CSM工法的设备和技术简介

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1、口.第龍鋼Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004 For Evaluati on Only.CSM地下连续墙施工技术和设备摘要：CSM是Cutter Soil M ixing （铳削深层搅拌技术）的缩写，现已成为了一种工法的名称，施工设备和技术是 2004年由法国地基建筑公司（Soletanche Bachy）为主发明的，它是 应用原有的液压铳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， 结合了液压铳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

2、条件中。关键词：CSM地下连续墙施工设备和技术液压铳槽机（俗称双轮铳）是由法国地基建筑公司发明，于1973年应用于法国里昂市的一个地铁车站的地下连续墙施工，是迄今为止技术最为先进的地下连续墙施工设备。国内至今也在十多个工程项目中使用液压铳槽机。国内最厚的地下连续墙就是采用液压铳槽机施工完成的，厚度达到1.5m。但液压铳槽机施工存在的主要问题是设备的施工成本高，配套设备多，只适用于大型的工程项目。多头深层搅拌设备由日本发明，分为三头和五头的深层搅拌设备居多，在软土地基中应用非常多，主要用于地基加固、防渗墙施工，临时基坑支护等等。在江南地区采用多头深层 搅拌插入H型钢作为浅基坑的临时支护的实例非常

3、多。但多适用于松软地基，如果地质条 件比较复杂，贝U难以施工。同时，钻杆的旋转动力来源顶部，钻杆承受的扭矩大，钻杆损耗 多。CSM设备则是将液压铳槽机的技术加以引申，应用于更广泛的领域。将液压铳槽机的铳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。将铳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。可以以较低的价格完成设备的配置。当然，也可以采用全新的CSM成槽设备，而不是附加在其他设备上。看一看CSM设备的照片（图一），以明了该成槽设备的

4、各个主要组成部分。Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004For Evaluati on Only.图一、安装在旋挖钻机上的 CSM地连墙成槽机CSM地连墙成槽设备的主要工作部分是位于下部的铳轮和与其相连方形导杆，由液压马达通过减速器驱动，可以同步旋转也可以单独旋转，转速可调整。详见图二和图三。与导杆连接体刮泥板铳轮液压马达图三、导杆部分图示凯式导杆下段t控制系统和仪器压力平衡系统600 mm X 300 mm，主要具有根据CSM成槽机的技术特点，方形的凯式导杆的尺寸是以下功能：传递向下的由

5、钻机桅杆给出的推进力到底部的铳轮;确保铳轮成槽的垂直度；垂直轴向的方位导向；保护内部的液压油管和电缆。、CSM成槽机的主要技术性能CSM成槽机可以装备两种不同扭矩的液压铳轮，分别是HT 5000和HT 8000两种铳轮,Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004For Evaluati on Only.扭矩分别为 50 KNm 320 bar 和 80 KNm 320 bar。最大转速为 50 RPM 500 l/min。HT 5000铳轮的成槽厚度为 450mm 1000mm , HT 80

6、00铳轮的成槽厚度为 800mm 1500mm。一次成槽的长度为2800mm或2400mm。成槽的深度取决于配套的凯式方形导杆的长度，通常成槽深度不超过 30m （取决于配套的导杆的长度）CSM成槽机都配备了先进的 LCD监视器。实 时显示施工过程中的多项技术参数，清晰明了。 特别是可以实时显示成槽过程中的垂直精度（包 括前后和左右的偏差），能够有效地保障施工质 量。也会实时显示成槽和上提过程中注入浆液的 总量，保证成槽成过程中施工安全和注浆过程的 质量。LCD监视器显示信息参考图四。图四、LCD监视器显示的信息二、CSM设备的施工工艺CSM成槽机的施工工艺过程与深层搅拌技术非常相似，主要分为

7、下钻成槽和上提成墙两个主要部分。同时分一、二序槽施工成墙。在下钻成槽的过程中，两个铳轮相对旋转，铳削地层。同时通过凯式方形导杆施加向下 的推进力，向下深入切削。在这个过程中，通过注浆管路系统同时向槽内注入膨润土泥浆或 水泥（或水泥-膨润土）浆液。直至要求的深度。成槽的过程到此完成。在上提成墙的过程中，两个铳轮依然旋转，通过凯式方形导杆向上慢慢提起铳轮。在上提过程中，通过注浆管路系统向槽内注入水泥（或水泥-膨润土）浆液，并与槽内的渣土向CSM成槽机的施工工艺如图五所示:上提成墙下钻成槽混合。图五、CSM成槽机的施工工艺Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c)

8、 by Foxit Software Compa ny, 2004For Evaluati on Only.CSM成槽技术的施工过程中的实际效果和最终成型的墙体可以参考图六。Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004For Evaluati on Only.Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004For Evaluati on Only.注浆铳削成型墙体图六、实际效果和最终成型墙体CSM成槽

9、技术在成槽过程中不同于抓斗，不会形成抓取出来的渣土，最终渣土会在槽内和注入的水泥浆液混合，共同构成地下连续墙墙体。但CSM成槽设备在下钻成槽过程中会产生一定的废浆，主要是注入的膨润土泥浆和槽内的渣土相混合，产生的废浆量约为成槽方量的1020%，需要对这一部分的废浆进行处理。通常可以采用泥浆净化机进行筛分分离，达到净化膨润土泥浆的目的，或是用沉淀池进行沉淀， 也可以加入固化剂进行固化以方便处理。三、CSM成槽技术的墙体材料CSM成槽设备在施工过程中，在下钻成槽中通常通过注浆系统注入膨润土泥浆，泥浆主要起到护壁，防止槽壁坍塌的作用。膨润土泥浆的配合比通常为7090 kg/m3 （取决于膨润土的质量

10、），泥浆密度约为1.05 kg/cm3，粘度要超过40 s （马氏漏斗粘度）。当膨润土泥浆 和渣土在槽内混合后，其密度则升至1.52 kg/cm3。在上提成墙中，则要通过注浆系统注入水泥（水泥-膨润土）浆液。可根据需要调配配比，统称是采用水泥浆液中加入少量的膨润土和缓凝剂。密度控制在1.71.8 kg/cm3左右。粘度在100s左右。在槽内与渣土混合后则密度会有所升高。最终成墙墙体的抗压强度可以 达到Rc 28 = 4 12 Mpa。这主要是应用在支护为目的的墙体中。如果是做为以防渗为目的的防渗墙，则需要提高膨润土的添加量，降低水泥的添加量。墙体强度可以控制在12 Mpa ,渗透系数可以达到1

11、X 10-8m/s。Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004For Evaluati on Only.4築龍鋼四、CSM成槽机的施工效率以法国地基建筑公司在法国Le Havre港工程实际作业为例，CSM成槽机的下钻成槽的效率是：在膨润土泥浆保护下，用50分钟完成厚度为 500mm，长度为2.8m，深度为20m的地下连续墙的成槽；上体成墙的时间为30分钟(主要取决于注浆泵的排量)。也就是80分钟完成一个2.8m长，深20m的地连墙施工。施工功效远远高于其他成槽设备。实测记录 资料见图七。图七、

12、CSM成槽机的施工记录五、CSM技术的主要应用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。可以做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，降低工程造价。具体施工工艺见图八。CSM设备可以直接施工防渗墙，由于采用了铳轮铳削，可以将防渗墙直接嵌入基岩，达到整体防渗要求。采用的墙体材料和施工的手段都可以有效降低施工的成本，节约工程投资。并达到很高的防渗指标。CSM也可以在成槽后插入钢筋笼，形成条形桩基础。由于CSM设备也是刚刚开发出来，还有待

13、于进一步拓展应用的领域，也需要进一步完口*築龍细Edited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004 For Evaluati on Only.善施工工艺，从而将该设备和技术有效的应用起来。I州下护传'ICSM设备成墙插入H型钢作为支护墙使用完成基坑内结构施工图八、CSM作为支护墙施工的工艺六、存在的问题由于采用凯式方形导杆施加推进力，从而限制了CSM成槽机的成槽深度，现在多应用于2030m深的支护墙和防渗墙的施工。超过40m的施工实例还很少。在 CSM成槽机的成槽深度的瓶颈，也在实验采用其他非

14、导杆的方式来实现。CSM 30M 500 x 2800Hose setBoom head attachme nt2X 6m boom secti onsBottom positi oning frameCon trol panelCSMMast head5m Kelly barUpper traveling guide2X 10m Kelly bar8m Kelly barLower guideCSM ToolHose supportHose setControl panelFor EvaluaEdited成槽机配套在HS 855履带式起重机上CSM成槽机配套在旋挖钻机上CopyriglEdited by Foxit PDF EditorCopyright (c) by Foxit Software Compa ny, 2004For Evaluati on Only.築龍鋼xhufong.tom：O'CX. ? 5C24ECCSM成槽机配套在深层搅拌钻机上