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拉森钢板桩施工在基坑支护中的应用详解

1372 2020-09-25 09:49:52


昆明恒旺广场基坑支护工程周边环境示意图

项目周边环境示意图

昆明恒旺广场基坑支护工程位于昆明市高新区科技路与昌源北路交叉口,昆明贵金属研所对面。北面是傲云峰小区,西面为黄金广场待建空地,南面昌源北路,东面侨通药业。项目除西面有空地外其余三面距离现有建筑物和市政交通要道都非常短。在施工过程西侧土方堆积过多,增加了基坑边的荷载,引起靠近傲云峰段基坑边坡失稳,出现垮塌。在项目工期紧张、险情逐步还在扩大的情况下,各相关单位集体协商后果断采取有效措施,对土体垮塌面塑料布进行覆盖,在在距离基础桩6米外的地方采用双排Ⅳ型拉森钢板桩进行维稳。使险情得到了有效控制,减少了项目施工成本。为什么拉森钢板桩能成为项目抢险首先采用的方案,主要是拉森钢板桩具有以下优势:

昆明恒旺广场基坑支护工程项目加固位置

项目加固位置  

1、项目出现险情时间非常紧,如采用其他方式加固无论是材料采购还是人员、机械的组织以及施工现场水电的重新搭接都需要花费大量的时间,险情无法得到及时控制而拉森钢板桩需要的材料和机械类别较少,能快速的进入施工为抢险赢得了充足的时间。

2、对周围环境影响小。

昆明恒旺广场基坑支护工程加固方案施工图

加固方案施工图

二、施工工艺

(1)  打桩机械

主机采用履带式挖机(带振动锤),稳定性好,行走方便,便于每根桩校正,桩锤采用45千瓦振动锤,以振动体上下振动而使板桩沉入,贯入效果好。围檩、支撑、板桩吊装采用25t汽车吊。板桩围堰施工采用测量定位、逐根打入的施工方法。


(2) 钢板桩的检验及矫正

对进场的钢板桩按出厂标准进行检验,应对外观质量进行检验,包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求,有无表面缺陷,端头矩形比,垂直度和锁口形状等。验收标准:①高度允许偏差±8mm;②宽度绝对偏差+10mm;③弯曲和挠度用2m长锁口榉板顺利通过全长挠度<1%;④桩端平面应平整;⑤钢板背面及锁口应光滑无阻。

对缺陷部位加以整修,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。钢板桩基本使用新的,逐根进行检查,检查锁口和桩身的平整度。对于锁口已打坏且无法修正的、桩身扭曲变形的应弃之不用。


(3) 拉森桩的打设和拔桩

A打桩前的准备工作:

①场地平整、挖槽

打桩前先将施工影响区域内的杂物和荷载清除干净,按设计钢板桩位置向外移动10cm定出施打钢板桩轴线。破除原路面结构层约60cm并放坡下挖1m至设计钢板桩顶,对裸露放坡的土体进行喷射C15细石混凝土处理,并做好基坑顶的防排水措施。

②钢板桩的准备

桩打入前应在钢板桩的锁口内涂油脂,以方便打入和拔出,并将桩尖处的凹槽底口封闭,避免泥土挤入。钢板桩堆放场地要平整坚实,底层垫枕木,堆高不超过5层。

③ 导梁支架安装

为了保证钢板桩位置的准确性,利用钢围檩做钢板桩安装导梁,为保护钢板桩垂直打入后板桩墙面平直,打设方法选用屏风法施工。采用单层导梁,2×I45工字钢制作,每10—20块钢板桩组成一个施工段,对每一个施工段,先将其两端1—2块钢板桩打入,严格控制其垂直度,用电焊固定在导梁上,然后从一端开始逐块插打,为防治打入时钢板桩扭转,造成钢板桩前的锁口,或者在钢板桩与导梁之间的两边空隙内设一只定榫滑轮支架,阻止板桩下沉中的转动。围檩不能随钢板桩的打设而产生下沉和变形,且导梁位置应尽量垂直,并不能与钢板桩碰撞。

B 钢板桩打设:

采用屏风式打入法施工,该方法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸,打入精度高,易于实现封闭合拢。

用打桩机将钢板桩放至插桩位置,插桩时锁口对准。每一流水段落的第一块钢板作为定位桩,应先沿钢板桩的行进方向反向倾斜8度左右,再开动振动锤,利用振动力把桩沉至离地面1米左右停止。(防止施工打第二根桩时因磨擦过剧烈而把第一根桩带入土中)。然后吊装第二根、第三根逐步插打。

为防止打桩时把相邻的已打桩标高的桩因磨擦作用而带入土中,要求每打好一根桩就要在顶部用电焊与相邻的桩相固定,连接成一片,加大抗磨擦力。

为保证桩的垂直度,钢板桩应测导向围檩施工打桩,用两台全站仪加以控制,为防止锁口中心线位移,可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移,同时在围檩上预先标出每块钢板桩位置,以便随时检查纠正。打桩开始第一、二块钢板桩的打桩位置和方向要精确,使起导向样板的作用,故每入土1米测量一次。在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%,出现倾斜和锁口结合部有空隙,可用轴线修正法修正,如发现过大倾斜时,要用钢丝绳拉住桩身,边拉边打逐步纠正。当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔出重打。

钢板桩桩位允许偏差:垂直围檩中心线,允许偏差100+0.01H(mm);沿围檩中心线,允许偏差150+0.01H(mm)。其中H为原地面标高与桩顶标高的距离。


C、围檩安装

钢板桩施打就位后,利用导梁复位至围檩位置,设置固定牛腿托住围檩,其布置如图4-3所示。在土方开挖前必须安装好横向钢管支撑,报监理工程师验收合格后方可进入下道工序施工。

采用挖掘机振动锤进行振动拔桩。振动拔桩是利用振动锤对板桩施加振动力,扰动土体,破坏其与板桩间的摩阻力和吸附力并施加吊升力将桩拔出。这种方法效率高、操作简便,操作简便。D拔桩方法

拔桩顺序。拔桩的开始点由围护墙的端部开始,必要时还可间隔拔除。拔桩顺序一般与打桩顺序相反。

拔桩时,可先用振动锤将板桩锁口振活以减少土的阻力,然后边振边拔。对较难拔出的板桩可先用振动锤将桩振打下100-300mm,再与振动锤交替振打、振拔。有时,为及时回填拔桩后的土孔,在把板桩拔至此基础底板略高时(如500mm)暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分。

E 施工要点及质量保证措施

①施工前,必须对场地标高进行复测,施工时用水准仪测量,确保板桩桩顶的标高准确。施工放线时必须根据围护结构尺寸并考虑垂直施工误差、水平施工误差,结合围护结构允许最大水平位移进行外放,本工程按10cm外放,施工放线完成后经监理工程师复核无误后方可施工。

②在打桩就位后,校正桩架的垂直度,确保板桩垂直,并确保板桩之间较好地咬合。特别要注意基坑围护形状的不规则,对桩间的就位更应准确。

③板桩打好后,及时固定,以防止板桩移位。

④ 整个基础施工期间,在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不得在支撑上搁置重物。

昆明恒旺广场基坑支护工程施工现场

施工现场

三、常见质量问题的原因分析与防治措施

(1)  渗漏和沙                              

①现象。基坑挖土过半时,发现钢板桩渗漏,主要在接缝处和转角   处,有的地方还涌沙。                          

②原因分析。拉森钢板桩旧桩较多,使用前未进行校正修理或检修不彻底,锁水处咬合不好,以致接缝处易漏水。转角处为实现封闭合龙,应有特殊形式的转角桩,这种转角桩要经过切断焊接工序,可能会产生变形。打设拉森钢板桩时,两块板桩的锁口可能插对不严密,不符合要求。拉森钢板桩的垂直度不符合要求,导致锁口漏水。

  预防措施。旧钢板桩在打设前需进行矫正。矫正要在平台上进行,对弯曲变形的钢板桩可用油压千斤顶顶压或火烘等方法矫正。做好围檩支架,以保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直。防止钢板桩锁口中心线位移,可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。由于钢板桩打入时倾斜,且锁口结合处有空隙,封闭合龙比较困难,解决的办法一是用异形板桩此法较困难);二是采用轴线封闭法(此法较为方便)。

 ④治理方法。采用水玻璃水泥浆以阀管双液灌浆系统施工堵漏。

(2)拉森钢板桩侧倾和基坑底土隆起及地面裂缝

 ①现象。采用拉森钢板桩,开挖土方的挖土机及运土车辆设在地面钢板桩侧,开挖不久即发现钢板桩顶侧倾,坑底土隆起,地面裂缝并下沉。

②原因分析。这些钢板桩施工都在软土地区,设计的嵌固深度不够,因而桩后地面下沉,坑底土隆起是管涌的表现。在挖土作业时由于挖土机及运土车在钢板桩侧,增加了土的地面荷载,导致桩顶侧移。

 ③防治措施。钢板桩嵌固深度必须由计算确定,按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 1201999)规定执行。挖土机及运土车不得在基坑边作业,如必须施工,则应将该项荷载计入设计中,以增加桩的嵌固深度。一般拉森桩施工时,压密注浆配合,四周有钢板桩支护,基底水压较大,为更好地防水,基底做压密注浆,其厚度按土质而定。另外钢板桩支护转角处连接不够紧密,宜发生流砂现象,故需进行压密注浆,注浆数量为3~4 根。如地下水位较高时需进行轻型井点降水配合。

昆明恒旺广场基坑支护工程施工现场

施工现场