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1、劲性水泥土搅拌连续墙在天津地铁改建工程中的应用劲性水泥土搅拌连续墙在天津地铁改建工程中的应用摘 要 劲性水泥土搅拌连续墙()作为排桩和板墙式围护结构的一种,以 其适用性强、围护成本相对较低、施工周期短而倍受关注。天津市地铁 1 号线 工程西北角西南角既有区间隧道改建工程的围护结构施工中采用了该技术,并 取得了良好的效果。关键词 劲性水泥土搅拌连续墙,支护结构,隧道改建劲性水泥土搅拌连续墙(工法)作为排桩和板墙式围护结构的一种, 以其适用性强、围护成本相对较低、施工周期短而倍受关注。工法是利 用专门的多轴搅拌钻机,就地钻进切削土体,同时从其钻头前端将水泥浆注入土体,经 充分搅拌混合后,再将型钢或
2、其它芯材插入搅拌体内,形成地下连续墙。工 法最早是在日本开发成功的,它是在充分总结了钢筋混凝土地下连续墙和水泥土 深层搅拌桩各自的优缺点的基础上,将二者有机结合、取长补短发展而成的。它 既克服了深层搅拌桩没有钢筋、强度不高、连续性差等缺点,也避免了钢筋混凝 土地下连续墙施工复杂、有泥浆污染、造价高等问题。天津市地铁既有隧道改 建工程采用了工法。 1 工程概况天津市地铁 1 号线工程西北角西南角既有区间隧道改建工程,围护结构 原设计采用钻孔桩+深层搅拌桩复合形式,后变更为工法,采用水泥土搅拌 桩内插型钢作为围护结构。搅拌桩直径为 850,搭接 250,桩长 15.5;型 钢间隔插入,采用70 型
3、钢,长为 15。施工设备采用85-3 型三轴搅拌桩 机,桩架采用履带式重型桩架。 2 施工方法 2.1 施工准备三轴搅拌机施工前,必须先进行场地平整、清理,对地下障碍物进行调查, 以便在开挖过程中妥善处理障碍物。经测量放线后,进行导沟开挖。导沟深 1.01.5,底宽 0.85。导沟的作用是防止搅拌机施工时涌土、浆液冒出地面。为确保搅拌桩及型钢插入位置的准确,在垂直导沟方向放置 2 根长约 2.5、截面为 200200的导轨横撑;在平行导沟方向放置 2 根长约 820、截面为 300300的导轨,在导轨上按 1.2间距(工法 型钢设计间距)作出桩位标记,另设型钢定位卡。定位装置详见图 1。2.2
4、 单循环工法施工本工程采用单循环工法施工。单循环工法系指从桩机就位 开始,在钻头搅拌、下沉及提升过程中,钻头向外喷出水泥固剂与地基土体搅拌混 合成桩后,在桩机移位且水泥土未结硬之前按要求插入芯材(如型钢或钢板桩), 使地基土体形成有一定强度、刚度的水泥桩体的单一施工过程连续施工则形成 连续、封闭的水泥墙。 1) 桩机就位桩机就位前应及时清除障碍物,桩机就位后认真检查定位情况,发现问题及时纠正。桩机应平稳、平正,用线锤对钻杆垂直定位进行观测以确保桩机的垂 直度。桩位允许偏差值在 2内。 2) 搅拌速度及注浆控制三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液,搅拌下沉和提升 速度要均匀,遇到障碍
5、物要减速慢行防止设备损坏;应严格控制下沉和提升速度, 下沉速度0.8/,提升速度1.6/。在桩底部分应适当持续搅拌 注浆。做好每次成桩的原始记录。水泥浆液的水灰比为 1.3 左右。每3 搅拌水泥土的水泥用量为 370, 注浆压力为 0.30.8,以浆液输送能力控制。 3）型钢插入三轴水泥搅拌桩施工完成并检验合格后,吊机就位即可吊插型钢。在吊插 前必须清除型钢表面的污垢及铁锈,并涂刷减摩剂。利用型钢顶端拔桩预留孔起 吊型钢并放在型钢定位卡中,用线锤校核型钢垂直度,并使型钢底部中心对正桩位 中心,沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内,插入 4后要快放直至设计深度。将水准点引放到定位型钢上,根据定位
6、型钢与插入型钢顶的高差,在定位型 钢上搁置槽钢,焊 10吊筋控制插入型钢顶标高,误差控制在5以内。 待水泥土搅拌桩达到一定强度(200300)后,将吊筋与定位型钢撤除。在型钢插放困难时,采取提升型钢重复下插使其达到设计标高。下插过程 中始终用线锤跟踪,控制型钢的垂直度。在围护结构浇注压顶圈梁时,埋设在圈梁中的型钢部分必须用泡沫板将其 与混凝土隔开,以防影响型钢的起拔回收。 2.3 型钢的回收待地下主体结构完成并达到设计强度后,采用专用夹具及千斤顶以圈梁为 反梁,起拔回收型钢。用水灰比 0.6 的水泥砂浆自流充填型钢拔除后的空隙,以减 少对邻近建筑物及地下管线的影响。 3 关键技术及控制要点 3
7、.1 桩位控制为保证墙体连续性和止水效果,相邻搅拌桩体必须保证咬合。孔位的精确 放样是控制精度的最重要环节,施工中必须严格控制各桩的定位误差。1)挤压式连接一般情况下采用单排挤压式连接方式进行施工,见图 2。图 2 中的阴影部 分为重复套钻,以保证墙体的连续性和接头的施工质量。水泥搅拌桩的搭接以及 施工桩体的垂直度补正依靠重复套钻来保证,以达到止水的作用。2) 跳槽式全套复搅式连接对围护墙转角处或有施工间断情况下采用跳槽式全套复搅式连接(见图 3)。3) 施工冷缝处理相邻桩施工中断超过 24会出现冷缝。采取在冷缝处围护桩外侧补搅素 桩的措施,在围护桩达到一定强度后再进行补桩,以防偏钻,保证补桩
8、效果。素桩 与围护桩搭接厚度约 10左右,详见图 4。4 结 语1)相邻施工段的搅拌桩水泥加固土体彼此重合,具有良好的止水性及挡土 性;2)施工工艺简单、速度快,可有效缩短工期;3)施工成本低,工法的成本为地下连续墙的 70%左右,若考虑型钢的 回收利用,成本仅为地下连续墙的 40%50%;4)施工震动小、无明显噪声,产生残土少,无泥浆等二次污染,对环境影响小,有 利于环保。参考文献 1 赵志缙,应惠清.简明深基坑工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社, 1999. 2 苏宏阳,郦锁林.基础工程施工手册.北京:中国计划出版社,2002. 3 周顺华.我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展.城市轨道交通研 究,2004(2):34.
