型钢水泥土搅拌墙深基坑支护施工技术与工艺介绍.doc

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型钢水泥土搅拌墙深基坑支护施工技术与工艺介绍

上海工程机械厂有限公司

目录：

（一）、前言

（二）、特点

（三）、适用范围

（四）、工艺原理

（五）、工艺流程操作要点

（六）、水泥浆的喷射

（七）、水泥土搅拌桩整体性要求

（八）、其它事项

（九）、型钢插入与起拔回收

（十）、围檩、支撑安装与土方开挖

（十一）、同平面纵向支撑的设置

（十二）、基坑回填等其它工艺流程施工

（十三）、劳动力组织

（十四）、材料

（十五）、设备

（十六）、质量控制要求

（十七）、安全措施

（十八）、环境保护措施

（十九）、经济效益分折

（二十）、工程应用实例

（二十一）、工程概况

（二十二）、施工情况

（二十三）、工程评价

（二十四）、结论

（一）、前言

深基坑（2-3层以上地下室）支护工程中采用型钢水泥土搅拌墙支护，是近年来在我国逐步发展起来的一种新型支护施工工艺。

它是以连续水泥土搅拌桩构成水平连续墙体，在水泥土搅拌桩形成的初期插入大刚度H型钢，形成型钢和水泥土共同的支护体，在这种支护体中连续水泥土搅拌桩既是支护体，又是止水防渗帷幕墙，水泥土搅拌桩中的型钢既是基坑周边围护竖向构件，又与坑内水平支撑梁、架组成支护体承担基坑外水平力，达到基坑支护结构的目地。

水泥土搅拌桩和型钢组合体的相互作用使得两者优势增强。

因此能胜任深基坑大水平力下的支护需要，同时水泥土搅拌桩中的型钢经过减摩剂处理，当基坑施工回填后型钢可拔出回收，使得该结构具有很好的社会经济效益。

基坑施工案例；2007年福州市第三建筑工程公司承建福州市永成大厦，第一次在福建省引进型钢水泥土搅拌墙施工技木，推广应用在福州市永成大厦的深基坑3层（局部4层）地下室工程项目的施工。

实践中对该SMW施工工艺进行了科学严谨的探索，编制了严格的质量管理的控制体系，开展Qc活动对保证水泥土搅拌墙桩型钢插入和钢筋混凝土围梁、钢支撑设置等开展Qc活动,总结出了一套行之有效的新控制方法。

其成果分别获得2008年福建省和福州市工程质量协会,中国建筑业协会和全国质量协会等五部委授予的优秀奖.工程实践证明；该施工工艺质量可靠,工艺科学,对周围环境无污染,经济效益高,是适合我省软基中深基坑支护的良好方法,。

经工程实践认真总结,吸收qc活动成果,编制本工法.意义在于向省内外及全国行业内人士,简要介绍型钢水泥土搅拌墙深基坑支护施工工艺特点和要求.供借鉴参考!

（二）、特点

1、水泥土搅拌桩系采用三轴式连续墙钻机按一定的定位程序搅拌,使水泥土搅拌桩都能得到两次搅拌循环,从而提高水泥土搅拌桩的质量,形成较高的止水防渗帷幕墙体。

2、在水泥土搅拌桩形成的初期插入大刚度H型钢,形成型钢和混凝土的支护体,水泥土搅拌桩和型钢组合体的相互作用使得两者优势增强。

3、水泥土搅拌桩内插入的型钢和基坑内钢水平支撑,组成承担边坡水平力支护体的主要构件,与水泥土搅拌桩良好的防水能力共同组成深基坑围护结构,使深基坑施工过程对周边已有建筑物及设施不利影响小,维护环境和谐和安全。

4、水泥土搅拌桩体内插入的型钢,必须要经过减摩剂处理,当基坑施工回填后型钢可拔出回收,使得该基坑围护结构具有很好的经济效益.型钢水泥土搅拌桩墙体与钢筋混凝土灌注桩比较,钢材的使用量,工程造价可显著降低,施工工期可显著提前，工艺操作简单，质量控制方便等优点。

5、水泥土搅拌桩施工过程置换土少，无泥浆污染，对环境影响小。

（三）、适用范围

有内支撑的型钢水泥土搅拌桩墙体支护，可以作为地下深层开挖中的止水帷幕墙及基坑围护结构工程支护，型钢水泥土搅拌桩也可作为内支撑的独立支柱，通常水泥土搅拌桩的长度可达到30-35米。

（四）、工艺原理

1、水泥土搅拌桩工艺原理系采用大直径，大功率三轴式连续墙钻机切削原土搅拌同时喷射水泥浆液，使水泥和土之间产生一系列物理，化学反应而逐步硬化，形成具有整体性，水稳性和一定强度的水泥土混合桩体，达到防水和整体构造。

2、在水泥土搅拌桩施工形成后，及时将型钢通过自重经起重吊机插入水泥土搅拌桩内形成型钢水泥土搅拌复合墙体。

3、水泥土搅拌桩内的型钢增强了水泥土搅拌桩的支护承载力，水泥土搅拌桩又是横向联系形成支护墙体和止水帷幕的主体，该主体并通过坑内钢水平支撑组成空间支护体系，以承担基坑周边墙体外土的水平压力，完成基坑支护。

4、水泥土搅拌桩的质量（均匀性，垂直度，强度），型钢与桩身的同心度是构成支护墙体和止水帷幕的关键。

通过施工工艺为上述质量关键提供可行的作业指导。

（五）、工艺流程和操作要点

（1）工艺流程

水泥土搅拌施工——型钢插入——桩顶钢筋混凝土围梁——钢管内支撑安装——土方开挖——型钢围檩、钢管内支撑安装——土方开挖——（重复围檩、支撑安装与土方开挖）——地下室结构施工——围檩、支撑拆除——基坑回填——型钢升拔回收。

（2）操作要点

水泥土搅拌施工流程；场地平整——桩机就位——开机切削搅拌、下沉喷浆提升搅拌喷浆——桩机移位。

（3）三轴式连续墙钻机按一定的定位程序；

一般情况下采用跳槽式双孔全套复搅式连接和连续套一孔复搅式连接。

2围墙转角处或施工间断情况下采用单侧挤压式连接。

（4）场地准备；

1、平整施工现场，填土至机械工作面高度并压实，保证重型桩机设备场地移动安全，水平满足工法桩机钻杆垂直度要求。

2、根据经验依照搅拌桩深度在桩位中线上开挖土体形成0.5-1米深沟槽，搅拌后体积增高储槽。

3、定位放线确定支护桩中轴线，测定水准桩用于桩深搅拌依据。

（5）由三轴式连续墙钻机与桩架组成的工法桩机应符合下列要求；

1、具有三轴搅拌钻机驱动电机工作时电流显示。

2、具有桩架立柱垂直度调整功能。

3、具有主,副卷扬机液压无级调速功能.。

4、主.副液压卷扬机采用液压驱动要有液压显示仪显示和钢丝绳工作拉力显示。

5、桩架立柱下部装有三轴搅拌的导轨定位导向装置。

6、在三轴搅拌桩深度超过20米时,须在搅拌轴中部位置的立柱导轨上安装可移动带导向的中间支撑架,保证三轴搅拌桩在深度超过30米,成桩的垂直度。

（6）桩机就位要求

1、根据设计放线,桩的中轴线安放桩机轨道.。

2、桩架在轨道上移动调整桩排的中心对准中轴线,在中轴线上各桩距离以顺轨道移动桩架给定。

3、中轴线放样应分段给出标桩的位置,其数量必须满足桩施工定位的需要。

4、桩定位力求淮确,要保证三轴水泥土搅拌桩相互间搭接符合设计要求。

（7）桩的搅拌工艺;

1、桩的搅拌升降速度由施工机械设备按设计标准设定，通常每分钟应不大于0.5米，在正常情况下升降速度不变，施工作业前应进行检查校对。

2、当电流小于额定电流时，桩的搅拌升降速度也小，但只要切削搅拌工作不受影响是允许的，但要相应调整喷浆量。

3、对干软土层可采用两搅两喷工艺，即在下沉切削搅拌土和提升搅拌土的同时进行喷射水泥浆液，采用三轴搅拌钻机施工使每根桩都得一个重复搅拌过程。

4、对于采用自动沉降插入型钢的水泥浆（水灰比应大于1；1.5）。

水泥土搅拌桩施工前应做水泥土搅拌土试验，核定按设计水泥用量的情况下，水泥土所能达到的强度及抗渗能力。

（六）水泥浆的喷射

1、水泥浆喷射要做到压力保证，喷射均匀是保证水泥土搅拌

2、水泥浆喷射由空压机——注浆泵——送浆管——钻杆端头喷浆口——进入切削土层——水泥与土搅拌，保证三轴钻杆在下沉切入土体搅拌过程或提升搅拌过程中，水泥浆液喷射均白有力，与土搅拌混合充分。

3、水泥浆液喷射额定压力不宜小于0.3mpa。

4、注浆泵的喷射压力应与水泥掺入量相匹配,其最小喷射量可按以下公式确定;

q＝1／4＊π＊D2＊aw＊TL＊（1＋S）＊v

式中;D－钻头直径（m）

aw－设计水泥掺入量值（%）

TL－土体容量（KN／m3）

V－钻杆下沉或提升速度（m／min）

S－水灰比

5、水泥浆根据需要掺用外加剂如;减水剂,早强剂,泵送剂等.使用外加剂的标准应符合相应标准。

6、输送浆管应保持通畅,每班检查不少于4次,遇到水泥浆液输送不畅时应及时检查原因和停机排除故障。

（七）水泥土搅拌桩整体性要求

1、水泥土搅拌桩每班应连续作业施工。

2、当班次交接间歇时间超过水泥土终凝时间时,应加大搭接量100mm以上.终凝时间判断可现场试验确定.当停歇时间过长可在水泥土搅拌桩后侧紧贴补打三根水泥土搅拌桩。

3、水泥土搅拌桩垂直度要达到设计要求,且不大于1%,保证桩长全部都能完整搭接.设计搭接量应大于桩长乘以允许垂直偏差。

（八）其它事项

1、水泥土搅拌桩顶部应保持无积水,以保持搅拌水泥土桩凝固环境。

2、若桩顶冠梁的在桩土体终凝前按设计要求,加插连接件。

（九）型钢插入与起拔回收

型钢插入的形式根据设计确定,有以下方式。

1、密插型;即在每一根水泥土搅拌桩的中心插入一根H型钢.

2、插二跳一型;即在每连续两根水泥土搅拌桩的中心各插入一

根H型钢,间隔一根水泥土搅拌桩不插入H型钢,而后如上循环连续进行。

3、插一跳一型；即在每一根水泥土搅拌桩的中心插入一根型钢，

间隔一根水泥土搅拌桩不插型钢，而后如上循环连续进行。

4、转角及需要加强的部位依设计说明。

（5）插入型钢基本要求

1、型钢材料、规格应符合设计要求。

2、型钢长度根据工程设计制备，当长度不能满足设计要求时需要事先拼接，拼接处做成坡口焊接，必要时在接头中部做成双向鱼尾榫以加强接头刚度。

焊接面应于型钢原平面一致，以保证升拔和回收。

3、型钢整长必须顺直，总弯曲不得大于1%，且不大于15mm。

4、型钢接头每根不大于2处，且不在受弯、受剪大的位置，焊缝应达到二级要求。

5、型钢外表面应光滑平整，剔除焊瘤，仔细涂刷减摩剂。

（6）型钢插入；

1、型钢插入应在水泥土搅拌桩两次搅拌程序完成后紧接进行。

2、型钢插入前安装定位卡模，做到定位卡模的中心与水泥土搅拌桩的中心一致，符合定位卡模位置时应采用双复核的方法（既要核准已插入的型钢间距，又要复核与原点的距离）。

3、型钢插入一般采用自重下沉法，即由吊机从型钢顶部起吊，使型钢在自重保持垂直，而后对准定位卡模就位，再松弛吊绳让型钢稳步、均匀下沉至设计标高。

当型钢自重有继续下沉可能时，在水泥土搅拌桩顶上设置止滑措施，或住后适当推迟下沉时间。

当型钢自重下沉达不到设计标高时，可采用机械加压的方法使之达到下沉标高。

4、型钢下沉的垂直度要严格保证，可采用在桩机上吊挂垂锥和径纬仪视测相结合的方法，保证垂直度偏差不大于规定值。

（7）型钢升拔要求

1、型钢升拔应在基坑施工完成后进行。

2、型钢升拔应逐根进行，升拔前应利用钢筋混凝土围顶梁做反作用力平台，通过液压千斤顶把型钢先行升拔，待型钢松动后慢慢升拔，待升拔到一定高度后再采起重机吊钩垂直稳定对准型钢中心提升吊绳均速升拔，升拔过程要保持型钢垂直上升，以减少升拔阻力和保持型钢不变形。

3、水泥土搅拌桩体中在型钢升拔出后形成空孔应及时采用砂质土仔细回灌填实，必要时需采用加扦或振荡压实。

（十）围檩、支撑安装与土方开挖

1、型钢水泥土连续墙桩顶部纵、横钢筋混凝土围顶梁支撑应在同一标高的平面上，并且可以提高每层开挖空间。

纵、横向围梁可采用钢筋混凝土或采用工具型钢质梁（管）支撑。

2、内支撑设置施工顺序；钢筋混凝土围梁或钢围梁——支撑柱牛腿设置——纵向支撑梁设置——横向支撑