護(hù)拉森鋼板樁應(yīng)用講解

1、拉森樁的由來 “拉森”板樁是知名而享譽(yù)土木工程領(lǐng)域已久的建筑材料。應(yīng)用于各種條件下的護(hù)土結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用領(lǐng)域以及優(yōu)勢已經(jīng)在專業(yè)領(lǐng)域得到不斷證明和證實(shí)。 1902年，德國國家工程師在不來梅開發(fā)制作了世界上第一塊U型鋼制板樁。 1914年，兩邊都能連鎖的的板樁問世了。這個改進(jìn)一直被世界絕大多數(shù)的板樁制造商沿用至今。 最為古老的拉森U型板樁被Giken Kochi公司安放在總部展示以紀(jì)念U型板樁的發(fā)展歷史。 互鎖結(jié)構(gòu)可以在板磚互鎖時(shí)形成一個水密結(jié)構(gòu)從而增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。拉森鋼板樁用途 拉森鋼板樁的用途非常廣泛，在永久性結(jié)構(gòu)建筑上，可用于碼頭、卸貨場、堤防護(hù)岸、護(hù)墻、擋土墻、防波堤、導(dǎo)流堤、船塢、閘門等；在

2、臨時(shí)性構(gòu)筑物上，可用于封山、臨時(shí)擴(kuò)岸、斷流、建橋圍堰、大型管道鋪設(shè)臨時(shí)溝渠開挖的擋土、擋水、擋沙等；在抗洪搶險(xiǎn)上，可用于防洪、防塌陷、防流沙等。拉森鋼板樁的優(yōu)點(diǎn) 1.高質(zhì)量（高強(qiáng)度，輕型，隔水性良好）； 2.施工簡單，工期縮短、耐久性良好，壽命50年以上； 3.建設(shè)費(fèi)用便宜、互換性良好,可重復(fù)使用58次； 4.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； 5.救災(zāi)搶險(xiǎn)的時(shí)效性較強(qiáng),如防洪、塌方、塌陷、流沙等； 6.處理并解決挖掘過程中的一系列問題； 7.對于建設(shè)任務(wù)而言，能夠降低對空間的要求； 8.使用鋼板樁能夠提供必要的安全性而且時(shí)效性較強(qiáng)； 9.使用鋼板

3、樁可以不受天氣條件的制約； 10.使用鋼板樁材料，能夠簡化檢查性材料和系統(tǒng)材料的復(fù)雜性鋼板樁工作原理及適用范圍 鋼板樁是帶鎖口的高強(qiáng)度鋼材,依靠鎖口互相咬合形成封閉的鋼板樁墻,可用于擋土及部分擋水工程,比較適合于在水中及地下水位以下防滲,其形狀一般為U形,特點(diǎn)是:強(qiáng)度高,特別是抗彎強(qiáng)度,高接合緊密,不易漏水,特別是較大的水流,施工簡便速度快,適用于軟弱地層及地下水豐富的地區(qū)。由于鎖口處接合緊密,解決了用其它方法施工支護(hù)防滲墻時(shí)接合部位易開叉的問題,可防止較大的地下水的滲漏。 施工機(jī)械組（挖掘機(jī)和機(jī)械手臂）應(yīng)用實(shí)例鋼板樁工作原理 鋼板樁是帶鎖口的高強(qiáng)度鋼材,依靠鎖口互相咬合形成封閉的鋼板樁墻,可

4、用于擋土及部分擋水工程,比較適合于在水中及地下水位以下防滲,其形狀一般為U形,特點(diǎn)是:強(qiáng)度高,特別是抗彎強(qiáng)度,高接合緊密,不易漏水,特別是較大的水流,施工簡便速度快,適用于軟弱地層及地下水豐富的地區(qū)。由于鎖口處接合緊密,解決了用其它方法施工支護(hù)防滲墻時(shí)接合部位易開叉的問題,可防止較大的地下水的滲漏。 工程概述工程名稱：七頂山長島以東基礎(chǔ)設(shè)施配套工程使用部位：過路電力隧道的基坑支護(hù)工程和橋基礎(chǔ)圍堰支護(hù)工程。工程地質(zhì)及水文： 經(jīng)勘察各鉆孔均有地下水，地下水類型主要為第四系孔隙潛水。主要含水層為素填土、淤泥粉質(zhì)黏土層。場地地下水與海水存在聯(lián)系，地下水位受潮汐影響而變化，地下水穩(wěn)定水位埋深3.505.

5、50米，穩(wěn)定水位高層0.30.47。使用原因： 由于施工招標(biāo)時(shí)沒有進(jìn)行地質(zhì)勘探，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)地下水豐富，且淤泥層較厚，經(jīng)過金州開發(fā)區(qū)管委會和大連理工大學(xué)設(shè)計(jì)院、大開監(jiān)理等相關(guān)部門研究，最終決定本電力隧道工程采用拉森鋼板樁進(jìn)行支護(hù)，由理工大學(xué)設(shè)計(jì)院承擔(dān)本次設(shè)計(jì)任務(wù)。外觀 鋼板樁施工一般采用振動法，由于本工程場地較寬敞,并且施工深度不大,約9m左右,基坑分2層臺階開挖，第一層約3-4米，實(shí)際第二層基坑深度為5-6米。鋼板樁的主要設(shè)備采挖掘機(jī)加上高頻液壓振動錘。其施工原理為:當(dāng)振動錘運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),在偏心力矩的作用下產(chǎn)生高頻振動,高頻振動力通過液壓夾具作用于鋼板樁,再由鋼板樁傳遞到所接觸的地層,破壞該土層結(jié)構(gòu)

6、,使鋼板樁不斷地?cái)D進(jìn)土層到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。 拉森鋼板樁工作特點(diǎn) 拉森鋼板樁是一種特制的型鋼板樁，用打樁機(jī)及振動錘將鋼板樁壓入地下構(gòu)成一道連續(xù)的板墻，作為深基坑開挖的臨時(shí)擋土、擋水圍護(hù)結(jié)構(gòu)。拉森鋼板樁支護(hù)形式有懸臂式（本項(xiàng)目橋基礎(chǔ)圍堰）、支撐式（本項(xiàng)目電力隧道支護(hù)）等。 懸臂式 懸臂式鋼板樁擋墻無撐無錨，完全依靠板樁的入土深度保持擋墻的穩(wěn)定，外側(cè)土體容易產(chǎn)生變形。在軟弱土層中施工時(shí)，只有基坑開挖深度較小的臨時(shí)性工程，基坑兩側(cè)又沒有需要保護(hù)的地下管線等構(gòu)造物，可以考慮使用。 結(jié)構(gòu)受力圖 長島以東2#橋梁帶支撐結(jié)構(gòu)式 支撐結(jié)構(gòu)可以分為內(nèi)支撐和外拉錨兩類，拉森鋼板樁內(nèi)支撐一般由型鋼支撐組成；外拉錨有拉錨和

7、土錨兩種型式。 支撐結(jié)構(gòu)擋土的應(yīng)力傳遞路徑是： 圍護(hù)墻 圍檁 （lin） 支撐 在地質(zhì)條件較好的有錨固力的地層中，基坑支撐可采用土錨和拉錨。 大連地區(qū)常采用內(nèi)支撐相關(guān)圖示 結(jié)構(gòu)受力圖 電力隧道支護(hù)施工工藝流程 和監(jiān)理控制要點(diǎn) 1、拉森鋼板樁施工的順序 根據(jù)施工圖及高程放設(shè)沉樁定位線根據(jù)定位線控設(shè)沉樁沉樁導(dǎo)向槽導(dǎo)向槽整修平整施工機(jī)械行走道路打樁上支撐挖土混凝土施工填土拔除鋼板樁。2、鋼板樁打樁 （1）鋼板樁施工要正確選擇“屏風(fēng)式”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龍。 （2）此法是從一

8、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。（3）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(shí)利用導(dǎo)線控制鋼板樁的軸線，在軸向法向要求高的情況下，采用導(dǎo)向架。 （4）單樁逐根連續(xù)施打，注意樁頂高程不宜相差太大。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。 偏差矯正：鋼板樁打入時(shí)如出現(xiàn)傾斜和鎖口結(jié)合部有空隙，到最后封閉合龍時(shí)有偏差，一般用異形樁（上寬下窄或?qū)挾却笥诨驅(qū)?/p>

9、度小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的板樁）來糾正 3、鋼板樁的拔除 （1）基坑回填后拔除鋼板樁，拔樁前應(yīng)仔細(xì)研究拔樁方法順序和拔樁時(shí)間，否則，由于拔樁的振動影響以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移，給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來危害，并影響鄰近原有建筑物、構(gòu)筑物或地下管線的安全。 （2）先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動 1 min2 min，使鋼板樁周 圍的土松動，產(chǎn)生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢地往上振 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，再往上拔，如此反復(fù)可將樁拔出。 （3）拔樁時(shí)的注意事項(xiàng)。第一，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

10、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。第二，振打與振拔：拔樁時(shí)，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的黏附 性，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 mm300mm，再與振動錘交替振打、振拔。第三，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，連續(xù)振動不超 1.5h。 常見質(zhì)量問題的原因分析與防治措施（1）滲漏和涌沙 現(xiàn)象。基坑挖土過半時(shí)，發(fā)現(xiàn)鋼板樁滲漏，主要在接縫處和轉(zhuǎn)角 處，有的地方還涌沙。 原因分析。拉森鋼板樁舊樁較多，使用前未進(jìn)行校正修理或檢修不徹底，鎖水處咬合不好，以致接縫處易漏水。轉(zhuǎn)角處為

11、實(shí)現(xiàn)封閉合龍，應(yīng)有特殊形式的轉(zhuǎn)角樁，這種轉(zhuǎn)角樁要經(jīng)過切斷焊接工序，可能會產(chǎn)生變形。打設(shè)拉森鋼板樁時(shí)，兩塊板樁的鎖口可能插對不嚴(yán)密，不符合要求。拉森鋼板樁的垂直度不符合要求，導(dǎo)致鎖口漏水。 預(yù)防措施。舊鋼板樁在打設(shè)前需進(jìn)行矯正。矯正要在平臺上進(jìn)行，對彎曲變形的鋼板樁可用油壓千斤頂頂壓或火烘等方法矯正。做好圍檁支架，以保證鋼板樁垂直打入和打入后的鋼板樁墻面平直。防止鋼板樁鎖口中心線位移，可在打樁行進(jìn)方向的鋼板樁鎖口處設(shè)卡板，阻止板樁位移。由于鋼板樁打入時(shí)傾斜，且鎖口結(jié)合處有空隙，封閉合龍比較困難，解決的辦法一是用異形板樁 此法較困難）；二是采用軸線封閉法（此法較為方便）。治理方法。采用水玻璃水泥漿

12、以閥管雙液灌漿系統(tǒng)施工堵漏。 （2）拉森鋼板樁側(cè)傾和基坑底土隆起及地面裂縫現(xiàn)象。采用拉森鋼板樁，開挖土方的挖土機(jī)及運(yùn)土車輛設(shè)在地面鋼板樁側(cè)，開挖不久即發(fā)現(xiàn)鋼板樁頂側(cè)傾，坑底土隆起，地面裂縫并下沉。原因分析。這些鋼板樁施工都在軟土地區(qū)，設(shè)計(jì)的嵌固深度不夠，因而樁后地面下沉，坑底土隆起是管涌的表現(xiàn)。在挖土作業(yè)時(shí)由于挖土機(jī)及運(yùn)土車在鋼板樁側(cè)，增加了土的地面荷載，導(dǎo)致樁頂側(cè)移。防治措施。鋼板樁嵌固深度必須由計(jì)算確定，按建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ 1201999）規(guī)定執(zhí)行。挖土機(jī)及運(yùn)土車不得在基坑邊作業(yè)，如必須施工，則應(yīng)將該項(xiàng)荷載計(jì)入設(shè)計(jì)中，以增加樁的嵌固深度。一般拉森樁施工時(shí)，壓密注漿配合，四周有鋼

13、板樁支護(hù)，基底水壓較大，為更好地防水，基底做壓密注漿，其厚度按土質(zhì)而定。另外鋼板樁支護(hù)轉(zhuǎn)角處連接不夠緊密，宜發(fā)生流砂現(xiàn)象，故需進(jìn)行壓密注漿，注漿數(shù)量為 34 根。如地下水位較高時(shí)需進(jìn)行輕型井點(diǎn)降水配合?；又ёo(hù)監(jiān)測（1）基坑支護(hù)檢測儀器利用施工單位現(xiàn)有的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀進(jìn)行鋼板樁外地表沉降和鋼板樁頂點(diǎn)水平位移測量。水準(zhǔn)儀用于測量地面和開挖過程控制標(biāo)高以及施工中的沉降，經(jīng)緯儀用于測量在鋼板樁頂不同位置的施工控制點(diǎn)的水平位移，主要是東西兩面基礎(chǔ)水平位移和沉降觀測。用監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋來調(diào)整處理施工中的突發(fā)情況。 （2）監(jiān)測的布置和監(jiān)測頻率 在進(jìn)行基礎(chǔ)施工中，只對支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。經(jīng)研究距離鋼板樁頂部每 5

14、 m 設(shè)置1個控制點(diǎn)，在基坑開挖前利用儀器測出控制點(diǎn)的坐標(biāo)作為初始坐標(biāo)值。監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)完成后對原始值進(jìn)行2次測量，以減小誤差。基坑監(jiān)測的頻率隨土方開挖進(jìn)度和基坑變化情況作調(diào)整。基坑開挖過程中開挖頻率不少于2次/d，開挖完成后開挖頻率不少于1次/d。若觀測的鋼板樁頂部位移出現(xiàn)突變，觀測次數(shù)要適當(dāng)增加。當(dāng)觀測的位移趨于穩(wěn)定時(shí)，觀測間隔可延長。在設(shè)備基礎(chǔ)支護(hù)施工中，主要要對東西兩面基礎(chǔ)進(jìn)行水平位移及沉降觀測，設(shè)置一個基準(zhǔn)初始數(shù)據(jù)，柱承臺基礎(chǔ)監(jiān)測的頻率開挖前1次/d，開挖后2次/d。根據(jù)柱基礎(chǔ)監(jiān)測，在開挖第一層時(shí)位移較小，在開挖第二層時(shí)（基坑分2次開挖）位移較大，開挖完畢后柱基礎(chǔ)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，在連續(xù)降雨的時(shí)候基礎(chǔ)略有位移。一直監(jiān)測至基礎(chǔ)回填完畢。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（1）基坑支護(hù)工程是隨著對地下空間的不斷利用開發(fā)而發(fā)展起來的一項(xiàng)施工技術(shù)，它涉及眾多學(xué)科與工藝，具有很強(qiáng)的地區(qū)特點(diǎn)。作為典型的軟土地區(qū)，基坑支護(hù)工程形成了自有的特點(diǎn)。隨著新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)，基坑工程仍將繼續(xù)不斷發(fā)展、完善。 （2）從商業(yè)住宅地下室、基礎(chǔ)工程選用拉森鋼板樁作為深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)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。 （3）采用鋼板樁圍護(hù)截滲和基底壓密注漿封底，使基坑能迅速挖至預(yù)定