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拉森钢板桩支护缺点探究

399 2020-07-02 08:58:31

一、拉森钢板桩有诸多优势,但缺陷也是很明显的。

(一)拔桩对地层的扰动:拉森钢板桩属于挤土桩,拔出时,在桩位形成桩身空隙,桩周土体的填充引发土颗粒的重新分布,从而导致一定范围的地面沉降和开裂。

(二)可适应的土层范围较窄:理论上,拉森钢板桩可适应于除中、微风化岩层外的其他岩土层。但在施工实践中,当桩身插入长度大于4m后,对于标准锤击数大于5、承载能力特征值大于130KPa的土层,拉森钢板桩便很难打入。

(三)空间限制:拉森钢板桩的施工,需要将拉森钢板在地面夹起并竖立,桩身长度加上夹具高度,需要桩位上方有足够的空间。


二、针对这些缺陷,有必要对拉森钢板桩进行改良。

(一)桩的拔出:适当的施工工艺,比如间隔桩位拔出即跳拔,放慢拔桩速度即慢拔等,均有助于减轻拉森钢板桩对土层的扰动。拉森钢板桩拔除对土层的扰动,主要机理在于两点,一是拔桩带泥效应,一是拔桩负压真空效应


拔出萝卜带出泥,笔者在施工实践中曾经对不同土层中拉森钢板桩带出的泥厚度做过测量和统计,结果显示,桩体每面带出的泥土厚度大多为钢板桩厚度的2.5倍,最厚的可达5倍钢板桩厚度,如现在应用最为普遍的FSP-IV型拉森钢板桩,其带出的泥厚两面最多达15cm,拔桩带出的泥土方量相当可观,不容忽视。


拔桩负压真空效应主要发生在海相、湖相淤泥质土、饱和粘土和粉质粘土、饱和粉细砂等土层中,桩体如活塞般从这些渗透性较差的土层中拔起时,在桩体下端形成真空,负压作用下,桩体周边土层迅速向桩体留下的空隙处迁移,这些土层通常灵敏度高,在扰动下强度瞬间损失,从而引起周边地面沉陷、开裂,影响平面通常在2~3倍桩长区域,在江汉平原甚至达到5倍桩长,至于影响程度,笔者录到的地表最大沉陷达60cm,拔桩的影响范围之广、程度之深,可见一斑。


当基坑附近有对变形敏感的构(建)筑物时,设计和施工时应该相当重视桩体拔出的不利影响。消除拔桩影响,除了选择适当的施工措施外,可对拉森钢板桩进行改良


改良的目的是要及时地填充拔桩时留下的空洞、消除负压。


改良方法:可以在桩身焊一根D30~50的注浆钢管,钢管底端可设简易鸭嘴阀,防止桩体插入时泥土进入堵塞拉森钢板桩插打时,可以通过注浆管注水,以减少桩身与土层间摩阻力,方便打入拔桩时可以通过注浆管注入水泥砂浆(或者通过注浆管吹砂),施加正压,及时填塞桩体拔出时留下的空隙,压密被扰动的松散土体,从而减少土体变形。

 

(二)坚韧土层:当地质条件比较复杂,如软硬土层互或支护桩持力层强度较高,拉森钢板桩需要穿越较硬薄层,或者桩端刺入坚硬持力层时,拉森钢板桩难以打入,这时可采用引孔的方式进行植桩


引孔的目的是搅软打碎拉森钢板桩难以打入的岩土,对于一般硬塑状黏土,可以采用水泥土搅拌桩、三轴搅拌桩等设备引孔对于岩层,可以采用螺旋钻机、潜孔钻机等设备进行引孔。相对于其他能应对这种复杂地层的桩,如钢筋砼桩、钢管桩等桩类支护,虽然增加了引孔施工工艺,拉森钢板桩支护依然具备较强的经济性。


随着技术的进步,目前基坑支护行业内已出现能应对各种复杂地质条件的新型拉森钢板桩静力植桩机。这种拉森钢板桩打桩机骑行在钢板桩上,利用已打好的钢板桩抗拔力将拉森钢板桩静压入土,噪音很小、定位精准。因为其在成桩上行走,可以在水塘、泥塘中直接施打支护桩,施工环境适应能力强;这种新型打桩机可跟桩送入钻杆和螺旋钻头,钻头可钻动单轴饱和抗压强度60MPa内的岩石,钻头还配有水刀以对付硬塑状粘性土。在国内,拉森钢板桩静力植桩机还未普及,每延米支护桩施工费用仍居高不下


本文在此仅做简单介绍,但应该看到,更好地适应复杂的地质条件和逼仄恶劣的施工环境,是拉森钢板桩改良的方向


拉森钢板桩支护的主要缺陷

拉森钢板桩支护的主要缺陷

拉森钢板桩支护的主要缺陷

拉森钢板桩支护的主要缺陷