型鋼水泥土攪拌墻的施工

第第頁型鋼水泥土攪拌墻的施工13.4.1型鋼水泥土攪拌墻施工機械1.攪拌樁施工機械在我國的發(fā)展型鋼水泥土攪拌墻施工機械在我國的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段:第一個發(fā)展階段是從1993年至1996年，主要是對原國產(chǎn)雙軸攪拌樁機及配套樁架進行完善。改造后的施工機械具有樁架立柱垂直度調(diào)整方便、增加了主卷揚無級調(diào)速與H型鋼插入功能，為型鋼水泥土攪拌墻在我國的應用與推廣打下了基礎(chǔ)。第二個發(fā)展階段是從1996年至1998年。隨著型鋼水泥土攪拌墻在我國的成功應用，該施工工藝逐漸得到認可，但當型鋼水泥土攪拌墻在用于基坑開挖深度超過10m，成樁深度超過18m時，國內(nèi)原有雙軸深層攪拌機在成樁垂直度、施工質(zhì)量與效率上都難以保證。1996年~1997年，國內(nèi)開始從日本引進三軸水泥土攪拌機整套施工機械設備。在1997年至1998年一年多的時間，應用工程達16個，最大基坑開挖深度達11.5m，促進了型鋼水泥土攪拌墻在我國的進一步推廣應用。第三個發(fā)展階段是從1998年至今，型鋼水泥土攪拌墻施工工藝和施工機械逐步成熟，在我國沿海軟土地區(qū)積累了比較豐富的經(jīng)驗。攪拌樁新的施工工藝和施工設備也開始出現(xiàn)，如:為了擴大型鋼水泥土攪拌墻的應用深度，開發(fā)了加接鉆桿施工工藝;為了加強三軸水泥土攪拌樁的均勻性和截水效果，TRD工法等更為先進的施工機械和工藝也開始出現(xiàn)。2.三軸水泥土攪拌樁施工機械型鋼水泥土攪拌墻施工應根據(jù)地質(zhì)條件、作業(yè)環(huán)境與成樁深度選用不同形式或不同功率的三軸攪拌機，配套樁架的性能參數(shù)必須與三軸攪拌機的成樁深度和提升能力相匹配。型鋼水泥土攪拌墻標準施工配置詳見表13-4所示。三軸攪拌機由多軸裝置(減速器)和鉆具組成(如圖13-14所示)，鉆具包括:攪拌鉆桿、鉆桿接箍、攪拌翼和鉆頭。表13-5、表13-6所示為三軸攪拌機和機架主要技術(shù)參數(shù)。三軸攪拌機有普通葉片式、螺旋葉片式或同時具有普通葉片和螺旋葉片的形式,攪拌轉(zhuǎn)速也有高低兩檔，高速檔(35~40r/min)和低檔速(16rmin)。在黏性土中宜選用以葉片式為主的攪拌形式;在砂性土中宜選用螺旋葉片式為主的攪拌形式;在砂礫土中宜選用螺旋葉片攪拌形式。鉆頭的選用在軟土地層選用魚尾式平底鉆頭;在硬土地層選用定心螺旋尖式鉆頭(如圖13-15所示)。圖13-16為日本工法樁施工設備選定流程圖。13.4.2型鋼水泥土攪拌墻施工順序和工藝流程1.型鋼水泥土攪拌墻施工順序三軸水泥土攪拌樁應采用套接一孔施工，施工過程如圖13-17所示。為保證攪拌樁質(zhì)量，在土性較差或者周邊環(huán)境較復雜的工程，攪拌樁底部采用復攪施工。攪拌樁的施工順序一般分為以下三種:(1)跳槽式雙孔全套打復攪式連接方式跳槽式雙孔全套打復攪式連接是常規(guī)情況下采用的連續(xù)方式,一般適用于N值50以下的土層。施工時先施工第一單元，然后施工第二單元。第三單元的A軸及C軸分別插入到第一單元的C軸孔及第二單元的A軸孔中，完全套接施工。依次類推，施工第四單元和套接的第五單元，形成連續(xù)的水泥土攪拌墻體，如圖13-18(a)所示。(2)單側(cè)擠壓式連接方式單側(cè)擠壓式連接方式適用于N值50以下的土層，一般在施工受限制時采用，如:在圍護墻體轉(zhuǎn)角處，密插型鋼或施工間斷的情況下。施工順序如圖13-18(b)所示，先施工第一單元，第二單元的A軸插入第一單元的C軸中，邊孔套接施工，依次類推施工完成水泥土攪拌墻體。(3)先行鉆孔套打方式先行鉆孔套打方式適用于N值50以上非常密實的土層，以及N值50以下，但混有Ф100mm以上的卵石塊的砂卵礫石層或軟巖。施工時，用裝備有大功率減速機的螺旋鉆孔機，先行施工如13-18(c)、13-18(d)所示a1、a2、a3..等孔，局部疏松和搗碎地層，然后用三軸水泥土攪拌機用跳槽式雙孔全套打復攪連接方式或單側(cè)擠壓式連接方式施工完水泥土攪拌墻體。表13-7為推薦的攪拌樁直徑與先行鉆孔直徑關(guān)系表。2.型鋼水泥土攪拌墻施工工藝流程軸鉆孔攪拌機，將一定深度范圍內(nèi)的地基土和由鉆頭處噴出的型鋼水泥土攪拌墻的施工工藝是由三水泥漿液、壓縮空氣進行原位均勻攪拌，在各施工單元間采取套接一孔法施工，然后在水泥土未結(jié)硬之前插入H型鋼，形成一道有一定強度和剛度，連續(xù)完整的地下連續(xù)墻復合擋土截水結(jié)構(gòu)。施工工藝流程圖如圖13-19所示。13.4.3型鋼水泥土攪拌墻施工要墻應按施工組織設計要求，進行試成樁，確定實際采用的各項技術(shù)參數(shù)、成樁工藝和施液的噴出量點1.試成樁水泥土攪拌工步驟，包括：漿液的水灰比、下沉（提升）速度、漿泵的壓送能力、每米樁長或每幅樁的注漿量。土性差異大的地層，要確定分層技術(shù)參數(shù)。水泥土攪拌墻的成樁工藝應保證水泥土強度和型鋼較易插入，水泥土能夠充分攪拌。攪拌機下沉和提升速度、水灰比和注漿量對水泥土攪拌樁的強度及截水性起著關(guān)鍵作用，施工時要嚴格控制。每幅水泥土攪拌樁，單位樁長（m）內(nèi)，水泥漿Q(L)取決于三軸攪拌機鉆頭斷面積、水泥摻入比、水灰比、攪拌機下沉（提升）速度，其關(guān)系如下：式中：D——三軸攪拌機鉆頭斷面積（m2）；rs——土的重度（kN/m3）；cp——水泥摻入比（%）wc——水灰比（%）；V——三軸攪拌機下沉（提升）速度（m/min）。日本SMW工法樁協(xié)會根據(jù)不同土質(zhì)的N值確定一幅樁下沉攪拌時間T1式中:y--不同土質(zhì)下沉1m噴漿攪拌時間(min/m);--一幅樁噴漿下沉攪拌長度。式中:L--一幅樁提升攪拌長度(m)。2.工藝要求根據(jù)施工工藝要求，采用三軸攪拌機設備施工時，應保證型鋼水泥土攪拌墻的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，樁體搭接長度滿足設計要求，以達到截水作用。在無特殊情況下，攪拌施工必須連續(xù)不間斷地進行。如因特殊原因造成攪拌樁不能連續(xù)施工，時間超過24h的，必須在其接頭處外側(cè)采取補做攪拌樁或旋噴樁的技術(shù)措施，以保證截水效果。對淺部不良地質(zhì)現(xiàn)象應做事先處理，以免中途停工延續(xù)工期及影響質(zhì)量。施工中，如遇地下障礙物、暗浜或其他勘察報告未述及的不良地質(zhì)現(xiàn)象，應及時采取相應的處理措施。3.樁機就位、校正樁機移位結(jié)束后，應認真檢查定位情況并及時糾正，保持樁機底盤的水平和立柱導向架的垂直并調(diào)整樁架垂直度偏差小于1/250，具體做法是在樁架上焊接一半徑為4cm的鐵圈，10m高處懸掛一鉛錘，利用經(jīng)緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘正好通過鐵圈中心，每次施工前必須適當調(diào)節(jié)鉆桿,使鉛錘位于鐵圈內(nèi)，即把鉆桿垂直度誤差控制在0.4%內(nèi)，位偏差不得大于50mm。螺旋鉆頭及螺旋鉆桿的直徑應符合設計要求。三軸攪拌機鉆桿下沉(提升)及注漿控制三軸攪拌機就位后，主軸正轉(zhuǎn)噴漿攪拌下沉，反轉(zhuǎn)噴漿復攪提升，完成一組攪拌的施工。對于不易勻速鉆進下沉的地層，可增加攪拌次數(shù)，完成一組攪拌樁的施工，下沉速度應保持在0.5~1.0m/min，提升速度應保持在1.0~2.0m/min范圍內(nèi)，在樁底部分適當持續(xù)攪拌注漿，并盡可能做到勻速下沉和勻速提升，使水泥漿和原地基土充分攪拌，具體適用的速度值應根據(jù)地層的可鉆性、水灰比、注漿泵的工作流量、成樁工藝計算確定。注漿泵流量控制應與三軸攪拌機下沉(提升)速度相匹配。一般下沉時噴漿量控制在每幅樁總漿量的70%~80%，提升時噴漿量控制在20%~30%，確保每幅樁體的用漿量。提升攪拌時噴漿對可能產(chǎn)生的水泥土體空隙進行充填，對于飽和疏松的土體具有特別意義。三軸攪拌機采用二軸注漿，中間軸注壓縮空氣進行輔助成樁時應考慮壓縮空氣對水泥土強度的影響。施工時如因故停漿，應在恢復壓漿前，將攪拌機提升或下沉0.5m后，注漿攪拌施工，確保攪拌墻的連續(xù)性。5.施工工藝參數(shù)的控制嚴格按設計要求控制配制漿液的水灰比及水泥摻入量，水泥漿液的配合比與拌漿質(zhì)量可用比重計檢測。控制水泥進貨數(shù)量及質(zhì)量，控制每桶漿所需用的水泥量，并由專人做記錄。水泥土攪拌過程中置換涌土的數(shù)量是判斷土層性狀和調(diào)整施工參數(shù)的重要標志。對于黏性土特別是標貫N值和內(nèi)聚力高的地層，土體遇水濕脹、置換涌土多、螺旋鉆頭易形成泥塞，不易勻速鉆進下沉，此時可調(diào)整攪拌翼的2.0:對于透水性強的砂土地層，土體濕脹性小，置換涌土少:此時水灰比宜調(diào)整在1.2~1.5，控制下沉和提升速度和送氣量,必要時在水泥漿液中摻5%左右的膨潤土,堵塞漏失通道,保持孔壁穩(wěn)定,又可以用膨潤土的保水性，增加水泥土的變形能力，提高墻體抗?jié)B性。6.減少三軸攪拌樁施工對城市周圍環(huán)境，特別是地鐵運營影響的措施(1)控制日成樁數(shù)量，并采用跳打，即隔五打一，以減少對地鐵隧道的疊加變形。(2)密切與地鐵監(jiān)護部門和監(jiān)測單位的配合，根據(jù)變形情況，按排或調(diào)整施工計劃。(3)合理的調(diào)整水灰比，控制下沉速度和注漿泵換檔時間。(4)施工前應對施工場地的地層情況有比較細仔的了解,針對不同地層采取不同的工藝規(guī)程和成樁參數(shù)。盡可能減少提升攪拌時，孔內(nèi)產(chǎn)生負壓。造成對周邊環(huán)境的沉降。13.4.4型鋼插入和拔除施工1.型鋼的表面處理(1)型鋼表面應進行清灰除銹，并在干燥條件下，涂抹經(jīng)過加熱融化的減摩劑。(2)澆注壓頂圈梁時，埋設在圈梁中的型鋼部分必須用油氈等材料將其與混凝土隔開，以利型鋼的起拔回收。2.型鋼插入(1)型鋼的插入宜在攪拌樁施工結(jié)束后30min內(nèi)進行,插入前必須檢査其直線度,接頭焊縫質(zhì)量并確保滿足設計要求;(2)型鋼的插入必須采用牢固的定位導向架，用吊車起吊型鋼，必要時可采用經(jīng)緯儀校核型鋼插入時的垂直度，型鋼插入到位后，用懸掛物件控制型鋼頂標高;(3)型鋼插入宜依靠自重插入,也可借助帶有液壓鉗的振動錘等輔助手段下沉到位，嚴禁采用多次重復起吊型鋼，并松鉤下落的插入方法，若采用振動錘下沉工藝時，不得影響周圍環(huán)境:(4)當型鋼插入到設計標高時，用吊筋將型鋼固定，溢出的水泥土必須進行處理，控制到一定標高以便進行下道工序施工;(5)待水泥土攪拌樁硬化到一定程度后，將吊筋與槽溝定位型鋼撤除。3.型鋼拔除(1)型鋼回收應在主體地下結(jié)構(gòu)施工完成，地下室外墻與攪拌墻之間回填密實后方可進行，在拆除支撐和腰梁時應將型鋼表面留有的腰梁限位或支撐抗滑構(gòu)件，電焊等清除干凈。(2)型鋼拔除通過液壓千斤頂配以吊車進行,對于吊車無法夠到的部位由塔品配合吊運或采取其他措施。液壓千斤頂頂升原理:通過專用液壓夾具夾緊型鋼腹板，構(gòu)成頂升反力支座，咬合型鋼受力后，使夾具與型鋼一體共同提升。2只200t千斤頂分別放置在型鋼兩側(cè)，座落在混凝土壓冠梁上，型鋼套在液壓夾具內(nèi)，兩邊液壓夾板咬合，頂緊型鋼腹板。頂升初始階段由于型鋼出露短，液壓夾具不能使用，則采用專用丁字