拉森鋼板樁支護方案

2021-10-28 22:27:20 字數 4138 閱讀 8328

一、拉森鋼板樁的特點

拉森鋼板樁是一種特製的型鋼板樁,用打樁機及振動錘將鋼板樁壓入地下構成一道連續的板牆,作為深基坑開挖的臨時擋土、擋水圍護結構。鋼板樁結構具有質量輕、強度高、鎖口緊密、水密性好、施工方便、施工速度快等優點。近年來隨著經濟建設和城市建設的快速發展,拉森鋼板樁作為圍護結構在民用、市政、橋梁、工業建築的基礎工程中得到了廣泛應用。

拉森鋼板樁支護形式有懸臂式、錨拉式、支撐式等,本文結合工程例項論述支撐式拉森鋼板樁在上海地區深基坑支護中的應用。

二、工程概況

***x先張法預應力混凝土管樁,共 228 個柱承臺基礎,縱向柱距7.5 m(區域性為9.0m和6.

0m),其中-5m及-6m的基坑共計46個,廠房鋼結構安裝完畢後在廠房中施工裝置基礎,其建築面積458.3m,長33.7m,寬13.

6m。基坑深為-5m,區域性-7.0m)(見圖1),根據基坑岩土工程報告、開挖深度和周邊環境保護要求等,在保證安全的前提下,盡量做到經濟合理、施工方便、縮短週期,採用支撐式拉森鋼板樁進行支護,基坑採取通挖形式進行施工。

三、工程地質條件

(1)擬建場地內普遍分布有第①1 層雜灰色填土,一般厚度約為1.5m,區域性厚度約

2.7m。該層以黏性土為主,夾少量植物根莖、小石子及貝殼碎屑等細小雜物,土質鬆散且不均勻。基坑圍護結構施工時,宜適當採取加強圍護結構措施,基坑開挖時應加強驗槽工作。

(2)本工程基坑最大開挖深度約為7.6 m,開挖施工所涉及的第①1 層、第①2 層、第②層、第③層、第③夾層及第④層,土性差異較大,且土質不均勻,設計、施工時宜注意其不利影響。

(3)粉性土及砂土的流砂問題。第③夾層為粉性土、砂土,在動水作用下易產生流砂、

管湧現象,故在基坑開挖前應採取降水措施,基坑圍護結構應確保止水和隔水效果,以確保基坑施工安全。

(4)坑底回彈。本工程基坑底部位於第③層淤泥質粉質黏土及第④層淤泥質土層中,該層土土質軟弱,易回彈,應注意土體回彈會對基坑支護結構、周圍鄰近已有建築物、地下管線等產生不利影響,並及時進行基礎底板澆注。

(5)軟土流變。基坑開挖時,基坑周邊及底部第③層淤泥質粉質黏土、第④層淤泥質

黏土具較明顯觸變及流變特性,受擾動土體強度極易降低,因此在開挖過程中應防止土體擾動。為防止上述現象出現,為提高坑底土體的抗剪強度,防止管湧、流砂或坑底隆起,增強基坑整體穩定性和抗傾覆穩定性,對基坑底採取壓密注漿滿堂加固。壓密注漿採用p.

o.42.5級普通矽酸鹽水泥,水灰比為1∶1,注漿壓力一般為0.

50mpa~0.80mpa,為加速漿液凝固,可加入適量水玻璃;為提高漿液的均勻性和穩定性,可加入適量膨潤土。

四、施工工藝流程

1、拉森鋼板樁施工的順序

根據施工圖及高程放設沉樁定位線→根據定位線控設沉樁導向槽→整修平整施工機械

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「屏風式」打樁方法、打樁機械和流水段劃分,以便使打設後的板樁牆有足夠的剛度和良好的防水作用,且板樁牆面平直,以滿足基礎施工的要求,對封閉式板樁牆還要求封閉合龍。

(2)此法是從一角開始逐塊插打,每塊鋼板樁自起打到結束中途不停頓。因此,樁機行走路線短,施工簡便,打設速度快。但是,由於單塊打入,易向一邊傾斜,累計誤差不易糾正,牆面平直度難以控制。

(3)先由測量人員定出鋼板樁圍堰的軸線,可每隔一定距離設定導向樁,導向樁直接使用鋼板樁,然後掛繩線作為導線,打樁時利用導線控制鋼板樁的軸線,在軸向法向要求高的情況下,採用導向架。

(4)單樁逐根連續施打,注意樁頂高程不宜相差太大。在插打過程中隨時測量監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。

偏差矯正:鋼板樁打入時如出現傾斜和鎖口結合部有空隙,到最後封閉合龍時有偏差,一般用異形樁(上寬下窄或寬度大於或寬度小於標準寬度的板樁)來糾正。

3、鋼板樁的拔除

(1)基坑回填後拔除鋼板樁,拔樁前應仔細研究拔樁方法順序和拔樁時間,否則,由於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,給已施工的地下結構帶來危害,並影響鄰近原有建築物、構築物或地下管線的安全。

(2)先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動 1 min~2 min,使鋼板樁周圍的土鬆動,產生「液化」,減少土對樁的摩阻力,然後慢慢地往上振拔。拔樁時注意樁機的負荷情況,發現上拔困難或拔不上來時,應停止拔樁,可先行往下施打少許,再往上拔,如此反覆可將樁拔出來。

(3)拔樁時的注意事項。第一,拔樁起點和順序:對封閉式鋼板樁牆,拔樁起點應離開角樁 5 根以上。

可根據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。第二,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黏附性,然後邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下 100 mm~300mm,再與振動錘交替振打、振拔。第三,對引拔阻力較大的鋼板樁,採用間歇振動的方法,每次振動15min,連續振動不超過1.

5h。五、常見質量問題的原因分析與防治措施

(1)滲漏和湧沙

①現象。基坑挖土過半時,發現鋼板樁滲漏,主要在接縫處和轉角處,有的地方還湧沙。

②原因分析。拉森鋼板樁舊樁較多,使用前未進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。轉角處為實現封閉合龍,應有特殊形式的轉角樁,這種轉角樁要經過切斷焊接工序,可能會產生變形。

打設拉森鋼板樁時,兩塊板樁的鎖口可能插對不嚴密,不符合要求。拉森鋼板樁的垂直度不符合要求,導致鎖口漏水。

③預防措施。舊鋼板樁在打設前需進行矯正。矯正要在平台上進行,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後的鋼板樁牆面平直。防止鋼板樁鎖口中心線位移,可在打樁行進方向的鋼板樁鎖口處設卡板,阻止板樁位移。由於鋼板樁打入時傾斜,且鎖口結合處有空隙,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);二是採用軸線封閉法(此法較為方便)。

④治理方法。採用水玻璃水泥漿以閥管雙液灌漿系統施工堵漏。

(2)拉森鋼板樁側傾和基坑底土隆起及地面裂縫

①現象。採用拉森鋼板樁,開挖土方的挖土機及運土車輛設在地面鋼板樁側,開挖不久即發現鋼板樁頂側傾,坑底土隆起,地面裂縫並下沉。

②原因分析。這些鋼板樁施工都在軟土地區,設計的嵌固深度不夠,因而樁後地面下沉,坑底土隆起是管湧的表現。在挖土作業時由於挖土機及運土車在鋼板樁側,增加了土的地面荷載,導致樁頂側移。

③防治措施。鋼板樁嵌固深度必須由計算確定,按《建築基坑支護技術規程》(jgj 120—1999)規定執行。挖土機及運土車不得在基坑邊作業,如必須施工,則應將該項荷載計入設計中,以增加樁的嵌固深度。

一般拉森樁施工時,壓密注漿配合,四周有鋼板樁支護,基底水壓較大,為更好地防水,基底做壓密注漿,其厚度按土質而定。另外鋼板樁支護轉角處連線不夠緊密,宜發生流砂現象,故需進行壓密注漿,注漿數量為 3~4 根。如地下水位較高時需進行輕型井點降水配合。

六、基坑支護監測

(1)基坑支護檢測儀器

利用施工單位現有的水準儀和經緯儀進行鋼板樁外地表沉降和鋼板樁頂點水平位移測量。水準儀用於測量地面和開挖過程控制標高以及施工中的沉降,經緯儀用於測量在鋼板樁頂不同位置的施工控制點的水平位移,主要是 cd 兩軸主廠房柱基礎水平位移和沉降觀測。用監測資料反饋來調整處理施工中的突發情況。

(2)監測的布置和監測頻率

①在進行主廠房柱基礎施工中,只對支護系統進行監測。經研究距離鋼板樁頂部每 5 m 設定1個控制點,在基坑開挖前利用儀器測出控制點的座標作為初始座標值。監測點布設完成後對原始值進行 2 次測量,以減小誤差。

基坑監測的頻率隨土方開挖進度和基坑變化情況作調整。基坑開挖過程中開挖頻率不少於2次/d,開挖完成後開挖頻率不少於1次/d。若觀測的鋼板樁頂部位移出現突變,觀測次數要適當增加。

當觀測的位移趨於穩定時,觀測間隔可延長。

②在裝置基礎支護施工中,主要要對cd兩軸46~52線的柱承臺基礎進行水平位移及沉降觀測,設定乙個基準初始資料,柱承臺基礎監測的頻率開挖前1次/d,開挖後2次/d。根據柱基礎監測,在開挖第一層時位移較小,在開挖第二層時(基坑分2次開挖)位移較大,開挖完畢後柱基礎基本處於穩定狀態,在連續降雨的時候基礎略有位移。一直監測至基礎回填完畢。

七、經驗總結

(1)基坑支護工程是隨著對地下空間的不斷利用開發而發展起來的一項施工技術,它涉及眾多學科與工藝,具有很強的地區特點。上海地區作為典型的軟土地區,基坑支護工程形成了自有的特點。隨著新技術、新工藝的出現,基坑工程仍將繼續不斷發展、完善。

(2)從廠房基礎、裝置基礎工程選用拉森鋼板樁作為-5.1m、-6.1m深基礎支護結構應用的實際效果來看,使用鋼板樁做基坑圍護,具有施工進度快、安全、占地空間小等優點。

此外,鋼板樁可以重複使用,節省投資。

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