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拉森钢板桩外拉及锚拉加固技术详解

341 2020-06-12 09:51:29
目前大部分建筑工程均设有地下建筑,城市市政工程的管沟、管廊基槽开挖工程中,解决管沟、管廊基槽开挖防止塌方的常规方案主要有:

1、在地层稳定性较好且周边环境条件允许的情况下放坡开挖

2、软土地层条件一般采用震动插入拉森钢板桩对两边或四周土体进行防护,避免沟槽土方开挖后两侧或四周塌方。

当基槽较浅时,钢板桩可以悬臂防护;当深度较深时,管沟需要在两排钢板桩之间设钢支撑支护,深基坑需要使用钢结构围檩支撑。依靠拉森钢板桩之间进行钢结构互撑或者采用基坑内混凝土结构为临近支撑点进行钢结构支撑。根据深度的加深,支撑设置一至多道。当设置内支撑时,给后续土方开挖、下管或管廊土建施工带来诸多不便,既影响了工期,又增加了成本。但是部分工程由于特殊原因存在不能进行内支撑加固措施的状况。因此已知的拉森钢板桩内支撑方式存在着上述种种不便和问题


外拉式拉森钢板桩加固方法


该方法中拉森钢板桩加固装置结构简单、制作方便、基坑维护效果显著,解决拉森钢板桩无法采用内支撑系统的问题,在加固措施上采用新方法,扩大拉森钢板桩维护的应用范围,确保基坑维护安全,降低工程成本

下面对该方法进行简单介绍:


外拉式拉森钢板桩加固方法


外拉式拉森钢板桩加固方法


其施工工艺包括以下步骤:

(一)测量放线

根据平面布置图洒出灰线确定基坑拉森钢板桩与外拉拉森钢板桩沉桩桩位,对基坑拉森钢板桩与外拉拉森钢板桩放线,使基坑拉森钢板桩4与外拉拉森钢板桩6平行,且各自位于一条轴线上;基坑拉森钢板桩4与外拉拉森钢板桩6之间的距离根据基坑围护设计确定

(二)基坑拉森钢板桩与外拉拉森钢板桩沉桩

提供履带式振动锤桩机,施打拉森钢板桩时加强测量工作,发现倾斜,及时调整,为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直;对准钢板桩与定位桩的锁口,靠震动锤与桩自重压到桩所要插打的深度;基坑拉森钢板桩与外拉拉森钢板桩的沉桩深度相同,且根据基坑围护设计确定;

(三)基坑H型钢围檩槽钢支架8焊接

将土方开挖至基坑H型钢围檩3和外拉H型钢围檩7位置,将预制三角形槽钢支架8按每2米设置一道与基坑拉森钢板桩4钢板桩竖直满焊,焊接厚度不小于8mm;三角形槽钢支架8的上平面一端与基坑拉森钢板桩焊接固定,使三角形槽钢支架8的上平面与基坑拉森钢板垂直,三角形槽钢支架8的上平面的另一端通过斜撑槽钢与基坑拉森钢板桩斜向焊接固定;斜撑槽钢为28b槽钢

(四)架设基坑H型钢围檩和外拉H型钢围檩

用吊车将基坑H型钢围檩吊至基坑H型钢围檩的三角形槽钢支架上平面及外拉拉森钢板桩外侧位置,放置稳当,采用点焊将基坑H型钢围檩与基坑拉森钢板桩进行焊接,以及外拉H型钢围檩与外拉拉森钢板桩进行焊接,焊接以不脱落为准;外拉H型钢围檩设置于基坑顶土体上;

(五)在基坑拉森钢板桩和外拉拉森钢板桩上加工钢筋穿插孔

在基坑拉森钢板桩和外拉拉森钢板桩上确定若干钢筋穿插点位置,用标识笔做好标识,采用氧气乙炔烧穿钢板成孔,烧焊时应确保同一钢筋穿插孔位置处于同一直线上

(六)预加工和设置外拉钢筋5

将预制直径25mm外拉钢筋5,外拉钢筋从基坑H型钢围檩3和基坑拉森钢板桩4钢筋穿插孔穿过,直至穿过外拉拉森钢板桩6和外拉H型钢围檩7,外拉钢筋的一端设有90°弯折,弯折段长度200mm,且与基坑H型钢围檩3的内侧钢板焊接固定,外拉钢筋的另一端设有套丝,用高强六角螺帽和垫圈在外拉H型钢围檩的外侧紧固,拉紧基坑拉森钢板桩4和外拉拉森钢板桩6;每5根基坑拉森钢板桩4组成一围护加固单元,每一加固单元用五根外拉钢筋5与由2根外拉拉森钢板桩6组成一外拉加固单元连接;外拉钢筋5与外拉加固单元每隔一块基坑拉森钢板桩4进行跳桩连接。螺帽为M22高强六角螺帽,采用双螺帽拧紧;垫圈为100X100X10mm钢板制作的垫圈。所述基坑H型钢围檩使用H400X400X13X21型钢搭设。所述外拉H型钢围檩也使用H400X400X13X21型钢搭设。


锚拉式拉森钢板桩加固方法 

对于厚大软土地层条件下的深基坑,本实用新型的自进旋喷锚杆锚拉钢板桩支护结构具有明显的优势,一方面,取消了内支撑,避免了内支撑给土方开挖及后续管道施工带来的不便,大大节省了工期和造价;另一方面对于厚大软土地层,旋喷锚杆锚固力大,抗剪强度强,支护结构稳定性高,安全可靠;第三,该结构不需要预应力张拉,只需螺母拧紧锁定,施工速度大大加快,同时,施工无噪音、无泥浆污染,环保性好

本自进旋喷锚拉式钢板桩支护结构,包括钢板桩1和自进锚杆2。自进锚杆2杆体为管状结构,其端头通过套管3连接有高强螺杆4,锚杆杆体外侧安装有螺旋片2-1,自进锚杆2管体的下端开有喷嘴2-2,自进锚杆2端尾设有钻头2-3。钢板桩1上开有安装孔,自进锚杆2的钻头2-3穿过安装孔斜向打入侧壁,钢板桩1的安装孔处安装有钢腰梁5,钢腰梁5上安装有钢靴6,高强螺杆4穿过钢腰梁5和钢靴6并通过螺母7固定在钢靴6上。钢板桩1和钢靴6之间以及钢靴6与螺母7之间均设有承压板8。钢板桩1上安装有钢牛腿9,钢牛腿9固定在钢腰梁5的下部。钢腰梁5为双拼型钢10通过缀板11焊接一起,中部焊接有钢肋板12。


锚拉式拉森钢板桩加固方法


锚拉式拉森钢板桩加固方法


锚拉式拉森钢板桩加固方法



锚杆端头连接图


钢腰梁示意图




锚杆示意图


具体的施工工艺包括以下步骤:

(一)打入钢板桩1:钢板桩1一般采用拉森钢板桩,通常采用履带式振动锤沉桩,钢板桩1属挡土结构,兼止水功能;根据地层深度的不同,可设置单层、双层或多层自进旋喷锚杆锚拉,单层自进旋喷锚杆锚拉时,钢板桩1嵌固深度与沟槽13深度的比值为0.5~2 .0,两层自进旋喷锚杆锚拉时,嵌固深度与锚拉层距的比值为1 .0~3 .0。

(二)在钢板桩1上开安装孔。

(三)自进旋喷锚杆施工:自进旋喷锚杆2杆体采用无缝地质钢管加工,钢级一般采用J55,高压旋喷直径一般400~800mm,杆体一般每节2~3m,丝扣外接箍14连接,杆体外侧安装有螺旋片2-1,锚杆管体的下端开有锥形喷嘴或单向防堵喷嘴2-2,自进锚杆内端尾设有钻头2-3,锚杆机将自进杆体钻头2-3通过钢板桩1的安装孔逐节旋转钻进,钻进的同时利用高压注浆泵向自进锚杆2管体内高压旋喷注射水泥浆,水泥浆通过喷嘴2-2喷出,螺旋片2-1切割杆体周边土体,形成包裹杆体的大直径水泥土锚固体15,凝固后为基坑支护结构提供锚拉力和很强的抗剪能力,该工艺施工过程中无振动,噪音小,环保性好

(四)在钢板桩1上安装钢腰梁5和钢靴6:在钢板桩1的安装孔处安装钢腰梁5,由于自进锚杆2端头的高强螺杆4与水平面有一夹角,采用在钢腰梁5上安装钢靴6进行调整,并利用螺母7紧固,使螺母7均匀传力至钢腰梁5;高强螺杆4抗拉力不低于自进杆体抗拉力。

(五)螺母7锁定:自进旋喷锚杆锚固体凝固约5-7天,采用长臂扭力扳手将自进锚杆2端头的螺母7拧紧,预紧力30~80kN。

(六)开挖土层:螺母7锁定后,可以开挖该层自进锚杆2以下土层。

(七)根据地层情况及沟槽13深度,可分层自进旋喷锚杆锚拉,重复步骤(2)至步骤(5),直至基底。

(八)拆除钢靴6和钢腰梁5,拔出钢板桩1:地下结构施工完毕,回填沟槽13,回填时将螺母7拧下,钢靴6取下,拆除钢腰梁5吊车吊出;采用履带振动锤拔出钢板桩1,留下的空隙回填压实后结束。


本技术领域的普通技术人员,在实质范围内做出的变化、改型、添加或替换,都属于该新型保护范围