雙輪銑深層攪拌樁(CSM)工法施工技術

張耀龍，劉光輝，王志輝，華文鑫，高宇澄

(中天建設集團有限公司，天津 300199)

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雙輪銑深層攪拌樁(CSM)工法施工技術

張耀龍，劉光輝，王志輝，華文鑫，高宇澄

(中天建設集團有限公司，天津 300199)

主要介紹了天津聚和華大廈項目在水泥土地下連續(xù)墻施工中采用的CSM工法及內(nèi)插H型鋼施工技術。CSM工法作為目前最先進的地下連續(xù)墻施工工藝，在本工程預定工期內(nèi)及時完成施工內(nèi)容，并取得了預期效果。

CSM工法；H型鋼；地下連續(xù)墻

CSM是 Cutter Soil Mixing(銑削深層攪拌技術)的縮寫，現(xiàn)已成為了一種工法的名稱，它是應用原有的液壓銑槽機的設備結(jié)合深層攪拌技術進行創(chuàng)新的地下連續(xù)墻或防滲墻施工設備，結(jié)合了液壓銑槽機的設備技術特點和深層攪拌技術的應用領域，將設備應用到更為復雜的地質(zhì)條件中。

CSM地下連續(xù)墻成槽技術主要是結(jié)合了深層攪拌技術的特點，完成地下連續(xù)墻的施工?？梢宰鳛橹ёo結(jié)構(gòu)保護基坑開挖，CSM成墻后，在槽段內(nèi)插入 H 型鋼，來承受開挖過程的彎矩。待基坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工完成后，再將H型鋼用震動錘拔取出來，H型鋼可以再重復使用，有利于降低工程造價。

1　工程概況

聚和華大廈項目位于天津市和平區(qū)新華路與錦州道交口，擬建項目地上15層，1層和2層為商業(yè)用房，2層以上為酒店式公寓，總高度51 m，地下為整體3層地下室車庫，總建筑面積71 084 m2?；又荛L約為381.1 m，面積9 300 m2?；由顬?4.95 m?；硬捎肅SM地下連續(xù)墻，寬800 mm，樁長25.5 m，插入H型鋼24 m，間距800 mm，共478根。采用三道鋼筋混凝土水平環(huán)梁支撐。基坑支護及施工現(xiàn)場布置見圖1。

圖1　基坑支護及施工現(xiàn)場布置圖

2　CSM工法特點

雙輪銑深攪工藝是一種創(chuàng)新性深層攪拌施工方法。此工藝源于德國寶峨公司雙輪銑技術，是結(jié)合現(xiàn)有液壓銑槽機和深層攪拌技術進行創(chuàng)新的巖土工程施工新技術。通過對施工現(xiàn)場原位土體和水泥漿進行攪拌，可以用于防滲墻、擋土墻、地基加固等工程。與其他深層攪拌工藝比較，CSM對地層的適應性更高，可以切削堅硬地層(卵礫石地層、巖層)。

2.1CSM設備

CSM設備則是將液壓銑槽機的技術加以引申，將液壓銑槽機的銑輪與凱式方形導桿相連接，將該設備加裝在適當改造的旋挖鉆機、履帶式起重機或履帶式深層攪拌鉆機等設備上。將銑輪驅(qū)動所需的液壓系統(tǒng)和注漿用的管路安裝在凱式方形導桿內(nèi)。采用履帶底盤獲取動力或安裝獨立動力站的方式形成一套完整的CSM地下連續(xù)墻或防滲墻成槽施工設備。其他相關配套設備為：空壓機、水泥攪拌桶、混合器、膠管泵、泥漿車等。見圖2、圖3。

圖2　CSM設備

圖3　雙輪銑深攪設備施工平面概化圖

2.2CSM施工工藝

工藝流程包括清場備料、放樣接高、安裝調(diào)試、開溝鋪板、移機定位、銑削掘進攪拌、回轉(zhuǎn)提升、成墻移機、安裝芯材等。工藝流程見圖4。

圖4　雙輪銑深攪(CSM)工法內(nèi)插H型鋼施工工藝流程圖

雙輪銑深攪連續(xù)墻由一系列的一期槽段墻和二期槽段墻相互間隔組成，所謂一期槽段墻是指成墻時間相對較早的一個批次墻體，二期槽段墻是指成墻相對較晚的批次。如圖5所示，圖中頭字母為“P”的系列為一段槽段墻，頭字母為“S”的系列為二期槽段墻。當一期槽段墻達到一定硬度后再施工二期槽段墻，這種施工方式被稱為“硬銑工法”[1]。

圖5“硬銑工法”槽段示意圖

本次施工采用“硬銑工法”，其優(yōu)點在于：二期槽段墻施工時不會將泥塊摻雜到相鄰已經(jīng)完成的一期槽段墻內(nèi)，可保證墻體質(zhì)量；一期槽段墻硬化后，施工二期槽段時，設備接觸地面范圍內(nèi)地耐力不會大幅度下降，有利于保證設備穩(wěn)定性[2]。

3　施工步驟及施工參數(shù)

3.1施工步驟

第一步，雙輪銑深攪工法墻定位放樣；

第二步，預挖導溝(導溝寬1.0～1.5 m，深0.8～1.0 m)，見圖6；

圖6　開挖溝槽圖

第三步，CSM設備就位，銑頭與槽段位置對正；

第四步，銑輪下沉注水切銑原位土體至設計深度(圖7)；

圖7　銑輪下沉切銑

第五步，銑輪提升注水泥漿同步攪拌成墻，見圖8；

圖8　銑輪提升注水泥漿同步攪拌成墻

第六步，鉆桿清洗，廢泥漿收集，集中外運；

第七步，吊放加工完成的H型鋼；

第八步，移動至下一槽段位置，重復上述七個步驟。

最后，待地下主體結(jié)構(gòu)施工完成后，采用專用型鋼起拔裝置，以帽梁為反力梁，起拔回收H型鋼。

3.2施工參數(shù)

3.2.1水泥攪拌工藝參數(shù)

水泥型號P.O 42.5，水灰比1.0～2.0。

3.2.2雙輪銑切削注漿攪拌參數(shù)

參數(shù)的具體內(nèi)容為：

水泥摻入比為20%；

單槽段水泥土墻尺寸為2.8 m×0.8 m；

槽段間套銑寬度200 mm；

向下切銑速度小于1.2 m/min(硬地層取小值，軟地層取大值)；

向上切銑速度小于1.2 m/min(根據(jù)注漿量選擇速度)；

銑輪厚度(成墻厚度)800 mm；

雙輪銑深攪墻底深度-25.5 m(相對標高)。

3.2.3內(nèi)插型鋼參數(shù)

包括型鋼長度、型號、中心距等：

型鋼長度24.0 m；

型鋼型號為H700×300×13×24；

型鋼中心距800 mm。

4　H型鋼插入與回收

4.1型鋼定位

1)平整定位型鋼擺放位置，確保定位型鋼能夠基本處于水平狀態(tài)，定位型鋼兩側(cè)支護樁中心線為1.4 m(可根據(jù)現(xiàn)場具體施工情況進行相應調(diào)整)；

2)測量放線：現(xiàn)場測量人員對定位型鋼的位置①②③④(見圖9型鋼定位位置圖)進行測放，同時進行需要控制型鋼位置的⑤⑥⑦⑧點位進行測放，然后在⑤⑥和⑦⑧點拉線，確保現(xiàn)場測量人對型鋼放樣的準確性。

圖9　型鋼定位位置圖

型鋼放樣的具體步驟：以⑤點為起點，沿著⑤⑥這條直線量出⑤⑩并在⑩點定位型鋼上的位置做標記，以后每800 mm在定位型鋼上做標記；同理，在基坑內(nèi)側(cè)的定位型鋼上做標記。最后按照標記好的位置安放定位卡。

3)型鋼定位：為確保型鋼的準確和連貫性，現(xiàn)場測量人員必須始終以⑤⑦點或⑥⑧點作為起點，當同一組控制點的型鋼放樣必須從不同方向上進行放樣時，必須對已有型鋼的位置進行復核以避免誤差出現(xiàn)。

4.2型鋼垂直度控制

當型鋼放置正確位置時，使用2臺全站儀對型鋼X、Y兩個方向進行垂直度控制以確保型鋼垂直度在設計及規(guī)范要求范圍之內(nèi)。

4.3H型鋼插入

1)型鋼在插入前需進行除銹并表面涂刷減磨材料[3]，以利于回拔。要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑，厚度1mm左右。型鋼需在槽段完成后120min內(nèi)插入。

2)在溝槽定位型鋼上設H型鋼定位卡，型鋼定位卡必須牢固、水平，將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡靠型鋼自重徐徐直插入雙輪銑攪拌墻體內(nèi)，垂直度控制用經(jīng)緯儀(全站儀)控制。

4.4型鋼懸吊

型鋼采用鋼絲繩吊，工程質(zhì)量滿足設計及規(guī)范要求。

4.5H型鋼的回收

帽梁作為型鋼起拔的反力基礎，在澆筑時將H型鋼挖出并清理干凈露出部分H型鋼表面的水泥土后，在扎圈梁鋼筋前，埋沒在圈梁中的型鋼部分腹板和翼板二側(cè)先用泡沫塑料(厚度大于10mm)包裹，再用油毛氈片包裹泡沫塑料二層，油毛氈片包裹高度高出圈梁頂150mm；并用U型鐵絲卡固定好油毛氈片。

待地下主體結(jié)構(gòu)施工完成后，使用專用型鋼起拔裝置，以帽梁為提供反力梁，起拔回收H型鋼；起拔過程中始終用吊車吊提住頂出的H型鋼，千斤頂頂至一定高度后，用吊車將型鋼拔出。

型鋼拔出需考慮對周邊環(huán)境的影響，對型鋼拔出后的空隙采用注漿填充的措施[4]。

5　結(jié)　語

筆者所在的中天建設集團有限公司，在天津聚和華大廈項目地下連續(xù)墻工程中應用了CSM工法及內(nèi)插H型鋼技術，該技術的設備相對廉價；有很好的抗?jié)B性能，工作效率高，能夠大大縮短工期；適用于更廣泛的領域，在復雜的地質(zhì)條件下也可以施工。其墻體垂直度實時監(jiān)控，大大提高了墻體垂直精度。但由于CSM設備也是剛剛開發(fā)出來，還有待于進一步拓展應用的領域，也需要進一步完善施工工藝，從而將該設備和技術有效地應用起來，并能為其他項目帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]霍鏡，朱進，胡正亮，等.雙輪銑深層攪拌水泥土地下連續(xù)墻(CSM工法)應用探討[J].巖土工程學報，2012，34(增刊1)：666-670.

[2]曾保紅.雙輪銑深層攪拌水泥土墻(CSM工法)在某工程中的應用[J].建材世界，2014，35(增刊2)：537-540.

[3]上?，F(xiàn)代建筑設計(集團)有限公司，浙江環(huán)宇建設集團有限公司.JGL/T199—2010型鋼水泥土攪拌墻技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[4]天津市勘察院.DB29—202—2010建筑基坑工程技術規(guī)范[S].天津：天津市建設科技信息中心，2010.

Construction Technology of the Deep Mixed PileMethod for the Double Round Milling

ZHANG Yaolong, LIU Guanghui, WANG Zhihui, HUA Wenxin, GAO Yucheng

1008-3707(2016)01-0036-04

2015-10-21

張耀龍(1982—)，男，河北保定人，工程師，從事建筑工程技術管理工作。

TU476+.3

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