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2007-11-28 13:57 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
常見(jiàn)的基坑圍護形式有地下連續墻、組合排樁和SMW工法等幾種。SMW工法以其經(jīng)濟、適用、環(huán)保等優(yōu)勢而越來(lái)越被廣泛應用。本文就如何采取有效措施,將SMW工法對臨近地鐵施工的影響縮小至最小范圍加以探討。
SMW工法是我國建筑施工技術(shù)創(chuàng )新中技術(shù)引進(jìn)與創(chuàng )新的典型。該工法可適用于粘性土、砂性土以及砂礫石等地層中施工。1993年,SMW工法通過(guò)技術(shù)引進(jìn)并創(chuàng )新在我國發(fā)展起來(lái),該工法主要被應用在我國東南沿海地區的軟土深基坑圍護中。
位于上海靜安寺商業(yè)圈的大上海會(huì )德豐廣場(chǎng)工程地上54層,地下3層,總建筑高度271米;娱_(kāi)挖深度塔樓為20.72米,裙樓部分為17.92米。其基坑圍護采用地下連續墻(墻厚1米,墻深35.5~40.5米),而北側緊鄰地鐵2號線(xiàn)(江蘇路~靜安寺段)隧道,該段基坑長(cháng)度為95米,距離地鐵隧道5.4米。地鐵運營(yíng)線(xiàn)路為此提出的保護要求為:兩軌道橫向高差<4毫米,軌向偏差和高低差最大尺度值<4毫米/10米。地鐵隧道結構變形要求:結構變形曲線(xiàn)的曲率半徑>15000米,相對變曲<1/2500,隧道結構收斂變化量<10毫米,隧道結構變形速率<0.5毫米/day,且不得影響其安全正常使用。隧道與車(chē)站的差異沉降控制在5毫米以?xún),地鐵結構的水平位移和最終沉降不超過(guò)20毫米。當發(fā)生下列情形時(shí),建設單位應及時(shí)報警,并采取可靠措施,保障地鐵安全:
1)監測值超過(guò)日監控指標或總變形控制量的1/2時(shí);
2)靠近地鐵隧道一側基坑圍護結構的水平位移日變化量超過(guò)1毫米時(shí);
3)其他危及地鐵運營(yíng)安全的事情發(fā)生時(shí)。
地鐵部門(mén)還規定,地鐵隧道自動(dòng)監測持續3日的日變形量超過(guò)0.5毫米時(shí),須中止現場(chǎng)施工。所以為了確保地下連續墻的施工安全,在其兩側增加了2道SMW工法加以保護。設計的SMW工法為三軸攪拌樁,樁徑850毫米,搭接250毫米,樁長(cháng)32.5米,水泥摻量20%,垂直度在50毫米以?xún)龋?8天無(wú)側限抗壓強度要求不小于1.5MPa.最外側的工法樁距離地鐵僅4.4米,其施工難度很大。但是在實(shí)際施工中,通過(guò)采用鉆孔取芯進(jìn)行水泥土強度試驗證明:普遍遠遠達不到1.2MPa的設計要求,而且水泥土強度的離散性很大,同時(shí)呈現隨深度增加強度遞減的規律。真正的芯樣能夠達到設計要求往往在60天以后。但SMW工法水泥土強度還有一個(gè)重要現象:埋在地下時(shí),強度形成非常慢,而一旦隨著(zhù)基坑的開(kāi)挖暴露于空氣中,強度上升非?,基本3天可以達到設計指標。
目前上海市內SMW工法施工時(shí)水泥漿液的水灰比一般為:1.5:1~2:1,主要考慮攪拌后的水泥土中的含水量不能太小,以便H型鋼可以靠自重下沉到位。筆者認為這么高的水灰比存在兩點(diǎn)問(wèn)題:第一,如此高的水灰比,勢必造成水泥土強度較低;第二,在水泥土中水泥摻量一定的前提下,越高的水灰比,勢必造成水泥漿液灌注量增加,同時(shí)產(chǎn)生更多的水泥土漿液溢出,增加外溢水泥土處理成本。根據資料顯示,日本公司在施工時(shí),水灰比W/C為0.3~0.8,根據工程類(lèi)別及土性選擇使用,而目前日本有的水泥土強度已達到3~5MPa.目前在地鐵邊緣施工,這樣低的水灰比,再加上本工程工法施工的深度在30米以上,如果漿液過(guò)稠,勢必在施工到20米以下后,土體攪拌產(chǎn)生的應力無(wú)從釋放,造成對地鐵的影響甚大。水灰比取值如過(guò)大將造成樁身強度提高緩慢,影響下道工序施工,進(jìn)而影響施工工期;過(guò)小又無(wú)法釋放應力,對地鐵運營(yíng)造成威脅。另外施工時(shí)鉆桿的下沉與提升速度對地鐵造成的影響也較大,一般正常鉆入速度為1.5分鐘1米,20米后達到2~2.5分鐘1米,30米左右為2.5~3分鐘1米。實(shí)際施工時(shí)我們?yōu)榱俗寫(xiě)皶r(shí)釋放,希望達到2分鐘或者4分鐘1米,即下鉆每1米,都讓鉆桿在原地注漿空鉆,滿(mǎn)2分鐘或者4分鐘后繼續下沉。最后我們對這些施工參數進(jìn)行排列組合,即水灰比各取1.5、1.2、1.0,下沉及提升速度各取2分鐘1米和4分鐘1米。經(jīng)過(guò)6次試驗后,在試驗樁號邊的土體測斜管顯示的是,4分鐘1米,1.2水灰比對土體的影響相對最小,故此,最終采用了這個(gè)施工參數。為了確保連續作業(yè)可能對地鐵的影響,地鐵部門(mén)要求我工程只能在晚上11時(shí)到清晨6時(shí)的時(shí)間段內進(jìn)行施工。且在施工中嚴格按照“隔4打1”的原則。
具體施工過(guò)程中,我們又發(fā)現下列一些因素的控制可以減小地鐵的影響:
1、壓漿機檔位在不同施工時(shí)段的調整,一般下沉時(shí)和上提到15米之下都選擇使用2檔(230ml/min),15米以上用1檔(165ml/min)。
2、密切注意返漿的狀態(tài),如過(guò)稠應及時(shí)查明原因,采取對應措施。如是機械原因,應及時(shí)將鉆頭提升上來(lái),檢修設備后再繼續施工。
3、注意鉆機的電流變化,經(jīng)過(guò)實(shí)踐,我們發(fā)現,深度18米以上一般電流在200mA,18~25米在200~240mA之間,25米以下為260~280mA,所以當發(fā)現在一定的施工深度,其電流讀數明顯高于正常值時(shí),即應結合返漿的稠度,采取措施。其目的是將較稠的漿液打散,幫助應力及時(shí)釋放。
4、統計溝槽里的返漿量并及時(shí)用抓斗機清除返漿,幫助應力釋放。本工程施工過(guò)程中的返漿置換率在70%(即置換出土量除以打入量),如果低于這個(gè)數值應及時(shí)引起重視,因為漿液過(guò)多而未及時(shí)排出對等的土方,將會(huì )在地下產(chǎn)生膨脹,進(jìn)而影響地鐵管線(xiàn)。
采取上述措施后,我們發(fā)現這樣施工對地鐵的影響基本能夠控制在0.5毫米以?xún)取?/p>
綜上所述,SMW工法在地鐵隧道等要求嚴格的受保護單位附近的施工完全可以通過(guò)細致策劃,對施工主要參數進(jìn)行適當調整,可以將對其周邊環(huán)境的影響降低到很小的范圍。主要方法還包括施工過(guò)程中對各項指標的嚴格控制,包括電流值、土體置換率等,并應及時(shí)采用合理措施。我們發(fā)現SMW工法憑借其工藝獨到、施工簡(jiǎn)易等優(yōu)勢,在地鐵周邊工程的輔助圍護上有其相當的優(yōu)勢,應在今后施工實(shí)踐中更多地加以完善,使其發(fā)揮更大作用。
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