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，需要對基坑采用較好的圍護結構，以保證基坑開挖和主體結構施工期間的安全，選擇支護類型時應根據(jù)基坑深度選擇較為合理的支護體系，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6標【大洲停車場出入段線】吊出井明挖段圍護結構時，根據(jù)基坑深度、支護要求和土質情況。選擇了拉森鋼板樁作為明挖敞開段支護結構，取得了較好的技術和經(jīng)濟效益。2 .工法特點2.1 高強度，輕型，隔水性良好，施工簡單，工期縮短、耐久性良好。2.2 建設費用較低、互換性良好，可重復使用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，有效地保護了土地資源。2.4 救災搶險的時效性較強，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結構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)地質條件和開挖深度采用鋼板樁進行支護，并結合地質情況和鋼樁受力特點選擇鋼板樁型號，使之形成一個穩(wěn)定可靠的圍護體系，承受基坑開挖期間的土體側向壓力。拉森鋼板樁的適用深度，要根據(jù)鋼板樁的規(guī)格，經(jīng)過計算而定。下面舉例計算：已知土質飽和重度丫=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)初步計算，在-8m處設一道支撐，求土壓力為0處反彎點O。t0=iKaH/丫*(KB*Kp-Ka)(KB為被動土壓力修正系數(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。O點剪力：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：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P點剪力為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5.1 施工工藝流程施工準備-測量定位-安裝導架-平整場地-板樁調至插樁點-將鋼板樁打設至設計標高-土方開挖（并做施工監(jiān)測）-主體結構施工-拔除鋼板樁-灌漿回填。5.2 操作要點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，隨時檢測，發(fā)現(xiàn)問題，及時得理。3、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)。4、整個施工期間，在挖土、吊

7、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。5.2.2 鋼板樁使用前的準備工作1、鋼板樁的檢驗及處理1）鋼板樁運到工地后，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行檢驗。2）對樁身影響打設的焊接件進行割除（有割孔，斷面缺損應補強）。有嚴重銹蝕，需量測斷面實際厚度，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、鋼板樁吊運裝卸

8、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:1）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；2）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；3）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3-4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。附圖5.2.2-1鋼板樁標準堆放圖

9、圖5.2.2-1鋼板樁標準堆放圖5.2.3 安裝導架在鋼板樁施工中，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，一般都需要設置一定剛度的、堅固的導向架，亦稱“施815mm。工圍楝”。導向架采用單層雙面形式，通常由導梁和導樁等組成，導樁的間距一般為2.53.5m,雙面導梁之間的間距不宜過大，一般略比板樁墻厚度大安裝導向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高度和提高施工工效。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。5.2.4鋼

10、板樁打設根據(jù)現(xiàn)場施工條件，擬采用屏風式打入法。此法是將10根鋼板樁成排插入導架內(nèi)，呈屏風狀，施打時，先將導架兩端的鋼板樁打至設計深度，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)點是可以減少傾斜誤差積累，防止過大的傾斜，能保證施工質量。1、先由測量人員定出鋼板樁的軸線，每隔一定距離設置導向架。2、準備樁帽及送樁：先用吊車將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁，插樁時鎖口對準，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，用兩臺經(jīng)緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖口中心線平面垂直度平面位移，可在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設卡板，阻止板樁位移。同時在圍楝上預先算出每

11、塊的位置，以便隨時檢查。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,第三次打至導梁高度，待導梁拆除后第四次打至設計標高。打樁時，開始打設的第一，二塊鋼板樁的打入位置和方向要確保精度，它可以起樣板導向作用，一般每打入1m應測量一次。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、鋼板樁的轉角和封閉：鋼板樁墻的設計長度有時不是鋼板樁標準寬度的整數(shù)倍，或者板樁墻的軸線較復雜，鋼板樁的制作和打設也有誤差，這些都會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做好防水處理。附鋼板樁現(xiàn)場施工圖:圖5.2.4-1鋼板

12、樁打樁施工圖5.2.4-2人工對準鎖口圖5.2.4-3施工完成后效果圖圖5.2.4-4打入預定深度后樁面特寫5.2.5鋼板樁打設中常見問題的原因及處理表5.2.5鋼板樁打設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，而打樁行進方向的貫入阻力小施工中用儀器隨時檢查、控制、糾正；發(fā)生傾斜時用鋼絲繩拉住樁身，邊拉邊打，逐步糾正，對先打的板樁適度預留偏差。扭轉鎖口是校式連接在打樁行進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)，設滑輪支架，制止板樁下沉中的轉動；在兩塊板樁鎖口扣搭處的兩邊，用墊鐵填實。打板樁時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)生板樁傾斜及時糾正；把相鄰已打好的樁用角鐵電焊臨時固定。5.2.6鋼板樁的拔除基坑回填后，要拔除鋼板樁，以便重復使用。拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁順序和拔樁時間，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構帶來危害，并影響臨近原有建筑物、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。吊出井鋼板樁采用振動拔樁，先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min2min,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。拔樁時注意樁機的負荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時，應停止拔樁，可先行往下施打少許，再

14、往上撥，如此反復可將樁拔出來。拔樁時應注意事項：1、拔樁前拆除、改移高空障礙物，平整夯實作業(yè)場地。修筑臨時運輸?shù)缆?，架設動力及照明線路，清除樁頭附近堆土，檢修機械設備。2、拔樁選用振動拔樁機、吊車配合，并符合下列規(guī)定：1）拔樁前用拔樁機卡頭卡緊樁頭，使起拔線與樁中心線重合。2）拔樁開始略松吊鈞，當振動機振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，停振。鋼板樁同時振起幾根時，用落錘打散。4）振出的鋼樁及時吊出，起吊點必須在樁長1/3以上部位。5）拔樁過程中，隨時觀察吊機尾部翹起情況，防止傾覆。6）鋼板樁逐根試拔，易拔樁先拔出。起拔時用落錘向下振動少許，

15、待鎖口松動后再拔起。7）鋼板拔出后樁孔及時砂填實。3、拔樁中，操作方法正確、拔樁機振幅達到最大負荷、振動30min時仍不能拔起,停止振動，采取其他措施。4、在地下管線附近拔樁時，必須對地下管線進行保護，機械不得在上面作業(yè)。5、拔出的鋼樁進行修整，并用冷彎法調直后待用。5.3勞動力組織表5.3勞動力組織情況表序號職務人數(shù)備注1管理人員22技術人員13施工人員34后勤雜工26 .材料與設備本工法無需特別說明的材料，采用的機具設備見表6。表6材料設備情況表序號設備名稱單位數(shù)量備注1拉森鋼板樁根根據(jù)圍護結構尺寸確定2打樁機臺根據(jù)工程情況確定3拔樁機臺根據(jù)工程情況確定4鋼絲繩根根據(jù)工程情況確定5電焊機臺

16、根據(jù)工程情況確定7 .質量控制7.1 鋼板樁的檢驗鋼板樁運到工地后，進行外觀檢驗，對不符合形狀要求的的鋼板樁進行矯正，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)格的鋼板樁作標準，將所有同型號的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查采用卷揚機拉動標準鋼板樁平車，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”進行校正。2、為確保每片鋼板樁的兩側鎖口平行。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

17、數(shù)差值以小于1為宜。對于肉眼看到的局部變形可進行加密測量。對于超出偏差的鋼板樁應盡量不用。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。7.2 重復適用的鋼板樁檢驗標準表7.2拉森鋼板樁重復使用檢驗標準一覽表序號檢查項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，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4樁長度不小于設計長度鋼尺量7.3 質量保證措施7.3.

18、1 鋼板樁施工前須進行選材，對有變形的進行矯正；施工時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計值。7.3.3 沉設圍護樁的施工中，嚴格按照沉樁規(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行。8 .安全措施8.1 為提高深基坑圍護的安全可靠性對拉森樁的入土深度，進行理論數(shù)據(jù)的計算，并對圍護樁的強度及穩(wěn)定性進行驗證，確保深基坑施工的可靠性。8.2 嚴格按照基坑施工規(guī)范實施每道工藝的施工，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樁的側壓力，增強圍護的安全系

19、數(shù)，及時對坑內(nèi)的積水進行抽排。8.3 在對基層實施挖土時，挖土機械嚴格按照規(guī)范操作，最大程度的減小挖土機械單位受力面積，杜絕沖擊荷載，對圍護樁的破壞，確?；影踩? .環(huán)保措施9.1 工地建筑垃圾隨時清理，當天運走，不用的料具和機械及時清退出場，保持場內(nèi)清潔。生活區(qū)設置垃圾箱，每日專人清運。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、運輸?shù)缆范〞r灑水降塵。9.4 嚴禁在工地燃燒各種垃圾廢棄物。9.5 工程完工后，按要求及時拆除所有工地圍蔽、安全防護設施和其他臨時設施，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，降低了勞動力，加快了施工進度，與鉆孔灌注樁相比，減少了鉆孔、碎澆筑期間