SMW工法水泥土搅拌桩施工期间相邻隧道的变形监测.doc

SMW工法水泥土搅拌桩施工期间相邻隧道的变形监测
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摘要:目前运用SMW工法的设备进行土体加固在软土地区的深大基坑项目中运用前景广阔。虽然与高压旋喷桩等传统的加固方法相比其施工过程对周边土体扰动较小,有利于环境保护要求较高的工程实施。但在施工参数的设置上完全忽略其挤土影响,加之在施工过程中发现异常工况时未及时应对就很可能会对周边的保护对象构成威胁。文章结合工程实例对SMW水泥土搅拌桩施工期间相邻地铁隧道的自动监测数据进行分析,总结隧道结构受其挤土作用的变形规律。
关键词:SMW工法水泥土搅拌桩自动监测挤土作用

运用SMW工法的机械设备进行土体加固具有抗渗止水、对周边土体扰动较小、成桩深度大、精度高等优点,目前在上海的深大基坑项目中运用日益增多,尤其是在环境保护要求较高的轨道交通沿线。本文在对其挤土效应分析的基础上,结合工程实例对成桩期间相邻地铁隧道结构的变形进行分析和总结。
1 SMW工法水泥土搅拌桩的挤土效应
目前常用的三轴搅拌钻机以水泥为固化剂,利用螺旋叶片强大的搅拌动力对地基土进行原位上下、左右旋转翻滚式的搅拌,然后在下沉搅拌、提升搅拌过程中喷浆,同时加入高压空气,使水泥土充分、均匀搅拌。钻进喷浆是对周围土体扰动的主要过程,施工中,注入地层的浆液会一部分携带地土体返回地面(冒浆)。下钻喷浆过程中搅拌机械的钻进不断挤压周围土体,造成孔隙水压力及土体水平向应力的增大,土层发生径向位移及垂直向隆起。浆液的不断注入使得周边土体受到明显挤压,超孔隙水压力增大,有效应力不断减小,土体发生水平和垂直向移动。
2 盾构隧道的结构状况

软土地区用盾构法施工而成的隧道结构一般由管片拼装成环,环环串联,纵向和环向都由螺栓联接;管片厚为350mm,环宽1m,管径Ф6200mm。在上海地区,运营中的隧道基本位处饱和含水的流塑或软塑粘性土层。这类土层一经扰动,强度明显降低,且在长达数年的时间内发生固结和次固结。隧道结构受其影响会产生一定的结构变形,主要表现为纵向隆沉及不均匀沉降、横向水平位移、管径收敛变形。当变形超过设计承受极限时不仅会引发管片接缝渗漏水的现象,还会造成结构损坏,影响列车的正常运行。
3 工程实例
,墙厚1m,。为起到稳定地墙槽壁以防塌方及基坑开挖期间的防渗止水作用,地墙两侧先采用
Ф850mm三轴SMW工法水泥土搅拌桩进行预加固,桩间距600mm,搭接250mm,。,共51幅;,共49幅。隧道结构埋深-9~-15m,处于第④层灰色淤泥质粘土层中,土层含水量高达50%,,内聚力为11kPa,内摩擦角11°,-1。
试桩
本工程施工前期,为了掌握对周边环境的影响程度采用不同的施工参数进行了多组试验,试桩位置4m远处均有土体测斜数据的采集。针对试桩结果进行分析可知:与桩身相距越远挤土效应呈衰减趋势。如果距离相同,则SMW工法桩挤土作用的大小与土性参数、浆压气压、施工参数(水灰比、搅拌速度)、注入与返出的量差都有关系。定性地来说:土