拉森鋼板樁施工工法演示教學(xué)

1、拉森鋼板樁施工工法中鐵二局股份有限公司城通公司1. 前言在城市修建地鐵時(shí)， 需要對基坑采用較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)， 以保證基坑開挖和主體結(jié)構(gòu)施工 期間的安全， 選擇支護(hù)類型時(shí)應(yīng)根據(jù)基坑深度選擇較為合理的支護(hù)體系， 這不僅滿足施工要 求，也能夠提高工作效率，降低施工成本。在施工廣州市軌道二 / 八號線延長線工程盾構(gòu) 6 標(biāo)【大洲停車場出入段線】吊出井明挖 段圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)， 根據(jù)基坑深度、 支護(hù)要求和土質(zhì)情況。 選擇了拉森鋼板樁作為明挖敞開段支 護(hù)結(jié)構(gòu)，取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。2. 工法特點(diǎn)2.1 高強(qiáng)度，輕型，隔水性良好，施工簡單，工期縮短、耐久性良好。2.2建設(shè)費(fèi)用較低、互換性良好，可重復(fù)使用205

2、0次。2.3 施工具有顯著的環(huán)保效果，大量減少了取土量和混凝土的使用量，有效地保護(hù)了土 地資源。2.4 救災(zāi)搶險(xiǎn)的時(shí)效性較強(qiáng)，如防洪、塌方、塌陷、流沙等。3. 適用范圍3.1 鋼板樁適用于埋深較淺的支護(hù)結(jié)構(gòu)3.2 鋼板樁沉樁適用粘性土、砂土、淤泥等軟弱地層4. 工藝原理在地鐵淺基坑開挖前， 根據(jù)地質(zhì)條件和開挖深度采用鋼板樁進(jìn)行支護(hù)，并結(jié)合地質(zhì)情況和鋼樁受力特點(diǎn)選擇鋼板樁型號， 使之形成一個(gè)穩(wěn)定可靠的圍護(hù)體系， 承受基坑開挖期間的 土體側(cè)向壓力。拉森鋼板樁的適用深度，要根據(jù)鋼板樁的規(guī)格，經(jīng)過計(jì)算而定。下面舉例計(jì)算：已知土質(zhì)飽和重度丫 =20KN/m3 ，內(nèi)摩擦角B =20 o，不考慮內(nèi)聚力，基

3、坑深度H=12.5m。卸載深度h=7m，支護(hù)凈深 H1=5.5m 。土壓力如下圖示。o DB1）取計(jì)算單位寬為1m 。Ka=tg 2(45 °-20 ° 12)=0.49 ; Kp=tg 2(45 °+20 12)=2.04;yd=3.0*tg (45 ° +20/2)=4.3m。Ea2= 丫 Kah(H 1-Ea1= y KaH 12/2=20*0.49*5.52/2=148.2KNyd)/2=20*0.49*7*1.2=82.3 KNe1= YKaH=20*0.49*12.5=122.5 KN2) 經(jīng)初步計(jì)算，在 -8m 處設(shè)一道支撐，求土壓力為 0

4、 處反彎點(diǎn) O 。t0= YKaH/ 丫*(KB* Kp -Ka)(KB為被動(dòng)土壓力修正系數(shù)，查規(guī)范取1.6)=20*12.5*0.4920*(1.6*2.04-0.49 )=2.2m 。則 Ea3= e1* t0/2=122.5*2.2/2=134.8 KN。Ea= Ea1+ Ea2+ Ea3=365.3KN。3) O 點(diǎn)彎矩 MC=0 ，貝5.2N=(5.5/3+2.2 ) *Ea1+(1.2/2+2.2) *Ea2+(2.2*2/3 ) *Ea3N= (597.7+230.4+197.7) /5.2=197.3 KN 。4) 求鉗固深度 Hd 及樁長。O 點(diǎn)剪力: Q0=Ea-N=365

5、.3-197.3=168 KN 。由 M0=0，得 E2=3Q，即：丫( KB* Kp -Ka ) t12/2=3Q。20* ( 1 .6*2.04-0.49) t12/2=2*3*168， t1=4.26m 。Hd=1.1*(t1+ t0 ) =1.1* (2.2+4.26 ) =7.1m 。樁長： 5.5+7.1=12.6 ，未考慮土的內(nèi)聚力，偏于安全，選用 12m 樁。5)鋼板樁選用與驗(yàn)算。選用拉森式V型鋼板樁，規(guī)格為500*200*19.5，每延米截面矩見拉森V型，取 W=3000cm3/m。求鋼板樁最大彎矩Mmax。設(shè) P 點(diǎn)剪力為 0,由丫 Kah(y-4.3)+ 丫 Kay2/2

6、=N 。得 20*0.49*7*(y-4.3 ) +20*0.49y2/2=197.3y=5.23m 。Mmax=197.3*(5.23-2.5 ) -20*0.49*5.233/6-20*7*0.49*0.932/2=275.3KNm貝 ?= Mmax/W=275.3*103/3000=91.8Mpa91.8 Mpa<0.5?=105 Mpa( 滿足要求 )5. 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程施工準(zhǔn)備T測量定位T安裝導(dǎo)架T平整場地T板樁調(diào)至插樁點(diǎn)T將鋼板樁打設(shè)至設(shè)計(jì)標(biāo)高T土方開挖（并做施工監(jiān)測）7主體結(jié)構(gòu)施工T拔除鋼板樁T灌漿回填。5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 鋼板樁施工的一

7、般要求1、 鋼板樁沉樁施工先試樁，試樁數(shù)量不小于10 根2、鋼板樁放線施工，樁頭就位必須正確、垂直、沉樁過程中，隨時(shí)檢測，發(fā)現(xiàn)問題， 及時(shí)得理。3、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)。4、整個(gè)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。5.2.2 鋼板樁使用前的準(zhǔn)備工作1、鋼板樁的檢驗(yàn)及處理1）鋼板樁運(yùn)到工地后，對樁體外觀表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端頭矩形比、 平直度和鎖口形狀等進(jìn)行檢驗(yàn)。2）對樁身影響打設(shè)的焊

8、接件進(jìn)行割除（有割孔，斷面缺損應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)）。有嚴(yán)重銹蝕，需 量測斷面實(shí)際厚度，予以折減。3）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(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：干膨潤土 ：干鋸沫= 5 : 5: 3。2、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。3、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)固的場地上, 并便于運(yùn)往打樁施

9、工現(xiàn)場。堆放時(shí)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。附圖5.2. 2-1鋼板樁標(biāo)準(zhǔn)堆放圖圖5.2.2-1鋼板樁標(biāo)準(zhǔn)堆放圖5.2.3 安裝導(dǎo)架在鋼板樁施工中，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)

10、梁和導(dǎo)樁等組成，導(dǎo)樁的間距一般為2.58 15mm 。3.5m，雙面導(dǎo)梁之間的間距不宜過大，一般略比板樁墻厚度大安裝導(dǎo)向架時(shí)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。5.2.4 鋼板樁打設(shè)根據(jù)現(xiàn)場施工條件，擬采用屏風(fēng)式打入法。此法是將 10 根鋼板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)，呈屏風(fēng)狀，施打時(shí)，先將導(dǎo)架兩端的鋼板樁打 至設(shè)計(jì)深度， 作為定位板樁， 然后在中間按順序呈階梯狀分批施打。 這種打樁方法的優(yōu)點(diǎn)是 可以減少傾斜誤差積累，防止過

11、大的傾斜，能保證施工質(zhì)量。1、先由測量人員定出鋼板樁的軸線，每隔一定距離設(shè)置導(dǎo)向架。2、準(zhǔn)備樁帽及送樁：先用吊車將鋼板樁吊至插樁點(diǎn)處進(jìn)行插樁，插樁時(shí)鎖口對準(zhǔn)，每 插入一塊即套上樁帽輕輕加以錘擊， 在打樁過程中， 為保證鋼板樁的垂直度， 用兩臺(tái)經(jīng)緯儀 在兩個(gè)方向加以控制。 為防止鎖口中心線平面垂直度平面位移， 可在打樁進(jìn)行方向的鋼板樁 鎖口處設(shè)卡板，阻止板樁位移。同時(shí)在圍檁上預(yù)先算出每塊的位置，以便隨時(shí)檢查。3、鋼板樁分幾次打入，如第一次由12m 高打至 10m ，第二次則打至 8m ，第三次打至導(dǎo)梁高度，待導(dǎo)梁拆除后第四次打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 打樁時(shí)，開始打設(shè)的第一，二塊鋼板樁的 打入位置和方向要確

12、保精度，它可以起樣板導(dǎo)向作用，一般每打入 1m 應(yīng)測量一次。4、在插打過程中隨時(shí)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(shí)，拔起重打。5、鋼板樁的轉(zhuǎn)角和封閉：鋼板樁墻的設(shè)計(jì)長度有時(shí)不是鋼板樁標(biāo)準(zhǔn)寬度的整數(shù)倍，或者板樁墻的軸線較復(fù)雜， 鋼板樁的制作和打設(shè)也有誤差， 這些都會(huì)給鋼板樁墻的最終封閉合攏帶來困難。對不能閉合的鋼板樁在接縫處應(yīng)做好防水處理。附鋼板樁現(xiàn)場施工圖:圖524-1鋼板樁打樁施工圖524-2 人工對準(zhǔn)鎖口圖524-3施工完成后效果圖圖524-4打入預(yù)定深度后樁面特寫525鋼板樁打設(shè)中常見問題的原因及處理表5.2.5鋼板樁打設(shè)中常見問題的原因及處理表現(xiàn)象產(chǎn)生原因

13、處理方法傾斜被打樁與鄰樁鎖口 間距阻力較大，而 打樁行進(jìn)方向的貫入阻力小施工中用儀器隨時(shí)檢查、控制、糾正；發(fā)生傾斜時(shí)用鋼絲繩拉住樁身，邊拉邊打，逐步糾正，對先打的板樁適度預(yù)留偏差。扭轉(zhuǎn)鎖口是鉸式連接在打樁行進(jìn)方向用卡板鎖住板樁的前鎖口；在鋼 板樁與圍檁之間的兩邊空隙內(nèi)，設(shè)滑輪支架，制 止板樁下沉中的轉(zhuǎn)動(dòng)；在兩塊板樁鎖口扣搭處的 兩邊，用墊鐵填實(shí)。打板樁時(shí)和已打入鋼板樁傾斜彎曲，發(fā)生板樁傾斜及時(shí)糾正；把相鄰已打好的樁用角的鄰樁一起下沉使槽口阻力增加鐵電焊臨時(shí)固定。526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)研究拔樁順序和拔樁時(shí)間，否則，由于拔樁的振動(dòng)影響，以及拔

14、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。吊出井鋼板樁采用振動(dòng)拔樁，先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動(dòng)1min2min，使鋼板樁周圍的土松動(dòng)， 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(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)：1、拔樁前拆除、改移高空障礙物，平整夯實(shí)作業(yè)場地。修筑臨時(shí)運(yùn)輸?shù)缆罚茉O(shè)動(dòng)力 及照明線路，清除樁頭附近堆土，檢修機(jī)械設(shè)備。2、拔樁選用振動(dòng)拔樁

15、機(jī)、吊車配合，并符合下列規(guī)定：1 ）拔樁前用拔樁機(jī)卡頭卡緊樁頭，使起拔線與樁中心線重合。2）拔樁開始略松吊鈞，當(dāng)振動(dòng)機(jī)振1-1.5m in后，隨振幅加大拉緊吊鈞，并緩慢提升。3）鋼板樁起到可用吊車直接吊起時(shí)，停振。鋼板樁同時(shí)振起幾根時(shí)，用落錘打散。4）振出的鋼樁及時(shí)吊出，起吊點(diǎn)必須在樁長1/3以上部位。5）拔樁過程中，隨時(shí)觀察吊機(jī)尾部翹起情況，防止傾覆。6 ）鋼板樁逐根試拔，易拔樁先拔出。起拔時(shí)用落錘向下振動(dòng)少許，待鎖口松動(dòng)后再拔 起。7）鋼板拔出后樁孔及時(shí)砂填實(shí)。3、 拔樁中，操作方法正確、拔樁機(jī)振幅達(dá)到最大負(fù)荷、振動(dòng)30mi n時(shí)仍不能拔起, 停止振動(dòng)，采取其他措施。4、在地下管線附近拔樁

16、時(shí)，必須對地下管線進(jìn)行保護(hù)，機(jī)械不得在上面作業(yè)。5、拔出的鋼樁進(jìn)行修整，并用冷彎法調(diào)直后待用。5.3勞動(dòng)力組織表5.3勞動(dòng)力組織情況表序號職務(wù)人數(shù)備注1管理人員22技術(shù)人貝13施工人員34后勤雜工26. 材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表6。表6材料設(shè)備情況表序號設(shè)備名稱單位數(shù)量備注1拉森鋼板樁根根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸確定2打樁機(jī)臺(tái)根據(jù)工程情況確定3拔樁機(jī)臺(tái)根據(jù)工程情況確定4鋼絲繩根根據(jù)工程情況確定5電焊機(jī)臺(tái)根據(jù)工程情況確定7. 質(zhì)量控制7.1鋼板樁的檢驗(yàn)鋼板樁運(yùn)到工地后， 進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，對不符合形狀要求的的鋼板樁進(jìn)行矯正，清除鎖口內(nèi)雜物（如電焊瘤渣、廢填充物等 ），對缺陷部位加

17、以整修，以減少打樁過程中的困難。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(dòng)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(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

18、， 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(shí)防滲性能。7.2重復(fù)適用的鋼板樁檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)表7.2拉森鋼板樁重復(fù)使用檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)一覽表序號檢查項(xiàng)目允許偏差檢查方法單位數(shù)值1樁垂直度%<1鋼尺量2樁身彎曲度<2 % LL為樁長，鋼尺量3齒槽平直度及光滑度無電焊渣或毛刺1m長樁段作通過試驗(yàn)4樁長度不小于設(shè)計(jì)長度鋼尺量7.3質(zhì)量保證措施7.3.1鋼板樁施工前須進(jìn)行選材，對有變形的進(jìn)行矯正；施工時(shí)每支鋼板樁必須扣好企口，防止漏水。7.3.2施工過程中須保證鋼板樁垂直度，鋼板樁打入深度不能低于設(shè)計(jì)值。7.3.

19、3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。8. 安全措施8.1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。8.2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10m15m （1倍樁長）以外，坑土堆放要平整最大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)， 及時(shí)對坑內(nèi)的積水進(jìn)行抽排。8.3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，最大程度的減小挖土機(jī)械單位 受力面積，杜絕沖擊荷載，對圍護(hù)樁的破壞，確?；影踩?。9

20、. 環(huán)保措施9.1工地建筑垃圾隨時(shí)清理，當(dāng)天運(yùn)走，不用的料具和機(jī)械及時(shí)清退出場，保持場內(nèi)清潔。 生活區(qū)設(shè)置垃圾箱 ,每日專人清運(yùn)。9.2 施工場界噪聲控制按建筑施工場界噪聲限值( GB12523-90 )要求。9.3 基坑內(nèi)、施工場地、運(yùn)輸?shù)缆范〞r(shí)灑水降塵。9.4 嚴(yán)禁在工地燃燒各種垃圾廢棄物。9.5 工程完工后 ,按要求及時(shí)拆除所有工地圍蔽、安全防護(hù)設(shè)施和其他臨時(shí)設(shè)施,并將主地及周圍環(huán)境清理整潔 ,做到工完、料清、場地凈。10. 效益分析本工法在施工過程中，降低了勞動(dòng)力，加快了施工進(jìn)度， 與鉆孔灌注樁相比，減少了鉆 孔、砼澆筑期間的泥漿排放，對周圍環(huán)境未受到污染，也加快了后續(xù)工程的施工進(jìn)度，