地铁隧道附近SMW工法的施工

地铁隧道附近地铁隧道附近 smwsmw 工法的施工工法的施工 常见的基坑围护形式有地下连续墙 组合排桩和 smw 工 法等几种 smw 工法以其经济 适用 环保等优势而越来越被 广泛应用 本文就如何采取有效措施 将 smw 工法对临近地 铁施工的影响缩小至最小范围加以探讨 smw 工法是我国建筑施工技术创新中技术引进与创新的典 型 该工法可适用于粘性土 砂性土以及砂砾石等地层中施工 1993 年 smw 工法通过技术引进并创新在我国发展起来 该 工法主要被应用在我国东南沿海地区的软土深基坑围护中 位于上海静安寺商业圈的大上海会德丰广场工程地上 54 层 地下 3 层 总建筑高度 271 米 基坑开挖深度塔楼为 20 72 米 裙楼部分为 17 92 米 其基坑围护采用地下连续墙 墙厚 1 米 墙深 35 5 40 5 米 而北侧紧邻地铁 2 号线 江苏路 静安 寺段 隧道 该段基坑长度为 95 米 距离地铁隧道 5 4 米 地 铁运营线路为此提出的保护要求为 两轨道横向高差 4 毫米 轨向偏差和高低差最大尺度值 4 毫米 10 米 地铁隧道结构变形 要求 结构变形曲线的曲率半径 15000 米 相对变曲 1 2500 隧道结构收敛变化量 10 毫米 隧道结构变形速率 0 5 毫米 day 且不得影响其安全正常使用 隧道与车站的差异沉降控 制在 5 毫米以内 地铁结构的水平位移和最终沉降不超过 20 毫 米 当发生下列情形时 建设单位应及时报警 并采取可靠措 施 保障地铁安全 1 监测值超过日监控指标或总变形控制量的 1 2 时 2 靠近地铁隧道一侧基坑围护结构的水平位移日变化量超 过 1 毫米时 3 其他危及地铁运营安全的事情发生时 地铁部门还规定 地铁隧道自动监测持续 3 日的日变形量 超过 0 5 毫米时 须中止现场施工 所以为了确保地下连续墙 的施工安全 在其两侧增加了 2 道 smw 工法加以保护 设计 的 smw 工法为三轴搅拌桩 桩径 850 毫米 搭接 250 毫米 桩长 32 5 米 水泥掺量 20 垂直度在 50 毫米以内 28 天无 侧限抗压强度要求不小于 1 5mpa 最外侧的工法桩距离地铁仅 4 4 米 其施工难度很大 但是在实际施工中 通过采用钻孔取 芯进行水泥土强度试验证明 普遍远远达不到 1 2mpa 的设计要 求 而且水泥土强度的离散性很大 同时呈现随深度增加强度 递减的规律 真正的芯样能够达到设计要求往往在 60 天以后 但 smw 工法水泥土强度还有一个重要现象 埋在地下时 强 度形成非常慢 而一旦随着基坑的开挖暴露于空气中 强度上 升非常快 基本 3 天可以达到设计指标 目前上海市内 smw 工法施工时水泥浆液的水灰比一般为 1 5 1 2 1 主要考虑搅拌后的水泥土中的含水量不能太小 以便 h 型钢可以靠自重下沉到位 笔者认为这么高的水灰比存 在两点问题 第一 如此高的水灰比 势必造成水泥土强度较 低 第二 在水泥土中水泥掺量一定的前提下 越高的水灰比 势必造成水泥浆液灌注量增加 同时产生更多的水泥土浆液溢 出 增加外溢水泥土处理成本 根据资料显示 日本公司在施 工时 水灰比 w c 为 0 3 0 8 根据工程类别及土性选择使用 而目前日本有的水泥土强度已达到 3 5mpa 目前在地铁边缘施 工 这样低的水灰比 再加上本工程工法施工的深度在 30 米以 上 如果浆液过稠 势必在施工到 20 米以下后 土体搅拌产生 的应力无从释放 造成对地铁的影响甚大 水灰比取值如过大 将造成桩身强度提高缓慢 影响下道工序施工 进而影响施工 工期 过小又无法释放应力 对地铁运营造成威胁 另外施工 时钻杆的下沉与提升速度对地铁造成的影响也较大 一般正常 钻入速度为 1 5 分钟 1 米 20 米后达到 2 2 5 分钟 1 米 30 米 左右为 2 5 3 分钟 1 米 实际施工时我们为了让应力及时释放 希望达到 2 分钟或者 4 分钟 1 米 即下钻每 1 米 都让钻杆在 原地注浆空钻 满 2 分钟或者 4 分钟后继续下沉 最后我们对 这些施工参数进行排列组合 即水灰比各取 1 5 1 2 1 0 下 沉及提升速度各取 2 分钟 1 米和 4 分钟 1 米 经过 6 次试验后 在试验桩号边的土体测斜管显示的是 4 分钟 1 米 1 2 水灰比 对土体的影响相对最小 故此 最终采用了这个施工参数 为 了确保连续作业可能对地铁的影响 地铁部门要求我工程只能 在晚上 11 时到清晨 6 时的时间段内进行施工 且在施工中严格 按照隔 4 打 1 的原则 具体施工过程中 我们又发现下列一些因素的控制可以减 小地铁的影响 1 压浆机档位在不同施工时段的调整 一般下沉时和上提 到 15 米之下都选择使用 2 档 230ml min 15 米以上用 1 档 165ml min 2 密切注意返浆的状态 如过稠应及时查明原因 采取对 应措施 如是机械原因 应及时将钻头提升上来 检修设备后 再继续施工 3 注意钻机的电流变化 经过实践 我们发现 深度 18 米以上一般电流在 200ma 18 25 米在 200 240ma 之间 25 米以下为 260 280ma 所以当发现在一定的施工深度 其电流 读数明显高于正常值时 即应结合返浆的稠度 采取措施 其 目的是将较稠的浆液打散 帮助应力及时释放 4 统计沟槽里的返浆量并及时用抓斗机清除返浆 帮助应 力释放 本工程施工过程中的返浆置换率在 70 即置换出土 量除以打入量 如果低于这个数值应及时引起重视 因为浆 液过多而未及时排出对等的土方 将会在地下产生膨胀 进而 影响地铁管线 采取上述措施后 我们发现这样施工对地铁的影响基本能 够控制在 0 5 毫米以内 综上所述 smw 工法在地铁隧道等要求严格的受保护单位 附近的施工完全可以通过细致策划 对施工主要参数进行适当 调整 可以将对其周边环境的影响降低到很