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摘要:本文主要介绍了在房建工程基础施工过程中钢板桩的施工方法和工艺流程,通过上述分析,提出了施工作业时的相关注意事项,解决了基础施工过程中的工期制约因素和减少抢工成本,确保施工安全和混凝土浇筑效率及成型质量。
关键词:钢板桩;围堰;基础施工
一、前言
钢板桩围堰适用于基坑深4m以上,覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性粘土,风化岩层等基础工程。钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等。钢板桩有直形、Z形、槽形、工字形等,可作成单层与双层围堰。在一般基坑施工中,浅基多用矩形及木导框,较深基坑多用圆形及型钢。因其防水性能好,多用单层围堰。如用双层围堰时,在双层围堰的夹层中间一般填粘土,特殊情况下,在夹层下部灌注水下砼提高防渗能力,在钢板桩围堰的施工中,多用槽形钢板桩。
二、施工方法
1、施工准备:将新旧钢板桩运到工地后,详细对其检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或采用卷扬机拖拉,最大牵引力≤10KN,有条件时,采用检查小车进行(如图1)。
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图1 检查小车示意图
锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
在采用组桩插打时,每隔4~5m设有一道夹板,夹木在板桩起吊前夹好,插打时,逐付拆除,周转使用。组桩及单桩的锁口内,涂以黄油混合物油膏(重量配合比为:黄油:沥青:干锯末:干粘土=2:2:2:1),以减少插打时的摩阻力,并加强防渗性能。
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图2 圆形钢板桩合拢方法
2、导框安装与插打方法
在进行安装导框时,先进行定位测量。导框的安装,一般是先打定位桩或作临时施工平台。导框采用在工厂或现场分段制作,在平台上组装,固定在定位桩上。
3、钢板桩的吊运插打与合拢
安插钢板桩使用高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输,将钢板桩运至指定位置,然后运用两个吊钩的吊起和放下,使钢板桩成垂直状态,脱出小钩,移向安插位置,插入已就位的钢板桩锁口中。起吊前,锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧度卡箍,待插入锁口时逐个解除。钢板桩逐块(组)插打到底或全围堰(矩形围堰可为一边),先插合拢后,再逐块(组)打入,矩形围堰一般先插上游边,在下游合拢,圆形钢板桩围堰,插打顺序有以下三种,如图2:
4、抽水堵漏
钢板桩插打完,即可抽水开挖。设计有支撑的围堰,先支撑再抽水,并检查各节点是否顶紧,板桩与导框间木楔是否敲紧,防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快,且要随时观察围堰的变化情况。
5、拔桩
钢板桩拔桩前,先将围堰内的支撑,从下到上陆续拆除,并陆续灌水至高出围堰外水位1~1.5m,使内外水压平衡,使板桩挤压力消失,并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先略锤击振动各拔高1~2m,然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再从下游开始分两侧向上游挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出,必要时进行水下切割。
三、施工工艺流程
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四、机械设备配置
打钢板桩时选用较轻型桩架,一般锤重宜大于桩重、锤击能要适当。下表是复打汽锤打单根钢板桩所需的锤击能,用组合桩时,可按桩数加倍机械设备配置数量表附后(表1):
五、质量控制
1、在拼接钢板桩时,两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊,要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm,断面上的错位不大于2mm,使用新钢板桩时,要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件,并详细丈量尺寸,检验是否符合要求。
2、对组拼的钢板桩两端要平齐,误差不大于3mm,钢板桩组上下一致,误差不大于30mm,全部的锁口均要涂防水混合材料,使锁口嵌缝严密。
3、为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直,并且围堰周边的钢板数要均分,每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰,调整钢板桩的平面位置,使误差不大于±15mm。
4、在使用拼接接长的钢板桩时,钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上,而且相邻桩的接头上下错开至少2m,所以,在组拼钢板桩时要预先配桩,在运输、存放时,按插桩顺利堆码,插桩时按规定的顺序吊插。
5、在进行钢板桩的插打时,当钢板桩的垂直度较好,一次将桩打到要求深度,当垂直度较差时,要分两次进行施打,即先将所有的桩打入约一半深度后,再第二次打到要求的深度。
表1
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6、打桩时必须在桩顶安装桩帽,以免桩顶破坏切忌锤击过猛,以免桩尖弯卷,造成拔桩困难。
7、围堰使用完毕,拔除钢板桩时,首先将钢板桩与导梁木板焊接物切除,先略锤击振动后拔高1~2m,然后挨次将所有钢板均拔高1~2m,使都松动后,再分两侧挨次拔除。
六、结论及建议
1、钢板桩插打过程中控制误差对围堰能否顺利合拢非常关键,施工中必须坚持不断监测,发现倾斜偏位应及时纠正。
2、打设方式分为“单独打入”与“屏风式打入”二种,前者打入方式简单,但易使钢板桩向一侧倾斜,误差累积后不易纠正,适用于围堰精度不高、桩身长度较小的情况;屏风式打入方式是将多根钢板桩成排呈屏风状分打施打,可减少倾斜误差积累,但施工难度大,速度慢。
3、要考虑施工过程中的不同工况,选择合理的内支撑,减少对后续施工的影响。
参考文献
[1]赵志缙应惠清《简明深基坑工程设计施工手册》第一版中国建筑工业出版社2000
[2]周水兴何兆益邹毅松《路桥施工计算手册》第一版人民交通出版社2001
[3]顾问天深基坑双排桩支护结构的研究[D]铁道部科学研究院2007