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岩土研究院

加油站改造工程钢板桩施工方案图析

279 2020-10-26 08:58:37


加油站改造工程钢板桩施工方案


一、工程概况

二、油罐基础土方开挖的难点与解决办法

三、基坑钢板桩支护

四、基坑排水

五、级配碎石换填

六、质量控制

七、安全技术措施




一、工程概况

1.工程简介

工程名称:中国石油XXX加油站改造工程

建设单位:中石油xxxxx销售分公司

设计单位:XXXX石化工程设计有限公司

监理单位:XXXXX建设工程管理咨询有限公司

质量目标:合格

2.油罐基础结构设计:

(1)基础垫层底标高为-5.14m。

(2)筏板基础。

(3)油罐筏板埋深4.69m,筏板长度17m,筏板宽度8.4米;筏板厚度350mm。

(4)混凝土标号:基础垫层为商品混凝土C15,筏板标号为C30。


二、油罐基础土方开挖的难点与解决办法

1.土方开挖的难点

(1)加油站属于沿海地区,地下水位高,通过工程地质报告及原罐区开挖实际情况分析,地下水位在2m左右,而且存在泥沙等不利于基坑稳定土层,支护不到位极易产生塌方等情况。

(2)基坑土方开挖量大,土方量达1670m³。

土方开挖工程量=(9.6*18.6+18.2*27.2+(9.6+18.2)*(18.6+27.2))*5.14/6=1668m³

(3)施工劳务组织难度大,历经中秋、国庆两个法定假日以及秋收农忙季节,加上众多在建工程要求11月15日前即采暖期前完工等因素都在赶工,急需劳务工人,导致劳务成本大,组织难度大;而且中石油唐海中原(95)加油站施工工期短,仅为50日历天,支护不当,势必会影响工期和工程质量。

2.解决办法

(1)地下水位高,采用在开挖作业面四周开挖宽1米,深0.5米,四角设四个水泵井,4台水泵同时抽水方法降水,土方开挖前挖出基础外围部分的水沟,用泥浆泵抽水,夜间安排人员2人值班抽水,确保每天24小时抽水达到降低水位的目的。

(2)基础土方开挖量大。先对混凝土地面进行切割,采用一台爆破锤破除混凝土地面,然后用200挖掘机挖运混凝土下部土方,土方推至单体工程的施工场地外围集中堆放,待基础土方回填后,多余土方填平后期项目的预留地,如有过剩再外运处理。

(3)基坑防护采用钢板桩防护,钢板桩呈封闭式,长21.2米,宽12.6米。其优点为:强度高,容易打入坚硬土层;可在深水中施工,必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好;能按照油罐罐区基础组成封闭式的围堰,利于施工。

2.1.1老罐区开挖现状照片

2.1.2老罐区开挖现状照片

三、基坑钢板桩支护

油罐基坑施工时采用钢板桩支护,钢板桩围堰基本信息见表3-1所示

表3-1 钢板桩围堰基本信息

基坑深度H(m)

5.14

支护平面尺寸(m)

21.2×12.6

支护顶标高(m)

±0.00(室外地坪)

钢板桩型号

拉森钢板桩SP-Ⅳ

 ├桩长(m)

9

├嵌固深度(m)

3.86

 ├每延米板桩截面面积A(cm2)

80.5

 ├每延米板桩重量A(Kg)

76.1

罐区钢板桩数量

170根(其中含4根转角桩)

钢板桩支撑

热轧H型钢W200*200a

├H型钢支撑长(m)

12

├每延米H型钢支撑重量A(Kg)

50.5

钢板桩平面布置见附图。钢板桩围堰施工主要由施工准备、插打钢板桩、抽水堵漏、开挖基坑(垫层、砼基础、油罐安装、工艺管道安装在施工组织中论述,在此不再体现)、拔除钢板桩五部分组成。

1.施工准备

将钢板桩运到工地后,详细对其检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜。

锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。

2.插打钢板桩

沉、拔桩机械选用DZ60型振动沉桩机,板桩吊装采用25t履带吊。板桩围堰施工采用导框导向、逐根打入的施工方法。

1)导框安装

钢板桩打入前,先行插打定位桩,然后进行导框的安装。在安装导框时,先进行定位测量。导框采用在现场分段制作,在地面上组装,固定在定位桩上。

2)钢板桩插打方法

钢板桩要求以小锁口打入,见图2-1所示


图2-1  钢板桩小锁口打入示意图


插打前,钢板桩桩的锁口内,涂以黄油混合物油膏(重量配合比为:黄油:沥青:干锯末:干粘土=2:2:2:1),以减少插打时的摩阻力,并加强防渗性能。沉桩时先将钢板桩插打稳定,插桩时锁口要严格对准,用经纬仪双向校正板桩姿态后,开启振动桩锤,低幅轻振使桩尖入土约1.0m后再次校正板桩姿态,接着施加正常激振力沉桩到位。插打钢板桩顺序设为顺时针四边依次插打。

打桩时应做到横平竖直, 因第一、二根板桩对后续板桩具有垂直向的导向作用,在插打过程中小心慢打,每沉桩1m后需暂停振动,对桩身姿态进行校正调整,确保板桩位置、方向、垂直度精确。沉到预定位置后立即将板桩桩头与导框焊接固定。

转角和封闭合拢处因模数不一致,导致合拢闭合有困难时,采取异型桩或修正轴线走向和长度的方法保证闭合。

3.抽水堵漏

钢板桩插打完后,即可抽水开挖。抽水过程中时刻检查各节点是否顶紧,防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快,且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠,使其由水夹带至漏水处自行堵塞,必要时可外部堵漏。较深处的渗漏,可将煤渣等沉送到漏水处堵漏。在桩脚漏水处,采用砼封底等措施。

4.拔除钢板桩

钢板桩拔桩前,先用振动锤轻振桩体,使土层与桩身之间产生松动,再提升卷扬机拔出板桩,挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出,必要时进行水下切割。

图纸如下:

油罐钢板桩平面布置图

油罐钢板桩剖面图

四、基坑排水

水泵抽水能力应为渗水量的1.5~2倍,汇水坑设在承台外侧。准备采用4台流量40m³/h的柴油浮箱式抽水机抽水。


五、级配碎石换填

在水抽干后,即可人工挖泥沙,由于基坑长期被水浸泡,无法进行打夯及钎探,地基承载力无法满足设计要求。为增加地基承载力,对基坑以下500mm进行3-12mm级配碎石换填换填,以满足地基承载力要求。然后进行垫层、筏板基础、油罐安装等后续工序施工。


六、质量控制

1.在拼接钢板桩时,两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊,要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm,断面上的错位不大于2mm,使用新钢板桩时,要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件,并详细丈量尺寸,检验是否符合要求。

2.对组拼的钢板桩两端要平齐,误差不大于3mm,钢板桩组上下一致,误差不大于30mm,全部的锁口均要涂防水混合材料,使锁口嵌缝严密。

3.为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直,并且罐区周边的钢板数要均分,为保证桩身垂直,于第一组钢板桩设固定于支撑上的导向木,顺导向木下插,使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致,锁口间隙也不完全一致,桩身仍有可能倾斜,在施工中加强测量工作,发现倾斜,及时调整,使每组钢板桩在顺周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰,同时为了使周边能为钢板桩数所均分,事先在导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置,使宽度误差分散,并在插桩时,据此调整钢板桩的平面位置,使误差不大于±15mm,当仍有困难时,将合龙口两边各几组钢板桩不插到基坑,在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时,则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。

4.在使用拼接接长的钢板桩时,钢板桩的拼接接头不能在基坑的同一断面上,而且相邻桩的接头上下错开至少2m,所以,在组拼钢板桩时要预先配桩,在运输、存放时,按插桩顺利堆码,插桩时按规定的顺序吊插。

5.在进行钢板桩的插打时,当钢板桩的垂直度较好,一次将桩打到要求深度,当垂直度较差时,要分两次进行施打,即先将所有的桩打入约一半深度后,再第二次打到要求的深度。

6.钢板桩支护在使用过程中,防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管,到围堰内抽水时,再予封闭,在围堰内抽水时,钢板桩锁口漏水,在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物,借漏水的吸力附于锁口内堵水,或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝,撒煤渣等物堵漏时,要考虑水流方向并尽量接近漏缝,漏缝较深时,用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒,同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处,逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧,使导梁受力均匀。


七、安全技术措施

1.钢板桩围堰人员上下要有专用爬梯。

2.注意因板桩的变形,接缝不密或桩端处透水等原因而渗水量大的可能情况,必要应采取有效措施堵截板桩的渗漏水、防止因抽水过多使桩外的土随水流入板桩内,引起板桩外土层坍塌。

3.构件吊装,应有二名指挥,上下各一名。严禁在吊物下站人,严禁向下抛物。

4.钢板桩支撑的水平距离不得大于2.5米,基坑挖土与支撑应密切配合,做到随挖随撑。

5.拔桩时要先震动1~2分钟,再慢慢启动卷扬机拔桩。在有松动后再边震边拔,防止蛮干。

6.对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查,特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况,危及安全的要及时维修、更换。

7.作业环境及夜间照明必须良好。

8.施工用电符合JGJ46-2004的要求。


八、成本测算:

1.工程计算书

2.