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切记!这些细节在地下管廊基坑支护钢板桩施工时不容忽视!

349 2020-05-11 22:06:47

钢板桩施工


钢板桩施工是指在运用钢板桩在施工的过程中达到基坑支护的作用的作业过程。常用钢板桩有两类:槽钢板桩它的抗弯能力比较弱,所以通常多用于小于4米左右的沟槽;拉森钢板桩是由正反扣搭接或并排组成的,抗弯能力较强,通常所见到的拉森钢板桩长有12米,15米,18米。


钢板桩施工的流程

钢板桩的检验与矫正--钢板桩调运与堆放--施工场地平整及围檩施工--打桩方法及沉桩方式--基坑支护--拔桩


钢板桩施工过程


一、钢板桩吊运与堆放

1、装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时,每次起吊的钢板桩根数不宜过多,并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎,而单根吊运常用专用的吊具。 2、钢板桩堆放,钢板桩堆放的地点,要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上,并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意:

(1)堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便;

(2)钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;


二、钢板桩的检验与矫正

用于基坑临时支护的钢板桩,进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响核打设的焊接件割除(有割孔、断面缺损应补强)。有严重蚀,量测断面实际厚度,予以折减。 矫正方法有:

1、表面缺陷矫正, 先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污,然后用焊接修补方法补平,再用砂轮磨平。

2、端部矩形比矫正,用氧乙炔切割桩端,使其与轴线保持垂直,然后再用砂轮对切割面进行磨平修复。当修整量不大时,直接用砂轮进行修理。

3、桩体挠曲矫正, 腹向弯曲矫正,是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上,用设在龙门式顶梁架上的千斤顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正;侧向弯曲矫正在专门的矫正平台上,将钢板桩弯曲段两端固定在矫正平台支座上,在钢板桩弯曲段侧面矫正平台上间隔一定距离设置千斤顶,用千斤顶顶压钢板桩凸处进行冷弯矫正。

4、桩体扭曲矫正 ,视扭曲情况,可采用(3)中的方法矫正。

5、桩体截面局部变形矫正,局部变形处用千斤顶顶压、大锤敲击与氧乙炔焰热烘结合方法进行矫正。

6、锁口变形矫正,用标准钢板桩作为锁口整形胎具,采用慢速卷扬机牵拉调整处理或用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进方法进行调直处理。


三、钢板桩施工细节

1、桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭,避免泥土挤入,锁口应涂以黄油或其它油脂。对于年久失修,锁口变形,锈蚀严重的钢板桩,应进行整修矫正,弯曲变形的桩,可用油压千斤顶顶压或火烘等方法进行矫正。

2、打桩流水段的划分。

3、在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台经纬仪在两个方向加以控制。

4、开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确,以便起到导向样板作用,故每打入1m应测量一次,打至预定深度后立即用钢筋或钢板与围檩支架电焊作临时固定。


四、围檩施工

导向架的安装,在钢板桩施工中,为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,控制桩的打入精度,防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力,一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架,亦称“施工围檩”。

导向架采用单层双面形式,通常由导梁和围檩桩等组成,围檩桩的间距一般为2.5~3.5m,双面围檩之间的间距不宜过大,一般略比板桩墙厚度大8~15mm。

安装导向架时应注意以下几点:

1、采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置;

2、导梁的高度要适宜,要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工效;

3、导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形;

4、 导梁的位置应尽量垂直,并不能与钢板桩碰撞。


五、打桩方式

打桩方法

1、逐根式打桩,适合于松软的土层和较短的钢板桩,可实现打桩效率最大化。注意:由于后侧锁 口的摩阻力大于前侧的摩阻力,为控制打桩时的桩身垂直度,在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置,以便随时检查校正。

2、屏风式打桩,为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。在打桩过程中,为保证垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心平面位移,在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置,以便随时检查校正。 钢板桩分几次打入,第一次由20m高打至15m,第二次打至10m,第三次打至导梁高度,待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时,开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度,每打入1m测量一次。


打桩适合范围及要求

1、钢板桩适用于埋深较浅的支护结构。

2、钢板桩沉桩适用粘性土、砂土、淤泥等软弱地层。

3、钢板桩沉桩施工先试桩,试桩数量不小于10根。

4、钢板桩放线施工,桩头就位必须正确、垂直、沉桩过程中,随时检测,发现问题,及时处理。沉桩容许偏差:平面位置纵向100㎜,横向为-50㎜~0㎜;垂直度为5(1%)。

5、沉桩施前必须平整清除地下、地面及高空障碍物,需保留的地下管线应挖露出来,加以保护。

6、基坑开挖后钢板桩垂直平顺,无严重扭曲、倾斜和劈裂现象,锁口连接严密。

7、基坑土方和结构施工期间,对基坑围岩和支护系统进行动态观测。发现问题,及时处理。


六、沉桩方式

冲击沉桩

1、冲击沉桩根据沉桩数量和施工条件选用沉桩机械,按技术性能要求操作和施工。

2、钢桩使用前先检查,不符合要求的应修整。钢桩上端补强板后钻设吊板装孔。钢板桩锁口内涂油,下端用易拆物塞紧,并用2m标准进行通过试验。

3、工字钢桩单根沉没,钢板桩采用围檩法沉没,以保证墙面的垂直、平顺。

4、钢板桩围檩支架的围檩桩必须垂直、围檩水平,设置位置正确、牢固可靠。围檩支架高度在地面以上不小于5m;最下层围檩距地面不大于50㎝;围檩间净距比2根钢板桩组合宽度大8-15㎜。

5、钢板桩以10-20根为一段。逐根插围檩后,先打入两端的定位桩,再以2-4根为一组,采取阶梯跃式打入各组的桩。

6、钢板桩围檩在转角处两桩墙各10根桩位轴线内调整后合拢,不能闭合时,该处两桩可搭接,背后要进行防水处理。

7、沉桩前先将钢桩立直并固定在桩锤的桩帽卡口内,然后拉起桩锤击打工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内,先打2-3次空锤,再轻轻锤击使桩稳定,检查桩位和垂直度无误后,方可沉桩。

8、沉桩过程中,随时检测桩的垂直度并校正。钢桩沉设贯入度每击20次不小于10㎜,否则停机检查,采取措施。

9、沉桩过程中,发现打桩机导向架的中心线偏斜时必须及时调整。


振动沉桩

1、振动锤振动频率大于钢桩的自振频率。振桩前,振动锤的桩夹应夹紧钢桩上端,并使振动锤与钢桩重心在同一直线上。

2、振动锤夹紧钢桩吊起,使钢板桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内,待桩稳定、位置正确并垂直后,再振动下沉。钢桩每下沉1~2㎜左右,停振检测桩的垂直度,发现偏差,及时纠正。

3、振动沉没钢板桩试桩数量不小于10根。

4、沉桩中钢桩下沉速度突然减小,应停止沉桩,并钢桩向上拔起0.6~1.0m,然后重新快速下沉,如仍不能下沉,采取其他措施。


静力压桩

1、压桩机压桩时,桩帽与桩身的中心线必须重合。

2、压桩过程中随时检查桩身的垂直度,初压过程中,发现桩身位移、倾斜和压入过程中桩身突然倾斜及设备达到额定压力而持续20min,仍不能下沉时,及时采取措施。


七、常用的打桩设备:

打桩设备,打桩机械所需要的激振力要根据场地土层、土质、含水量及桩的种类构造综合确定。

1、机械手,350~600不同型号挖掘机配加长臂加振动锤改装而成,缺点是施打长度有限,最长只能施工15m钢板桩,一般用来施打12m钢板桩,并且延展距离有限,能伸到6m范围内。

2、振动锤,50~80吨履带式起重机(卷扬起重机)加振动锤,液压振动锤,电动式振动锤,还有蒸汽式和柴油动力式。振动锤上设有液压加紧装置。

3、打桩船,船体为钢箱结构,甲板上设有打桩架,可前俯后仰以适应施打斜桩需要。


八、桩支护

钢板桩施打合拢后,要按设计要求进行开挖和基坑支护。

1、开挖与支护,顶层和中间层支护,在基坑分别开挖至支护设计高度下500mm时进行支护施工。为防止基坑管涌或隆起,基坑底部可采用混凝土封底方式,同时也起到钢板桩底层支护作用。

2、常用支护材料,钢板桩基坑支护一般采用热轧工字钢、H型钢、焊管、铁板等材料,常用规格有:32c、36c、40c、45c工字钢;250、300、350H型钢;φ500×10、φ600×13焊管。

(3)支护设备,基坑支护施工常用设备主要有:交流电焊机、气割等。


九、施工中常见问题及防治措施

1、折叠渗漏和涌沙

(1)现象:基坑挖土过半时,发现钢板桩渗漏,主要在接缝处和转角处,有的地方还涌沙。

(2)原因分析:

A. 拉森钢板桩旧桩较多,使用前未进行校正修理或检修不彻底,锁水处咬合不好,以致接缝处易漏水。

B. 转角处为实现封闭合龙,应有特殊形式的转角桩,这种转角桩要经过切断焊接工序,可能会产生变形。

C. 打设拉森钢板桩时,两块板桩的锁口可能插对不严密,不符合要求。

D. 拉森钢板桩的垂直度不符合要求,导致锁口漏水。


(3)预防措施:

旧钢板桩在打设前需进行矫正。矫正要在平台上进行,对弯曲变形的钢板桩可用油压千斤顶顶压或火烘等方法矫正。做好围檩支架,以保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直。防止钢板桩锁口中心线位移,可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。由于钢板桩打入时倾斜,且锁结合处有空隙,封闭合龙比较困难,解决的办法一是用异形板桩;二是采用轴线封闭法(此法较为方便)。


2、钢板桩侧倾 

(1)现象:采用钢板桩开挖土方的挖土机及运土车辆设在地面钢板桩侧,开挖不久即发现钢板桩顶侧倾,坑底土隆起,地面裂缝并下沉。

(2)原因分析:

A. 这些钢板桩施工都在软土地区,设计的嵌固深度不够,因而桩后地面下沉,坑底土隆起是管涌的表现。

B. 在挖土作业时由于挖土机及运土车在钢板桩侧,增加了土的地面荷载,导致桩顶侧移。

(3)防治措施:

钢板桩嵌固深度必须由计算确定,按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—1999)规定执行。挖土机及运土车不得在基坑边作业,如必须施工,则应将该项荷载计入设计中,以增加桩的嵌固深度。一般拉森桩施工时,压密注浆配合,四周有钢板桩支护,基底水压较大,为更好地防水,基底做压密注浆,其厚度按土质而定。另外钢板桩支护转角处连接不够紧密,宜发生流砂现象,故需进行压密注浆,如注浆数量为3~4根。如地下水位较高时需进行轻型井点降水配合。


3、共连 

(1)现象: 打板桩时和已打入的邻桩跟着一起下沉。

(2)原因分析:钢板桩倾斜弯曲,使槽口阻力增加,常会使邻桩超深。

(3)防治措施:①发生板桩倾斜及时纠正; ②把发生共连的桩和其他已打好的桩,一块或数块用角钢用电焊机与其相连。


十、拔桩

钢板桩基坑内混凝土施工后,带混凝土强度达到要求后,对钢板桩和混凝土间隔区进行回填,然后进行钢板桩打拔,拔桩一般采用沉桩设备进行,拔桩顺序一般与打桩顺序相反,若发生拔桩受阻时不可强制拔桩,一般可用振动锤振动使土壤液化或向下沉桩1m左右的方法,然后再拔桩。把桩后要将钢板桩所留下的空隙进行回填并平整好场地离场。

1、对于拔出钢板桩时要做到:分舱、分段跳拔施工。跳拔工艺主要解决拔桩激振位置与管廊变形缝之间的影响问题。跳拔时要对称平衡进行,利用地基土对管廊箱涵简支平衡条件,最好是双机对称跳拔,单机跳拔的效能就会减小。

2、跳拔钢板桩后应及时注浆,注浆是尽可能弥补拔桩带出泥土后形成的空洞,但必须注意注浆与拔桩的同步性和压力平衡性。施工注浆设备要满足注浆的进度要求,否则注浆的效果将大打折扣。