近日公園地下立交SMW工法施工監理

郭  吉   王  蒙

(昆明建設咨詢監理公司   云南昆明  650041)

引言

    昆明市東風路近日公園地下立交工程（下稱地下立交工程)，總投資l．3億，工期9個月。地下立交設計總長685m，其中暗埋段405m，雙向四車道。結構安全等級三級，主體為C30防水鋼筋砼結構，使用年限50年，工程所處場地土為Ⅲ類，抗震設防烈度8度，抗震等級三級。其中：SMWl法、土方開挖(含支撐)、變形監測(數字化)為工程中的關鍵工作。

1.SMW工法原理

    1.1 SMW工法基本概念

    SMW工法是Soil Mixing Wall即“固體拌合墻”的簡稱，利用水泥作為固化劑與地基土進行原位強制性拌合并插入型鋼，固化后形成水泥土“地下連續墻”墻體，用作基坑擋土和防水側向圍護結構。

    1.2 SMW工法主要設備

    樁機、空壓機、挖掘機、定位型鋼、泥漿配套設備、油缸千斤頂、吊車。

    1.3 SMW工法工藝流程

    施工方案審定、測量放線、開挖導溝、設置定位型鋼、SMW攪拌機定位（水泥漿配制)、施工水泥土樁體（型鋼涂減摩劑)、插入H型鋼、殘土處理、樁機移位、圈梁制作、開挖和支撐、地下主體完成和回收型鋼。

    1.4主要建筑材料

    水泥、型鋼、焊條、鋼筋、減摩劑

2.支撐體系

    支撐體系由SMW工法圍護墻體和圈梁[(700～900)×(900-1100)]、圍護墻體頂橫向混凝土支撐(600x600)及部分采用Φ609鋼管支撐(第一道)、中部橫向Φ609鋼管支撐(第二道)、縱向鋼圍囹（槽鋼400×400×16）、鋼系桿縱向槽鋼32B型(320×90×10)、豎向鋼管(Φ194×10)等組成。

    1)沿圍護墻頂開槽澆筑圈梁、設置第一道橫向現澆混凝土支撐(局部為6609鋼管支撐)。施工機械在支撐上行走時，必須覆土≥300mm及鋪設走道鋼板。

    2)架設中立柱豎向鋼管(Φ1 94×10)(水平縱向槽鋼32B型．320×90×lO)。 

    3)橫向Φ609鋼支撐的連接圍令與中立柱連接應穩固可靠。

    4)橫向Φ609鋼支撐預加應力施加滿足設計要求、過程中應不斷調整復加，直止滿足體系受力要求，對支撐應力觀測應做好詳細記錄。

    5)支撐拆除。底板混凝土達到設計強度后方可分段拆除第二道支撐，側墻、頂板混凝土達到設計強度后方可拆除第一道支撐。

3.土方開挖

    3.1開挖的原則和重點

    3.1.1原則

    “開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”。

    3.1.2重點

    在土方開挖前應對完成的原地面高程、靜壓樁、SMW圍護體、監測進行預驗收，滿足要求后方可進行土方開挖.

    土方開挖應根據工程具體要求由施工方提交土方開挖專項方案設計，并嚴格按審定的開挖方案施工；

    土方開挖應根據圍護結構要求分層分區域進行，嚴格控制土體高差，每個分層區域土體高差不應大于2m；在基坑內挖至支撐位置時及時用鋼支撐體系進行支撐，使基坑無支撐時的暴露時間控制在24d,時以內。分層開挖的深度不得超過相應支撐的底面。

    土方開挖過程中，基坑邊緣外15m內起載不得大于設計規定值，不均勻堆載應嚴格控制。

    開挖至設計標高以上200mm厚的土方應由人工挖除。當機械在水平支撐上部開挖時，機械荷載和施工作用力不能直接作用與支撐上。

    機械進出口通道外，應事先局部加固地基，減少側壓力；土方外運過程中，應做好圍護管線、道路及測點的保護措施。

    在沿長度方向開挖時，應設置邊坡和臺階，并均勻取土。開挖過程中應注意圍護結構變形，發現滲漏水時應及時封堵和抽排。

    開挖過程中，一般在基坑開挖前2～3周左右進行預降水，并使境內水位保持在開挖面以上0.5～1.Om左右或現場開啟水泵電閘檢查，無水抽出即滿足效果。

    3.2一般土體開挖的工藝

    3.2.1工作面、段的劃分

    總體可分水平工作段和豎直工作面，地下立交工程出土通道為西面(小西門方向)、兩側(中心花壇、家樂福口、安寧巷)、東面(護國路方向)，故分為三個工作段。豎向工作面通常是臺階狀，即大型挖機和小型挖機相互挖土傳遞、配合。 

    3.2.2運輸便道施工

    圈梁完成后，為便于坑內出土運輸及為挖機進入坑內創造有利條件，在路中設置了lOm寬的行走便道。

    3.2.3開挖土體

    便道形成后，大型挖機在便道處選擇開挖契入點，沿該點向另側和線路方向推進。

    3.3特殊部分的土體開挖

    地下立交工程施工過程中東泵站逆作法的土體開挖是土方開挖中較特殊的部分，其頂板位于已建成蘭花溝底部，為保證蘭花溝的結構安全，施工中采用了逆作法施工，即：先施工泵站頂板，預留鋼筋連接器、止水帶，后取土f機械)至隧道主體結構底板標高，并設置第二、三道6609鋼支撐，再取土f人工)至泵站底板。

4.變形監測

    變形監測工作總體分為以下部分：

    4.1工程外部周邊環境的監測

    4.1.1監測內容

    建筑物的沉降、主體傾斜觀測、地面點沉降觀測、建筑物裂縫觀測．如：老百貨大樓及正義路、南屏街18棟建筑物等。

    4.1.2監測布點：

    選擇基坑深度2倍以內的建筑物柱基布設監測點，選擇基坑深度1倍距離以內的地面沉降點。

    4.1.3監測方法：參照《建筑變形測量規程》JGJ／r8—97、《工程測量規范》 GB50026—93執行。

    4.2工程自身變形監測

    4.2.1 SMW圍護墻頂水平位移、垂直位移監測。

    1)水平位移(精確到mm)采用經緯儀測角法觀測。監測點布設在圍護墻頂的H型鋼處，根據基坑安全等級按20～50m間距布設，根據公式：△A= △β/ PS計算(式中：△T為垂直基坑長方向得平面位移矢量；△β為兩次觀測角的變化量，以秒為單位；s為測站與監測點之距離，以mm為單位)。

    2)垂直位移采用幾何水準法觀測：

    監測點的布設平面位移同點，基準網點在坑外穩定的地方按規范要求建立不少于3點的三等水準網，每次觀測得出一個高程值，相鄰兩次之差為本次變化量，與首次觀測值之差為累計變化量。

    4.2.2 SMWN護墻體傾斜觀測

    圍護墻體各段向坑內方向位移變形(警戒值范（30mm一60mm)是圍護結構一項很重要的觀測，它對施工起到指導性作用。

    本工程采用中58mm(內徑)的PVC管，將PVC固定在H型鋼內側，隨同H型鋼一同插入圍護墻體內，管的長度比基坑深度長3～5m，儀器分辨率≤0.02mm／500mm，系統精度≤4mm/15m。探頭沿導槽勻速向上拉，每O.5米記錄一次數據，并繪制傾斜曲線圖。

    4.2.3第二道中609鋼管支撐軸力測試

    可采用鋼鉉式傳感器反力計測試。首先將反力計與鋼管焊在一起，反力計中心與鋼管中心對齊，按設計位置和施加應力的要求頂在圍護墻體之間，將導線引出坑邊集線箱內，安裝前測試傳感器初始頻率值，觀測時使用頻率計測定反力計傳感器的頻率值，按公式計算支撐軸力：F=K·(f02一fi2 ) (式中：F為支撐受力值(KN)；K為標定系數(KN／H22， Mε／H22)f0為初始頻率值；fl為測定頻率值)。   

    本次變量是本次與上次F的差值．累計變量是本次與初始值的差值。

    4.3水位測試：

    通過測量埋設在土體水位管內的水位升降而取得，水位管一般為外徑52mm的PVC，按間距50m左右設計點位，一般深度為基坑下2.3m，水位孔底部上2m透水管，埋設完畢將管內加清水，24小時后即可測試，本次水位測試值與上次水位測試值之差即為本次水位變化量與初始值之差的累計變化量。

5.監理要點

    1)熟悉設計圖紙，閱讀地質勘察報告，審核施工組織設計和專項方案。

    2)測量放線：根據坐標基準點，按照設計圖檢查放樣定位及高程，在探槽上部設置導向定位型鋼，標明插筋位置、間距。

    3)場地清理：沿圍護墻軸線開挖探槽，將Dl00以上的塊石等障礙物清除，探槽規格不能影響深攪進度和安全。

    4)樁機就位：樁機應平穩，平正，并在兩個方向用線錘對龍門立柱垂直定位觀測以確保樁機的垂直度，監理人員必須上機觀察機上機身水平兩儀表讀數指向“零”機身水平并與三軸垂直。

    5)施工水泥：采用普通硅酸鹽32-5級水泥，在施工前要做好水泥復驗報告、復驗強度、安定性、凝結時間和細度等項目。

    6)鉆機施工：攪拌下沉速度為≤1m／min，提升攪拌噴漿速度≤2m/ min，并做好施工記錄。

    7)插入型鋼：插入時間應在水泥土攪拌樁初凝前插入，插入后其定位軸線誤差應在±20m以內，形心轉角應在<2°，插入垂直穩定后，用U型槽綱“點焊”加以暫時固定使其不下沉，待完全穩定后方可撤焊。

    8)型鋼間距：檢查型鋼是否嚴格按設計要求設置。

    9)水泥用量監控：按工作總量算出實際需要總量與進場水泥總量比較監控或直接從施工中抽取水泥漿液并測比重。

10)強度試驗：要求施工方，每天每臺班取一組水泥土試塊，每組試塊6塊，檢查強度值是否滿足設計要求，且水泥土樣齡期達到28時現場軸芯取樣(2％總樁數)芯強度≥l.2mPa． 

    11)施工必須具有連續性，使連續墻接頭不出現冷縫，如果出現冷縫，必須在兩側補樁。

    12)型鋼不得扭曲變形，必須滿焊。減摩劑必須有效滿涂O.3mm。

    13)移機、吊型鋼、吊機底鋼板要注意場地周圍安全。

    14)監控進度、做好記錄。

    15)圍護樁搭接：搭接長度locm，樁間滲水的處理可采用壓漿。

    16)圈梁澆筑：澆筑前應將H型鋼用薄泡沫紙隔開。H型鋼若為間隔設置，無型鋼的水泥土樁可插入二根鋼筋錨入圈梁中，保證整體受力。

    17)開挖與支撐：45天后或水泥土樁達到70％設計強度值方可開挖．采用先撐后挖，不允許超挖，開挖兩周以前須排盡基坑內地下水，開挖至坑底后應盡快澆搗墊層，并爭取快速完成底板施工。

    SMW工法將引起深基坑開挖及支護的重大改革，地下立交工程的順利實施說明該工藝對昆明市的地質情況是可行的。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)