鋼板下料并影響臨近原有建筑物構(gòu)筑物或底下

　　拉森鋼板樁支護(hù)施工工藝 一、工程概況 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)長度 251.8 ，采用雙面拉森樁圍護(hù)總延長米 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 ，局部廊段開挖深度-8.6 ，擬采用長度 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： ①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 。 ②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 。 ③樁端持力層段為粉質(zhì)粘土。 見下圖 三、鋼板樁方案 1、鋼板樁的選用 根據(jù)工程所在地場地特點(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 Ⅳ號鋼板樁，拉森Ⅳ號鋼板樁寬度適中，抗彎性能好，依地質(zhì)資料及作業(yè)條件決定選用 鋼板樁長度 12 長，要求鋼板樁入土深度達(dá)樁長 0 .5 倍以上。 2、打樁設(shè) 擬采用 Z550 型液壓振動沉樁機(jī)，作為沉設(shè)拉森樁主要動力，為確�；�坑開挖安全， 并采用 250*250 的 H 型鋼實(shí)施圍囹加固，必要時可沉設(shè)錨樁，對圍護(hù)實(shí)施拉錨加固。投 入鋼板樁打拔樁機(jī) 4 臺用于施工。打拔樁機(jī)為挖掘機(jī)（日立 550）加液壓高頻振動錘改裝 而成，為臺灣仿荷蘭產(chǎn)振動錘，激振力 220kN。 見圖 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，假定上端為簡支， 下端為自由支承。這種板樁相當(dāng)于單跨簡支梁，作用在樁后為主動土壓力，作用在樁前 為被動土壓力，壓力坑底以下的土重度不考慮浮力影響，計(jì)算簡圖如下。 2、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，地基的平衡狀態(tài)受到破壞，常會發(fā)生坑壁土流動，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，需對地基進(jìn)行穩(wěn)定 性驗(yàn)算。 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)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→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→整修平整施工機(jī)械行走道路→沉設(shè)圍護(hù)樁→將圍護(hù)樁送至指定標(biāo)高→焊接圍囹 支撐→挖土→排水管廊施工→填土→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)，對缺 陷部位加以整修。 ①鎖口檢查的方法：用一塊長約 2 米的同類型、同規(guī)格的鋼板樁作標(biāo)準(zhǔn)，將所有同型 號的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查采用卷揚(yáng)機(jī)拉動標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁平車，從樁頭至樁尾作鎖 口通過檢查。對于檢查出的鎖口扭曲及“死彎”進(jìn)行校正。 ②為確保每片鋼板樁的兩側(cè)鎖口平行。同時，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：對于每片鋼板樁分為上中下三部分用鋼尺測量其寬 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。對于肉眼看到的局 部變形可進(jìn)行加密測量。對于超出偏差的鋼板樁應(yīng)盡量不用。 ③鋼板樁的其它檢查，對于樁身殘缺、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。 ④鎖口潤滑及防滲措施，對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，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)， 要選擇在不會因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅(jiān)固的場地上， 并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場。堆放時應(yīng)注意： ①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； ②鋼板樁要按型號、規(guī)格、長度分別堆放，并在堆放處設(shè)置標(biāo)牌說明； ③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 2．5～3．5m，雙面圍檁之間的間距不宜過大，一般略比板樁墻厚度大 8～15mm。 安裝導(dǎo)向架時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①采用經(jīng)緯儀和水平儀控制和調(diào)整導(dǎo)梁的位置。 ②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。 ③導(dǎo)梁不能隨著鋼板樁的打設(shè)而產(chǎn)生下沉和變形。 ④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，對封閉式板 樁墻還要求封閉合攏。 根據(jù)現(xiàn)場施工條件，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)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在插打過程中隨時測量監(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，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）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，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 序和拔樁時間，否則，由于拔樁的振動影響，以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移， 會給己施工的地下結(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 1min～2min， 使鋼板樁周圍的土松動， 產(chǎn)生“液化”， 減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機(jī)的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困 難或拔不上來時，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。 拔樁時應(yīng)注意事項(xiàng)： ①拔樁起點(diǎn)和順序：對封閉式鋼板樁墻，拔樁起點(diǎn)應(yīng)離開角樁 5 根以上。可根據(jù)沉樁 時的情況確定拔樁起點(diǎn)，必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序與打樁時相反。 ②振打與振拔：拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附，然后邊振邊 拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下 100－300mm，再與振動錘交替振打、振 拔。 ③對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動 15min，振動錘連續(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)的安全可靠性對拉森樁的入土深度，進(jìn)行理論數(shù)據(jù)的計(jì)算，并 對圍護(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，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)對角斜撐 距離及數(shù)量，現(xiàn)場配壓密注漿機(jī)，對個別滲漏處進(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）以外，坑土堆放要平整程度的減小堆土對圍護(hù)樁的側(cè)壓力，增強(qiáng)圍護(hù)的安全 系數(shù)，即時對坑內(nèi)積水進(jìn)行抽排。在對基層實(shí)施挖土?xí)r，挖土機(jī)械嚴(yán)格按照規(guī)范操作， 程度的減小挖土機(jī)械單位受力面積，杜絕沖擊荷載，對圍護(hù)樁的破壞，確保基坑安 全。 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，程度的調(diào)動 施工群體的主觀能動性，擬定合理的獎罰條律，堅(jiān)持以人為本，安全的原則，加強(qiáng) 協(xié)作意識，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，保證整個工程的順利進(jìn)行。 3、采用鋼板樁支護(hù)，對周圍環(huán)境影響較小。鋼板樁施工簡便，工序簡單，質(zhì)量容易控 制，工期短，且現(xiàn)場整潔。 4、 在進(jìn)行鋼板樁的支護(hù)施工中要特別注意地下水的影響。 遇到有水的情況一定要采取 有效措施進(jìn)行堵塞，防止泥砂隨滲水排出。遇到離建筑物較近，地質(zhì)條件較差的地段， 可以考慮打加密樁的方法，更有利于施工并防止泥水排出。 5、 基坑開挖及排水管廊主體結(jié)構(gòu)施工期間可以通過變形觀測對鋼板樁的位移進(jìn)行有效 控制，保證基坑安全。
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