淺析SMW工法樁施工對(duì)深層土體水平位移影響

文/趙云蕾、蔣邦金、陳凱、劉璋、張龍磊 中建八局第一建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250000

淺析SMW工法樁施工對(duì)深層土體水平位移影響

文/趙云蕾、蔣邦金、陳凱、劉璋、張龍磊 中建八局第一建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250000

SMW工法又被稱為新型的水泥土攪拌樁墻，就是在水泥土裝內(nèi)部插入H型鋼筋，也有用插入拉森式鋼板樁和鋼管，將承受荷載和防滲擋水結(jié)合在一起，這種方法同時(shí)具有抗?jié)B透能力和受力這兩種功能，這種工法用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻十分有效，文章以此為基礎(chǔ)，選擇特定的區(qū)域?yàn)閷?shí)驗(yàn)地區(qū)，對(duì)SMW工法樁施工技術(shù)對(duì)于深層土體水平位移影響進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

SMW工法；深層土體；水平位移

SMW工法樁施工技術(shù)對(duì)施工設(shè)備要求比較簡(jiǎn)單，所以這種施工方法的成本相對(duì)較低，并且沒有大量的排土，SMW工法就是使用專業(yè)的多軸攪拌就地鉆進(jìn)切削土體，然后在鉆頭的頂部將水泥砂漿注入土體內(nèi)部，經(jīng)過這個(gè)過程的反復(fù)攪拌，使得水泥砂漿充分的混合，各個(gè)施工單位之間使用重疊搭接的方式進(jìn)行施工，水泥混凝土在沒有凝結(jié)之前將H型剛才或者其他類型的材料插入攪拌樁內(nèi)部，構(gòu)成一個(gè)高強(qiáng)度、連續(xù)完整且沒有接縫的地下連續(xù)墻體，使用這種施工技術(shù)建造的墻體能夠作為地下開挖基坑的擋土以及止水結(jié)構(gòu)層。這種施工技術(shù)總的來說構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，墻體止水性能較好，施工工期段，工程造價(jià)小，對(duì)環(huán)境造成的影響比較小，所以適合城市建筑深基坑工程，文章以某城市地鐵隧道施工工程為例，對(duì)施工技術(shù)以及相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行了分析介紹。

1、工程試驗(yàn)區(qū)域地質(zhì)狀況分析

該工程試驗(yàn)區(qū)域地勢(shì)較為平坦，由于是地鐵隧道施工工程，區(qū)域內(nèi)地下水屬于淺水類型，穩(wěn)定水位位于地表下1m左右，水位類型以及深度對(duì)混凝土沒有腐蝕作用，雜填土含水量33.4%，灰色粘土含水量39.7%，灰色粉砂土層含水量26.1%，灰色細(xì)粉砂土層含水量26.3%，灰色粉質(zhì)粘土層含水量34.7%，暗綠色粉質(zhì)粘土層含水量21.2%。

2、土層深層水位位移檢測(cè)

對(duì)于SMW工法樁施工對(duì)深層土體水平位移影響文章采用的試驗(yàn)方案如下：

使用三軸攪拌棒（規(guī)格Φ850mm），每一個(gè)樁有效寬度為1.8m，長(zhǎng)度為30m，選擇試驗(yàn)區(qū)域總長(zhǎng)度為10m左右，在滿足水泥滲入量的狀況下，對(duì)不同土層使用的水灰比例以及下鉆速度等條件確定之后，對(duì)深層土體唯一狀況進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)。試驗(yàn)參數(shù)選擇：水灰比例1:1.2:1.5，鉆頭下鉆速度和鉆頭提升速度05.m/min，試驗(yàn)一共有六個(gè)樁，分別按照不同的水灰比進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)，通過對(duì)不同狀況下的SMW工法樁對(duì)深層土體位移影響監(jiān)測(cè)分析，可以得出不同條件下的施工技術(shù)選擇，降低這種施工技術(shù)對(duì)于鐵路隧道工程結(jié)構(gòu)的影響。

3、土層深層水位位移監(jiān)測(cè)

3.1 位移監(jiān)測(cè)方法選擇

對(duì)于土層深層水位位移的檢測(cè)使用SX-20型伺服機(jī)測(cè)斜儀，因?yàn)槊恳粋€(gè)樁的長(zhǎng)度為30m，所以檢測(cè)孔深設(shè)置在30m以上，測(cè)斜管穩(wěn)定之后收集原始數(shù)據(jù)，之后沿著深度檢測(cè)方向每過1m收集以此讀數(shù)，深層水位土體變形觀測(cè)誤差控制在1mm左右。

3.2 水位位移監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

試驗(yàn)一共選擇6個(gè)樁，分別標(biāo)號(hào)為Z1,、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，對(duì)于6個(gè)樁監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔為36小時(shí)，下面對(duì)不同水灰比狀況下的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行介紹：

（1）水灰比1狀況下的監(jiān)測(cè)結(jié)果

Z1樁使用的是水灰比1，鉆進(jìn)施工過程中因?yàn)樗冶认鄬?duì)較小，所以鉆進(jìn)設(shè)備出現(xiàn)過大的超負(fù)荷電流，進(jìn)而導(dǎo)致跳閘現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)整將水灰比提升到1.2.

（2）水灰比1.2狀況下的監(jiān)測(cè)結(jié)果

Z2樁使用的水灰比1.2，鉆進(jìn)施工下鉆速度平均每分鐘0.3m，測(cè)斜孔最大的水平位移是2.05mm，位置在地表下方4m處，對(duì)應(yīng)的鐵路隧道中心線位置土體位移1.5m。

（3）水灰比1.5狀況下的監(jiān)測(cè)結(jié)果

Z3樁使用的是水灰比1.5，鉆進(jìn)施工下鉆速度平均每分鐘03.m，測(cè)斜孔最大值在地表下方4m處，水平位移3.43mm，對(duì)應(yīng)的鐵路隧道中心線位置土體的水平位移2.68mm，對(duì)應(yīng)的測(cè)斜孔位置水平位移是2.35mm。

因?yàn)楸敬卧囼?yàn)選擇的區(qū)域鐵路隧道中心點(diǎn)位于地面下方10m位置，為了更好地研究SMW工法樁施工對(duì)深層土體水平位移的影響，試驗(yàn)一共持續(xù)一周，試驗(yàn)結(jié)果顯示這種施工技術(shù)對(duì)于深層土體水平位移的影響主要體現(xiàn)在成樁階段，施工過程結(jié)束之后，被擠壓的土體會(huì)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，水平位移變形狀況逐漸降低，基本上在24小時(shí)以內(nèi)能夠保持穩(wěn)定。

4、SMW工法樁施工對(duì)深層土體水平位移影響試驗(yàn)分析和討論

從上述的試驗(yàn)結(jié)果可以看出SMW施工技術(shù)對(duì)于水平位移的影響主要體現(xiàn)在成樁過程中，同時(shí)對(duì)于深層土體水平位移造成的影響和水灰比、下鉆速度、漿液注入量以及施工地區(qū)的地形地勢(shì)有很大的關(guān)系，不同要素之間也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，例如當(dāng)水灰比過低的時(shí)候，鉆進(jìn)施工的速度也會(huì)降低，與此同時(shí)漿液注入量會(huì)相應(yīng)的增加，在這種情況下，深層土體會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移。所以對(duì)于地鐵側(cè)方位的鉆孔施工工程來說，施工階段必須適當(dāng)?shù)目刂扑嗟臐B入量，這樣能夠通過強(qiáng)度的提升，來抵抗基坑開挖過程中隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平位移。

總的來說，使用SMW工法樁施工技術(shù)的時(shí)候，深層土體水平位移主要會(huì)出現(xiàn)在承裝過程中，成樁結(jié)束之后24小時(shí)以內(nèi)基本上是處于穩(wěn)定狀態(tài)，而這種穩(wěn)定狀態(tài)在24小時(shí)之后會(huì)產(chǎn)生變化，水平位移會(huì)逐漸的減小，實(shí)際施工過程中，要控制好漿液注入量和下鉆速度，協(xié)調(diào)兩者的關(guān)系，和兩個(gè)因素是影響深層土體水平位移的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于深層土體水平位移對(duì)施工區(qū)域的影響非常大，所以在具體施工過程中，一定要從具體的施工區(qū)域地質(zhì)狀況出發(fā)，選擇合適的水灰比，控制好下鉆速度，保證工程質(zhì)量和施工區(qū)域結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

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