CSM型钢水泥抗渗墙施工技术应用研究

由项敏 13818186389 撰写
发布于 2021年02月03日 19:28:46
最后修改于 2024年11月14日 11:36:40

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CSM型钢水泥抗渗墙施工技术应用研究

俞洁

摘要

【摘要】近年来双轮铣深层搅拌技术在我国工程领域实现了较为广泛的应用，该技术也可以被称为CSM工法。本文简单分析了CSM型钢水泥抗渗墙施工技术的特征及适用性，并结合实例围绕该技术的应用开展了深入探讨。

【关键词】CSM工法；抗渗

前言

CSM工法源于深层搅拌技术与液压铣槽机设备的结合，基于CSM工法的地下连续墙施工可较好服务于基坑开挖，通过在CSM墙槽段内插入H型钢，基坑开挖过程中的弯矩即可得到更好承担，而由于H型钢能够实现重复利用，CSM型钢水泥抗渗墙施工技术在成本层面也具备显著优势。

技术的特征及适用性分析

1.1 CSM工法

CSM墙结构形式为矩形截面，等厚度的CSM墙相较于常规桩体在断面面积利用率层面具备显著优势，因此CSM工法能够有效节约水泥。同时，CSM墙还能够实现相邻处的无缝连接并尽可能减少接头数，因此渗水与漏水的可能性也能够实现有效控制。

1.2 CSM型钢水泥抗渗墙施工技术

CSM型钢水泥抗渗墙施工技术实质上指的是在CMS墙槽内插入型钢实现的一种支护技术，该技术具备整体性良好、可同时满足主体挡土与止水防渗需要，工程造价较低（完成施工后可回收型钢）等优势。深入分析可以发现，CSM型钢水泥抗渗墙施工技术拥有与CMS工法相同的特征，包括土层适应范围广、灵活可靠、稳定性好、可实现自动纠偏、拌合与切削能力强等特征。在CSM型钢水泥抗渗墙施工技术的应用中，隧道基坑工程深层搅拌墙、移动式防洪系统防渗墙、独立基础（配合抗浮桩与筏板基础底板克服地下水浮力）均属于其适用领域，该技术的实用性可见一斑。

应用实例

2.1 工程概况

为提升研究的实践价值，本文选择了某地高层建筑工程作为研究对象，拟建场地由8栋商品房、2栋公寓楼、2栋办公楼及3层地下室组成。基坑开挖面积约60669.6m2，总建筑面积约423540m2，基坑周长约1216m，基坑开挖深度约12m，主楼部分超挖1.2m。工程采用排桩作为围护结构，CSM工法墙作为止水帷幕，墙深30~35m，墙宽0.7m。

2.2 施工原理

工程施工采用CSM型钢水泥抗渗墙施工技术，在槽段施工过程中，相邻已经完成的一期槽段墙内不会掺杂泥块，由此即可较好保障墙体的施工质量，而在槽段硬化后，二期槽段的施工可在硬铣工法支持下较好保证设备稳定，设备接触的地面范围内地耐力受到的影响可得到较好抑制。在CSM型钢水泥抗渗墙施工技术支持下，工程的施工效率可实现一定程度提升，施工速度的加快也使得支护环节能够提前为其他工序的施工提供作业面，在完成主体的施工后，CSM型钢水泥抗渗墙施工技术的应用可通过拔出H型钢实现成本的节约。

在CSM型钢水泥抗渗墙施工技术的具体应用中，需要在钻具底端配置2个马达驱动的铣轮，铣轮处于防水齿轮箱内，配合凯式钻杆与特制机架进行连接。在深入地层销掘与破坏土体的过程中，铣轮的旋转推进需及时配合固化剂的注入，以此实现土体的强制性搅拌松化，由此CSM型钢水泥抗渗墙施工技术的应用可通过在CSM防渗墙中插入型钢实现挡土与止水功能的一体化，如图1所示。

2.3 施工流程

在CSM型钢水泥抗渗墙施工技术的具体应用中，施工流程可概况为：“CSM设备就位→应用空气压缩机实现带水切削搅拌下沉→制配水泥浆液并泵送→提升喷浆搅拌→型钢焊接加工、涂刷减摩剂→型钢起吊定位→插入型钢→设备移位→进行下墙段施工”，具体流程如图2所示。

CSM型钢水泥抗渗墙由一系列的一期槽段墙和二期槽段墙相互间隔组成，成墙时间相对较早的墙体为一期槽段墙，相对较晚的则为二期槽段墙，图3为槽段施工示意图，图中的P、S分别指代一期槽段墙和二期槽段墙，配合硬铣工法，CSM型钢水泥抗渗墙的施工质量即可得到更好保障。

2.4 施工步骤及参数

具体施工步骤如下所示：

①CSM型钢水泥抗渗墙定位放样。

②预挖深0.8~1.0m、宽1.0~1.5m的导沟。

③施工设备就位，对正铣头与槽段位置。

④进行原位土体切铣，通过铣轮下沉注水至设计深度。

⑤铣轮提升注水泥浆同步搅拌成墙。

⑥清洗钻杆，收集废泥浆并集中外运。

⑦加工完成的H型钢吊放。

⑧移动至下一槽段位置，开展重复施工。

⑨在CSM型钢水泥抗渗墙施工完成后即可开展主体结构施工，主体结构完工后可应用专业钢起拔装置起拔回收H型钢，起拔过程以冠梁为反力梁。

工程采用1.0~2.0水灰比、P.O.42.5标号的水泥，在双轮铣切削注浆搅拌施工中，单槽段水泥土墙尺寸、槽段间套铣宽度、成墙厚度分别为2.8m×0.7m、200mm、700mm，采用25%的水泥掺入比，结合软硬地层、注浆量控制向下与向上切铣速度，均控制在0.8m/min内。

2.5 H型钢的插入与回收

H型钢的插入与回收属于CSM型钢水泥抗渗墙施工技术应用的关键点，具体施工要点如下：

（1）型钢定位。为首先定位型钢摆放位置，以此保证其能够处于水平状态，需结合施工情况实际明确定位型钢两侧支护桩中心线，一般为1.4m；测量放线需基于图4所示点位展开，且需要在⑤⑥和⑦⑧点拉线，由此型钢放样的准确性可进一步得到保障。具体放样应以⑤为起点，基于⑤⑥确定⑤⑩，同时需在⑩点进行标记，以后每700mm进行一次标记，并基于标记安放定位卡；为保证型钢插入的准确性，施工人员需始终以⑤⑦点或⑥⑧点作为起点，由此开展复核即可有效避免H型钢插入误差的出现。

（2）垂直度控制。在CSM型钢水泥抗渗墙的H型钢插入施工中，垂直度的控制极为关键，施工过程需使用2台全站仪分别进行X、Y方向的垂直度控制，由此即可进一步保证施工质量。

（3）H型钢插入。在H型钢插入前，必须进行除锈处理并涂刷减摩材料，减摩剂的涂刷厚度需控制在1mm左右，在槽段施工完成120min内，必须插入H型钢。具体的H型钢插入施工需得到H型钢定位卡的支持，且定位卡必须水平、牢固，由此即可以桩位中心对正H型钢底部中心，徐徐将H型钢插入CSM墙，插入过程需基于定位卡并利用型钢自重，同时应用全站仪控制插入的垂直度。

（4）H型钢回收。型钢起拔的反力基础选择冠梁，浇筑环节施工需要挖出H型钢并清理其露出部分水泥土，在扎冠梁钢筋前，冠梁中埋没的型钢部分翼板和腹板两侧先用厚度在10mm以上的泡沫塑料包裹，再包裹高出冠梁顶高度150mm的油毛毡片两层，最终采用U型铁丝卡固定。完成地下主体结构施工后，基于冠梁、专用型钢起拔装置进行H型钢回收，吊车需在起拔过程中始终吊提住顶出的H型钢，并最终配合千斤顶完成H型钢的拔出，拔出后需使用注浆填充的措施进行孔隙处理，并同时考虑周边环境受到的影响。

施工质量控制

3.1 成槽垂直度保证措施

轮铣铣头处安装采集垂直度的传感器，在铣、削过程中，操作人员按照传感器数据跟踪纠偏；严格控制铣头的下降速度；利用全站仪正侧面两方向实时检查校正。

3.2 穿越粉细砂、细砂层质量保证措施

在粉砂、细砂、砂砾等土层中下钻铣削搅拌时掺入钠基膨润土进行泥浆护壁，确保搅拌过程中搅拌墙壁不发生坍塌；在下钻提钻过程同时保持喷气，确保对土体搅拌均匀的同时将易沉淀的颗粒携带在泥浆中，从而确保搅拌头的顺利提升。

3.3 搅拌墙密实度保障措施

掺入膨润土对粉砂、细砂、砂砾层的空隙率进行填充；利用膨润土拌置的浆液将粉砂、细砂、砂砾等土颗粒裹挟并与水泥土搅拌，确保搅拌墙的密实度。

3.4 连续性施工保障措施

未避免因停电导致的施工中断，现场备用一台发电机（200kW），并对发电机柴油实行周检查制度，停电时及时利用发电机发电进行边搅拌边提升。

结论

综上所述，CSM型钢水泥抗渗墙施工技术具备较高推广价值，在此基础上，本文涉及的施工原理、施工流程、施工步骤及参数、H型钢的插入与回收等内容，则提供了可行性较高的CSM型钢水泥抗渗墙施工技术应用路径，而为了更好发挥技术优势，CSM设备与技术的更紧密结合、水平斜支撑体系影响、周围建筑物受到的影响均需要得到重视。

来源：《建筑·节能》

编辑整理：项敏
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CSM工法

CSM工法 Cutter Soil Mixing （铣削深层搅拌技术）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）。

双轮铣深搅设备(CSM)特点

施工效率高：

双轮铣拥有两个大扭矩齿轮箱，铣轮上切割齿布局设计合理、切削能力强、施工效率高；

地层适应范围更广：

能够在坚硬的地层进行深层搅拌施工，克服了传统的多轴搅拌系统不能在坚硬地层施工的缺点；源于双轮铣技术，该工法具有一定的入岩能力，能够截断地下水通过墙底风化岩进行渗透的途径；

墙体垂直度更好：

双轮铣设备中具有高精度垂直度传感器，施工中可以通过电脑动态监测成槽的垂直度，利用双轮铣设备所配置的纠偏系统及时调整，确保墙体精度；

墙体质量更好：

通过电脑控制水泥浆液注入量、水泥浆和土体混合均匀，从而墙体均匀度及质量好、材料利用率高，较其他搅拌工艺，可以节约材料；

施工过程更加环保：

直接将原状地层做为建筑材料，弃土和弃浆量总量小，节能环保，符合基础施工技术发展的趋势；

施工阶段扰动低：