拉森鋼板樁施工工法

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.刖言在城市修建地鐵時(shí)，需要對(duì)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(hào)線延長(zhǎng)線工程盾構(gòu)6標(biāo)【大洲停車場(chǎng)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(jiǎn)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2050次。2.3 施工具有顯著的環(huán)

2、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(hào)，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。=20o,不考慮內(nèi)聚力，基坑深度H=12.5m。卸載深度h=7m,支護(hù)凈深H

3、1=5.5m。土壓力如下圖示。;yd=3.0*tg(45°+20Ea2=丫Kah(H1-1）取計(jì)算單位范為1m。Ka=tg2(45-20°/2)=0.49;Kp=tg2(45°+20/2)=2.04/2)=4.3m。Ea1=丫KaH12/2=20*0.49*5.52/2=148.2KNyd)/2=20*0.49*7*1.2=82.3KNe1=#aH=20*0.49*12.5=122.5KN2)經(jīng)初步計(jì)算，在-8m處設(shè)一道支撐，求土壓力為0處反彎點(diǎn)O。t0=iKaH/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*

4、(1.6*2.04-0.49)=2.2m。貝UEa3=e1*t0/2=122.5*2.2/2=134.8KN。Ea=Ea1+Ea2+Ea3=365.3KN。3)O點(diǎn)彎矩MC=0,貝U: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=197.3KN。4)求鉗固深度Hd及樁長(zhǎng)。O點(diǎn)剪力：Q0=Ea-N=365.3-197.3=168KN。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

5、.1*(t1+t0)=1.1*(2.2+4.26)=7.1m。樁長(zhǎng)：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=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則？=Mmax/W=275.3*1

6、03/3000=91.8Mpa91.8Mpa<0.5?=105Mpa(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-測(cè)量定位-安裝導(dǎo)架-平整場(chǎng)地-板樁調(diào)至插樁點(diǎn)-將鋼板樁打設(shè)至設(shè)計(jì)標(biāo)高-土方開挖（并做施工監(jiān)測(cè)）-主體結(jié)構(gòu)施工-拔除鋼板樁-灌漿回填。5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 鋼板樁施工的一般要求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(cè)，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

7、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(duì)樁體外觀表面缺陷、長(zhǎng)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(duì)樁身影響打設(shè)的焊接件進(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(cè)斷面實(shí)際厚度，予以折減。3）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。2、鋼板樁吊運(yùn)裝卸

8、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(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: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(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)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

9、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815mm。工圍楝”。導(dǎo)向架采用單層雙面形式，通常由導(dǎo)梁和導(dǎo)樁等組成，導(dǎo)樁的間距一般為2.53.5m,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

10、板樁打設(shè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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，防止過大的傾斜，能保證施工質(zhì)量。1、先由測(cè)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(duì)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)在圍楝上預(yù)先算出每

11、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保精度，它可以起樣板導(dǎo)向作用，一般每打入1m應(yīng)測(cè)量一次。4、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。5、鋼板樁的轉(zhuǎn)角和封閉：鋼板樁墻的設(shè)計(jì)長(zhǎng)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(lái)困難。對(duì)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(chǎng)施工圖:圖5.2.4-1鋼板

12、樁打樁施工圖5.2.4-2人工對(duì)準(zhǔn)鎖口圖5.2.4-3施工完成后效果圖圖5.2.4-4打入預(yù)定深度后樁面特寫5.2.5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(duì)先打的板樁適度預(yù)留偏差。扭轉(zhuǎn)鎖口是校式連接在打樁行進(jìn)方向闈卡板鎖住板樁的前鎖口；在鋼板樁與圍楝之間的兩邊空隙內(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)和已打入的鄰樁一起下沉鋼板樁傾斜彎曲，使槽口阻

13、力增加發(fā)生板樁傾斜及時(shí)糾正；把相鄰已打好的樁用角鐵電焊臨時(shí)固定。5.2.6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(lái)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(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(lái)時(shí)，應(yīng)停止拔樁，可先行往下施打少許，再

14、往上撥，如此反復(fù)可將樁拔出來(lái)。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(chǎng)地。修筑臨時(shí)運(yùn)輸?shù)缆?，架設(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1-1.5min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(zhǎng)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，

15、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)30min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時(shí)，必須對(duì)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(hào)職務(wù)人數(shù)備注1管理人員22技術(shù)人員13施工人員34后勤雜工26 .材料與設(shè)備本工法無(wú)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(hào)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)

16、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(duì)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(duì)缺陷部位加以整修，以減少打樁過程中的困難。1、鎖口檢查的方法：用一塊長(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?yè)P(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。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(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

17、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。3、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。4、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。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(hào)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樁身甯曲度<2%LL為樁長(zhǎng)，鋼尺量3齒槽平直度及光滑度無(wú)電焊渣或毛刺1m長(zhǎng)樁段作通過試驗(yàn)4樁長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度鋼尺量7.3 質(zhì)量保證措施7.3.

18、1 鋼板樁施工前須進(jìn)行選材，對(duì)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。7.3.3 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(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。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(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

19、數(shù)，及時(shí)對(duì)坑內(nèi)的積水進(jìn)行抽排。8.3 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?。9 .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(chǎng)，保持場(chǎng)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(chǎng)界噪聲控制按建筑施工場(chǎng)界噪聲限值(GB12523-90)要求。9.3 基坑內(nèi)、施工場(chǎng)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(chǎng)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、碎澆筑期間