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【非凡全钢结构】SMW工法桩在卵石地质的成功应用!

2019-11-13 宏信周转材料 阅读 153
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一、SMW工法简介

 

大家好,我是涂工,今天我为大家带来周转材料的“非凡全钢结构”之SMW工法。基坑支护工程是一门主要与土打交道的学科,我国国土面积辽阔,土质千差万别。不同的土质情况催生不同的新型植桩工艺,而机械设备往往是决定工艺应用范围的关键。所以,深基坑工程支护工艺的创新很大程度受限于机械设备的创新。

 

SMW工法案例

 

二、SMW工法概述

 

SMW工法桩是三轴搅拌桩和H型钢的结合体(三轴搅拌桩负责挡水,H型钢负责挡土),三轴搅拌桩机械在土层深部就地将水泥和土强制搅拌(两轴同向旋转喷浆与土拌合,中轴逆向高压喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌合),利用土和水泥水化物间的物理化学作用,形成有一定强度的水泥土固结体,改善土的强度、透水性、承载力等特性。同时在水泥土中插入H型钢,即形成SMW工法桩。

 

基坑支护项目工程

 

三、SMW工法地质优势

 

SMW工法桩的施工范围取决于三轴搅拌机设备的施工能力,很多专业学术资料显示,三轴搅拌桩只适用于填土、淤泥质土、黏性土、粉土、砂性土、饱和黄土等土层。而我国很多地区地质都有砾砂、圆砾,甚至风化岩层,且卵石粒径较大,含量较高,层厚较大,埋深不等,地下水比较丰富。

 

南昌地区就属于典型上述地质,大部分该地区地勘资料显示,地层自上而下依次为素土、粉土粉砂、细砂、粗砂、砾砂、圆砾、卵石、强风化砂岩(泥岩)、中风化岩层等。按照常规思路,很多岩土设计人员更愿意采用当下较为时髦的新型支护工艺方案,例如:TRD、CSM、MJS等工法。普遍认为SMW工法三轴搅拌桩工艺在上述地层中钻进效率低、钻具磨损严重、施工成本较高、成桩效果较差等。但通过多方实践证明,在调整钻具、叶片受力角度及间距,选配与地质相匹配的优质合金,匹配大功率的动力单元和卵石层的专用钻具后,三轴搅拌桩的在圆砾或强风化岩等复杂地层中的成桩完全没有问题,更有部分项目实践中,借助外掺剂的使用,甚至顺利进入到了中风化岩层。因此,通过相关数据测算分析显示,其施工效力、造价经济性指标远优于新型工艺工法

 

SMW工法中的三轴搅拌桩

 

所以,近几年三轴搅拌桩在南昌地区应用越来越成熟,并不断刷新成桩深度及H型钢埋深深度。这些技术成果都主要源于设备生产企业对三轴搅拌机设备的不断创新,以及施工企业对施工工艺、施工技术的不断总结及探索!

 

四、SMW工法项目案例

 

下面我们来看看SMW工法克服坚硬土层的应用案例

 

1.基坑支护工程概况

某工程地下车库设置2层地下室,采用桩基础,基坑面积约4200m2,周长约258m,基坑整体开挖深度按9.25m考虑。采用SMW工法桩+一道支撑的支护形式。

 

2.基坑支护土质情况

①素填土:全场地分布,稍湿,松散,压实性差,工程性质差,承载力低,不可作为拟建建筑物基础的天然地基持力层。

②粉土:呈层状分布于场地,部分钻孔缺失该层,稍密~中密状态,湿,属中等压缩性土,厚度不均匀,工程性质一般,承载力一般,不宜作为拟建物的天然地基持力层。

③细砂:呈层状分布于场地,稍密状,埋藏较深,厚度起伏较大,部分地段缺失该层,工程性质差,承载力低,不宜作为拟建建筑物的桩基础的持力层。

④粗砂:呈层状分布于场地,中密状,埋藏较深,厚度起伏较大,部分地段缺失该层,工程性质一般,承载力一般,不宜作为拟建建筑物的桩基础的持力层。

⑤砾砂:呈层状分布于场地,中密状,埋藏较深,厚度起伏较大,工程性质较好,承载力较高,不宜作为拟建建筑物的桩基础的持力层。颗粒粒径>20mm 的含量约为 10.80~29.30%;2.0~20mm 的含量约为 32.80~47.20%,平均层厚达4.5米左右。

⑥圆砾:黄色,饱和,中密密,砾石主要成份石英.颗粒级配,磨圆度良好,多为次圆状. 全场地分布;

⑦强风化泥质粉砂岩:呈层状分布于整个场地,工程性质良好,承载力较高,但其厚度较小等因素,不建议作为拟建物的桩基础的持力层。

 

3.基坑支护平、剖面图

 

 

支护平面图

 

基坑支护剖面图

 

支护剖面图

 

五、SMW工法解决方案

 

根据本工程地质特点,采用以下几点措施:

1、配置220KW大功率超深动力单元,确保钻进动力充足;

2、配置卵石层专用钻具,确保钻具进尺速度;

3、配置进口特种抗磨硬质合金,提高钻具施工寿命,确保钻具进尺速度;

4、配置随机专业钻具维修技术人员,确保设备正常运行;

 

最终,确保SMW工法三轴顺利高效施工,并取得了较好的应用效果。

 

SMW工法桩基坑支护

 

六、SMW工法结语

 

三轴设备经过多代更替后,设备技术成熟,稳定性好,故障率低,相应配件及易损件也非常成熟完善,从而能使SMW工法三轴搅拌桩对地层适应性更广。尤其是在卵石、强风化岩层等复杂性地质中的成功应用,大大提升施工效率,降低综合施工成本,更满足了国家低碳环保、节能高效的环保战略要求!