双轮铣深层搅拌桩(CSM)工法施工技术

张耀龙，刘光辉，王志辉，华文鑫，高宇澄

(中天建设集团有限公司，天津 300199)



双轮铣深层搅拌桩(CSM)工法施工技术

张耀龙，刘光辉，王志辉，华文鑫，高宇澄

(中天建设集团有限公司，天津 300199)

主要介绍了天津聚和华大厦项目在水泥土地下连续墙施工中采用的CSM工法及内插H型钢施工技术。CSM工法作为目前最先进的地下连续墙施工工艺，在本工程预定工期内及时完成施工内容，并取得了预期效果。

CSM工法；H型钢；地下连续墙

CSM是 Cutter Soil Mixing(铣削深层搅拌技术)的缩写，现已成为了一种工法的名称，它是应用原有的液压铣槽机的设备结合深层搅拌技术进行创新的地下连续墙或防渗墙施工设备，结合了液压铣槽机的设备技术特点和深层搅拌技术的应用领域，将设备应用到更为复杂的地质条件中。

CSM地下连续墙成槽技术主要是结合了深层搅拌技术的特点，完成地下连续墙的施工。可以作为支护结构保护基坑开挖，CSM成墙后，在槽段内插入 H 型钢，来承受开挖过程的弯矩。待基坑内部结构施工完成后，再将H型钢用震动锤拔取出来，H型钢可以再重复使用，有利于降低工程造价。

1　工程概况

聚和华大厦项目位于天津市和平区新华路与锦州道交口，拟建项目地上15层，1层和2层为商业用房，2层以上为酒店式公寓，总高度51 m，地下为整体3层地下室车库，总建筑面积71 084 m2。基坑周长约为381.1 m，面积9 300 m2。基坑深为14.95 m。基坑采用CSM地下连续墙，宽800 mm，桩长25.5 m，插入H型钢24 m，间距800 mm，共478根。采用三道钢筋混凝土水平环梁支撑。基坑支护及施工现场布置见图1。

图1　基坑支护及施工现场布置图

2　CSM工法特点

双轮铣深搅工艺是一种创新性深层搅拌施工方法。此工艺源于德国宝峨公司双轮铣技术，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和水泥浆进行搅拌，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对地层的适应性更高，可以切削坚硬地层(卵砾石地层、岩层)。

2.1CSM设备

CSM设备则是将液压铣槽机的技术加以引申，将液压铣槽机的铣轮与凯式方形导杆相连接，将该设备加装在适当改造的旋挖钻机、履带式起重机或履带式深层搅拌钻机等设备上。将铣轮驱动所需的液压系统和注浆用的管路安装在凯式方形导杆内。采用履带底盘获取动力或安装独立动力站的方式形成一套完整的CSM地下连续墙或防渗墙成槽施工设备。其他相关配套设备为：空压机、水泥搅拌桶、混合器、胶管泵、泥浆车等。见图2、图3。

图2　CSM设备

图3　双轮铣深搅设备施工平面概化图

2.2CSM施工工艺

工艺流程包括清场备料、放样接高、安装调试、开沟铺板、移机定位、铣削掘进搅拌、回转提升、成墙移机、安装芯材等。工艺流程见图4。

图4　双轮铣深搅(CSM)工法内插H型钢施工工艺流程图

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。如图5所示，图中头字母为“P”的系列为一段槽段墙，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”[1]。

图5“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内，可保证墙体质量；一期槽段墙硬化后，施工二期槽段时，设备接触地面范围内地耐力不会大幅度下降，有利于保证设备稳定性[2]。

3　施工步骤及施工参数

3.1施工步骤

第一步，双轮铣深搅工法墙定位放样；

第二步，预挖导沟(导沟宽1.0～1.5 m，深0.8～1.0 m)，见图6；

图6　开挖沟槽图

第三步，CSM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(图7)；

图7　铣轮下沉切铣

第五步，铣轮提升注水泥浆同步搅拌成墙，见图8；

图8　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，吊放加工完成的H型钢；

第八步，移动至下一槽段位置，重复上述七个步骤。

最后，待地下主体结构施工完成后，采用专用型钢起拔装置，以帽梁为反力梁，起拔回收H型钢。

3.2施工参数

3.2.1水泥搅拌工艺参数

水泥型号P.O 42.5，水灰比1.0～2.0。

3.2.2双轮铣切削注浆搅拌参数

参数的具体内容为：

水泥掺入比为20%；

单槽段水泥土墙尺寸为2.8 m×0.8 m；

槽段间套铣宽度200 mm；

向下切铣速度小于1.2 m/min(硬地层取小值，软地层取大值)；

向上切铣速度小于1.2 m/min(根据注浆量选择速度)；

铣轮厚度(成墙厚度)800 mm；

双轮铣深搅墙底深度-25.5 m(相对标高)。

3.2.3内插型钢参数

包括型钢长度、型号、中心距等：

型钢长度24.0 m；

型钢型号为H700×300×13×24；

型钢中心距800 mm。

4　H型钢插入与回收

4.1型钢定位

1)平整定位型钢摆放位置，确保定位型钢能够基本处于水平状态，定位型钢两侧支护桩中心线为1.4 m(可根据现场具体施工情况进行相应调整)；

2)测量放线：现场测量人员对定位型钢的位置①②③④(见图9型钢定位位置图)进行测放，同时进行需要控制型钢位置的⑤⑥⑦⑧点位进行测放，然后在⑤⑥和⑦⑧点拉线，确保现场测量人对型钢放样的准确性。

图9　型钢定位位置图

型钢放样的具体步骤：以⑤点为起点，沿着⑤⑥这条直线量出⑤⑩并在⑩点定位型钢上的位置做标记，以后每800 mm在定位型钢上做标记；同理，在基坑内侧的定位型钢上做标记。最后按照标记好的位置安放定位卡。

3)型钢定位：为确保型钢的准确和连贯性，现场测量人员必须始终以⑤⑦点或⑥⑧点作为起点，当同一组控制点的型钢放样必须从不同方向上进行放样时，必须对已有型钢的位置进行复核以避免误差出现。

4.2型钢垂直度控制

当型钢放置正确位置时，使用2台全站仪对型钢X、Y两个方向进行垂直度控制以确保型钢垂直度在设计及规范要求范围之内。

4.3H型钢插入

1)型钢在插入前需进行除锈并表面涂刷减磨材料[3]，以利于回拔。要求型钢表面均匀涂刷减摩剂，厚度1mm左右。型钢需在槽段完成后120min内插入。

2)在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡靠型钢自重徐徐直插入双轮铣搅拌墙体内，垂直度控制用经纬仪(全站仪)控制。

4.4型钢悬吊

型钢采用钢丝绳吊，工程质量满足设计及规范要求。

4.5H型钢的回收

帽梁作为型钢起拔的反力基础，在浇筑时将H型钢挖出并清理干净露出部分H型钢表面的水泥土后，在扎圈梁钢筋前，埋没在圈梁中的型钢部分腹板和翼板二侧先用泡沫塑料(厚度大于10mm)包裹，再用油毛毡片包裹泡沫塑料二层，油毛毡片包裹高度高出圈梁顶150mm；并用U型铁丝卡固定好油毛毡片。

待地下主体结构施工完成后，使用专用型钢起拔装置，以帽梁为提供反力梁，起拔回收H型钢；起拔过程中始终用吊车吊提住顶出的H型钢，千斤顶顶至一定高度后，用吊车将型钢拔出。

型钢拔出需考虑对周边环境的影响，对型钢拔出后的空隙采用注浆填充的措施[4]。

5　结　语

笔者所在的中天建设集团有限公司，在天津聚和华大厦项目地下连续墙工程中应用了CSM工法及内插H型钢技术，该技术的设备相对廉价；有很好的抗渗性能，工作效率高，能够大大缩短工期；适用于更广泛的领域，在复杂的地质条件下也可以施工。其墙体垂直度实时监控，大大提高了墙体垂直精度。但由于CSM设备也是刚刚开发出来，还有待于进一步拓展应用的领域，也需要进一步完善施工工艺，从而将该设备和技术有效地应用起来，并能为其他项目带来良好的经济效益和社会效益。

[1]霍镜，朱进，胡正亮，等.双轮铣深层搅拌水泥土地下连续墙(CSM工法)应用探讨[J].岩土工程学报，2012，34(增刊1)：666-670.

[2]曾保红.双轮铣深层搅拌水泥土墙(CSM工法)在某工程中的应用[J].建材世界，2014，35(增刊2)：537-540.

[3]上海现代建筑设计(集团)有限公司，浙江环宇建设集团有限公司.JGL/T199—2010型钢水泥土搅拌墙技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[4]天津市勘察院.DB29—202—2010建筑基坑工程技术规范[S].天津：天津市建设科技信息中心，2010.

Construction Technology of the Deep Mixed PileMethod for the Double Round Milling

ZHANG Yaolong, LIU Guanghui, WANG Zhihui, HUA Wenxin, GAO Yucheng

1008-3707(2016)01-0036-04

2015-10-21

张耀龙(1982—)，男，河北保定人，工程师，从事建筑工程技术管理工作。

TU476+.3

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