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(jié)構(gòu)，以保證基坑開挖和主體結(jié)構(gòu)施工期間的安全，選擇支護類型時應(yīng)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(gòu)6標【大洲停車場出入段線】吊出井明挖段圍護結(jié)構(gòu)時，根據(jù)基坑深度、支護要求和土質(zhì)情況。選擇了拉森鋼板樁作為明挖敞開段支護結(jié)構(gòu)，取得了較好的技術(shù)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(shè)費用較低、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，有效地保護了土地資源。2.4 救災(zāi)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(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行支護，并結(jié)合地質(zhì)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(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)過計算而定。下面舉例計算：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(shè)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(shè)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(diào)至插樁點-將鋼板樁打設(shè)至設(shè)計標高-土方開挖（并做施工監(jiān)測）-主體結(jié)構(gòu)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(yīng)盡量平直整齊，避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角，以便標準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(yīng)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(shè)的焊接件進行割除（有割孔，斷面缺損應(yīng)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(yīng)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(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、規(guī)格、長度分別堆放，并在堆放處設(shè)置標牌說明；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(shè)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(yīng)注意以下幾點:1、采用經(jīng)緯儀和水平儀控制和調(diào)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(shè)而產(chǎn)生下沉和變形。4、導梁的位置應(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(shè)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(zhì)量。1、先由測量人員定出鋼板樁的軸線，每隔一定距離設(shè)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(shè)卡板，阻止板樁位移。同時在圍楝上預(yù)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(shè)計標高。打樁時，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，它可以起樣板導向作用，一般每打入1m應(yīng)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(diào)正時，拔起重打。5、鋼板樁的轉(zhuǎn)角和封閉：鋼板樁墻的設(shè)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(fù)雜，鋼板樁的制作和打設(shè)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(yīng)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(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(yù)留偏差。扭轉(zhuǎn)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(shè)滑輪支架，制止板樁下沉中的轉(zhuǎn)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(fù)使用。拔除鋼板樁前，應(yīng)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(jié)構(gòu)帶來危害，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(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。拔樁時應(yīng)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(shè)動力及照明線路，清除樁頭附近堆土，檢修機械設(shè)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(diào)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(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)備本工法無需特別說明的材料，采用的機具設(shè)備見表6。表6材料設(shè)備情況表序號設(shè)備名稱單位數(shù)量備注1拉森鋼板樁根根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)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(zhì)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(cè)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(yīng)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(yīng)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(fù)適用的鋼板樁檢驗標準表7.2拉森鋼板樁重復(fù)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(shè)計長度鋼尺量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(shè)計值。7.3.3 沉設(shè)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(cè)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?。9 .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(shè)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(shè)施和其他臨時設(shè)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