1工艺流程
⑴单独打人法: 测量放线、定桩位一桩机就位一(从一角开始)插桩一逐块(或
两块一组)打设一最后封闭合拢
(2)双层围凛法:
测量放线、定桩位一打设围擦桩一安装围擦梁一在围擦上划桩线 一在围擦内逐块插桩直至封闭合拢一按阶梯形逐根打桩
(3)屏风法:
测量放线、定桩位一打设围擦桩 一安装围擦梁一在围擦上划桩线一 分组
(10〜20块)插人钢板桩f打人 两端定位
桩一按阶梯打人中间各根 桩
2施工要点
(1)钢板桩分无锚板桩和有锚板桩
两类。无锚板桩用于较浅的基 坑,依靠人土部分的土压力维持桩的稳定;有锚板桩是在上部用拉锚 或支撑加以固定。
相邻钢板桩的结合形式,分互握式和握裹式两种锁
图7. 2. 4. 2-1固定钢板桩的腰梁 L拉杆;2-钢板出3-腰梁
口。互握式锁口间隙较大,其转角可达24° ,可构成曲
线的钢板排桩墙;握裹式锁口较紧密,转角只允许10°〜15°。
(2)封闭式的钢板桩墙,要求做到封面平直,便于安装腰梁和
钢拉杆。腰梁一般用槽钢制作,见图7. 2. 4.2T;拉杆用圆钢制作, 见图 7. 2. 4. 2-2o
图7.2.422钢拉杆
1一螺母:2—环形节点板:3一拉杆:4一垫圈
其打设方法有以下几种:
1)单独打入法。这种方式是从板桩墙的一角开始,逐块(或两块 为
一组)打设,直至工程结束。其优点是:打人方式简便、迅速,不 需要其他辅助支架。缺点是:这种打人方式易使板桩向一侧倾斜,且 误差积累后不易纠正。因此,这种方式只适用于板桩墙要求不高、且 板桩长度较小(如小于10m)的情况。
2)双层围椽法。这种打人方式,是先在地面上沿板桩墙的两侧每 隔
一定距离打人围楝桩(工字钢),并于其上、下安装两层钢围楝(工 字钢),然后根据钢围椽上的画线将钢板桩逐块全部插好,树起高大 的板桩墙,待轴线准确无误且四角封闭合拢后,再按阶梯形将钢板桩 一块块打入土中。
采用这种方式打设钢板桩的优点是:桩墙的平面尺寸准确,墙面 的平直度和桩的垂直度都易保证,封闭合拢较好,工程质量能保证。 其缺点是耗费的辅助材料多,不经济,且施工速度较慢。一般只用于 桩墙质量要求很高的情况(图7.2.4.2-3)。
3)屏风法。用单层围榭,然后以10〜20块钢板桩为一组,根据 围椽上
的画线逐块插人土中,形成屏风墙(图7. 2. 4. 2-4),然后先 将两端
1〜2块钢板桩打人,并严格控制其垂直度,用电焊固定在围
楝上,作为定位钢板桩。其余钢板桩按1/2或1/3顺序高度呈阶梯状
打设。如此逐组进行。
图72423双层用槐
1 一闹楔桩;2—用榭
图72424单层用橡
1 一雨檄桩;2—用椽:3一两端先打入的定位桩
这种打桩方式的优点是可以减少倾斜误差积累,防止过大的倾 斜,而且易于实现封闭合拢,能保证板桩墙的施工质量。其缺点是插 桩的自立高度较大,要注意插桩的稳定和施工安全。
⑶打桩机械的选择
钢板桩打设的机械与其他桩种施工相同。但结合打设钢板桩的特 点
(稳定、行走方便,导杆可作水平、垂直和前后调整,便于每块钢 板桩随时校正),宜选用三支点导杆式履带打桩机。桩锤有落锤、蒸 汽锤、柴油锤和振动锤等,以选柴油锤为宜。锤重一般以钢板桩重量 的两倍为宜。桩锤的外形尺寸要适应桩的宽度,桩锤的直径不得大于 桩组合打入块数的总宽度。
(4)打桩流水段的划分
打桩流水段的划分与桩的封闭合拢有关。流水段长度大,合拢 点就少,相对积累误差大,轴线位移相应也大;流水段长度小, 则合拢点多,积累误差小,但封闭合拢点增加。一般情况下,应 采用后一种方法。另外,采取先边后角的打设方法,可保证墙面 平整,不影响墙内围楝支撑的安装精度,对于打桩积累偏差可在 转角外作轴线修正。
(5)施工前准备工作
1)钢板桩检验。钢板桩材质检验和外观检验,对焊接钢板桩,尚 需进
行焊接部位的检验。对用于基坑临时支护结构的钢板桩,主要进 行外观检验,并对不符合形状要求的钢板桩进行矫正,以减少打桩过 程中的困难。
外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、高度、厚度、端头矩形比、 平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意:
a对打人钢板桩有影响的焊接件应予以割除; b有割孔、断面缺损的应予以补强;
c若钢板桩有严重锈蚀,应测量其实际断面厚度,以便决定在计
算时是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。
材质检验:对钢板桩母材的化学成分、机械性能进行全面试验, 包括钢材的化学成分分析,构件的拉伸、弯曲试验。锁口强度试验和 延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲 试验。每25
〜50t的钢板桩应进行两个试件试验。
2)钢板桩的矫正。钢板桩为多次周转使用的材料,在使用过程中 会
发生板桩的变形、损伤。偏差超过表7. 2.7-1中数值者,使用前应 进行矫正与修补。其矫正与修补方法如下:
a表面缺陷修补:通常先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污,然后 用焊
接修补的方法补平,再用砂轮磨平。
b端部平面矫正:一般用氧乙快切割部分桩端,使端部平面与轴 线垂
直。然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。当修整量不大时,也 可直接采用砂轮进行修理。
c桩体挠曲矫正:腹板弯曲矫正时,两端固定在支承点上,用设 置在
龙门式顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正;侧向弯 曲矫正通常在专门的矫正平台上进行。
d桩体扭曲矫正:这种矫正较复杂,可视扭曲情况采用上述。中 的方
法矫正。
e桩体局部变形矫正:对局部变形处用氧乙烘热烘与千斤顶顶压、 大
锤敲击相结合的方法进行矫正。
f锁口变形矫正:用标准钢板桩作为锁口整形胎具,采用慢速卷 扬机
牵拉调整处理,或采用氧乙快热烘和大锤敲击胎具推进的方法进 行调直处理。
(6)围樵(导架)安装
为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,控制桩的打人精度,防 止板桩的屈曲变形和提高桩的贯人能力,一般都需要设置一定刚度 的、坚固
的围椽,亦称“施工导架二
围椽的形式,在平面上有单面和双面之分,在高度上有单层和双 层之分。一般常用的是单层双面围椽。围椽桩的间距一般为2. 5〜3. 5 m,双面围樵之间的间距一般比板桩墙厚度大8〜15mm。
围樵的位置不能与钢板桩相碰。围樵桩不能随着钢板桩的打设而 下沉或变形。围楝梁的高度要适宜,要有利于控制钢板桩的施工高度 和提高工效,要用经纬仪和水平仪控制围椽梁的位置和标高。
钢板桩打设允许误差:桩顶标高±100mm;板桩轴线偏差土 100mm;板桩垂直度1%。
(7)钢板桩的打设
先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩,插桩时锁口要对准, 每擂人一块即套上桩帽轻轻加以锤击。在打桩过程中,为保证钢板桩 的垂直度,用两台经纬仪在互相垂直的两个方向加以控制。为防止锁 口中心线平面位移,可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止 板桩位移。同时在围楝上预先算出每块板块的位置,以便随时检查校 正。
钢板桩分几次打人,如第1次由20m高打至15m,第2次则打至 10m,第3次打至围擦梁高度,待围擦架拆除后第4次再打至设计标高。
打桩时,开始打设的第一、二块钢板桩的打人位置和方向要确保 精度,它可以起样板导向作用,一般每打入1m应测量一次。
(8)钢板桩的转角和封闭
钢板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整倍数,或者板 桩墙的轴线较复杂,钢板桩的制作和打设也有误差,这些都会给钢板 桩墙的
最终封闭合拢带来困难。钢板桩墙的转角和封闭合拢施工,可 采用下述方法:
1)采用异形板桩:异形板桩的加工质量较难保证,而且打人和 拔出
也较困难,特别是用于封闭合拢的异形板桩,一般是在封闭合拢 前根据需要进行加工,往往影响施工进度,所以应尽量避免采用异形 板桩。
2)连接件法:此法是用特制的“ J形和“s90形连接件来调整 钢板
桩的根数和方向,实现板桩墙的封闭合拢。钢板桩打设时,预先 测定实际板桩墙的有效宽度,并根据钢板桩和连接件的有效宽度确定 板桩墙的合拢位置。
3)骑缝搭接法:利用选用的钢板桩或宽度较大的其他型号钢板桩 作
闭合板桩,打设于板桩墙闭合处。闭合板桩应打设于挡土的一侧。 此法用于板桩墙要求较低的工程。
4)轴线调整法:此法是通过钢板桩墙闭合轴线设计长度和位置的 调
整实现封闭合拢。封闭合拢处最好选在短边的角部。轴线修正的具 体作法如下(图7. 2. 4. 2-5):
a沿长边方向打至离转角桩约尚有8块钢板桩时暂时停止,量出
至转角桩的总长度和增加的长度;
b在短边方向也照上述办法进
8上夬亮度
长边
合 拢 处 假 定
00
行;
根据长、短两边水平方向增加的 长度和转角桩的尺寸,将短边方向的
围楝梁与围楝桩分开,用千斤顶向外
顶出,进行轴线外移,经核对无误后,再将 围樵梁和围榭桩重新焊接固定;
d在长边方向的围梯梁内插桩,继续打设,插打到转角桩后,再
转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩;
图72425轴线修正
根据修正后的轴线沿短边方向继 续向前插打,最后一块封闭合拢的钢板
桩,设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。
(9)打桩时问题的处理
1)阻力过大不易贯人:原因主要有两方面,一是在坚实的砂层、
砂砾层中沉桩,桩的阻力过大;二是钢板桩连接锁口锈蚀、变形,人 土阻力大。对第一种情况,可伴以高压冲水或改以振动法沉桩,不要 用锤硬打;对第二种情况,宜加以除锈、矫正,在锁口内涂油脂,以 减少阻力。
2)钢板桩向打设前进方向倾斜:在软土中打桩,由于锁口处的阻
力大于板桩与土体间的阻力,使板桩易向前进方向倾斜。纠正方法是 用卷扬机和钢丝绳将板桩反向拉住后再锤击,或用特制的楔形板桩进 行纠正。
3)打设时将相邻板桩带人:在软土中打设钢板桩,如遇到不明障 碍
物或板桩倾斜时,板桩阻力增大,会把相邻板桩带入。处理方法是: 用屏
风法打设;把相邻板桩焊在围梁上;在锁口处涂以黄油减少阻力。
(10)钢板桩拔除
在进行基坑回填土时,要拔除钢板桩,以便修整后重复使用。拔 除前要研究钢板桩拔除顺序、拔除时间及桩孔处理方法。
1)钢板桩拔除阻力计算:
拔除阻力由下式计算:
F= £ 十 Fs
式中Fe—钢板桩与土的吸附力;
(7.2. 4. 2-1)
Fs=UJ
U—钢板桩周长;
L一钢板桩在不同土中的长度;
T
(7.2.4.2-2)
一钢板桩在不同土层中的静吸附力或动吸附力(用于静力 拔桩
和振动拔桩),
见表 7. 2. 4. 2-1;
Fs一钢板桩的断面阻力:
Fs =
(7. 2. 4. 2-3)
以一作用在钢板桩上的主动土压力强度;
1.2EaBH U
B一钢板桩宽度;
H一钢板桩在土中的深度;
口 一钢板桩与与土体之间的摩擦系数(0. 35〜0. 40) o
表7. 2. 7-2混凝土板桩制作标准
土质 静吸附力rd 动吸附力r,. 动吸附力r,.(含水量很少 (kN/mz) (kN/mz) 时)(kN/mz) 粗砂砾 中砂(含 水) 细砂(含 水) 粉土(含 水) 砂质粉土 (含水) 黏质粉土 (含水) 粉质黏土 黏土 34.0 36.0 39.0 24.0 29.0 47.0 30.0 50.0 75.0 130. 0 2.5 3.0 3.5 4.0 3.5 5.0 4.0 4.5 6. 5 5. 5 5.5 4. 0 7.5 13. 0 25.0 硬黏土 非常硬的 黏土 钢板桩的被出,从克服板桩的阻力着眼,根据所用拔桩机械,拔 桩方法有静力拔桩、振动拔桩和冲击拔桩。
静力拔桩主要用卷扬机或液压千斤顶,但该法效率低,有时难以 顺利拔出,较少应用。
振动拔桩是利用机械的振动激起钢板桩振动,以克服和削弱板桩 拔出阻力,将板桩拔出。此法效率高,用大功率的振动拔桩机,可将 多根板桩一起拔出。目前该法应用较多。
冲击拔桩是以高压空气、蒸汽为动力,利用打桩机给予钢板桩以 向上的冲击力,同时利用卷扬机将板桩拔出。
振动拔桩法设备及工艺为:
a与土质有关的振动拔桩参数:
a)振动频率:在某一振动频率下,土与板桩间的阻力才会破坏, 板
桩容易拔出。该频率与土质有关:粗砂在频率50 Hz时产生液化; 坚硬薪士在50Hz下才出现松动现象。工程中为各类土分层构成,实 用的振动频率为8. 3〜25Hz。
b)振幅:在频率为16. 7Hz时,使砂土产生液化的最小振幅约为 3mm
以上,使黏性土、粉土减少其粘着力的最小振幅约为4mm以上。
c)激振力:强制振动的激振力,亦必须达到一定的数值(kN),才 能
减弱土对板桩的阻力。
b振动拔桩机的选用。振动拔桩机的型号很多,各有其适用范围, 要
选择得当,才能取得较好的效果。表7. 2.4. 2-2可供初选时参考。
表7. 2. 4. 2-2振动拔桩机的适用范围
拔桩机功率(kW)
钢板桩型号和长度(m) 砂质土 黏性土 3. 7〜7. 5 11 〜15 22 〜30 55 〜60 120〜150 轻型8 轻型6 II 型 12 III 型 16 IV 型 24 V型36 II型9 III 型 12 IV 型 18 V型36 C拔桩施工:钢板桩拔除的难易,取决于打入时顺利与否。在 硬土、
密实砂土中打入时困难,尤其是打入时咬口产生变形或垂直度 很差,则拔桩时会遇到很大的阻力。如基 坑开挖时,支撑(拉锚)不及时,使板桩产生很大的变形,拔出亦困 难。在软土地区,拔桩时由于产生空隙会引起土层扰动,会使基坑内 已施工的结构或管线产生沉降,亦可能引起周围地面沉降而影响周围 的建筑物、地下管线和道路的安全。为此在拔桩时要采取措施,对拔 桩造成的孔隙及时回填,当控制地层位移有较高要求时,宜进行跟踪 注浆。
钢板桩拔除,需注意下列事项:
a)作业前详细了解土质及板桩打人情况、基坑开挖后板桩变形情 况
等,依此判断拔桩的难易程度;
b)基坑内结构施工结束,要进行回填,尽量使板桩两侧土压平 衡,
有利于拔桩作业;
c)拔桩设备有一定的重量,要验算其下的结构承载力。如压在土
层上,由于地面荷载较大,需要时,设备下应放置路基箱或枕木;
d)作业范围内的重要管线、高压电缆等要注意观察和保护; e)板桩拔出会形成孔隙,必须及时填充,否则会造成邻近建筑和
设施的位移及地面沉降。宜用膨润土浆液填充,也可跟踪注入水泥浆;
如钢板桩拔不出,可采取下述措施:
a)用振动锤等再复打一次,以克服与土的黏着力及咬口间的铁锈 等
产生的阻力;
b)按与板桩打设顺序相反的次序拔桩;
c)板桩承受土压一侧的土较密实,在其附近并列打人另一根板 桩,
可使原来的板桩顺利拔出;
d〉在板桩两侧开槽,放入膨润土浆液(或黏土浆),拔桩时可减 少
阻力。
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