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1、钢板桩施工方法2009年05月07日 星期四 16:08钢板桩施工方法1）钢板桩的检验与矫正用于基坑临时支护的钢板桩，进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响核打设的焊接件割除（有割孔、断面缺损应补强）。有严重锈蚀，量测断面实际厚度，予以折减。矫正方法有：（1）表面缺陷矫正先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污，然后用焊接修补方法补平，再用砂轮磨平。（2）端部矩形比矫正用氧乙炔切割桩端，使其与轴线保持垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修复。当修整量不大时，直接用砂轮进行修理。（3）桩体挠曲矫正腹向弯曲矫正，是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上，用设在龙门
2、式顶梁架上的千斤顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正；侧向弯曲矫正在专门的矫正平台上，将钢板桩弯曲段两端固定在矫正平台支座上，在钢板桩弯曲段侧面矫正平台上间隔一定距离设置千斤顶，用千斤顶顶压钢板桩凸处进行冷弯矫正。（4）桩体扭曲矫正视扭曲情况，可采用（3）中的方法矫正。（5）桩体截面局部变形矫正局部变形处用千斤顶顶压、大锤敲击与氧乙炔焰热烘结合方法进行矫正。（6）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用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进方法进行调直处理。2）导架安装导架由导梁和围檩桩等组成，在平面上分单面和双面；高度上公单层和双层。本工程采用单层双面导架。围檩桩间距2.53.
3、5m，双面围檩之间间距比板桩墙厚度大815。导架位置不能与钢板桩相碰。围檩桩不能随钢板桩打设而下沉或变形。导梁的高度适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效，用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度。3）沉桩机械的选择用振动锤打设钢板桩。在桩锤和钢板桩之间设桩帽，以使冲击均匀分布，保证桩顶免遭损坏。4）钢板桩打设为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。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，每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。在打桩过程中，为保证垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心平面位移，在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的
4、位置，以便随时检查校正。钢板桩分几次打入，第一次由20m高打至15m，第二次打至10m，第三次打至导梁高度，待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时，开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度，每打入1m测量一次。（1）要求钢板桩适用于埋深较浅的支护结构。钢板桩沉桩适用粘性土、砂土、淤泥等软弱地层。钢板桩沉桩施工先试桩，试桩数量不小于10根。钢板桩放线施工，桩头就位必须正确、垂直、沉桩过程中，随时检测，发现问题，及时处理。沉桩容许偏差：平面位置纵向100，横向为-500；垂直度为5。沉桩施前必须平整清除地下、地面及高空障碍物，需保留的地下管线应挖露出来，加以保护。基坑开挖后钢板桩垂直平顺
5、，无严重扭曲、倾斜和劈裂现象，锁口连接严密。基坑土方和结构施工期间，对基坑围岩和支护系统进行动态观测。发现问题，及时处理。2）冲击沉桩冲击沉桩根据沉桩数量和施工条件选用沉桩机械，按技术性能要求操作和施工。钢桩使用前先检查，不符合要求的应修整。钢桩上端补强板后钻设吊板装孔。钢板桩锁口内涂油，下端用易拆物塞紧，并用2m标准进行通过试验。工字钢桩单根沉没，钢板桩采用围檩法沉没，以保证墙面的垂直、平顺。钢板桩围檩支架的围檩桩必须垂直、围檩水平，设置位置正确、牢固可靠。围檩支架高度在地面以上不小于5m；最下层围檩距地面不大于50；围檩间净距比2根钢板桩组合宽度大8-15。钢板桩以10-20根为一段。逐根
6、插围檩后，先打入两端的定位桩，再以2-4根为一组，采取阶梯跃式打入各组的桩。钢板桩围檩在转角处两桩墙各10根桩位轴线内调整后合拢，不能闭合时，该处两桩可搭接，背后要进行防水处理。沉桩前先将钢桩立直并固定在桩锤的桩帽卡口内，然后拉起桩锤击打工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内，先打2-3次空锤，再轻轻锤击使桩稳定，检查桩位和垂直度无误后，方可沉桩。沉桩过程中，随时检测桩的垂直度并校正。钢桩沉设贯入度每击20次不小于10，否则停机检查，采取措施。沉桩过程中，发现打桩机导向架的中心线偏斜时必须及时调整。（3）振动沉桩振动锤振动频率大于钢桩的自振频率。振桩前，振动锤的桩夹应夹紧钢桩上端，并使振
7、动锤与钢桩重心在同一直线上。振动锤夹紧钢桩吊起，使工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内，待桩稳定、位置正确并垂直后，再振动下沉。钢桩每下沉12左右，停振检测桩的垂直度，发现偏差，及时纠正。振动沉没钢板桩试桩数量不小于10根。沉桩中钢桩下沉速度突然减小，应停止沉桩，并钢桩向上拔起0.61.0m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉，采取其他措施。（4）静力压桩压桩机压桩时，桩帽与桩身的中心线必须重合。压桩过程中随时检查桩身的垂直度，初压过程中，发现桩身位移、倾斜和压入过程中桩身突然倾斜及设备达到额定压力而持续20min，仍不能下沉时，及时采取措施。5）钢板桩的拔除基坑回填土时，拔出钢板桩，修整
8、后重复使用。拔除前要注意钢板桩的拔除顺序、时间及桩孔处理方法。拔桩时会产生一定振动，如拔桩再带土过多引起土体位移、地面沉降，给已施工的地下结构带来危害，影响邻近建筑物、道路和地下管线的正常使用。拔除钢板桩采用振动锤与起重机共同排除。后者用于振动锤拔不出的钢板桩，在钢板桩上设吊架，起重机在振动锤振拔的同时向上引拔。振动锤产生强迫振动，破坏板桩与周围土体间的粘结力，依靠附加的起吊力克服拔桩阻力将桩拔出。拔桩时，先用振动锤将锁口振活以减小与土的粘结，然后边振边拔。较难拔的桩，可选用柴油锤先振打，然后再与振动锤交替进行振打和振拔。为及时回填桩孔，当将桩拔至比基础底板略高时，暂停引拔，用振动锤振动几分钟
9、让土孔填实。拔桩产生产的桩孔，可用振动法、挤实法和填入法，及时回填以减少对邻近建筑物等的影响。（1）拔桩施工具备：沉桩平面布置竣工图；沉桩记录；地下管线恢复竣工图及桩位附近原有管线分布图。（2）拔桩前拆除、改移高空障碍物，平整夯实作业场地。修筑临时运输道路，架设动力及照明线路，清除桩头附近堆土，检修机械设备，拟定施工方案。（3）拔桩选用振动拔桩机、吊车配合，并符合下列规定：拔桩前用拔桩机卡头卡紧桩头，使起拔线与桩中心线重合；拔桩开始略松吊钩，当振动机振1-1.5min后，随振幅加大拉紧吊钩，并缓慢提升；钢板桩起到可用吊车直接吊起时，停振。钢板桩同时振起几根时，用落锤打散；振出的钢桩及时吊出，起
10、吊点必须在桩长1/3以上部位；拔桩过程中，随时观察吊机尾部翘起情况，防止倾覆；钢板桩逐根试拔，易拔桩先拔出。起拔时用落锤向下振动少许，待锁口松动后再起拔；钢板拔出后桩孔及时用砂填实。（4）拔桩中，操作方法正确、拔桩机振幅达到最大负荷、振动30min时仍不能拔起时，停止振动，采取其他措施。（5）在地下管线附近拔桩时，必须地管线进行保护，机械不得在上面作业。（6）拔出的钢桩进行修整，并用冷弯法调直后待用。岩土工作经验交流：水中墩钢板桩围堰施工方案（二）2009-01-06 14:41:35 来源：互联网 浏览次数： 网友评论 条 三、设计计算土的物理参数1、根据钢板桩允许抵抗弯矩，计算板桩悬臂部分
11、的最大允许跨度。2、计算板桩墙上水土压力强度等于零的点离挖土面距离y，在y处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力与.三、设计计算土的物理参数 1、根据钢板桩允许抵抗弯矩，计算板桩悬臂部分的最大允许跨度。 2、计算板桩墙上水土压力强度等于零的点离挖土面距离y，在y处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力与水压力之和。即： 钢板桩围堰施工方法 1、施工准备将钢板桩运到工地后，钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长23m的短桩作通过试验，以23人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。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8
12、001000），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。 插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门的检查，确保线路畅通，功能正常。且功率达到40KW以上，而夹板牙齿磨损不宜太多。 2、第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管桩，定位桩可利用水上施工平台四周的钢管。定位横梁延承台外侧四周，距承台边沿1.5处布置，也是钢板桩围堰的第一层围菱支护，采用2I40工字钢。定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。定
13、位横梁安放在定位钢管四周侧，与钢管相连接，四角设两道2I30斜撑，斜撑与横梁呈45度夹角，采用焊接固结连接，然后安装纵向300内支承钢管，钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面，直接支撑在定位横梁上，钢管与横梁连接设一定的加劲块。 3、插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。 在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，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，在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后一部分时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉，使之合拢。合拢后，再逐根打到设计深度，在用倒链或滑车
14、组对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙过大。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。在施工过程中，钢板桩如需拼接时，两端钢板桩要对正，可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊，再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。 插打钢板桩要充分采取止水措施，以防钢板桩围堰大量漏水。 4、钢板桩围堰抽水及安装内支承安装内撑与抽水交替进行。 第一次抽水后水面达到第一层支承底4m以下即可安装第二层内支承。安装第二层内支承前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架，托架采用槽钢，安装托架一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。然后安装2I50工字钢内支承横梁及斜撑，最后
15、安装纵向钢管支撑，安装方式同第一层内支承。 第二层内支承安装完成后，然后进行第二次抽水，接着进行第三层支护，最后进行第三次抽水，第三次抽水要全部将钢板桩围堰内的水抽干。 钢板桩围堰内抽水完成后，将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。 钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。 5、钢板桩围堰封底将围堰内水抽完后，将定位钢管拔出，然后进行基底处理。 首先，由于承台底面悬空，先在围堰内基底抛填约3050cm厚片石，然后回填一定量河砂找平基底面至承台底面下50cm，然后基底干封50cm厚C30砼。封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封砼隔离，以便将来钢板桩顺利拔除。 封底后标高不
16、能高于承台底设计标高，封底砼顶面保证基本平整。 封底砼采用泵送，按一般砼施工进行。封底时由一边向另一边推进，但保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。 6、内支承拆除与拔桩水中大体积混凝土承台根据实际情况计划分三次浇筑，最底下5m分两次浇筑，顶上加台部分另再进行性一次浇筑。内支承依次分三次拆除。第一层承台浇筑完成后，在承台与钢板桩间回填沙，然后拆除底层内支承；第二层承台浇筑完成后，在承台与钢板桩间回填沙，然后拆除第二层内支承；最后一层承台施工全部完成后，拆除底层内支承，最后拔除钢板桩。 拔桩时，尽量使板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高12m，然后挨次将所有钢板桩均拔高12
17、m，使其松动后，再挨次拔除，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。 钢板桩围堰的设计根据钢板桩围堰的实际受力状况建立力学模型。通过理论计算确定钢板桩围堰的实际受力，并通过实际施工情况验证该方法的可行性。比规范中采用的经验算法具有更高的精确性和安全性，能够更好的满足工程施工需要。 关键词：钢板桩围堰；设计；施工 目前，对于钢板桩围堰的设计主要是沿用公路桥涵施工手册和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的近似性，并不一定能够真实反映钢板桩围堰的实际受力状况，有时会出现较大的偏差，给围堰的使用带来很多不安全因素。笔者在洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中，为避免出现较大的变形
18、，在对钢板桩围堰设计时采用了理论算法。经实践检验，理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况，对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到了重要的保证作用。下面就钢板桩围堰的设计与施工做详细论述： 1 已知条件 1.1 承台尺寸：10.3m（横桥向）6.4m（纵桥向）2.5m（高度），底部设计有10.76.8m1.0m的封底砼。 1.2 承台及河床高程 承台顶面设计高程为h=5.0m，河床底高程为5.5m，河床淤集深度约为30cm。 1.3 水位情况 正常水位：h常=10.8m（此时水深5.3m），最高水位hmax =11.5m（水深6.0m），围堰设计时按最高水位考虑。 1.4 水流速度 因该桥位
19、于水电站下游，水流较为湍急。设计时速V=1.0 m/s，不考虑流速沿水深方向的变化，则动水压力为： P=10KHV2BD/2g=53.2KN 式中：P-每延米板桩壁上的动水压力的总值（KN）； H-水深（米）； V-水流速度（1.0m/s）； g-重力加速度（9.8m/s2); B-钢板桩围堰的计算宽度，B=10m； D-水的密度（10KN/m3）; K-系数，（槽形钢板桩围堰K=1.82.0，此处取1.8）。（参照公路施工手册，假定此力平均作用于钢板桩围堰的迎水面一侧。） 1.5 河床水文地质条件 河床土质良好，多为粘土、亚粘土，局部有亚砂土，承载力较强。围堰基底至河床部分土质为粘土(层厚约
20、2m)、亚砂土(硬塑状态，很湿，层间无承压水，层厚约为1m)。2 拟定方案 结合河床地质情况及施工要求，拟采用日本产钢板桩进行围堰施工，长度为15m，宽度为40cm，厚度为18cm。 围堰顶面标高拟定为12.5m，高出最高水位1.0m。围堰设计图3，所有内围囹均采用56b工字钢制作，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。为确保整个围囹的刚度和稳定性，对每层中间一道工字钢上面加焊型钢并将上下四道工字刚用25#槽钢焊接连接。在施工期间安排专人值班以防吊物碰撞。3 围堰（支撑）内力计算 3.1 确定受力图式 3.1.1 钢板桩嵌制形式 河床底部土质较为密实，假定钢板桩底部嵌固于(钢板桩入土深
21、度)t/3=1.5 m处，即承台底2.0m处。（封底砼厚度采用50cm） 3.1.2 动水压力 P=10KHV2BD/2g=53.2KN 3.1.3 河床土质为亚粘土，为不透水层，但考虑到钢板桩施工中会引起板侧土体的扰动，缝隙里充满水，所以考虑水压力的影响。土压力计算取用浮容重， =19.4-9.8=9.6KN/m3，j=3050Kpa，=100KPa。 3.1.4 经分析可知迎水面为最不利受力面，以此为计算面。所承受荷载假定由两根工字钢平均承担，计算两根工字钢的共同受力。 由受力图式可知，此结构为四次超静定结构，因计算较为繁琐，计算过程不在此详细叙述，得出最大支撑力为2734.95KN，最大
22、弯矩为1117.59KN。 4 验算钢板桩的入土深度是否满足要求 钢板桩入土深度达4.5m，从桥位处地质勘探资料分析，持力层中无承压水，如经计算各道支撑的受力均能满足要求，可不验算钢板桩的入土深度。 5 根据求得的内力验算钢板桩的受力状态及变形情况 5.1 应力 由内力计算结果可知，Mmax=1117.59KNM。钢板桩外缘拉应力=Mmax/W=123MPa340MPa(容许应力)，满足要求。 5.2 变形 经计算，各单元跨中变形值如表1所示。 表1 各单元跨中变形值 单元号 横向位移（mm） 1 7 2 10 3 2 4 5 5 3 6 3 6 验算工字钢的受力状态 6.1 轴向受力 由计算
23、可知，最大支撑反力发生在第二道围囹处，其数值为2734.95KN，因工字钢与钢板桩连接处均采用焊接，且角撑刚度较大，不考虑其失稳，仅考虑纵向挠曲，系数取=2，此时其承载力 P=292.910-4m2340106N/m2/2=4980KN， 安全系数n=4980/2734.95=1.8，其承载力满足要求。 6.2 横向工字钢的抗弯能力 假定支撑反力P=2734.95KN平均作用在横向工字钢上（长度按8.8m计算），荷载集度q=2734.95/8.8=310.8KN/M。经计算，对工字钢跨中产生的最大弯矩Ml/2=864.5KNM。工字钢抵抗弯矩M=1000KNM。安全系数N=1000/864.5
24、=1.15（此处未考虑钢板桩与工字刚的共同作用，实际情况应更为安全），承载力满足要求。 6.3 工字钢挠度 在上述弯矩的作用下，计算出工字钢的跨中挠度L=14mm，满足施工及使用要求。7 钢板桩竖向承载力的验算 因此钢板桩围堰将利用作为钻机平台，其承受的竖向荷载有： 7.1 钻机及其配套设备自重：150KN； 7.2 支架及其他施工荷载：100KN； 7.3 钢板桩自重：1300KN； 7.4 围囹自重：300KN。 合计：1850KN 上述竖向荷载全部靠钢板桩侧摩阻力及其桩尖反力承担，查相关规范及工程地质报告，计算如下: 桩侧摩阻力P1=（13.8+9.6）25.710=2668KN; 桩尖
25、反力P2=117根8.85E-3M2/根100KPa=104KN 合计: =2668+104=2772KN 安全系数N=2772/1850=1.5，承载力满足要求。8 围堰整体稳定性验算 钢板桩围堰的整体稳定性仅表现围堰在动水压力作用下的抗倾覆能力。该动水压力与钢板桩入土深度范围内所受的土压力相平衡。因钢板桩围堰底部嵌入地基中达4.5米，在动水压力作用下所能承受的土压力要比动水压力要大的多，此处可不必验算，其整体稳定性应能得到很好的保证。 9 施工中注意事项 该钢板桩围堰在整个工程施工中极为顺利，经实测各单元的变形与计算结果相符。施工中要注意以下几点： 9.1 钢板桩的堵漏 一般的做法是在钢板
26、桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝。刚开始时我们也采用此法，效果不是很理想，后在钢板桩全部插打完毕开始抽水安装围囹时，采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法，借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的，对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。经现场实施，效果非常明显，施工期间在围堰内仅设置一台潜水泵即可将漏水抽净。 9.2 围囹的安装 围囹的安装应随着抽水的深度逐层实施，安装过程中要密切注意河床水位的变化，并安排专人负责施工期间的抽水工作。值得注意的是工字钢与钢板桩的连接，由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺直度较差，工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形，要求将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接，围堰的四个角更应加强。10 结束语 用理论算法进行钢板桩围堰的设计能够较为真实的反映钢板桩的实际受力状态，从而具有较大的安全性。采用逐层抽水加固的施工方案较为方便，在基底土质良好的条件下可以实现干法施工，不需要采取水下封底，在质量上易于保证。