承臺基坑鋼板樁支護施工工法(初定稿)

1、承臺基坑鋼板樁支護施工工法（ 2008-11-GZGF）一、前言在沿海地區(qū)開挖承臺基坑時，由于地下水水面離地淺，地質層多為河床覆蓋層較厚的砂類土、淤泥質土、碎石土和半干性粘土或風化巖層，地質情況不利于基坑開挖。所以在沿海地區(qū)進行基坑開挖作業(yè)時，地下水水位下降、土層跨塌對鄰近建（ 構）筑物造成危害的事例時有發(fā)生，為此開發(fā)了多種擋土擋水支護結構體系應用于深基坑施工，但是擋土擋水合并考慮的傳統(tǒng)支護方式造價較高，為此在適宜的場地條件下，合理采用拉森鋼板樁支護，對保護坑外水文環(huán)境、降低工程排水費用、節(jié)約工程造價、加快工程進度具有非常顯著的作用，是一項有積極推廣應用價值的施工技術。二、拉森鋼板樁的使用方法

2、1、鋼板樁施工的一般要求（1）鋼板樁的設置位置要符合設計要求，便于承臺施工，即在承臺邊緣外留有支模、拆模的場地。（2）基坑圍護鋼板樁的平面布置形狀應盡量平直整齊，避免不規(guī)則的轉角，以便標準鋼板樁的利用和支撐設置。各周邊尺寸盡量符合板樁模數(shù)。（3）整個承臺施工期間，在挖土、吊運、扎鋼筋、澆筑混凝土等施工作業(yè)中，嚴禁碰撞支撐，禁止任意拆除支撐，禁止在支撐上任意切割、電焊，也不應在支撐上擱置重物。2、鋼板樁施工的順序（1）鋼板樁位置的定位放線（2）挖溝槽（3）安裝導梁（4）打插鋼板樁（5）安裝水平支撐（或圍檁）（6）拆除導梁及圍檁（7）基坑開挖（8）承臺施工（9）回填土（10）拔除鋼板樁3、鋼板樁的

3、檢驗、吊裝、堆放（1）鋼板樁的檢驗：對鋼板樁，應有材質檢驗和外觀檢驗，以便對不合要求的鋼板樁進行矯正，以減少打樁過程中的困難。 外觀檢驗：包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和鎖口形狀等項內(nèi)容。檢查中要注意：a）對打入鋼板樁有影響的焊接件應予以割除；b）割孔、斷面缺損的應予以補強；c）若鋼板樁有嚴重銹蝕，應測量其實際斷面厚度。原則上要對全部鋼板樁進行外觀檢查。材質檢驗：對鋼板樁母材的化學成分及機械性能進行全面試驗。包括鋼材的化學成分分析，構件的拉伸、彎曲試驗，鎖口強度試驗和延伸率試驗等項內(nèi)容。每一種規(guī)格的鋼板樁至少進行一個拉伸、彎曲試驗。每20-50t重的鋼板樁應進行兩個試

4、件試驗。（2）鋼板樁吊運：裝卸鋼板樁宜采用兩點吊。吊運時，每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過多，并應注意保護鎖口免受損傷。吊運方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎，而單根吊運常用專用的吊具。（3）鋼板樁堆放：鋼板樁堆放的地點，要選擇在不會因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅固的場地上，并便于運往打樁施工現(xiàn)場。堆放時應注意： 堆放的順序、位置、方向和平面布置等應考慮到以后的施工方便； 鋼板樁要按型號、規(guī)格、長度分別堆放，并在堆放處設置標牌說明； 鋼板樁應分層堆放，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24米，且上、下層墊木應在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過2米。拉森鋼

5、板樁的堆放4、導向架(導梁)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，視工程地質、施工環(huán)境開挖深度等條件，設置一定剛度的、堅固的導架。安裝導架時應注意以下幾點：（1）采用經(jīng)緯儀和水平儀控制和調整導梁的位置。（2）導梁的高度要適宜，要有利于控制鋼板樁的施工精度和提高施工工效。（3）導梁不能隨著鋼板樁的打設而產(chǎn)生下沉和變形。（4）導梁的位置應盡量垂直，并不能與鋼板樁碰撞。圓形導向架及圍檁5、打插鋼板樁拉森鋼板樁施工關系到施工止水和安全，是本工程施工最關鍵的工序之一，在施工中要注意以下施工有關要求：（1）全線采用6.0m、90

6、m長密扣拉森鋼板樁。拉森鋼板樁采用履帶式挖土機（帶振動錘機）施打，施打前一定要熟悉地下管線、構筑物的情況，認真放出準確的支護樁中線。履帶式長臂液壓打拔機（2）打樁前，對鋼板樁逐根檢查，剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴重的鋼板樁，不合格者待修整后才可使用。（3）打樁前，在鋼板樁的鎖口內(nèi)涂油脂，以方便打入拔出。（4）在插打過程中隨時測量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔起重打。（5）鋼板樁施打采用屏風式打入法施工。屏風式打入法不易使板樁發(fā)生屈曲、扭轉、傾斜和墻面凹凸，打入精度高，易于實現(xiàn)封閉合攏。施工時，將10-20根鋼板樁成排插入導架內(nèi)，使它呈屏風狀，然后再施打。通常將屏風墻

7、兩端的一組鋼板樁打至設計標高或一定深度，并嚴格控制垂直度，用電焊固定在圍檁上，然后在中間按順序分1/3或1/2板樁高度打入。 屏風式打入法的施工順序有正向順序、逆向順序、往復順序、中分順序、復合順序。施打順序對板樁垂直度、位移、軸線方向的伸縮、板樁墻的凹凸及打樁效率有直接影響。因此，施打順序是板樁施工工藝的關鍵之一。其選擇原則是：當屏風墻兩端已打設的板樁呈逆向傾斜時，應采用正向順序施打；反之，用逆向順序施打；當屏風墻兩端板樁保持垂直狀況時，可采用往復順序施打；當板樁墻長度很長時，可用復合順序施打。 總之，施工中應根據(jù)具體情況變化施打順序，采用一種或多種施打順序，逐步將板樁打至設計標高，一次打入

8、的深度一般為05-30米。(6）保證鋼板樁間的密扣，以便鋼板樁順利合攏；特別是工作井的四個角要使用轉角鋼板樁，若沒有此類鋼板樁，則用舊輪胎或爛布塞縫等輔助措施密封。(7)打入樁后，及時進行樁體的閉水性檢查，對漏水處進行焊接修補，每天派專人進行檢查樁體。（8）內(nèi)支撐架設經(jīng)過計算拉森鋼板樁支護可采用一至數(shù)道內(nèi)支撐，見下附圖。 設置一層H型鋼圍檁支撐的情況 設置三層鋼管柱圍檁支撐的情況6、鋼板樁的拔除 基坑回填后，要拔除鋼板樁，以便重復使用。拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁方法順序和拔樁時間及土孔處理。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構帶來危害，并影響臨

9、近原有建筑物、構筑物或底下管線的安全。設法減少拔樁帶土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。（1）拔樁方法本工程拔樁采用振動錘拔樁：利用振動錘產(chǎn)生的強迫振動，擾動土質，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊力的作用將樁拔除。液壓打拔頭拔除鋼板樁（2）拔樁時應注意事項拔樁起點和順序：對封閉式鋼板樁墻，拔樁起點應離開角樁5根以上?？筛鶕?jù)沉樁時的情況確定拔樁起點，必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時相反。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拔錘將樁振下100300mm，再與振動錘交替振打、振拔。有時，為及時回填拔樁

10、后的土孔，當把板樁拔至比基礎底板略高時暫停引拔，用振動錘振動幾分鐘，盡量讓土孔填實一部分。起重機應隨振動錘的啟動而逐漸加荷，起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。若使用電動拔錘，供振動錘使用的電源為振動錘本身額定功率的12-2.0倍。對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動5min，振動錘連續(xù)不超過30min。7、鋼板樁樁孔處理對拔樁后留下的樁孔，必須及時回填處理?；靥畹姆椒ú捎锰钊敕?。填入法所用材料為石屑三、適用范圍本工法適用于河床覆蓋層較厚的砂類土、淤泥質土、碎石土和半干性粘土或全風化巖層基礎工程、地下水水面離地淺、水量豐富的基礎工程。四、機械設備配置 打鋼板樁時選用履帶自行式

11、液壓沖擊打拔機。 主要機械設備表序號機械設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1長臂勾機D32臺1250KW發(fā)電機TZH2504臺13震動拔樁錘臺14汽車吊5T臺1裝卸用5抽水機臺14視水位情況定6電焊機臺27切割機臺18平板掛車20T 16M輛1運輸用五、質量控制1、在拼接鋼板樁時，兩端鋼板樁要對正頂緊夾持于牢固的夾具內(nèi)施焊，要求兩鋼板樁端頭間縫隙不大于3mm，斷面上的錯位不大于2mm，使用新鋼板樁時，要有其機械性能和化學成份的出廠證明文件，并詳細丈量尺寸，檢驗是否符合要求。2、對組拼的鋼板樁兩端要平齊，誤差不大于3mm，鋼板樁組上下一致，誤差不大于30mm，全部的鎖口均要涂防水混合材料，使鎖口嵌縫嚴

12、密。3、為保證插樁在轉角處的順利合攏，要求樁身垂直，并且周邊的鋼板數(shù)要均分，為保證樁身垂直，于第一組鋼板樁設固定于作業(yè)面支撐上的導向架，順導向架下插，使第一組鋼板樁樁身垂直，由于鋼板樁上下寬度不完全一致，鎖口間隙也不完全一致，樁身仍有可能傾斜，在施工中加強測量工作，發(fā)現(xiàn)傾斜，及時調整，使每組鋼板樁在順支護周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于5，同時為了使支護周邊能為鋼板樁數(shù)所均分，事先在地面或導梁上按鋼板樁的實際寬度畫出各組鋼板樁的位置，使寬度誤差分散，并在插樁時，據(jù)此調整鋼板樁的平面位置，使誤差不大于±15mm，當仍有困難時，在懸掛狀態(tài)下進行調整。在無法順利合攏時，則根據(jù)合攏口的實

13、際尺寸制造異形鋼板樁合攏。但要控制異形鋼板樁上下寬度之差不超過樁長的2%。4、在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在支護的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯開至少2m。所以，在組拼鋼板樁時要預先配樁，在運輸、存放時，按插樁順序堆碼，插樁時按規(guī)定的順序吊插。5、在進行鋼板樁的插打時，當鋼板樁的垂直度較好，一次將樁打到要求深度，當垂直度較差時，要分兩次進行施打，即先將所有的樁打入約一半深度后，再第二次打到要求的深度。6、打樁時必須在樁頂安裝樁帽，以免樁頂破壞，切忌錘擊過猛，以免樁尖彎卷，造成拔樁困難。7、鋼板樁支護在使用過程中，在基坑內(nèi)抽水時，圍護漏水可用板條、麻布等楔入鎖口內(nèi)嵌縫。應經(jīng)

14、常檢查各層支撐梁處與鋼板樁之間的縫隙，并用木楔楔緊或加焊連接鋼板焊牢，使圍檁受力均勻。8、圍護基坑回填后，拔除鋼板樁前，首先將鋼板樁與支撐梁(圍檁)焊接處切除，然后再選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，先略錘擊振動后拔高12m，然后挨次將所有鋼板均拔高12m，使都松動后，再挨次拔除。最好是以打入順序的反方向挨次拔出。六、安全保證措施 為確保施工中的安全，在進行鋼板樁圍護施工時，必須將安全工作放在首位，預防為主。1、對操作人員進行安全思想教育，提高安全意識，實行持證上崗制度，不經(jīng)培訓或無證者，不得進行上崗操作。2、設專人負責日常檢查和養(yǎng)護工作，吊機、樁機等在作業(yè)時設專人給信號，避免人多時亂指揮，出現(xiàn)

15、安全事故。4、對打樁機大臂及連接桿件、銷軸等，要按規(guī)定經(jīng)常檢查、檢修。防止樁架搖晃嚴重發(fā)現(xiàn)意外事故。5、地面輔助作業(yè)人員，必須戴好安全帽。嚴禁人員在吊裝作業(yè)面下站立或行走。嚴禁人員進入打樁機回轉范圍內(nèi)，并靠近打樁機工作部位。7、拔樁時要先振動12分鐘，再慢慢啟動卷揚機或舉升大臂拔樁。在有松動后再邊振邊拔，禁止蠻干。8、對所有機械設備的制動及外露的液壓軟管、接頭每天進行檢查，存在摩損，損壞的要及時維修、更換。七、環(huán)境監(jiān)測1、確定監(jiān)測對象：調查基坑周圍相當于基坑開挖深度的11.5倍范圍內(nèi)地上的建筑物、高聳塔桿、輸電線纜、古建文物、道路橋梁，以及地下管線（應區(qū)別其屬壓力的或非壓力的）、人防等設施和障

16、礙物。如發(fā)現(xiàn)既有建筑物等已有裂損傾斜等情況，同時收集其詳細資料，并在必要處做出標記或攝像、繪圖等。然后對調查對象承受地基變形的性能做出分析鑒定，確定應加監(jiān)護方法。2、監(jiān)測方式與方法地面沉降、水平位移在觀測部位按觀測要求埋設觀測樁，并作好觀測前原始數(shù)據(jù)記錄和觀測點位附近地形、建筑物的平面位置圖、立面圖。沉降觀測使用精密水準儀和銦合金水準尺。位移觀測使用全站儀。在這里要注意的是,要使用相同的儀器,在相同的位置上,由同一觀測者按同一方案施測。而且測量觀測點要安全,其位置不要設在變形、位移區(qū)內(nèi)。      圍護結構側土壓力此項監(jiān)測可選用DKY512型振

17、弦讀數(shù)儀。a）土壓力計的安裝測量側壓力時,土壓力計的安置如圖1所示,在圍護結構的外面鉆孔埋設土壓力計,并在孔中注入與土體性質基本一致的物質,填實空隙。b）土壓力計的工作原理：土壓力計使用雙膜鋼弦式。工作原理跟鋼筋計基本相同,其接觸面對變化不大的土壓力較為敏感,受力時引起鋼弦振動或應變片變形,弦的自振頻率也發(fā)生變化。利用脈沖激勵,使鋼弦起振,并接收其頻率。按事先標定的“壓力-頻率”關系曲線,即得出作用在土壓力計上的壓力值。3、監(jiān)測人員   針對監(jiān)測的特點,應成立由3人組成的專業(yè)監(jiān)測小組,其中2人具備測量、土力學、結構力學、計算機等方面的知識。組長負責工程監(jiān)測計劃、組

18、織及監(jiān)測的質量審核。八、效益分析 承臺基坑鋼板樁支護施工工法，是經(jīng)多種方案進行技術經(jīng)濟分析比較后提出的新型止水支擋開挖體系，該支護體系機理簡單，材料可多次循環(huán)利用，經(jīng)工程實踐證明，是一項具有實用價值，造價較低，施工方便，能確保工程安全的防水支護結構體系。以廣珠客運專線ZH-3標承臺施工為例：1、采用該工藝能夠做到坑內(nèi)降水坑外不排水，對控制基坑周邊位移，確保施工場地周邊城市交通主干道、110KV電纜及其它管線安全，提供可靠保證，社會效益顯著。2、采用該工藝直接節(jié)省基坑排水費用100多萬元，加快了施工進度，與其他支護結構類型相比，造價大幅降低，具有較高的經(jīng)濟效益。九、工程實例1、2007 年312月， 廣珠城際軌道交通工程珠海市區(qū)段港昌路特大橋承臺工程， 共計56個墩，橋梁墩臺基礎采用1.25m鉆孔灌注樁基礎。設計要求承臺埋深為地面以下0.5m，承臺基坑開挖深度6.57.0m。橋梁位于市政道路中央綠化帶中，且經(jīng)現(xiàn)場勘察：沿線路左側距承臺開挖線0.5m的距離埋設有珠澳110Kv供電電纜。故而要求在在基礎施工時進行施工圍護，并派專人24小時觀察，以確保既有道路交通及管線的安全。場地不良地質作用