拉森鋼板樁支護(hù)方案

拉森鋼板樁支護(hù)工程實(shí)踐［大中小發(fā)布時(shí)間：2006-06-2809:28:16瀏覽次數(shù)：61】【摘要】本文結(jié)合工程實(shí)例，簡(jiǎn)述拉森鋼板樁在馬鋼新區(qū)基坑圍護(hù)工程中的設(shè)計(jì)、施工工藝特點(diǎn)、工藝流程、施工方法、以及沉樁質(zhì)量控制和保證措施?！娟P(guān)鍵詞】鋼板樁、支護(hù)、基坑。一、工程概況馬鋼500萬噸高附加值板卷產(chǎn)品生產(chǎn)線位于馬鞍山市慈湖工業(yè)園內(nèi),主要包括新建1條2250熱連軋線、1條2130酸洗冷連軋線、3條熱鍍鋅線、2條彩涂線以及相配套的煉鐵、煉鋼及全部公輔設(shè)施。本文介紹2130酸洗冷連軋線地下排水管廊拉森樁圍護(hù)工程，地下管廊單側(cè)長(zhǎng)度251.8，采用雙面拉森樁圍護(hù)總延長(zhǎng)米503.6，地下管廊寬度包括結(jié)構(gòu)施工工作面，217軸至226軸6.8，226軸至229軸，2A軸至2C軸8.45，基坑平均開挖深度包括墊層內(nèi)±0.00以下-7.4，局部廊段最大開挖深度-8.6，擬采用長(zhǎng)度12的拉森IV鋼板樁實(shí)施雙面圍護(hù)，以確保基坑安全開挖，管廊結(jié)構(gòu)順利施工。二、地質(zhì)概況根據(jù)區(qū)域地質(zhì)報(bào)告，自上而下土層分布為:表層為回填礦渣，并不均分布積存一定量塊石，積存一定量的天然降水，該層土層厚度約3?3.5。次層沉樁段為含少量粉煤灰的軟塑狀粉質(zhì)粘土，土層厚度為5?7。樁端持力層段為粉質(zhì)粘土。見下圖V+0.00回填礦渣V-3.5 軟塑狀粉所粘土V-10.5三、鋼板樁方案1、鋼板樁的選用根據(jù)工程所在地場(chǎng)地特點(diǎn)，結(jié)合鋼板樁的特性、施工方法等方面進(jìn)行考慮，選用拉森W號(hào)鋼板樁，拉森W號(hào)鋼板樁寬度適中，抗彎性

能好，依地質(zhì)資料及作業(yè)條件決定選用鋼板樁長(zhǎng)度12長(zhǎng)，要求鋼板樁入土深度達(dá)樁長(zhǎng)0.5倍以上。2、打樁設(shè)備擬采用Z550型液壓振動(dòng)沉樁機(jī)，作為沉設(shè)拉森樁主要?jiǎng)恿?，為確?；娱_挖安全，并采用250*250的H型鋼實(shí)施圍囹加固，必要時(shí)可沉設(shè)錨樁，對(duì)圍護(hù)實(shí)施拉錨加固。投入鋼板樁打拔樁機(jī)4臺(tái)用于施工。打拔樁機(jī)為挖掘機(jī)（日立550）加液壓高頻振動(dòng)錘改裝而成，為臺(tái)灣仿荷蘭產(chǎn)振動(dòng)錘，激振力220kN。見圖1A503.6mJ217軸p1A503.6mJ217軸p首！|11|2C軸/0,0孑四、鋼板樁設(shè)計(jì)方案1、計(jì)算拉森樁入土深度根據(jù)鋼板樁入土的深度，按單錨淺埋板樁計(jì)算，假定上端為簡(jiǎn)支，下端為自由支承。這種板樁相當(dāng)于單跨簡(jiǎn)支梁，作用在樁后為主動(dòng)土壓力，作用在樁前為被動(dòng)土壓力，壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下。

技圳栩/TcrEHm，二□HHO技圳栩/TcrEHm，二□HHO1 1 q主動(dòng)土壓力虬二%禪F飛"7f112被動(dòng)土壓力丘產(chǎn)寸”矽式中…筆——主動(dòng)土壓力最大壓強(qiáng)，今=引丑+捫虬；『虬——主動(dòng)土壓力系數(shù)蒞二就（45。十史J』45。虬——主動(dòng)土壓力系數(shù)蒞二就（45。十史J』45。r= r：i =■-. 土 ■.4——彼動(dòng)土壓力條數(shù)土的內(nèi)摩擦角密=2儼；時(shí)土的重度丫=vi.沮n心-基坑開挖深度H=淑―為了使鋼板樁保持穩(wěn)定，在A點(diǎn)的力矩等于零，即火=旗亦即2 （ 2、'、\將以上數(shù)據(jù)代入上式中，可得下式〃?+13?+3^-459=0rJ整理后即可求得所需的最小入土深度『2=3,89幽+J所以鋼板樁總長(zhǎng)度為：卜L-6+3.89=9.89眺p故選擇12郴拉森樁作為圍護(hù)樁是合理的『42、鋼板樁穩(wěn)定性驗(yàn)算板樁入土深度除保證本身的穩(wěn)定性外，還應(yīng)保證基坑底部在施工期間不會(huì)出現(xiàn)隆起和管涌現(xiàn)象。在軟土中開挖較深的基坑，當(dāng)樁背后的土柱重量超過基坑底面以下地基土的承載力時(shí)，地基的平衡狀態(tài)受到破壞，常會(huì)發(fā)生坑壁土流動(dòng)，坑頂下陷，坑底隆起的現(xiàn)象（如下圖），為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，施工前，需對(duì)地基進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。IpI(&)轉(zhuǎn)動(dòng)力距甄〃=虧=0十河＞穩(wěn)定力距崎=或”土層為均質(zhì)土?xí)r』則虬二E七式中T——地基土不排水剪切的抗剪強(qiáng)度‘在飽和性軟粘土中』「二0B*地基穩(wěn)定力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩之比稱抗隆起安全系數(shù)，以K表示,若K滿足下式，則地基土穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生隆起。中當(dāng)土層為均質(zhì)土?xí)r』則『皮二竺土X幻q+yh式中」——內(nèi)聚力地質(zhì)報(bào)告提供r=容5蠅…q 坑側(cè)上部荷載回填土取母=5.網(wǎng)"舊K=冰容5=空―25+17.5x6HO "蒞7.2故地坑不會(huì)產(chǎn)生隆起。+式中昭未考慮土體與板樁間的摩擦力以及垂直面AB上土體的抗剪強(qiáng)度對(duì)土體下滑的阻力.故偏于安全.時(shí)五、鋼板樁施工工藝1、鋼板樁施工的一般要求⑴鋼板樁的設(shè)置位置要符合設(shè)計(jì)要求，便于排水管廊基礎(chǔ)施工，即在基礎(chǔ)最突出的邊緣外留有支模、拆模的余地。⑵基坑護(hù)壁鋼板樁的平面布置形狀應(yīng)盡量平直整齊，避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，以便標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁的利用和支撐設(shè)置。各周邊尺寸盡量符合板樁模數(shù)。⑶整個(gè)基礎(chǔ)施工期間，在挖土、吊運(yùn)、扎鋼筋、澆筑混凝土等施工作業(yè)中，嚴(yán)禁碰撞支撐，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應(yīng)在支撐上擱置重物。2、 鋼板樁施工的順序根據(jù)施工圖及高程放設(shè)沉樁定位線一實(shí)施表層回填礦渣土剝離―根據(jù)定位線控設(shè)沉樁導(dǎo)向槽一整修平整施工機(jī)械行走道路一沉設(shè)圍護(hù)樁一將圍護(hù)樁送至指定標(biāo)高一焊接圍囹支撐一挖土一排水管廊施工―填土一拔除鋼板樁。3、 鋼板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放⑴鋼板樁的檢驗(yàn)鋼板樁運(yùn)到工地后，需進(jìn)行整理。清除鎖口內(nèi)雜物（如電焊瘤渣、廢填充物等），對(duì)缺陷部位加以整修。鎖口檢查的方法：用一塊長(zhǎng)約2米的同類型、同規(guī)格的鋼板樁作標(biāo)準(zhǔn)，將所有同型號(hào)的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查采用卷揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁平車，從樁頭至樁尾作鎖口通過檢查。對(duì)于檢查出的鎖口扭曲及“死彎”進(jìn)行校正。為確保每片鋼板樁的兩側(cè)鎖口平行。同時(shí)，盡可能使鋼板樁的寬度都在同一寬度規(guī)格內(nèi)。需要進(jìn)行寬度檢查，方法是：對(duì)于每片鋼板樁分為上中下三部分用鋼尺測(cè)量其寬度，使每片樁的寬度在同一尺寸內(nèi)，每片相鄰數(shù)差值以小于1為宜。對(duì)于肉眼看到的局部變形可進(jìn)行加密測(cè)量。對(duì)于超出偏差的鋼板樁應(yīng)盡量不用。鋼板樁的其它檢查，對(duì)于樁身殘缺、殘跡、不整潔、銹皮、卷曲等都要做全面檢查，并采取相應(yīng)措施，以確保正常使用。鎖口潤(rùn)滑及防滲措施，對(duì)于檢查合格的鋼板樁，為保證鋼板樁在施工過程中能順利插拔，并增加鋼板樁在使用時(shí)防滲性能。每片鋼板樁鎖口都須均勻涂以混合油，其體積配合比為黃油：干膨潤(rùn)土：干鋸沫=5：5：3。⑵鋼板樁吊運(yùn)裝卸鋼板樁宜采用兩點(diǎn)吊。吊運(yùn)時(shí)，每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過多，并應(yīng)注意保護(hù)鎖口免受損傷。吊運(yùn)方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎，而單根吊運(yùn)常用專用的吊具。⑶鋼板樁堆放鋼板樁堆放的地點(diǎn)，要選擇在不會(huì)因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅(jiān)固的場(chǎng)地上，并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場(chǎng)。堆放時(shí)應(yīng)注意：堆放的順序、位置、方向和平面布置等應(yīng)考慮到以后的施工方便；鋼板樁要按型號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度分別堆放，并在堆放處設(shè)置標(biāo)牌說明；鋼板樁應(yīng)分層堆放，每層堆放數(shù)量一般不超過5根，各層間要墊枕木，墊木間距一般為3-4米，且上、下層墊木應(yīng)在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過2米。4、導(dǎo)向架的安裝在鋼板樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，一般都需要設(shè)置一定剛度的、堅(jiān)固的導(dǎo)向架，亦稱，施工圍檁”。導(dǎo)向架采用單層雙面形式，通常由導(dǎo)梁和圍檁樁等組成，圍檁樁的間距一般為2.5?5m,雙面圍檁之間的間距不宜過大，一般略比板樁墻厚度大8?15mmo安裝導(dǎo)向架時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：采用經(jīng)緯儀和水平儀控制和調(diào)整導(dǎo)梁的位置。導(dǎo)梁的高度要適宜，要有利于控制鋼板樁的施工高度和提高施工工效。導(dǎo)梁不能隨著鋼板樁的打設(shè)而產(chǎn)生下沉和變形。導(dǎo)梁的位置應(yīng)盡量垂直，并不能與鋼板樁碰撞。5、鋼板樁打設(shè)鋼板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機(jī)械和流水段劃分，以便使打設(shè)后的板樁墻有足夠的剛度和良好的防水作用，且板樁墻面平直，以滿足基礎(chǔ)施工的要求，對(duì)封閉式板樁墻還要求封閉合攏。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采用單獨(dú)打入法。此法是從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束中途不停頓。因此，樁機(jī)行走路線短，施工簡(jiǎn)便，打設(shè)速度快。但是，由于單塊打入，易向一邊傾斜，累計(jì)誤差不易糾正，墻面平直度難以控制。⑴先由測(cè)量人員定出鋼板樁圍堰的軸線，可每隔一定距離設(shè)置導(dǎo)向樁，導(dǎo)向樁直接使用鋼板樁，然后掛繩線作為導(dǎo)線，打樁時(shí)利用導(dǎo)線控制鋼板樁的軸線，在軸向法向要求搞的情況下，采用導(dǎo)向架。⑵準(zhǔn)備樁帽及送樁：打樁機(jī)吊起鋼板樁，人工扶正就位。⑶單樁逐根連續(xù)施打，注意樁頂高程不宜相差太大。⑷在插打過程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%，當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔起重打。6、挖土⑴土方開挖應(yīng)分層分區(qū)連續(xù)施工，并對(duì)稱開挖，土方開挖至板樁頂以下1米處，進(jìn)行圍囹支撐施工。⑵圍囹制做安裝：圍囹及支撐設(shè)置在板樁墻頂以下0.5米處，根據(jù)設(shè)計(jì)位置在鋼板樁內(nèi)壁上焊圍囹托架，然后吊裝H型鋼圍檁并焊接加固。⑶土方開挖前在基坑外進(jìn)行井點(diǎn)降水，保持基坑內(nèi)無水，便于挖土，機(jī)械進(jìn)出口通道及四周采用換填并鋪墊鋼板以擴(kuò)散壓力，減小側(cè)壓力。⑷基坑周邊（約一倍樁長(zhǎng)）范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載。⑸地面及坑內(nèi)設(shè)排水措施。⑹開挖過程中注意支護(hù)體系的變形觀察。⑺基坑內(nèi)作業(yè)時(shí)，有專職安全員負(fù)責(zé)。在基坑開挖過程中需要注意的問題：由于工程在地下水位很高的軟土地基中施工，所以鋼板樁的垂直度及搭接就十分重要，當(dāng)鋼板樁未貼靠在圍囹上部分，需作加墊處理，使鋼板樁的壓力傳到圍囹及支撐上，支撐的材料、制作、焊接必須嚴(yán)格按圖施工。其次是挖土和支撐的架設(shè)施工過程必須緊密配合，挖土過程要保證安全的前提下，迅速為支撐施工創(chuàng)造工作面，支撐結(jié)構(gòu)必須能較快地產(chǎn)生整體剛度或預(yù)緊力，兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時(shí)空效應(yīng)，有效地控制圍護(hù)體系在受力后的變形。施工中切不可超挖和不及時(shí)施加支撐，土方施工要求分層均勻高效，以使支護(hù)結(jié)構(gòu)處于正常的受力狀態(tài)。7、鋼板樁的拔除基坑回填后，要拔除鋼板樁，以便重復(fù)使用。拔除鋼板樁前，應(yīng)仔細(xì)研究拔樁方法順序和拔樁時(shí)間，否則，由于拔樁的振動(dòng)影響，以及拔樁帶土過多會(huì)引起地面沉降和位移，會(huì)給己施工的地下結(jié)構(gòu)帶來危害，并影響臨近原有建筑物、構(gòu)筑物或底下管線的安全。設(shè)法減少拔樁帶土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動(dòng)1min?2min，使鋼板樁周圍的土松動(dòng)，產(chǎn)生“液化”，減少土對(duì)樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時(shí)注意樁機(jī)的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時(shí)，應(yīng)停止拔樁，可先行往下施打少許，再往上撥，如此反復(fù)可將樁拔出來。拔樁時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：拔樁起點(diǎn)和順序：對(duì)封閉式鋼板樁墻，拔樁起點(diǎn)應(yīng)離開角樁5根以上?？筛鶕?jù)沉樁時(shí)的情況確定拔樁起點(diǎn)，必要時(shí)也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反。振打與振拔：拔樁時(shí)，可先用振動(dòng)錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附，然后邊振邊拔。對(duì)較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100—300mm，再與振動(dòng)錘交替振打、振拔。對(duì)引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動(dòng)的方法，每次振動(dòng)15min，振動(dòng)錘連續(xù)不超過1.5h。七、安全技術(shù)保障及措施⑴、為提高深基坑圍護(hù)的安全可靠性對(duì)拉森樁的入土深度，進(jìn)行理論數(shù)據(jù)的計(jì)算，并對(duì)圍護(hù)樁的強(qiáng)度及穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證，確保深基坑施工的可靠性。⑵、沉設(shè)圍護(hù)樁的施工中，嚴(yán)格按照沉樁規(guī)范施工，基坑四角必需采用角樁，最大程度的提高小齒口拉森樁防漏性能，保證下道工序順利進(jìn)行。⑶、采用250*250H型鋼實(shí)施圍護(hù)樁，周邊圍令加固，并根據(jù)具體情況增設(shè)對(duì)角斜撐距離及數(shù)量，現(xiàn)場(chǎng)配備壓密注漿機(jī)，對(duì)個(gè)別滲漏處進(jìn)行止漏處理，實(shí)現(xiàn)拉森樁圍護(hù)項(xiàng)，技術(shù)參數(shù)達(dá)到規(guī)范要求。⑷、嚴(yán)格按照基坑施工規(guī)范實(shí)施每道工藝的施工，開挖坑土堆放至10m?15m（1倍樁長(zhǎng)）以外，坑土堆放要平整最大程度的減小堆土對(duì)圍護(hù)樁的側(cè)壓力，增強(qiáng)圍護(hù)的安全系數(shù)，即時(shí)對(duì)坑內(nèi)積水進(jìn)行抽排。在對(duì)基層實(shí)施挖土?xí)r，挖土機(jī)械嚴(yán)格按照規(guī)范操作，最大程度的減小挖土機(jī)械單位受力面積，杜絕沖擊荷載，對(duì)圍護(hù)樁的破壞，確?；影踩?。⑸、建立嚴(yán)格的工序交接程序，制定科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、可行的施工計(jì)劃，最大程度的調(diào)動(dòng)施工群體的主觀能動(dòng)性，擬定合理的獎(jiǎng)罰條律，堅(jiān)持以人為本，安全第一的原則，加強(qiáng)協(xié)作意識(shí)，高度重視施工質(zhì)量，如期完成施工任務(wù)。八、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)1、從馬鋼新區(qū)鋼板樁應(yīng)用的實(shí)際效果來看，使用鋼板樁做基坑圍護(hù)，具有施工進(jìn)度快、安全、占地空間小等優(yōu)點(diǎn)。此外，鋼板樁可以重復(fù)使用，節(jié)省投資。2、 采用鋼板樁圍護(hù)截滲和輕型井點(diǎn)降低地下水位后，使基坑能迅速挖至預(yù)定高程，基坑面經(jīng)處理后，即可澆筑管廊底板的混凝土墊層，從而為下一階段的施工創(chuàng)造了有利條件，不僅提高了工程進(jìn)度，而且受雨季的影響較小，保證整個(gè)工程的順利進(jìn)行。3、 采用鋼板樁支護(hù)，對(duì)周圍環(huán)境影響較小。鋼板樁施工簡(jiǎn)便，工序簡(jiǎn)單，質(zhì)