劲性水泥土搅拌桩法基坑围护应用实例
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劲性水泥土搅拌桩法基坑围护应用实例【摘要】劲性水泥土搅拌桩法围护结构的特点主要为:可更贴近建筑红线施工;施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害;低振动、低噪声、对周围环境影响小;构造简单,施工速度快,可大幅缩短工期;废土外运量远比其他工法为少,消除泥浆污染公害,促进城市文明建设;结构强度可靠,挡土防渗性能好,不必另设挡水帷幕,可以配合多道支撑应用于较深的基坑;凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;此工法在一定条件下可代替地下连续墙,在费用上可以采取一定施工措施成功回收H型钢等受拉材料,大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
【关键词】劲性水泥土搅拌桩;基坑围护;工程实例1.劲性水泥土搅拌桩法简介随着近年来我国城市建设规模日益扩大,高层建筑和大型地下室的建设量也不断增多,型钢水泥土搅拌复合桩—SMW(Soil Mixing Wall)围护体系因其在处理复杂地形及深基坑围护方面的显著优势得到了广泛的应用。
该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体,利用该墙体直接作为挡土和止水结构。
其主要特点是构造简单,止水性能好,工期短,造价低,环境污染小,特别适合城市中的深基坑工程。
2.工程概况某建筑项目位于该市老城区,总用地面积约为18791m2。
项目由一幢26层高层综合楼(1#楼)、三幢9~11层高层住宅(2#、5#、6#楼)、两幢低层住宅(3#、4#)、一幢两层物业用房(7#楼)和一幢三层商业用房(8#楼)组成,总建筑面积53922.58m2(含地下室10994.06m2)。
因地处老城区,整个用地被城市干道和周边住宅小区所包围,同时项目为了考虑充分利用红线内面积和配置地下停车位的要求,将地下室面积在合理的范围内尽量做到最大化。
深层搅拌水泥土桩在基坑围护中的应用分析摘要:深层搅拌水泥土桩的基坑维护中的重要施工方式,要有效实现基坑维护施工,必需注重深层搅拌水泥土桩的施工。
通过对深层水泥搅拌土桩的作用机制进行分析,明确了深层搅拌水泥土桩在基坑维护中的作用,同时探讨了基坑维护过程中深层搅拌水泥土桩的施工工艺,为类似深层搅拌水泥土桩在基坑维护中的施工应用提供了参考的经验。
关键字:深层;搅拌;水泥土桩;基坑维护;作用水泥深层搅拌法的广泛应用,不仅在工业与民用建筑软土区的地基加固中得到了有效应用,近年来,随着高层建筑的不断增加,深基坑支护越来越受到重视。
其成本低,同时深层水泥搅拌桩支护结构的整体刚度和密封效果好,无振动,无噪音,无环境污染,设备简单,工期短,由于具有这些优点,因此被广泛使用的配套项目。
一、深层水泥搅拌桩作用机理水泥搅拌桩通过一个专门设计的搅拌轴叶片从地面开始破坏搅拌至所需深度,打开阀门,水泥浆或水泥粉入土壤的混合头混合头,用力搅拌水泥和其他固化剂,以及与原土壤的物理和化学反应混合,形成一种高强度,聚合的土桩,不仅提高了自己的实力,但也提高了桩筒周围土壤的强度和周围的土壤桩的外部负载,形成复合地基。
机械搅拌混合水泥和软土,水泥土的形成是一个物理和化学反应过程,土壤水泥硬化水泥活动在粘土介质,缓慢而复杂的作用。
水泥水化,水解后形成氧化钙化合物,包括钙,钾,钠离子等,相当于表面上吸附的粘土矿物,使粘土颗粒形成较大的土壤团粒及水泥水化后形成的胶体颗粒的水土壤团粒结构,一起形成蜂窝状结构。
与水泥水化溶液沉淀二氧化硅和大量的钙离子和粘土矿物中的化学反应O3深度,形成结晶矿物和碳酸钙,具有较好的稳定性,同时在水和空气中逐渐硬化成复合水泥土。
水泥土与软土处理显着改善其机械性能,无侧限抗压强度约0.3至0.4兆帕,比自然土壤大几倍。
水泥土抗压强度与加筋土的性质密切的关系,与水泥,外加剂,以及时间长短都有着密切的关系。
二、深层水泥土搅拌桩在基坑支护中的设计水泥搅拌桩围护结构搅拌桩圈的布局可以使用壁状体。
劲性复合桩在宁波软土地基深基坑支护体系中的应用【摘要】宁波地区是典型的沿海软土地基,基坑开挖范围内的土层中淤泥质土埋深浅、厚度大、土性差,对深基坑施工带来较大难度,宁波范围内地下室开挖施工的工程项目也经常会有基坑险情发生。
在各类深基坑支护体系中,宁波市常用的支护体系一般均为钻孔灌注支护桩加水泥搅拌止水桩加钢筋混凝土支撑,其中钻孔灌注桩施工工艺复杂、质量控制难、对环境影响大、经济效益差。
本文提出采用水泥搅拌桩、PHC管桩组成劲性复合桩型作为基坑支护桩,从而避免单一桩型的缺点,综合了各自的优点,质量可靠、施工方便、造价较低,且对周围环境影响小,性价比高,因此在软土地基支护体系中有着较大的应用前景。
【关键词】支护桩;劲性复合桩;软土地基。
一、劲性复合桩的应用环境宁波地区是典型的沿海软土地基,在建设工程中,基坑开挖范围内的土层中淤泥质土埋深浅、厚度大、土性差,对深基坑施工带来较大难度,宁波范围内地下室开挖施工的工程项目也经常会有基坑险情发生。
在各类深基坑支护体系中,宁波市常用的支护体系一般均为混凝土钻孔灌注支护桩加水泥搅拌止水桩加钢筋混凝土支撑。
其中混凝土钻孔灌注桩施工工艺较为复杂且容易发生施工质量事故:如钻孔和泥浆护壁工序存在斜孔、弯孔、缩颈、塌孔、地面沉陷等风险;清孔工序需两次,沉渣清除不易保证;钢筋笼焊点多且在运输至桩位和下放的过程中常发生脱焊状况;水下混凝土浇捣工序中导管卡死、混凝土无法连续浇捣、充盈不足、充盈过多等情况也时有发生。
施工过程中施工场地基本都是脏乱差,产生的泥浆也对环境造成一定影响。
鉴于混凝土钻孔灌注桩质量控制难、环境影响大、经济效益差的各类缺点,完全有需要寻找合适的代替桩型。
目前劲性复合桩在江苏等地区应用较多,由于其中的水泥搅拌桩与淤泥、淤泥质黏土等软弱地基土层结合效果较好,因此更多地应用在了沿海等适用于摩擦桩的地区。
因此本文提出采用水泥搅拌桩、PHC管桩组成劲性复合桩型作为基坑支护桩,替代部分钻孔灌注支护桩加水泥搅拌止水桩,从而避免单一桩型的缺点,综合了各自的优点,质量可靠、施工方便、造价较低,且对周围环境影响小,性价比高。
浅论SMW工法在深基坑工程中的应用摘要:本文首先介绍smw 工法,然后结合实例论述smw工法在工程基坑围护施工中的应用,总结了该法在深基坑支护中的特点和优势,以进一步推广应用。
关键词:smw工法,深基坑,应用。
中图分类号:tv551.4 文献标识码:a 文章编号:一、smw工法smw工法起源于美国而成熟于日本。
二次世界大战后, 美国首先研制出水泥土搅拌桩施工方法即mip方法,1953年由日本清水株式会社经美国普里帕特公司允许引入日本, 经过近二十年的不断完善和发展, 至70年代日趋成熟, 形成了一套以相互搭接的水泥土搅拌桩墙内插入芯材的基坑围护体系。
1993年和1994年首先在上海静安寺”环球世界”商厦和南京某大厦基坑围护工程中得到应用, 后经不断完善和发展, 先后在上海、天津和一些沿海城市的浅基坑工程中得到成功应用。
smw工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入h 型钢等(多数为h 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等),将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。
smw工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体,同时在钻头端部将水泥浆液注入土体,经充分搅拌混合后,再将h型钢或其他型材插入搅拌桩体内,形成地下连续墙体,利用该墙体直接作为挡土和止水结构。
其主要特点是构造简单,止水性能好,工期短,造价低,环境污染小,特别适合城市中的深基坑工程。
二、工程概况某政府大楼地上16 层, 地下室1 层, 长.. 宽为86. 4 m. 16. 5 m, 基坑开挖深度5. 9 m 左右, 局部深度8. 4 m,周围环境对沉降变形敏感、周边场地狭窄, 文明施工要求高、工期又较紧。
基坑开挖影响范围内的土层主要为高压缩性土, 力学性质差, 含水量高。
三、围护方案围护方案的选择。
考虑了本工程周边环境及特点, 尤其是现场场地狭小,必须解决施工临设及堆场用地需要的情况, 以及工期和文明施工的要求。
新天地花园二期工程基坑围护—水泥土搅拌桩施工方案一、编制依据1、新天地花园二期工程基坑围护桩平面布置图2、地质勘探报告3、新天地花园二期工程施工组织设计(Ⅰ标段)4、施工规范及参考资料:《建筑施工手册》(第四版)《地基与基础工程质量验收规范》《建筑工程施工质量检查与验收手册》《江苏省建筑安装工程施工技术操作规程-地基与基础工程》(DB32/294-1999)二、概述靖江市新天地花园住宅小区,是由靖江市新世纪建设有限公司投资开发建设,位于靖江市经济开发区内(原靖江市二塑厂址),北为居民区,东临十圩港,南临中州路,西临康兴路(省靖中东侧),基地占地面积30009平方米,按设计规划,基地西侧沿康兴路建1~3 #楼三栋高层住宅及4#、11~12#楼两层商业用房,其中11#、12#楼地下室为小区的地下机动车停车场,1#楼1~3层为营业用房。
东侧则建5~10#楼共六栋多层住宅。
主入口在康兴路(1~2#楼之间),次入口在中州路(1~10#楼之间)。
本方案设计的是新天地花园1~3#楼、11~12#楼地下室基坑围护(3#楼北侧按放坡开挖,不考虑搅拌桩围护)。
根据基坑围护施工图纸,围护桩采用水泥土双轴型深层搅拌桩(B=2200mm),桩径为700mm,桩的有效搭接宽度为200mm,有效桩顶标高-2.000m桩长12.000通硅酸盐水泥,其掺入量为15%天龄期时的无侧限抗压强度为三、材料及施工机具的选用1、水泥:按设计要求采用32.5级普通硅酸盐水泥,同时水泥应有出厂日期与质量合格证明书,进场必须进行现场取样、送检复试。
2、外加剂、掺合料:根据工程实际情况,选用具有早强、减水、节省水泥等性能的材料,具体选用材料及掺量由试验室试配确定。
3、根据施工图纸,本工程水泥土搅拌桩为湿喷法施工,其所用施工机具包括:深层搅拌机、灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵、电气控制柜等。
本分项具体采用SJB-30型水泥浆液深层搅拌机,其性能见下表:四、施工工艺及内容1、试桩水泥土搅拌桩的施工是用搅拌头将水泥浆和软土强制拌和,搅拌次数越多,拌和越均匀,水泥土的强度也越超高,但是搅拌次数越多,施工时间也越长,工效也越低。
劲性水泥土搅拌桩法基坑围护应用实例【摘要】劲性水泥土搅拌桩法围护结构的特点主要为:可更贴近建筑红线施工;施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害;低振动、低噪声、对周围环境影响小;构造简单,施工速度快,可大幅缩短工期;废土外运量远比其他工法为少,消除泥浆污染公害,促进城市文明建设;结构强度可靠,挡土防渗性能好,不必另设挡水帷幕,可以配合多道支撑应用于较深的基坑;凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;此工法在一定条件下可代替地下连续墙,在费用上可以采取一定施工措施成功回收h型钢等受拉材料,大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
【关键词】劲性水泥土搅拌桩;基坑围护;工程实例
1.劲性水泥土搅拌桩法简介
随着近年来我国城市建设规模日益扩大,高层建筑和大型地下室的建设量也不断增多,型钢水泥土搅拌复合桩—smw(soil mixing wall)围护体系因其在处理复杂地形及深基坑围护方面的显著优势得到了广泛的应用。
该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未结硬前插入h型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体,
利用该墙体直接作为挡土和止水结构。
其主要特点是构造简单,止水性能好,工期短,造价低,环境污染小,特别适合城市中的深基坑工程。
2.工程概况
某建筑项目位于该市老城区,总用地面积约为18791m2。
项目由一幢26层高层综合楼(1#楼)、三幢9~11层高层住宅(2#、5#、6#楼)、两幢低层住宅(3#、4#)、一幢两层物业用房(7#楼)和一幢三层商业用房(8#楼)组成,总建筑面积53922.58m2(含地下室10994.06m2)。
因地处老城区,整个用地被城市干道和周边住宅小区所包围,同时项目为了考虑充分利用红线内面积和配置地下停车位的要求,将地下室面积在合理的范围内尽量做到最大化。
随之而来,整个基坑与周边小区建筑的防护距离就相当有限,加上建设用地窄小,且几乎都被地下室占据,给基坑开挖带来了一定的困难。
3.设计方案
本工程±0.000m相当于黄海高程4.900m,场地自然地坪平均标高为-0.900m(即黄标4.000m)。
工程基坑1#楼地下室底板标高分别为-5.45~-9.25,基坑开挖深度为5.15m~11.950m。
根据勘察报告可知,基坑开挖范围内的土层主要为粉质粘土和粉土层,地下水水位埋藏较浅,勘探期间测得的地下水位埋深为0.20~1.50m,地下水浅部属孔隙潜水,其变化受大气降水等影响。
本基坑采用劲性水泥土搅拌桩法围护结构护壁兼做止水帷幕,边坡结构为一排三轴水泥土搅拌桩a650@450(内插型钢)和
a850@600(内插型钢),水泥掺量为22%,插入型钢为h500×300×11×18和h700×300×13×24,进行“隔一插一”、“隔一插二”、“满插型钢”三种工序。
4.施工控制
4.1劲性水泥土搅拌桩法围护桩施工
(1)测量放线:根据坐标基准(控制)点,按照基坑支护设计图进行放样定位及工程引测工作,并做好永久点及临时点标志。
(2)开挖沟槽:根据基坑围护内边控制线,用挖掘机开挖1.00m ×1.20m沟槽,并清除地下3米以上的障碍物,开挖沟槽余土应及时处理,以保证劲性水泥土搅拌桩法正常施工。
4.2型钢加工制作
型钢的加工制作首先必须符合国家标准《钢结构工程施工验收规范》(gb50205-2001)的要求;考虑作为临时结构,尚须符合以下要求:
(1)焊接h型钢截面高度300mm的公差下限为-5mm。
(2)翼缘倾斜允差在规范之外增加2mm。
(3)加工采用手工焊,角焊缝高度为6mm;现场对接焊缝必须开剖口焊透;全部焊缝质量等级均须达到三级。
4.3涂刷减摩剂
(1)减摩剂重量配合比为氧化石蜡:阳离子乳化剂:op:助乳剂:防锈剂:水=15:1.3:0.8:2:2:65。
(2)清除h型钢表面的污垢及铁锈。
(3)减摩剂必须用电热棒加热至完全熔化,用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀,才能涂敷于h型钢上,否则涂层不均匀,易剥落。
(4)如遇雨天,型钢表面潮湿,先用抹布擦干其表面后涂刷减摩剂。
不可以在潮湿表面上直接涂刷,否则将剥落。
(5)如h型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂,须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。
(6)型钢表面涂上涂层后,一旦发现涂层开裂、剥落,必须将其铲除,重新涂刷减摩剂。
4.4插入型钢
搅拌桩施工完毕后,吊机应立即就位,准备吊放h型钢。
h型钢使用前,在距其顶端25cm处开一个中心圆孔,孔径约8cm,并在此处型钢两面加焊两块各厚1cm的加强板,其规格为700mm×300mm、500mm×300mm,中心开孔与型钢上孔对齐。
根据高程控制点,用水准仪引放到定位型钢上,根据定位型钢与h型钢顶标高的高度差(h型钢桩顶标高-1.40m和-0.40m两种),可在型钢两腹板处外侧焊好吊筋(12线材)。
误差控制:
(1)安装好吊具及固定钩,然后用25吨以上吊机起吊h型钢,用线锤校核其垂直度。
(2)在沟槽定位型钢上设h型钢定位卡,固定插入型钢平面位置,型钢定位卡必须牢固、水平,然后将h型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内,采用线锤控制垂
直度。
(3)h型钢下插至设计深度后,用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上,待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后,将吊筋及沟槽定位型钢撤除。
(4)若h型钢插放达不到设计标高时,则重复提升下插使其达到设计标高,此过程中始终用线锤跟踪控制h型钢垂直度。
4.5型钢拔除
地下室结构结顶且回填土完成后,开始拔除h型钢。
采用专用夹具及千斤顶以冠梁为支座,起拔回收h型钢。
h型钢拔出后及时对桩体内部空隙按设计要求注入水灰比不大于1:2的水泥浆进行填充,来控制土体变形。
4.6报表记录
施工过程中由专人负责记录,记录要求详细、真实、准确。
每天要求做一组试块,试样宜取自最后一次搅拌头提升出来的附于钻头边的水泥土,试块制作好后进行编号、记录、养护,到龄期后由监理单位随机抽取几组送实验室做抗压强度试验,28天龄期无侧限抗压强度要求不小于1.2mpa。
5.结语
由于建设用地周边道路、管线及房屋情况较为复杂,考虑到深层搅拌桩施工的挤土效应会对周边道路、管线及房屋产生影响,因此在施工过程中委托有资质的单位对基坑和周围环境进行变形监测,并提供连续不间断的监测数据,做到信息化施工。
劲性水泥土
搅拌桩法围护桩结构体系的成功实施确保了本工程得以安全、快速的顺利推进。
工程自基坑开始土方开挖到坑壁边回填土完成和型钢拔除为止,累计约9个月的时间里,本基坑围护墙未发生渗漏现象,周边道路未发生路面开裂情况,基坑内各项监测数据均在设计和规范的允许范围内,周边房屋建筑的监测数据也均符合设计和规范要求。
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