CSM樁基坑支護施工工法詳解










1 前言



長期以來,鉆孔灌注樁、地下連續墻、人工挖孔樁等做法,在深基坑支護中的應用很廣泛。CSM樁近年在深基坑支護中的應用逐步增多, 輪銑對施工現場原狀地層和水泥漿進行攪拌,從而形成防滲墻、擋土墻或對地層進行改良,達到抗滲效果。


我們在南昌明園九龍灣G02、 D05地塊已成功運用CSM樁施工工藝, 取得了良好的實施效益。





2 工法特點


CSM 工法(雙輪銑深攪工法) 是通過雙輪銑對施工現場原狀地層和水泥漿進行攪拌, 從而形成防滲墻、 擋土墻或對地層進行改良, 是一種高效施工的新技術。





3 適用范圍


雙輪銑深攪工法主要應用于穩定軟弱和松散土層, 砂性與粘性土均使用。本工法源自寶峨雙輪銑技術, 在與其他深攪工法比較下, 更適用于較堅硬的地層。





4 工藝原理


CSM 工法是一種創新性深層攪拌施工方法。此工藝源于德國寶峨公司雙輪切銑技術,是結合現有液壓銑槽機和深層攪拌技術進行創新的巖土工程施工新技術。通過對施工現場原位土體與水泥漿進行攪拌, 可以用于防滲墻、 擋土墻、 地基加固等工程。





5 施工工藝流程及操作要點


5. 1 施工工藝流程



CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖1

CSM 工法樁單樁成樁工藝流程圖


施工準備:預挖——預挖導購用于匯集多余的泥漿;

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖2

圖5. 1-12 成墻示意圖

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖3

步驟1:將深攪銑輪對正待施工的地下墻體的軸線, 不需要做導墻。

步驟2:攪拌頭持續性地深入地下, 在銑輪破碎土壤的同時, 泵送液體材料至攪拌頭底部,與掘松的土壤充分攪拌,在銑輪向下攪拌的同時加入壓縮空氣可以提高破碎和攪拌效果。銑輪的旋轉方向可以隨時變換,旋轉的銑輪及銑齒將土壤推向垂直安裝在銑輪架上的切割板,從而形成對土壤的強制攪拌效果。操作人員可調整銑輪進尺速度和泵送泥(灰)漿量,以形成均勻的塑性拌合體,以便于攪拌頭順利下鉆和提升,一般正常施工速度為0.5m~1. 0m/min。

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖4

圖 5. 1-13 雙銑輪施工示意圖

步驟3:在達到設計深度后,慢速拔出攪拌輪的同時連續注入水泥漿。攪拌輪的旋轉能夠充分保證已攪拌過的流塑態的水泥漿與土壤的混合體與新注入的水泥再次均勻的混合。

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖5

圖 5. 1-14 水泥漿注入圖

5. 2 施工順序



CSM 工法(雙輪銑深攪工法) 施工的水泥土連續墻是由一系列的一期槽與二期槽所構成。套銑鄰近新完成槽段的工藝稱為“軟銑工法” 。雙輪銑亦可套銑已具有一定硬度的一期槽段, 稱“硬銑工法” , 施工順序如右圖所示:P 槽段為一期槽, S 槽段為二期槽。





5. 3 型鋼下插施工


5. 3. 1 施工組織

本工程工法樁采用 H 型鋼, 型鋼間距參考圖紙資料, 型號為 700×300×13×24。型鋼插入宜在攪拌樁施工結束后 3h 內進行, 故與攪拌樁施工交叉進行。

5. 3. 2 下插前期準備

(1) 如投入 H 型鋼未達到設計長度, 應在攪拌樁施工前提前進場拼接。

(2) H 型鋼拼接后型鋼表面采用涂刷減摩劑, 以便下放過程順利。

5. 3. 3 施工工藝流程

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖6

圖 5. 1-15 施工工藝流程圖


5. 3. 4 型鋼的加工制作

型鋼宜采用整材,因施工需要采用分段焊接時,采用坡口焊接, 焊縫質量等級不得低于二級;單根型鋼中焊接接頭不宜超過2個,焊接接頭位置應避開彎矩最大處,相鄰的接頭豎向位置宜相互錯開,豎向錯開距離不宜小于1m。

5. 3. 5 涂刷減摩劑

型鋼起拔宜采用液壓起拔機, 型鋼在使用前必須涂刷減摩劑, 以利下插, 要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑。

(1) 清除型鋼表面的污垢及鐵銹。

(2) 減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化,用攪棒攪時感覺厚薄均勻, 才能涂敷于型鋼,否則涂層不均勻,易剝落。

(3) 如遇雨天,型鋼表面潮濕,應先用抹布擦干表面才能涂刷減摩劑, 不可以在潮濕表面上直接涂刷,否則將剝落。

(4) 如型鋼表面鐵銹清除后不立即涂減摩劑,須在以后涂刷前抹去表面灰塵。

(5) 型鋼表面涂上涂層后,一旦發現涂層開裂、剝落,必須將其鏟除, 重新涂刷減摩劑。

5. 3. 6 型鋼的下插

(1) H 型鋼下插應在 CSM 工法樁施工完畢后3h內進行,吊機應在攪拌提升過程中已經就位,準備吊放 H 型鋼。

(2) H 型鋼使用前,在距型鋼頂端處開一個中心圓孔,孔徑約 8cm, 并在此處型鋼兩面加焊厚≥12mm 的加強板,中心開孔與型鋼上孔對齊。

(3) 根據甲方提供的高程控制點,用水準儀引放到定位型鋼上, 根據定位型鋼與 H型鋼頂標高的高度差確定吊筋長度,在 H 型鋼兩腹板外側焊好吊筋(≥Φ12 線材 ,誤差控制在±3cm以內。H 型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。

(4) 裝好吊具和固定鉤,然后用50T吊機起吊H型鋼,準備下插, 用線錘校核垂直度,必須確保垂直。

(5) 在溝槽定位H型鋼上設H型鋼定位卡,型鋼定位卡必須牢固、 水平,必要時用點焊與定位型鋼連接固定;型鋼定位卡位置必須準確, 將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡靠型鋼自重插入水泥土攪拌樁體內。

(6) 若H型鋼插放達不到設計標高時,則采用起拔H型鋼,重復下插使其插到設計標高,下插過程中始終用經緯儀跟蹤控制H型鋼垂直度。

(7) H 型鋼的成型待水泥攪拌樁達到一定硬化后,將吊筋以及溝槽定位卡拆除。

(8) 質量檢驗標準

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖7CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖8

圖 5. 1-17 H 型鋼的起吊和下插圖

5. 4 鋼筋混凝土、 圈梁、 腰梁、 支撐施工方案

5. 4. 1 施工流程

圈梁、 支撐土方開挖抽槽至設計標高→混凝土墊層放樣→墊層澆筑→綁扎鋼筋→支設側摸→澆筑砼→模板拆除→支撐梁養護





5. 4. 2 圈梁、 支撐施工

1、 土方開挖、 抽槽



立柱樁施工完成后, 排除場地內的積水, 清除作業面內的劣質土體。開挖作業面時沿型鋼兩側各外放 1 米開挖, 支撐梁沿支撐邊線各外放 0. 6 米開挖。開挖圈梁作業面時, 挖機不得碰撞型鋼, 型鋼之間的土體用小型挖斗配合人工清理, 底部 10 公分人工清理。施工過程中嚴格控制開挖面標高, 保證墊層標高符合要求。

2、 混凝土墊層澆筑



溝槽開挖完成后, 焊接鋼立柱頂部角鋼托架。復核槽底標高, 排除積水, 測放墊層邊線, 墊層邊線未圈梁、 支撐梁邊線外放 10 公分。安裝木方控制墊層邊線。復核支撐梁軸線無誤后方可澆筑混凝土。墊層混凝土強度等級為 C15。

3、 鋼筋綁扎



混凝土墊層澆筑完成后, 放出支撐梁軸線及模板邊線, 復核無誤后布設隔離層后開始綁扎鋼筋。

(1) 認真審圖, 根據各部位扎筋時的施工順序確定鋼筋穿插的先后順序。

(2) 按照施工進度、 分階段向施工班組進行施工交底, 內容如:綁扎順序、 鋼筋規格、 間距、 位置、 保護層墊塊、 搭接長度、 錨固長度以及彎鉤形式等。

(3) 鋼筋由現場加工, 現場綁扎成型。所用的鋼筋必須具備出廠質量保證書和焊接試驗合格證明, 對每進一批鋼筋應進行抽樣試驗, 并應有抽樣檢驗報告, 未經抽樣檢驗合格的鋼筋嚴禁使用。

(4) 彎曲不直的鋼筋應校正后方可使用, 不得采用熱效應法校直, 受污鋼筋必須清洗干凈后方可使用。

(5) 鋼筋驗收:檢查支撐節點加腋的鋼筋綁扎情況, 鋼筋接頭的位置及搭接長度是否符合規范規定,檢查鋼筋保護層厚度是否符合設計要求,檢查鋼筋綁扎是否牢固,有無松動變形現象。檢查鋼筋是否清潔。

4、 模板安裝施工



(1) 認真檢查模板質量, 要求各種規格的模板都應是平整、 完好無損, 孔洞應修補完好。每次使用前, 應清除板面垃圾涂刷隔離劑。

(2) 施工前繪制好模板排列圖。對操作班組認真進行交底。

(3) 立模板必須嚴格按彈好的梁邊線進行。梁外圍上口用麻線拉直以確保構件平整度。

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖9

圖 5. 1-20 腰梁模板施工詳圖

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖10

圖 5. 1-21 壓頂圈梁模板施工詳圖

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖11

圖 5. 1-22 混凝土支撐模板施工詳圖

(4) 安裝模板前應檢查預埋件的位置尺寸規格數量及固定情況。

(5) 壓頂圈梁、 圍檁及支撐的模板支設立面示意圖參見上圖

5、 混凝土澆筑施工


1) 、 混凝土澆搗前的準備工作

模板和隱蔽工程項目分別進行自檢、 監理驗收合格方可進行澆筑。檢查時應注意以下幾點:

(1)、模板的標高、位置與構件的截面尺寸是否與設計符合,構件的預留拱度是否正確;

(2)、模板的緊密程度

(3) 、鋼筋的規格、 數量、 安裝位置及構件接點鏈接焊縫是否與設計符合;

(4) 、在澆筑混凝土前模板內的垃圾雜物、 鋼筋上的油污等應清理干凈。木模板應澆水加以潤濕但不允許留有積水。濕潤后木模板中尚未脹密的縫隙應用紙筋加以嵌塞或用粘紙貼縫以防漏漿;

2) 、 混凝土的振搗

梁應采用插入式振動器振搗混凝土, 混凝土分層澆筑時每層混凝土厚度應不超過500mm, 在振搗上一層時應插入下層中 5cm 左右以消除兩層之間的接縫, 同時在振搗上一層混凝土時要在下層混凝土初凝之前進行。每一插點要掌握好振搗時間, 過短不易搗實, 過長可能引起混凝土產生離析現象。一般每點振搗時間為 20~30s, 但應視混凝土表面呈水平不再顯著下沉、 不再出現氣泡、 表面泛出灰漿為準。振動器插點要均勻排列。

可采用“行列式” 或“交錯式” 的次序移動, 不應混用, 以免造成混亂而發生漏振。每次移動位置的距離應不大于振動棒作用半徑 R 的 1. 5 倍, 一般振動棒的作用半徑為30~40cm。振動器使用時, 振搗器距離模板不應大于振搗器作用半徑的 0. 5 倍, 并不宜緊靠模板振動, 且應盡量避免碰撞鋼筋。

3) 、 混凝土澆筑注意事項

在澆筑過程中,應控制混凝土的均勻性和緊密性,混凝土拌合物運至澆筑地點后,應立即澆筑。在澆筑過程中, 如發現混凝土拌合物的均勻性和稠度發生較大的變化應及時處理。澆筑混凝土時應注意防止混凝土的分層離析?;炷劣闪隙?、 漏斗內卸出進行澆筑時, 其自由傾落高度一般不宜超過 2m。否則應采用串筒、 斜槽、 溜管等下料?;炷恋乃冶群吞涠葢弦蟆仓炷習r應經常觀察模板、 鋼筋的情況, 當發現有變形、 移位時應立即停止澆筑, 并應在已澆筑的混凝土凝結前修正完好。混凝土在澆筑及靜置過程中, 應采取措施防止產生裂縫。由于混凝土的沉降及干縮產生的非結構性的表面裂縫, 應在混凝土終凝前予以修整。

4) 、 混凝土的養護

(1) 、 覆蓋澆水養護應在混凝土澆搗完后的 12 小時以內進行。

(2) 、 混凝土的澆水養護時間, 不得少于 7 天。

(3) 、 澆水次數應根據能保持混凝土處于濕潤的狀態來決定。

5) 、 試塊制作

根據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》 中 7. 4. 1 條規定, 結構混凝土的強度等級必須符合設計要求。用于檢查結構構件混凝土強度的試件應在混凝土的澆筑地點隨機每次澆筑支撐梁時, 超過 1000 方每 200m3

制作標準養護試塊 1 組, 同條件養護試塊3 組。不足 200m3按 200m3制作試塊。

6、 模板拆除


混凝土澆搗完成 24 小時后方可拆除模板。

材料與設備

6. 1 材料要求

6. 1. 1 鋼筋的各種規格、 型號、 機械性能、 化學成分、 可焊性和其它性能符合標準規范的規定和設計要求, 嚴禁將已生銹不能使用的鋼筋進場。

6. 1. 2 場內鋼筋妥善保存于工作棚內硬化地面上, 并設防潮墊木, 防止銹蝕。

7 質量控制



CSM(雙輪銑深攪) 工法的施工參數控制主要顯示于鉆機的操作手監視器:

一種電子檢測和控制系統—B-Tronic-可以安裝在所有 CSM 鉆機上, 這種數據獲取系統能夠檢測和控制施工參數, 同時也能控制和檢測鉆機功能。

下面列出的施工數據是連續獲得的, 可視化的和可以存儲的:

深度、 體積、 膠管內的漿液壓力、 溝槽內的漿液—土壤壓力、 泵送體積和時間、 泵送體積和深度、 偏斜量(在兩個方向上) 、 深攪頭的速度、 鉆機的參數。

CSM樁基坑支護施工工法詳解的圖12

圖 5. 1-19 電子檢測系統圖

整個生產過程中所有的施工參數都被監測, 記錄和存儲在鉆機內并且能夠以每一個單獨的墻體的質量保證記錄的形式打印出來。

8 安全措施



CSM 樁成孔過程中孔壁的穩定性是保證工程質量和速度的關鍵, 特采取如下安全保證措施:

(1) 充分了解地質情況和周圍高空、 地下的電線、 管線的分布情況, 制定切實可行的施工方案和安全技術措施。

(2) 導墻要置于穩固地基上, 遇松軟場地采取有效加固措施, 確保導墻穩固。

(3) 機械操作人員經過崗位培訓, 持證上崗;吊裝作業設立專人, 正確指揮;現場工作人員配備特種勞動用品, 按規定穿戴;

(4) 注意施工現場用電、 氣氧割的安全使用。

9 環保措施


9. 1本工法應執行以下環保法規:《建筑工程施工現場環境與衛生標準》 (JGJ146-2013) 、 《建筑施工場界環境噪聲排放標準》 (GB12523-2011) 、 《建筑項目環境保護管理條例》

9. 2 盡最大限度地降低工地噪音, 施工人員進入現場嚴禁大聲喧嘩, 現場所有機械能加消聲器的均加消聲器以減少機械噪音, 特別是振動棒采用環保型振動棒以減少施工噪音, 確保周圍的寧靜與美麗。

9. 3 砂漿攪拌棚、 水泥庫用彩條布圍起來, 以減少灰塵、 噪音對周圍環境的污染。

9. 4 在施工現場設洗車槽及沉淀池, 凡出入車輛均專人清洗底盤和輪胎, 不帶泥上路。

10 效益分析


它是應用原有的液壓銑槽機的設備結合深層攪拌技術進行創新的地下連續墻或防滲墻施工設備, 結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條件中. CSM 地下連續墻成槽技術主要是結合了深層攪拌技術的特點, 完成地下連續墻的施工。可以作為支護結構保護基坑開挖, CSM 成墻后, 在槽段內插入 H 型鋼, 來承受開挖過程的彎矩。待基坑內部結構施工完成后, 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。

11 應用實例


應用一:南昌市明園九龍灣G02地塊工程

由我司承建的明園· 九龍灣項目 G02 地塊工程位于南昌國體 6 號門對面, 建筑用地面積為 19683. 4 ㎡, 總建筑面積 87121. 7 ㎡, 其中地上面積 59209. 6 ㎡, 地下建筑面積27912. 1 ㎡?;由疃燃s 9 米, 采用 CSM 樁止水帷幕。

該工程土方開挖后的CSM樁止水帷幕外觀整齊, 擋土、 止水的總體效果優良, 達到了設計和使用要求。




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