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摘要:简述SMW工法在昆明地区地下围护结构中的首次应用特点及监理要点。...

近日公园地下立交SMW工法施工监理

      

(昆明建设咨询监理公司   云南昆明  650041)

引言

    昆明市东风路近日公园地下立交工程(下称地下立交工程),总投资l3亿,工期9个月。地下立交设计总长685m,其中暗埋段405m,双向四车道。结构安全等级三级,主体为C30防水钢筋砼结构,使用年限50年,工程所处场地土为类,抗震设防烈度8度,抗震等级三级。其中:SMWl法、土方开挖(含支撑)、变形监测(数字化)为工程中的关键工作。

1.SMW工法原理

    1.1 SMW工法基本概念

    SMW工法是Soil Mixing Wall固体拌合墙的简称,利用水泥作为固化剂与地基土进行原位强制性拌合并插入型钢,固化后形成水泥土地下连续墙墙体,用作基坑挡土和防水侧向围护结构。

    1.2 SMW工法主要设备

    桩机、空压机、挖掘机、定位型钢、泥浆配套设备、油缸千斤顶、吊车。

    1.3 SMW工法工艺流程

    施工方案审定、测量放线、开挖导沟、设置定位型钢、SMW搅拌机定位(水泥浆配制)、施工水泥土桩体(型钢涂减摩剂)、插入H型钢、残土处理、桩机移位、圈梁制作、开挖和支撑、地下主体完成和回收型钢。

    1.4主要建筑材料

    水泥、型钢、焊条、钢筋、减摩剂

2.支撑体系

    支撑体系由SMW工法围护墙体和圈梁[(700900)×(900-1100)]、围护墙体顶横向混凝土支撑(600x600)及部分采用Φ609钢管支撑(第一道)、中部横向Φ609钢管支撑(第二道)、纵向钢围囹(槽钢400×400×16)、钢系杆纵向槽钢32B(320×90×10)、竖向钢管(Φ194×10)等组成。

    1)沿围护墙顶开槽浇筑圈梁、设置第一道横向现浇混凝土支撑(局部为6609钢管支撑)。施工机械在支撑上行走时,必须覆土≥300mm及铺设走道钢板。

    2)架设中立柱竖向钢管(Φ1 94×10)(水平纵向槽钢32B型.320×90×lO) 

    3)横向Φ609钢支撑的连接围令与中立柱连接应稳固可靠。

    4)横向Φ609钢支撑预加应力施加满足设计要求、过程中应不断调整复加,直止满足体系受力要求,对支撑应力观测应做好详细记录。

    5)支撑拆除。底板混凝土达到设计强度后方可分段拆除第二道支撑,侧墙、顶板混凝土达到设计强度后方可拆除第一道支撑。

3.土方开挖

    3.1开挖的原则和重点

    3.1.1原则

    “开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”。

    3.1.2重点

    在土方开挖前应对完成的原地面高程、静压桩、SMW围护体、监测进行预验收,满足要求后方可进行土方开挖.

    土方开挖应根据工程具体要求由施工方提交土方开挖专项方案设计,并严格按审定的开挖方案施工;

    土方开挖应根据围护结构要求分层分区域进行,严格控制土体高差,每个分层区域土体高差不应大于2m;在基坑内挖至支撑位置时及时用钢支撑体系进行支撑,使基坑无支撑时的暴露时间控制在24d,时以内。分层开挖的深度不得超过相应支撑的底面。

    土方开挖过程中,基坑边缘外15m内起载不得大于设计规定值,不均匀堆载应严格控制。

    开挖至设计标高以上200mm厚的土方应由人工挖除。当机械在水平支撑上部开挖时,机械荷载和施工作用力不能直接作用与支撑上。

    机械进出口通道外,应事先局部加固地基,减少侧压力;土方外运过程中,应做好围护管线、道路及测点的保护措施。

    在沿长度方向开挖时,应设置边坡和台阶,并均匀取土。开挖过程中应注意围护结构变形,发现渗漏水时应及时封堵和抽排。

    开挖过程中,一般在基坑开挖前23周左右进行预降水,并使境内水位保持在开挖面以上0.51.Om左右或现场开启水泵电闸检查,无水抽出即满足效果。

    3.2一般土体开挖的工艺

    3.2.1工作面、段的划分

    总体可分水平工作段和竖直工作面,地下立交工程出土通道为西面(小西门方向)、两侧(中心花坛、家乐福口、安宁巷)、东面(护国路方向),故分为三个工作段。竖向工作面通常是台阶状,即大型挖机和小型挖机相互挖土传递、配合。 

    3.2.2运输便道施工

    圈梁完成后,为便于坑内出土运输及为挖机进入坑内创造有利条件,在路中设置了lOm宽的行走便道。

    3.2.3开挖土体

    便道形成后,大型挖机在便道处选择开挖契入点,沿该点向另侧和线路方向推进。

    3.3特殊部分的土体开挖

    地下立交工程施工过程中东泵站逆作法的土体开挖是土方开挖中较特殊的部分,其顶板位于已建成兰花沟底部,为保证兰花沟的结构安全,施工中采用了逆作法施工,即:先施工泵站顶板,预留钢筋连接器、止水带,后取土f机械)至隧道主体结构底板标高,并设置第二、三道6609钢支撑,再取土f人工)至泵站底板。

4.变形监测

    变形监测工作总体分为以下部分:

    4.1工程外部周边环境的监测

    4.1.1监测内容

    建筑物的沉降、主体倾斜观测、地面点沉降观测、建筑物裂缝观测.如:老百货大楼及正义路、南屏街18栋建筑物等。

    4.1.2监测布点:

    选择基坑深度2倍以内的建筑物柱基布设监测点,选择基坑深度1倍距离以内的地面沉降点。

    4.1.3监测方法:参照《建筑变形测量规程》JGJr8—97、《工程测量规范》 GB50026—93执行。

    4.2工程自身变形监测

    4.2.1 SMW围护墙顶水平位移、垂直位移监测。

    1)水平位移(精确到mm)采用经纬仪测角法观测。监测点布设在围护墙顶的H型钢处,根据基坑安全等级按2050m间距布设,根据公式:A= β/ PS计算(式中:T为垂直基坑长方向得平面位移矢量;β为两次观测角的变化量,以秒为单位;s为测站与监测点之距离,以mm为单位)

    2)垂直位移采用几何水准法观测:

    监测点的布设平面位移同点,基准网点在坑外稳定的地方按规范要求建立不少于3点的三等水准网,每次观测得出一个高程值,相邻两次之差为本次变化量,与首次观测值之差为累计变化量。

    4.2.2 SMWN护墙体倾斜观测

    围护墙体各段向坑内方向位移变形(警戒值范(30mm60mm)是围护结构一项很重要的观测,它对施工起到指导性作用。

    本工程采用中58mm(内径)PVC管,将PVC固定在H型钢内侧,随同H型钢一同插入围护墙体内,管的长度比基坑深度长35m,仪器分辨率≤0.02mm500mm,系统精度≤4mm/15m。探头沿导槽匀速向上拉,每O.5米记录一次数据,并绘制倾斜曲线图。

    4.2.3第二道中609钢管支撑轴力测试

    可采用钢铉式传感器反力计测试。首先将反力计与钢管焊在一起,反力计中心与钢管中心对齐,按设计位置和施加应力的要求顶在围护墙体之间,将导线引出坑边集线箱内,安装前测试传感器初始频率值,观测时使用频率计测定反力计传感器的频率值,按公式计算支撑轴力:F=K·(f02fi2 ) (式中:F为支撑受力值(KN)K为标定系数(KNH22 Mε/H22)f0为初始频率值;fl为测定频率值)   

    本次变量是本次与上次F的差值.累计变量是本次与初始值的差值。

    4.3水位测试:

    通过测量埋设在土体水位管内的水位升降而取得,水位管一般为外径52mmPVC,按间距50m左右设计点位,一般深度为基坑下2.3m,水位孔底部上2m透水管,埋设完毕将管内加清水,24小时后即可测试,本次水位测试值与上次水位测试值之差即为本次水位变化量与初始值之差的累计变化量。

5.监理要点

    1)熟悉设计图纸,阅读地质勘察报告,审核施工组织设计和专项方案。

    2)测量放线:根据坐标基准点,按照设计图检查放样定位及高程,在探槽上部设置导向定位型钢,标明插筋位置、间距。

    3)场地清理:沿围护墙轴线开挖探槽,将Dl00以上的块石等障碍物清除,探槽规格不能影响深搅进度和安全。

    4)桩机就位:桩机应平稳,平正,并在两个方向用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度,监理人员必须上机观察机上机身水平两仪表读数指向“零”机身水平并与三轴垂直。

    5)施工水泥:采用普通硅酸盐32-5级水泥,在施工前要做好水泥复验报告、复验强度、安定性、凝结时间和细度等项目。

    6)钻机施工:搅拌下沉速度为≤1mmin,提升搅拌喷浆速度≤2m/ min,并做好施工记录。

    7)插入型钢:插入时间应在水泥土搅拌桩初凝前插入,插入后其定位轴线误差应在±20m以内,形心转角应在<2°,插入垂直稳定后,用U型槽纲点焊加以暂时固定使其不下沉,待完全稳定后方可撤焊。

    8)型钢间距:检查型钢是否严格按设计要求设置。

    9)水泥用量监控:按工作总量算出实际需要总量与进场水泥总量比较监控或直接从施工中抽取水泥浆液并测比重。

10)强度试验:要求施工方,每天每台班取一组水泥土试块,每组试块6块,检查强度值是否满足设计要求,且水泥土样龄期达到28时现场轴芯取样(2%总桩数)芯强度≥l.2mPa 

    11)施工必须具有连续性,使连续墙接头不出现冷缝,如果出现冷缝,必须在两侧补桩。

    12)型钢不得扭曲变形,必须满焊。减摩剂必须有效满涂O.3mm

    13)移机、吊型钢、吊机底钢板要注意场地周围安全。

    14)监控进度、做好记录。

    15)围护桩搭接:搭接长度locm,桩间渗水的处理可采用压浆。

    16)圈梁浇筑:浇筑前应将H型钢用薄泡沫纸隔开。H型钢若为间隔设置,无型钢的水泥土桩可插入二根钢筋锚入圈梁中,保证整体受力。

    17)开挖与支撑:45天后或水泥土桩达到70%设计强度值方可开挖.采用先撑后挖,不允许超挖,开挖两周以前须排尽基坑内地下水,开挖至坑底后应尽快浇捣垫层,并争取快速完成底板施工。

    SMW工法将引起深基坑开挖及支护的重大改革,地下立交工程的顺利实施说明该工艺对昆明市的地质情况是可行的。

(本文来源:陕西省土木建筑学会  文径网络:尚雯潇 尹维维 编辑  文径 审核)

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