双轮铣水泥土搅拌墙CSM施工设计方案及对策

-.--可修编--CSM工法施工1.施工概况1.1施工围概况场地东侧高压线经业主协调后，可以进行搬迁，因此该段区域（下图圆框中所示）有条件进行槽壁加固。由于该区域距离围墙较近且邻近周边居民小区的通道，常规的三轴搅拌桩工艺无法施工，经我方与业主及设计单位协商后，决定使用CSM工法进行槽壁加固。1.2施工现场布置我方将根工程现场的施工需要，结合施工现场的实际情况，本着对现场合理利用、布局紧凑，有利于工程施工、现场管理及文明施工的原则进行布置。1.实际施工需占用场地面积如下：2.主机施工占地面积：沿止水帷幕墙15m宽条带（主机：10*5m）；3.泥浆搅拌站占地面积：12*12m4.施工设备组装拆卸占地面积：40*15m5.泥浆池占地面积：10*10m*2个1.3施工现场管理1）为了使施工现场按照施工进度计划的要求有条不紊的组织施工，施工现场总平面的使用必须严格执行统一管理的原则。施工现场总平面的使用根据进度计划安排的施工容实施动态管理。2）现场重要入口悬挂安全警示牌，教育职工维持良好的工作秩序和纪律。3）凡进入现场的设备、材料必须遵守施工现场平面布置要求。4）材料及时清理并摆放整齐。4.5施工程序根据各方讨论后决定的初步施工图来看，本工程止水帷幕的主要特点为：本工程地处中心闹市区对文明施工及噪音控制要求高；施工周期短且施工精度要求高；现场存在多种施工工艺，施工时交叉配合施工。结合上述工程特点：本项目计划自施工现场北侧侧为起点，由北向南进行施工。2.2.1施工机械的选择根据本工程现场情况，选用适宜本工程止水帷幕特点的双轮铣深搅设备进行施工。双轮铣深搅设备主要具备以下特点：设备成桩深度大，最大深度48.5米，远大于常规设备；设备成桩尺寸、深度、注浆量、垂直度等参数控制精度高，可保证施工质量，工艺没有“冷缝”概念，可实现无缝连接，形成无缝墙体；设备功效高，施工功效能达到同类设备的3倍左右；设备对地层的适应性强，从软土到岩石地层均可实施切削搅拌；设备的自动化程度高，触摸屏控制系统，各功能部位设置大量传感器，信息化系统控制，施工过程中实时控制施工质量；施工过程中几乎无振动；履带式主机底盘，可360度旋转施工，便于转角施工。可紧邻已有建构筑物施工，可实现零间隙施工；成墙厚度现有0.8m、1.0m、1.2m三种规格，本工程暂定成墙厚度为0.8m。双轮铣深搅（CSM）设备的主要组成及控制室见下图，设备总重近180吨，高53.5m，单侧行走履带宽1.0m，对地面承载力要求较高。本场地在施工csm工法前会对顶板采取加固措施，以保证大型设备正常行走。针对本工程，双轮铣深搅设备组装成“35mmode”，此模式下成墙深度可达35m。CSM工法主机组成图解主机操控平台设备施工时主机及其附属设施平面布置见下图：双轮铣深搅设备施工平面布置概化图2.2施工方法2.2.1施工工艺CSM工法是一种创新性深层搅拌施工方法（见下图）。此工艺源于德国宝峨公司双轮切铣技术，是结合现有液压铣槽机和深层搅拌技术进行创新的岩土工程施工新技术。通过对施工现场原位土体与水泥浆进行搅拌，可以用于防渗墙、挡土墙、地基加固等工程。与其他深层搅拌工艺比较，CSM工法对地层的适应性更高，可以切削坚硬地层（卵砾石地层、岩层）。CSM工艺来源工艺来源及原理其工艺流程见下图，提升喷浆搅拌成墙CSM工法设备就位带水切削搅拌下沉水量、灰量计量设备移位，施工下墙段制配水泥浆液泵送水泥浆液高压空气空气压缩机CSM工法施工工艺流程图双轮铣深搅连续墙由一系列的一期槽段墙和二期槽段墙相互间隔组成，所谓一期槽段墙是指成墙时间相对较早的一个批次墙体，二期槽段墙是指成墙相对较晚的批次。如下图，图中头字母为“P”的系列为一期槽段墙，头字母为“S”的系列为二期槽段墙。当一期槽段墙达到一定硬度后再施工二期槽段墙，这种施工方式被称为“硬铣工法”。“硬铣工法”槽段示意图本次施工采用“硬铣工法”，其优点在于：二期槽段墙施工时不会将泥块掺杂到相邻已经完成的一期槽段墙，保证墙体质量；一期槽段墙硬化后，施工二期槽段时，设备接触地面围地耐力不会大幅度下降，利于保证设备稳定性。2.2.2施工步骤第一步，CSM工法墙定位放样；第二步，预挖导沟（导沟宽1.0～1.5米，深0.8～1.0米）；第三步，CSM工法设备就位，铣头与槽段位置对正；第四步，铣轮下沉注水切铣原位土体至设计深度；第五步，铣轮提升注水泥浆同步搅拌成墙；第六步，钻杆清洗，废泥浆收集，集中外运；第七步，移动至下一槽段位置，重复上述六个步骤。2.2.3施工参数（1）水泥浆搅拌工艺参数参数名称水泥型号水灰比数值P.O42.50.8~1.5（2）双轮铣切削注浆搅拌参数水泥掺入比：20%（暂定，实际施工根据设计图纸要求）；单槽段水泥土墙尺寸：2.8×0.65m；槽段间套铣宽度：200mm；向下切铣速度：小于1.2m/min（硬地层取小值，软地层取大值）；向上切铣速度：小于1.8m/min（根据注浆量选择速度）；铣轮型号（成墙厚度）：850mm；双轮铣深搅墙底埋深：35.00m；3.施工注意事项（1）铣头定位将及其的铣头定位于墙体中心线和每幅标线上。偏差控制在±5cm以；（2）垂直的精度对于凯氏杆系统的垂直度，采用经纬仪作三支点桩架垂直度的初始零点校准，由支撑凯氏杆的三支点辅机的垂直度来控制；而对于钢索吊挂系统则安装在铣头沿高度的左右两侧的2块导向板和前后两侧的4块纠偏板来控制。操作员通过触摸屏，控制调整铣头的姿态，从而有效地控制了槽形的垂直度。其墙体垂直度可控制在3‰以；（3）铣削深度控制铣削深度为设计深度的±0.2m。为详细掌握地层性状及墙体底线高程，应沿墙体轴线每间隔50m布设一个先导孔，局部地段地质条件变化严重的部位，应适当加密钻进导孔，取芯样进行鉴定，并描述给出地质剖面图指导施工。搅拌时间～钻进提升关系图（4）铣削速度开动主机掘进搅拌，并徐徐下降铣头与基土接触，按规定要求注浆、供气。控制铣轮的旋转速度为27转/分钟左右，一般铣进控速为0.5～1.0m/min。掘进达到设计深度时，延续10s左右对墙底深度以上2～3m围，重复提升1～2次。此后，根据搅拌均匀程度控制铣轮速度在20-27转/分钟之间，慢速提升动力头，提升速度不应太快，一般为1.0～1.5m/min；以避免形成真空负压，孔壁坍陷，造成墙体空隙。搅拌时间与钻进提升关系图如图所示。（5）注浆制浆桶制备的浆液放入到储浆桶，经送浆泵和管道送至铣削头。注浆量的大小由装在操作台的无级电机调速器和自动瞬时流速计及累计流量计监控；一般根据钻进尺速度与掘削量在80～320L/min调整。在掘进过程中按规定一次注浆完毕。注浆压力一般为2.0～3.0MPa。若中途出现堵管、断浆等现象，应立即停泵，查找原因进行修理，待故障排除后再掘进搅拌。当因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路妥善清洗；（6）供气由空气压缩机制成的气体经管路压至铣头，其量大小由手动阀和气压表配给；全程气体不得间断；控制气体压力为0.3～0.6MPa左右；（7）成墙厚度为保证成墙厚度，应根据铣头刀片磨损情况定期测量刀片外径，当磨损达到1cm时必须对刀片进行修复；（8）墙体均匀度为确保墙体质量，应严格控制掘进过程中的注浆均匀性以及由气体升扬置换墙体混合物的沸腾状态；液压铣削与传统柱列式深搅对比图（9）墙体连接每幅间墙体的连接是地下连续墙施工最关键的一道工序，必须保证充分搭接。相对单头或多头钻成墙时，存在接头多，浪费严重，并且在接头处易渗水，防渗效果欠佳。而液压铣削深搅施工工艺形成矩形槽段，接头少，浪费小。（详见图液压铣削与传统螺旋深搅对比图）在施工时严格控制墙（桩）位并做出标识，确保搭接在20cm以上，以达到墙体整体连续作业；严格与轴线平行移动，以确保墙体平面的平整（顺）度。（10）水泥掺入比水泥掺入比视工程情况而定，本工程暂定为20％，正式施工时按设计要求的掺量施工；（11）水灰比一般控制在1.0-2.0左右；或根据地层情况经试验确定分层水灰比；（12）浆液配制浆液不能发生离析，水泥浆液严格按预定配合比制作，用比重计或其它检测手法量测控制浆液的质量。为防止浆液离析，放浆前必须搅拌30s再倒入存浆桶；浆液性能试验的容为：比重、粘度、稳定性、初凝、终凝时间。凝固体的物理性能试验为：抗压、抗折强度。现场质检员对水泥浆液进行比重检验，监督浆液质量存放时间，水泥浆液随配随用，搅拌机和料斗中的水泥浆液应不断搅动。施工水泥浆液严格过滤，在灰浆搅拌机与集料斗之间设置过滤网。浆液存放的有效时间符合下列规定：1）当气温在10ºC以下时，不宜超过5h。2）当气温在10ºC以上时，不宜超过3h。3）浆液温度应控制在5º～40ºC以，超出规定应予以废弃。浆液存放时间过超过以上规定的有效时间，作废浆处理；（13）特殊情况处理供浆必须连续。一旦中断，将铣削头提至基面，待恢复供应时再下放铣削。当因故停机超过30min，对泵体和输浆管路妥善清洗。当遇地下构筑物时，用采取高喷灌浆对构筑物周边及上下地层进行封闭处理；（14）施工记录与要求及时填写现场施工记录，每掘进1幅位记录一次在该时刻的浆液比重、下沉时间、供浆量、供气压力、垂直度及桩位偏差。