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钢板桩止水帷幕

359 2021-07-13 15:20:56

对于 HSW 组合钢板桩支护结构而言,H型钢刚度大但止水效果差,热轧 U型钢板桩刚度小但止水效果好,故在进行止水设计时仅考虑热轧 U型钢板桩的止水问题。

钢板桩作为止水帷幕主要有以下几个优点∶

(1)止水效果

一般钢板桩止水帷幕中出现渗水问题主要在锁扣位置处。考虑到钢板桩止水帷幕锁扣的渗流路径长,且钢板桩止水帷幕与相应的支护桩之间土体具有一定止水作用,故钢板桩作为止水帷幕的止水效果完全符合基坑工程的要求。

(2)强度

在基坑开挖过程中,可将钢板桩作为支护结构,故其在强度方面远大于一般止水帷幕,钢板桩作为止水帷幕不仅起到止水效果还对基坑支护起到积极的作用。

(3)环境保护及经济效益

在推崇可持续发展的时代,如何最大程度利用材料本身成为保护环境和降低成本的关键问题。目前水泥价格逐日增长,一般止水帷幕的造价慢慢失去优势。而钢板桩在使用过程中可多次重复使用,不仅节省工程造价还保护环境、减少污染。钢板桩在基坑施工中可多次拔插、施工简便、强度上升快不需要养护等过程,目前已经越来越多地被应用于止水帷幕中。

钢板桩作为支护结构时,由于钢板桩通过锁扣连接形成一个封闭的板桩结构,水流只能通过锁扣缝隙进入支护结构内部,由于大多数热轧钢板桩均为拉森式的锁扣,一般通过锁扣的渗流量较小,锁扣的渗流抗力如图 3-4所示,P1、P2为内外水压力差。对于一般的基坑工程和水头差小于十米的水中围堰,可不采取特殊的止水处理方式。如有特殊止水要求的工程(水头差大于的水中围堰等),可根据工程需要采取不同的止水方法。

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(1) 天然密封

依靠钢板桩背侧的浮游物或者土砂等细颗粒物质堵塞锁扣间隙,起到止水的效果。一般情况下,粒径分布越好,止水效果越好。但当钢板桩背侧是水或是土粒较粗时,一般需要很长时间才能体现堵塞效果。

实际施工中,可采取一定的辅助措施加快天然密封的效果,如基坑内抽水开始时加快抽水速度形成较大水位差以将密封材料冲入锁扣等。

(2) 人工密封

可在钢板桩沉桩前或后采取密封措施。在钢板桩沉桩前,可通过预先焊接锁扣;在钢板桩锁扣内预涂止水材料,止水材料主要是膨润性的溶剂、弹性密封料、树脂类溶剂及膨胀性橡胶等构成。

在钢板桩沉桩后,可考虑在锁扣中用圆的或成型橡胶绳或塑料绳加上膨胀性的填料填充;将锁扣焊接,若锁口缝干净不透水可直接焊接,若锁口缝透水则可通过同扁钢或型钢覆盖加以角钢焊接完成密封。

钢板桩的止水除了竖向锁扣密封以外,钢板桩相接处、钢板桩与圈梁、钢板桩与拉杆等节点均需止水,主要可采取焊接、设置防水垫圈或止水带等地下工程防水技术措施。