地铁隧道附近SMW工法的施工.doc

地铁隧道四周SMW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。本文就如何采用有效措施，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革新中技术引进与革新的典型。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革新在我国发展起来，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。其基坑围护采纳地下连续墙〔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，轨向偏差和凹凸差最大尺度值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。当发生以下情形时，建设单位应及时报警，并采用可靠措施，保证地铁安全：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，地铁隧道自动监测继续3日的日变形量超过0.5毫米时，须中止现场施工。所以为了保证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。制定的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，通过采纳钻孔取芯进行水泥土强度试验证实：普遍远远达不到1.2MPa的制定要求，而且水泥土强度的离散性很大，同时浮现随深度增强化度递减的规律。真正的芯样能够达到制定要求往往在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天可以达到制定指标。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，主要合计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。依据资料显示，日本公司在施工时，水灰比W/C为0.3～0.8，依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升缓慢，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，最终采纳了这个施工参数。为了保证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，我们又发现以下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，采用对应措施。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，经过施行，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，其电流读数显然高于正常值时，即应结合返浆的稠