支撑轴力等参数的监测,及时根据特征参数的变化,调整施工参数,控制支撑的间排距、支撑轴力的大小、开挖的坡度等,以确保基坑的变形始终处于受控状态,将基坑失稳事故消灭在萌芽中。
3综述
SMW工法是符合建设节约型社会和发展循环经济这一国家政策的良好基坑围护形式,SMW工法在实际应用中还存在有待解决的问题,需要进一步加强理论完善工作和施工工艺的创新工作,使SMW工法的应用更加规范,施工质量更加可靠。
参考文献
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[2]JGJT_199-2010_型钢水泥土搅拌墙技术规程[S].
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