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岩土研究院

钢板桩围护结构的施工

369 2021-10-13 08:57:35

1.施工前准备工作

在钢板桩施工前,首先必须作好打设前的准备工作。

钢板桩的设置位置应便于基础施工,即在基础结构边缘之外并留有支、拆模板的余地。特殊情况下如利用钢板桩作为箱基底板或桩基承台的侧模,则必须衬以纤维板(或油毛毡)等隔离材料,以利钢板桩的拔除。

钢板桩的平面布置,应尽量平直整齐,避免不规则的转角以便充分利用标准钢板桩和便于设置支撑。

(1)钢板桩的检验及矫正

用于基坑临时支护的钢板桩,应进行外观检验,,包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求,有无表面缺陷,端头矩形比,垂直度和锁口形状等。对桩上影响打设的焊接件应割除,如有割孔、断面缺损等应补强,若有严重锈蚀,应量测断面实际厚度,以便计算时予以折减。

除上述外观检验外,还要对各种缺陷进行矫正,如表面缺陷矫正,端部矩形比矫正,桩体挠曲矫正.桩体扭曲矫正,桩体截面局部变形矫正及锁口变形矫正等。经矫正后的桩体外观质量必须符合表4.3-7要求∶(2)施工围檩安装

为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,挖制桩的打入精度。防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力,需设置一定刚度的坚固的导架(图4.3-2)。

导架通常由导梁和围檩桩等组成,在平面上有单面和双面之分,在高度上有单层和双层之分。一般常用的是单层双面导架,围檩桩的间距一般为2.5~3.5m,双面围檩之间的间距一般比板桩墙厚度大8~15mm。

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导架的位置不能与钢板桩相碰,围檩桩不能随着钢板桩的打设而下沉或变形,导架的高度要适宜,要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效,需用经纬仪和水准仪控制导架的位置和标高。

(3)沉桩机械的选择

打设钢板桩分为冲击打入法及振动打入法。冲击打入法采用落锤、汽锤、柴油锤。为使桩锤的冲击力能均匀分布在板桩断面上,保护桩顶免受损坏,在桩锤和钢板桩间应设桩帽。

振动打入法采用振动锤,它既可用来打设钢板桩,又可用于拔桩。目前多采用振动打入法。

(4)钢板桩的焊接

由于钢板桩的长度是定长的,因此在施工中常须焊接。为了保证钢板桩自身的强度,接桩位置不可在同…平面上,必须采用相隔一根上下颠倒的接桩方法,如图 4.3-3所示。

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2.钢板桩的打设

(1)钢板桩打设方式的选择

由于目前多采用U型及 Z型钢板桩,根据板桩与板桩之间的锁扣方式,可分为大锁扣扣打施工法及小锁扣扣打施工法。

1)大锁扣扣打施工法∶这种方法从板桩墙的一角开始,逐块打设,每块之间的锁扣并没有扣死,如图4.3-4a 所示。

2)小锁扣扣打施工法;此种方法也从板桩墙的一角开始,逐块打设,且每块之间的锁扣均要求锁好,如图4.3-4b 所示。此两种方法的优缺点及适用条件见表4.3-8。

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钢板桩打设方法还可分为"单独打入法"和"屏风式打入法"两种。

1)单独打入法

这种方法从板桩墙的一角开始,逐块(或两块)打设,直至工程结束。

2)屏风式打入法

这种方法是将10~20根钢板桩成排插入导架内,呈屏风状,然后再分批施打,如图4.3-2图所示。

该打入法又可按屏风组的排数,分为单屏风、双屏风和全屏风。单屏风应用最为普遍,双层屏风多用于轴线转角处施工,全屏风只用于要求较高的轴线闭合的施工。

两种打入法的优缺点及适用条件如表4,3-9所示。

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(2)钢板桩的打设过程

选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,并轻轻加以锤击。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。为防止锁口中心线平面位移,同时在围檩上预先计算出每一块板桩的位置,以便随时检查校正。

钢板桩应分几次打入,如第一次由 20m 高打至15m,第二次则打至 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,开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度。它可以起样板导向作用。一般每打入1m 就应测量一次。

(3)钢板桩的转角和封闭

钢板桩墙的设计水平总长度,有时并不是钢板桩标准宽度的整数倍,或者板桩墙的轴线较复杂、钢板桩的制作和打设有误差等,均会给钢板桩墙的最终封闭合拢施工带来困难,这时候可采用以下方法∶

1)异形板桩法;

2)连接件法;

3)骑缝搭接法;

4)轴线调整法。

上述几种方法就不详细介绍了。

3.钢板桩的拔除

在进行基坑回填土时,要拔除钢板桩,以便修整后重复使用,拔除前要研究钢板桩拔除顺序、拔除时间及坑孔处理方法。

拔桩多采用振动拔桩,由于振动,拔桩时可能会发生带土过多,从而引起土体位移及地面沉降,给施工中的地下结构带来危害,并影响邻近建筑物、道路及地下管线的正常使用。这一点在拔桩时应充分重视,注意防止。如采用跳拔方法,即隔一根拔一根。

对于封闭式钢板桩墙,拔桩的开始点宜离开角桩5根以上。拔桩的顺序一般与打设顺序相反。

拔除钢板桩宜采用振动锤或振动锤与起重机共同拔除,后者只用于振动锤拔不出的钢板桩,需在钢板桩上设吊架,起重机在振动锤振拔同时向上引拔。

振动锤产生强迫振动,破坏板桩与周围土体间的粘结力,依靠附加的起吊克服拔桩阻力将桩拔出。拔桩时,可先用振动锤将锁口振活以减少与土的粘结。然后边振边拔,为及时回填桩孔,当将桩拔至比基础底板略高时,暂停引拔。用振动锤振动几分钟让土孔填实,对阻力大的钢板桩。还可采用间歇振动的方法。对拔桩产生的桩孔.需及时回填以减少对邻近建筑物等的影响,方法有振动挤实法和填入法,有时还需在振拔时回灌水,边振边拔并回填砂子。

4.钢板桩施工中监测及施工后监测

(1)施工中监测

在钢板桩施工中,打设的允许误差一般分别为∶桩顶标高偏差±100mm;钢板桩轴线偏差± 100mm,钢板桩垂直度偏差 1%。在打设过程中,如发现有超过上述允许值应及时纠正。

(2)施工后监测

在钢板桩打设结束后,基坑就开始开挖,此时,必须对钢板桩围护系统进行监测,其内容一般包括∶

1)墙后土、坑底和钢板桩墙的沉降和位移;

2)相邻建筑物的位移沉降;

3)地下水位和降水系统水量;

4)来自附近打桩、爆破或交通等的振动所造成的影响。

钢板桩打设结束后,在基坑开挖过程中,钢板桩墙有可能出现下列情况∶

1)钢板桩墙脚部向外移动。这是由于钢板桩插入深度不够或基坑深度超挖或坑底土的勘察有误造成的。

2)钢板桩弯曲变形严重。这往往是桩断面选用偏小。土压力计算偏低.基坑超挖或地面意外超载等原因造成的。

3)整个滑动破坏。一般因桩的插入深度不够而引起。在监测过程中如遇有上述险情,则应临时加设内支撑(如水平撑、斜撑等)。假如场地允许还可采用坑外拉锚等方法加以解决。

在基坑开挖过程中。如出现坑壁涌水 、涌砂或流泥现象。这可能是由干施工中锁扣未锁好,或由于板桩变形等原因造成。当发现板桩因水压作用而发生裂缝时,应设法堵缝。如果水量较小,可往裂缝处阻塞。如水量略大,则需在裂缝附近的板桩上大约同一水平位置处开一小孔洞以减小水压力,然后再往裂缝处焊上钢板,最后再堵住小孔洞。