《钢板桩插打施工质量控制.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢板桩插打施工质量控制.pdf（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、图2U型钢板桩截面 图3Z型钢板桩截面 钢 板 桩 插 打 施 工 质 量 控 制 任志福 O广州航海高等专科学校 510330广州 摘 要:由于钢板桩施工工艺复杂 插打施工技术难度较大 存在着大量质量通病O 在分析钢板桩插打施工中 常见的几种质量问题产生的原因后 提出预防和纠正轴线位置偏差桩顶高程偏差法向倾斜等质量通病的有效 措施O 关键词:钢板桩;U形钢板桩;Z形钢板桩;质量控制 中图分类号!TU411.6文献标识码!A文章编号!1000-4726“2007#03-0216-04 OUALITY CONTROL OF STEEL SHEET PILE CONSTRUCTION REN Zh
2、ifu OGuangzhou Maritime CoIIege 510330 Guangzhou ChinaO Abstract:A great number of common guaIity defects take pIace in steeI sheet driving construction due to its compIicated workmanship and big technicaI difficuIty.After the causes of some common guaIity defects in thrusting and driving constructi
3、on being anaIyzed,effective measures are put forward for prevention and rectifi- cation of axiaI Iocation deviation, eIevation difference of piIe top and normaI incIination and etc. Key words:steeI sheet piIe;U-steeI sheet piIe;Z-steeI sheet piIe;guaIity controI 目前钢板桩已广泛应用在永久性结构建筑临时 性结构物及抗洪抢险工程中 由于钢
4、板桩截面形式独 特 施工工艺复杂 施工技术较难控制 在插打施工中 存在许多质量通病O 钢板桩打入后的空间状态 可由 相互平行和垂直于钢板桩轴线的参数和绕钢板桩中 心轴线扭转角度描述10图1OO 插打过程中钢板桩的法 向方向OA-AO轴线方向OB-BO转角OTO施工轴线桩 顶高程等会偏离设计要求 造成钢板桩施工质量问题O 现阶段钢板桩施工尚无专门规范可供遵循 因此 在插打施工中 如何采取有效防治措施 特别是利用异 形钢板桩来预防和纠正这些质量通病是非常重要的O 1U形和Z形钢板桩截面特征比较 U形和Z形钢板桩是目前最常用的两种热轧锁口 钢板桩 其截面特征有显著不同 插打施工中应根据截 面特征 采
5、取有效措施 以保证施工质量O O1OU形钢板桩单桩抗弯能力较小 在相邻板桩 凹凸相接形成墙体时 其理论抗弯模量相对于墙中心 线计算 与单桩相比可提高22.5倍O 但凹凸板桩必须 保证其整体性 即在锁口位置无相对滑移 才能使板桩 沿墙中心线弯曲O 由于U形锁口恰位于剪力最大的中 心线处 而通常锁口不做焊接等加固处理 入土面以下 更不可能对锁口进行焊接 因此锁口处的相对错位普 遍存在 即凹凸板不能完全保证其整体性 使其抗弯模 量难以实现O图2OO 考虑该因素影响 设计时要将其抗 弯模量乘以0.70.9的系数折减O Z形钢板桩因锁口在板桩翼缘 一方面翼缘处剪力 近似为零 相邻板桩很少发生错位 另一方
6、面在沿墙轴 线受力均匀的情况下 单根板桩可保证沿墙中心线弯 曲 即使相邻板桩发生相对错位也不影响其抗弯能力 的发挥O图3O 因此Z形钢板桩的抗弯模量无须折减 材 料强度可充分发挥O O2OZ形钢板桩有两行平行的翼缘 单桩截面高度 等于板桩墙厚 便于施工导梁控制桩的横向位置 可有 收稿日期!2006-09-28 作者简介!任志福O1966-O 男 广东广州人 广州航海高等专科学校交 通建筑系 讲师 工程硕士O 图1钢板桩的空间状态 建筑技术 Architecture TechnoIogy 第38卷第3期2007年3月 VoI.38 No.3Mar. 2007 !“# 2007年第3期 效控制垂直
7、于墙轴线方向打桩偏差O (3U形钢板桩截面对称,打桩时受力均匀,不易 发生空间状态的扭转变形;Z形钢板桩截面不对称,打 桩时桩截面易发生扭转变形,施工困难,因此一般采用 双桩组打方式,以控制这种变形O (4 与U形钢板桩相比,Z形钢板桩型宽和型深均 较大,型宽大可使一定长度的墙身范围内板桩根数少, 施工便捷;型深大可使材料更能发挥抗弯能力,同样的 抗弯模量,Z形钢板比U形钢板至少可节省钢材l0% 20%2O 但Z形钢板桩的生产加工及安装较复杂,价格 比U形高出约l/3O 2轴线位置偏差控制 2.1偏差原因分析 (l 导向架放样及设置偏离设计要求轴线O (2 插打过程中导向架松动偏移O (3 施
8、工中导向架移动使钢板桩施工轴线有一定 偏移,多次移动的误差积累,导致钢板桩施工轴线偏离 设计轴线O 2.2防治措施 (l 施工前严格按设计要求进行施工轴线控制点 放样O (2 导向架设置要保证一定刚度和坚固性,围檩 桩不能随钢板桩打设发生下沉和变形O (3 施工中经常检查并保证导向架中心线在设计 的钢板桩轴线上,若有偏离则应及时移动恢复,以确保 导向架在钢板桩轴线上O (4 导向架导梁间距适宜,插桩和打桩时,每根桩 均应使用两台经纬仪从两个方向控制桩的位置和垂直 度O 3桩顶高程偏差控制 3.1偏差原因 在施工中可能发生先打入的钢板桩随后打入的钢 板桩一起下沉的现象,这在地层松软时较易发生O这
9、是 因为钢板桩插打时, 为纠偏常使振动锤的打击方向略 微倾斜,增加了正在施工的桩与相邻桩间的侧压力,也 增加了相邻桩间的摩擦力, 当该力大于土层对桩的阻 力时,先打入的桩就随后打入的桩一起下沉O 3.2防治措施 (l在钢板桩轴线附近桩顶部设计高程处作标 记,施工中用水平尺和高程标记进行控制O (2 为防止先打入钢板桩随后打入桩一起下沉, 可预留一定高度,与后边桩一起打入O (3 将先打入的桩焊牢,再打后边的桩O (4 当桩有下沉趋势时,将钢板桩腹板用气割一 小洞,洞里插入钢筋,钢筋两端放在样架上,以阻此钢 板桩下沉O 4法向倾斜控制 4.1倾斜原因 (l 钢板桩运输堆放或起吊时发生变形O (2
10、 异形钢板桩焊接时产生较大翘曲O (3 钢板桩施工时导向架发生变形O (4 振动锤吊钩钢丝绳松弛,振动锤对钢板桩的 打击力作用方向不垂直O (5 地层软硬不均,造成桩下端扭转偏斜O (6 大功率锤打入能力强,易使桩倾斜O 4.2防治措施 (l 检查钢板桩的外形尺寸,变形较大的钢板桩 不予使用,异形钢板桩制作时应减小其翘曲程度O (2 采用屏风式或交错施打工艺,Z形板桩双桩 组打, 并采取适当加固措施, 在锁口处进行不连续焊 接,在槽口处间隔适当距离焊钢板条加固,令其形成相 对稳定的整体O (3 经常检查导向架宽度,若有变形应及时调整, 样架中部用葫芦固定,以避免施工过程中变形O (4 采用双层
11、导向架,以更利于法向倾斜控制O (5 打桩时应坚持用经纬仪从两个方向测量每一 根桩的倾斜度O (6 吊机手应根据前一根桩的倾斜度调整振动锤 对桩的打击方向,不可过度放松钢丝绳O (7 对打桩过程中经常上下活动钢板桩,应避免 快速一次插打到位致使钢板桩下部偏转O (8 打桩锤选择功率应适当,对易产生偏斜的地 层和部位, 应控制适当的打入速度, 发现偏斜及时纠 正O 5轴向倾斜控制 5.1倾斜原因 (l 振动锤的打击位置与已打入钢板桩锁口间的 摩擦力作用位置不同,两者之间产生一力偶!,使钢板 桩向前进方向倾斜(图4aO (2 钢板桩上部由于导向架的固定而呈直线,但 下部却会因为地层软硬不均, 或因
12、钢板桩法向倾斜度 不一致等原因而产生弯曲, 使钢板桩在轴线方向上上 部长度大于下部长度而向前进方向倾斜(图4bO (3作用于钢板桩上的土压力随深度增加而增 任志福:钢板桩插打施工质量控制-!“#- 建筑技术第38卷 大,钢板桩受到推挤作用而向前进方向倾斜(图4c) (4 打桩行进方向贯入阻力小,使阻力向阻力小 的方向位移 (5 对易产生偏斜的地层和部位,打入速度过快, 造成倾斜趋势加快 (6 为提高工作效率而盲目提高插打速度,使桩 的倾斜加大加快 !“#防治措施 钢板桩轴向倾斜度较小时, 可用以下方法进行控 制 (l 施工过程中用仪器对每根桩随时检查(测 控制纠正 (2 打设样板桩要精确,调整
13、样架宽度至合理状 态,沿桩行进方向锁口处设卡板,同时在围檩上预先算 出每根板桩的位置,以便随时检查校正 (3 尽量采用双层围檩阶梯打入或单层围檩屏风 打入法3 (4 用葫芦拉紧已打入的钢板桩,这样可使钢板 桩上部向后拉回一微小位移, 同时可避免在打桩时带 动前边已打入的桩一起向前进方向倾斜(图5a;当钢 板桩打入一定深度时,拉钢板桩的葫芦已变松,此时可 再次拉紧葫芦,将钢板桩打至设计高程 (5 打桩时使振动锤的打击方向略微倾斜(图5b (6 打桩锤的功率选择应适当,适当放慢钢板桩 的入土速度, 钢板桩打入一定深度后向上提升一定高 度再向下打,几次反复,最终将钢板桩打至设计高程, 以减小钢板桩下
14、部的偏转和弯曲 (7 为减小锁口之间的摩擦力,可以在锁口上涂 油脂 (8 当土层较硬时,可将钢板桩前端削成斜角(图 5c,利用土层反力纠偏 (9 确定合理的劳动定额管理,一般以两根异型 纠斜桩间正常钢板桩打入的数量衡量, 相同条件下数 量越少,说明质量控制越差 综合利用上述方法施工, 可减慢钢板桩轴向倾斜 的增加速度,但不能从根本上防止钢板桩倾斜,当钢板 桩倾斜度达到一定数值时, 必须使用异形钢板桩进行 纠偏 !“$应用异形钢板桩 异形钢板桩的主要作用是可纠正钢板桩轴向倾斜 度 (l 异形钢板桩的制作:将两根钢板桩的腹板斜 向切开交叉, 对焊组成两块异形钢板桩, 一般包括切 割打磨焊接矫正等步
15、骤 异形钢板桩矫正加工以热 纠正的方法为主,辅以自重施加外力等方法 板桩矫 正 套锁通口检查 焊接在专门加工的工作平台上进 行, 加工平台要有足够的强度和刚度, 以免钢板桩变 形 钢板桩矫正是一个非常关键的工序,经矫正后的钢 板桩必须达到桩身平直,锁口通顺,断面规整 O2 异形钢板桩通过其上下端有效宽度的差值进 行纠偏(图6,其最大纠偏能力为(!l-!2/“lOO%, 式中!l为异形钢板桩下端有效宽度,!2为异形钢板桩 上端有效宽度,“为钢板桩长度 从上式可以看出,影 响异形桩纠偏的因素有!l与!2的差值及桩长 为增大 纠偏能力,可设法增大其上下宽度之差 但应注意若钢 板桩上下端有效宽度之差太
16、大, 施工时会使异形钢板 桩与相邻钢板桩锁口间阻力增大, 导致焊接后钢板桩 翘曲增大钢板桩制作困难,因此应加强对焊接变形的 控制 (3 为对倾斜度进行有效控制,有两种方法可供 选择:一是当桩倾斜度沿轴线方向接近或达到设计指 标要求时打放异形桩纠偏, 以防止不合格品出现;二 图4钢板桩轴向倾斜的几种形式 图5钢板桩轴向倾斜度较小时的防治措施 图6异形钢板桩 !下转227页“ !“# 2007年第3期 !上接218页“ 是提前打入异型桩, 以便更好地控制钢板桩的倾斜度 (如合拢施工等0 6钢板桩其他常见施工质量问题及防治措施 其他常见几种钢板桩施工质量问题及防治措施, 见表1所示0 7结语 (1U
17、形和Z形钢板桩施工时,除考虑施工地点的 地质情况地下水位土质参数及周围环境等因素外, 还应结合其截面特征,采用适宜的插打施工工艺和措施0 (2 从施工工艺看,相对于钢板桩竖直轴线的法 向轴向倾斜是最常见和难以避免的,它会使钢板桩的 总数量增加0异形钢板桩的数量增加,使合拢口钢板桩 施工难度增大, 但在技术上加以控制完全可以减缓其 质量问题的频率和程度0 (3 钢板桩法线方向的倾斜度不容忽视,因该方 向才是真正意义的 板桩墙倾斜“,事实上只要法线方 向倾斜度控制好了,轴线方向的倾斜度积累也会减缓0 (4 钢板桩轴线方向的倾斜度是逐渐积累的,当 倾斜度达到一定程度后必然要用异形桩来纠偏, 所以 轴
18、线方向倾斜度的控制指标可适当放宽, 应着重于异 形桩的用量来控制或评定打桩质量, 否则易误导施工 人员强行纠偏,造成钢板桩锁口损坏0 (5 异形钢板桩用量直接影响到施工进度和投资 额度,当地层操作方法等条件确定后,纠斜钢板桩的 数量就已经确定0 从应用范围看, 钢板桩主要用于护 岩围堰围井防渗,由于其工艺特点,倾斜是不可避 免的,在满足质量及工期的前提下少用纠斜钢板桩,有 利于降低成本,提高效益0 参考文献 1孙昕. U“形钢板桩施工技术分析.人民长江,2001(1:21-22. 2刘俊生,胡庆华.AZ26型钢板桩在淮安三线船闸工程中的应用.水运 工程,2001(1:29. 3基础工程手册M.
19、北京:中国计划出版社,2002. 表1钢板桩施工中常见质量问题及防治措施 问题 水平伸长(沿打 桩 行 进 方 向 长 度增加 扭转(钢板桩的 中心线扭转 锁口熔化 原因分析 钢板 桩 锁 口 处 存 在 空隙,常向行进方向 位移增长 钢板 桩 锁 口 是 铰 式 连接,并牵动相邻打 入板桩的位置,使中 心轴线成为折线形 由于 桩 打 入 困 难 或 强行纠偏,使连续打 桩时间过长,两根桩 锁口相互摩擦发热 防治措施 属正常现象, 对四角要求封闭 的挡土墙, 设计时应考虑水平 伸长值,可在修正时纠正 !在打桩行进方向用定位块卡 住桩的前锁口, 制止桩下沉中 的转动 “调整样架宽度至合 理状态
20、#在两块桩锁口扣搭 处两边用垫铁和木楔填实 !查清桩打入困难的原因 “ 控制连续打桩时间 #严禁强 行纠偏 kW(4h1601.2=9.8万元0 4.2.3计算年费用 取复利贷款年利率!为10%,幕墙按照20年使用年 限进行折算,具体各方案复利年费用见表60 5计算价值系数 根据表36计算各方案功能系数和成本系数,利用 公式(1计算方案价值系数,具体见表70 6结论 (1 通过以上分析可以看出,Low-E玻璃价值系 数最高,为最优方案0 (2 提高玻璃功能的方法可以通过提高可见光透 射率降低遮阳系数降低传热系数采用中空玻璃等 方法0 (3将价值工程原理应用于建筑玻璃的评价分 析,可使原本模糊的
21、问题得到清晰的结论0本文评价玻 璃的模型科学合理, 其推广应用对于优化玻璃幕墙 (窗的设计指出了方向0 参考文献 1关柯, 丛培经.建筑工程经济与企业管理.北京:中国建筑工业出 版社,1997.128. 2杨仕超.夏热冬暖地区玻璃幕墙和窗的节能.西安建筑科技大学 学报, 2001(4):393-395. 3李玉云,杨虹.玻璃幕墙传热系数对中央空调能耗的影响.节能技 术, 2003(1):15-17. ! *年电费节约费用=空调耗电节约费用-照明耗电增加费用0 表6复利年费用 复利年费用/万元 39.2 39.0 53.3 71.7 年电费节约费用 */万元 0 4.1 11 16 工程费用/万元 334 367 547 747 方案 方案1 方案2 方案3 方案4 表7方案的价值系数 价值系数 0.922 0.745 0.798 1.331 成本系数 0.193 0.192 0.262 0.353 功能系数 0.178 0.143 0.209 0.470 方案 方案1 方案2 方案3 方案4 董猛,等:价值工程在幕墙(窗玻璃选择中的应用 !“