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高层建筑基坑支护SMW工法桩应用

摘要:文中以某高层建筑工程为例,结合实际情况提出了基坑支护结构的设计和施工方案,阐述了SMW工法桩的施工工艺及要点,提高了SMW工法的实际应用水平。

关键词:SMW工法;基坑支护;施工工艺;H型钢

1工程概况

拟建某工程由7栋47~52高层住宅楼,1-2层商业裙房,设两层地下室组成。该工程室外±0.00为罗零13.100,施工场地内相对高程为9.500~9.700,地下室连接体底板垫层底高程为罗零3.700,主楼承台底高程为罗零1.700,电梯井板底标高为罗零1.900基坑开挖深度约5.80~6.10m,电梯井开挖深度为7.8m。

1.1工程地质土层条件

①层杂填土;②层粉扑粘土;③层淤泥;④层粉质粘土;⑤层中砂;⑥层卵石;⑥层卵石中存在夹层⑥-1夹层中砂和⑥-2夹层粉质粘土。

1.2水文地质条件

拟建场地无常年性河流水系公布,受地形、汇水面积及季节控制,勘察期间,拟建场地范围内无地表水出露。施工地区潜水层主要集中在土层夹层内,且此部分结构的透水性为中下等,水量变化极大。日常生活中,该部分土壤主动接受大气补水,且借助地表径流结合蒸发的方式进行循环,勘察期间发现该地区水量变化较小,孔隙承压水主要赋存于⑤层中砂、⑥层卵石及⑥-1夹层中砂中,赋水性较好、透水性均较强,属强透水层,主要受含水层的侧向径流补给。上部潜水与下部孔隙承压水和基岩风化带中孔隙-裂隙水之间存在相对隔水层,水力联系相对较弱。

1.3基坑支护设计概况

本工程基坑安全等级为一级,基坑支护重要性系数为1.1,按设计要求,支护结构周边受荷不得超过15kpa(严禁超载),本工程基坑支护采用SMW工法桩加钢筋混凝土支撑支护体系。按设计要求,具体见图1剖面图。

2SMW工法桩施工

2.1施工要求

(1)本工程采用HN700×300×13×24mm型钢结构支护桩,具体布置、桩顶标高、桩长及桩距详见剖面图1所示。(2)钢材焊接位置尽量避开支锚受力核心点,且相邻衔接钢材的连接位置应错位性摆放,两者之间的距离应在1~2m之间。此外,避免钢型接头离地面较近,间隔距离以<2m为佳。(3)SMW工法中型钢插入和回收要求:①型钢应用前将材料表面的杂物和锈迹进行清理,然后在表面涂刷一层保护漆,搬运过程中应尽量避免强烈的冲击的碰撞。如果材料搬运过程中存在局部损坏等问题,应及时进行处理。同时,材料应用过程中,应将型钢与冠梁相互分离,注重各类材料的保护[1]。②型钢插入时在搅拌桩成型半小时左右进行,且放入时需保障焊接头、材料的平整放置,避免局部问题的遗留。③型钢插入后借助定形结构固定,并采用悬挂构建进行标高顶部预留,底部确定无误后,再进行上部牢固衔接。④型钢宜依靠自重插入,但要注意下层辅助沉位时,应尽量保障周围安插衔接的合理性,以保障型钢部分的有序位移。严禁采用多次重复起吊型钢牢固连接。⑤型钢回收施工过程中,地下室部分要着重进行调节,待所有材料都固定后,将其拔出,并运用水泥浆将其灌满夯实[2]。(4)施工允许偏差:垂直度偏差≯1/200;型钢挠度≯L/500;型钢长度±50mm;型钢顶标高±50mm;型心转角3°。

2.2SMW工法桩施工要点

(1)放线测量。首先依据施工图纸进行坐标基点定位,并精准确定其维护坐标、核心施工建设区域。同时,运用测量仪器进行中心围线设定,并在坐标复核准的情况下,做好基桩建设区域保护工作。在平行轴支护和位移定位的情况下,按照支护监控的实际要求,再次进行放线复核调整。(2)挖掘沟槽。结合施工现场状况,运用挖掘机在核心沟槽挖掘周围开展三轴泥土搅拌施工,沟槽的宽度应与现场围护结构相同。普通工程中的挖掘宽度一般为1.5m左右,深度为0.8~1m。当挖掘期间遇到障碍物时,应先进行阻碍物清理,再进行挖掘,且挖掘部分要充分进行材料的相应性填充。(3)基桩设备就位。现场指导人员统一进行基桩施工设备操控指挥,并将桩机缓慢、有序的进行位移,位移误差应在20mm之内,且设定的立柱导架结构应≤0.004。(4)定位线的确定。沟槽挖掘过程中,通过三轴机动设备中心线,进行机前距离定位,并采用三轴水泥搅拌施工跟踪策略,在区域范围之内进行标记定位即可。(5)水泥浆搅拌。本项目施工期间主要运用P.O.42.5水泥进行施工,水与煤灰的调节比例按照1.5:1或者2.0:1的标准,水泥掺入量应控制在≤360kg/m3,且膨润土的应用比重控制在5~10kg/m3即可。(6)喷浆、搅拌成桩。本项目依据钻头下沉和提升的速率变化,进行土体搅拌泥浆混合,并在确保泥浆达到充分搅拌的状态下,继续加水、加土进行加固即可。水泥浆制备程序设定时,可将其调节为间隔30~40min自动加水一次。程序将配备处理好的原料集中存贮在保存设备内,并运用三轴搅拌设备持续性进行搅拌。同时,地下部分施工期间,严格控制搅拌机的做功速率,结合施工图纸的要求,进行钻机搅拌调节时期,搅拌设备的钻头速度多在0.5~1.0m/min左右,且转动速度为1.0~2.0m/min,实际操作时按照实际需求进行灵活调整即可。此外,现场勘察与分析过程中,适当的进行压浆流量调节,水泥浆配备比重调节,以及泥浆反馈数据的精准性监管等活动,也是施工人员不可忽视的点。(7)泥浆交换。泥浆注入到小孔之内后,H型钢结构也将随之插入,此时就会有一部分泥浆从槽内喷出。为了保障施工质量,技术人员要注意泥浆的补充和现场环境的清理。待所有环节处理完成后,再集中进行泥浆清理即可。(8)H型钢定型固定。①本项目在H型钢起吊时采用钢丝绳加以固定,且加固吨位控制在50t之内。起吊时应保持垂直状态,且尽量将其操作流程时间控制在30min之内完成,避免了起吊钢丝绳出现脱落、超负荷负重的隐患现象。②H型材料在沟槽边进行定位插入过程中,尽量在H型钢结构中心放置基桩结构防护体,并进行经纬一起进行垂直跟踪调节。③运用H型钢插入标高时时期,注意对操作过程中产生的溢出泥浆进行处理,以便于后续工作的顺利实施。④H型结构顶部施工操作过程中,运用基桩结构控制体系进行标高辅助处理。⑤采用A22H型钢结构进行固定。同时,运用振动机械设备进行标高振动辅助,以保障H型刚插入和固定工作的有序化实施。(9)H型钢拔出与后续完善。本工程在收尾阶段将H型钢拔出和完善要点整理为:①型钢围护结构下核心部分已经固定,此时施工人员应请技术监理进行施工情况勘察。确定施工操作合格后,形成书面文件下达清除指令。如果此环节质量隐患问题,应先进行后续弥补,再进行拔出。②H型钢彻底拔出前,为避免拔出后出现局部坍塌等状况,技术人员还应采用外侧掉带进行回旋辅助。此时H型钢周围的翼缘板应同时运用螺栓结构进行加固,然后采用千斤顶从高处逐步进行操作。待操作环节达到夹紧位置时,技术人员应时刻注意千斤顶操作与夹紧部分的变化情况,在确定无风险后,再直接运用吊车将其吊起拔除[3]。③H型钢基桩部分完全露出地面后,施工人员再进行串联操作,这样可避免局部辅助部分受损的隐患。④基桩衔接接头部分所应用的两翼板应为A40圆孔结构,检查桩头是否符合要求,若孔径与位置不准必须整改,每根桩头两面翼缘板必须有标准的A40圆孔才能进行拔桩施工。

3结束语

综上所述,本工程属软土地区深基坑,且工程地质、水文地质及周边环境条件较为复杂,在MW工法桩施工中,明确施工要求、流程的基础上,通过施工参数的确定、测量放线、导沟开挖、水泥浆注入、钻进搅拌、插入H型钢,完成了H型钢水泥土搅拌桩施工,强化了基坑支护效果。

参考文献

[1]王文国.SMW工法在深基坑支护工程中的应用[J].四川水泥,2018(01):351.

[2]饶凌勤.浅析SMW工法桩在工程深基坑加固中的应用[J].福建交通科技,2017(04):147-149,184.

[3]王泽旺.SMW工法桩围护结构及混合支撑在深基坑施工中的应用[J].建材与装饰,2016(31):7-8.

作者:柯谋燕 单位:厦门泰禾房地产开发有限公司

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