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SMW工法在頂管工程中的應用

08-22 13:17:32  瀏覽次數:848次  欄目:結構設計
標簽:組織結構設計,鋼結構設計, SMW工法在頂管工程中的應用,http://www.nvlbio.live
SMW工法在頂管工程中的應用


    摘  要:采用了SMW工法作頂管工作(接收)井同常規鋼筋混凝土沉井比較,工期可以縮短1/3。由于四周可不作防護,型鋼可回收,造價低。施工中無泥漿排放,對環境無污染。對需采用深基支護的建(構)筑物亦有參改借鑒作用。


    SMW工法是指水泥土深層攪拌樁墻體中,按一定型式插入H型鋼,成為一種勁性復合圍護結構,國外亦稱之為TSP工法。這種結構抗滲性好,剛度大,構造簡單,施工簡便,工期短,無環境污染。由于作為臨時支護,型鋼可回收重復使用,成本較低。在杭州某頂管工程施工中,嘗試用此法作工作井(接收井),效果良好。
    1、工程概況
    某工程頂管工作井基坑采用SMW工法作為圍護結構,共有工作井11座、接收井7座,平面尺寸接收井為3m×4.5m、井深7.34m,工作井為8m×3.5m。采用垂直井壁方向雙聯 700水泥土攪拌樁墻,間隔1000mm插入H型鋼作為支護結構,為加強井壁的整體作用,攪拌樁頂設500mm×750mm圈梁一道。逆作法開挖至設計標高(挖深多為6~7m,局部井挖深達9m),澆注底板,歷時40d。(圖1所示)土層主要力學性質為:高壓縮性土,力學性質差,壓縮系數1.06,摩阻比僅為2.5,含水量高達46.3%。土層地質及主要物理力學性質指標如表1。
    表1 土層地質及主要物理力學性質
    層序 層厚/m 土層名稱
    r/(kN.m-3)
    凝聚力/kPa
    摩擦/度
    質量比
    孔隙比
    1-1
    0~0.8
    雜填土
    1-2
    0.8~1.3
    素填土(灰褐色-灰黑色,富有機質)
    2-1
    1.3~3.5
    粉質粘土(黃褐色-灰褐色,軟塑)
    19.2
    14.2
    13
    2.72
    0.82
    2-3
    3.5~4.2
    粉 土
    19.1
    25.3
    2.71
    0.85
    4-1
    4.2~7.2
    淤泥質粘土(灰色,流塑,含腐植質和植物碎屑)
    17.8
    10.8
    6.6
    2.73
    1.17
    5-1
    6.5~7.2
    粉質粘土(褐色-灰褐色,軟-可塑,含有較多鐵質)
    18.9
    34.5
    15.5
    2.72
    0.918
    5-2
    7.2~8.8
    粘土(青灰色黃褐色,可塑-軟塑)
    19.5
    14.1
    22.5
    2.74
    0.82
    5-3
    8.8~9.8
    粉質粘土夾粉土
    19.1
    2.71
    0.881
    2、支護結構參數
    2.1  墻體入土深度的確定
    當基坑底以下為透水性較大的砂性土層時,水泥攪拌樁必須深入到不透水層,防止管涌發生。i<ic,式中ic=Gs-11+e,ic為極限動水坡度,Gs為土顆粒質量比,e為土的孔隙比。i=hw/L。闉閯铀露,其中hw為墻體內外水頭差,L為產生水頭損失的最短流線長度。本工程實例土質為粘性土,故無需驗算管涌。
    2.2  型鋼插入深度的確定
    H鋼插入攪拌樁深度由基坑抗隆起穩定及擋墻內力變形來確定,同時以型鋼拔出為主要條件。(1)抗隆起安全系數Ks=(rDcNq+CNc)/[r(H2+DC)q]≥1.1~1.2式中,H2-基坑開挖深度,m;C-坑底土體內聚力,kN/m2;q-地面超載,kN/m2;Dc-入土深度,m;Nq、NC-地基承載力系數;
    Nq=tg2(45°+Ф/2)eπtgфNc=(Nq-1)/tgф經驗算Dc取2m,型鋼長度取12m。(2)為使型鋼完整拔起,應控制上拔力小于70%型鋼抗拔力。
    2.3 擋墻內力及變形可按圖解法或等代梁法進行計算(略)
    3、工藝流程及主要施工機具
    3.1  工藝流程
    3.2  施工主要設備
    表2 施工主要設備
    序號
   型號名稱
   用  途
   數  量
    1
    SJBI/II型深層攪拌機
    深層攪拌用
    ≥1臺數,
    2
    DZ-30振動錘
    H型鋼插入
    3
    YJ-3R拌漿機
    4
    SYB-50/50-Ⅱ注漿泵
    制漿輸漿注漿
    由工程量配臺數
    5
    HB6-3壓漿泵
    6
    H型鋼運輸車
    運輸H型鋼
    ≥1輛
    7
    經緯儀
    測量移位垂直H型鋼
    1臺
    8
    水準儀
    1臺
    9
    拔樁架
    起拔H型鋼
    1臺
    4、關鍵技術的處理
    H型鋼水泥土攪拌樁支護結構的施工關鍵在于攪拌樁制作,以及H型鋼的制作和打拔。
    4.1  攪拌樁制作
    同常規攪拌樁比較,要特別注重樁的間距和垂直度。施工中垂直度應小于1%,以保證型鋼插打起拔順利,保證墻體的防滲性能。
    注漿配比除滿足抗滲和強度要求外,尚應滿足型鋼插入順利等要求。本工程注漿配比:水泥摻量、膨潤土、緩凝劑、水灰比分別為13%、0.22%、0.8%、0.5。經樁內垂直取樣水泥土強度可達1.25MPa
    4.2 保證樁體垂直度措施
    (1)在鋪設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)用兩臺經緯儀對攪拌軸縱橫向同時校正,確保攪拌軸垂直,從而達到對樁體垂直度的控制;
    (4)施工過程中隨機對機座四周標高進行復測,確保機械處于水平狀態施工,同時用經緯儀經常對攪拌軸進行垂直度復測,通過對機械的控制達到對樁體垂直度控制。
    4.3 保證加固體強度均勻措施
    (1)壓漿階段時不允許發生斷漿和輸漿管道堵塞現象。若發生斷樁,則在向下鉆進50cm后再噴漿提升;

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