钢板桩围堰施工要点

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楼主 2019-05-16 17:49:39
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别墅庭院景观设计

一、介绍

钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型钢,其截面有直板形、槽形及Z形等,有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式,拉克万纳式等。

其优点为:强度高,容易打入坚硬土层;可在深水中施工,必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好;能按需要组成各种外形的围堰,并可多次重复使用,因此,它的用途广泛。 在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰,它的用途广泛。管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式,围堰内有纵横向支撑,必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础,曾使用钢板桩圆形围堰,其直径21.9米,钢板桩长36米,有各种大小尺寸及联锁形式。待水下混凝土封底达到强度要求后,抽水筑承台及墩身,抽水设计深度达20米。 在水工建筑中,一般施工面积很大,则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成,每个单体又由许多钢板桩组成,单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大,不能用支撑支持堰壁,因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

二、施工方案

(一)施工准备

将钢板桩运到工地后,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。 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。

(二)施工流程

开始→测量放线→插打定位钢板桩→插打钢板桩→围堰合拢→基坑吸沙→设置第一层内支撑→基坑吸沙→设置第二层内支撑→吸沙到设计标高→混凝土封底→等混凝土封底强度合格→抽水堵漏→破桩头→检桩→系梁和立柱施工→拆除内支撑→回填沙土→拔除钢板桩。

1、插打钢板桩前的准备工作

(1)确定所用的机械设备

(2)钻孔桩完成后,移走钻机,清理钻孔平台,钻孔平台留作钢板桩围堰的工作平台。

(3)钢板桩变形检查:钢板桩在插打前有必须对其进行外形检查。对变形严重的钢板桩进行校正并做锁口通过检查。锁口检查方法:用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准,采用卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾作锁口通过检查,对于检查通过的投入使用,不合格的再进行校正或淘汰不用。

2、插打钢板桩

沉、拔桩机械选用DZ60型振动沉桩机,围檩、支撑、板桩吊装采用50t履带吊。板桩围堰施工采用导框导向、逐根打入的施工方法。

1) 导框安装

钢板桩打入前,先行插打定位桩,然后进行导框的安装。在安装导框时,先进行定位测量。水中导框距岸边或已成墩(或施工便桥)较远者,用前方交会法定位。导框采用在现场分段制作,在平台上组装,固定在定位桩上。

2)安装工字钢导梁

在水平撑上安装导梁,导梁选用边线顺直的工字钢。安装及调整导梁的轴线及内边净距,将导梁与水平支撑临时焊接固定。为了确保每一片钢板桩插打准确,第一片钢板桩是插打的关键,第一片钢板桩位置选择一般在围堰的一侧开始进行插打。插打时,钢板桩桩背紧靠导梁架,边插边将吊钩缓慢下放,这时在相互垂直的两个方向用铅锤进行观测,以确保钢板桩插正、插直。

3)插打角桩

双向垂直度是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键,施工时须严格控制。精确测设第一根角桩的方位,以此指挥打桩履带吊车的移位,定位后,打桩锤的锤心必须与钢板桩的中心重合,起吊钢板桩呈垂直状态下,完成插桩;第一根桩插设时需留置一定的预留量,不要完全打入,插桩稳定后,精确复测桩的位置与双向垂直度,不符合要求时需重新插桩,直至合格为止。

4)其它钢板桩的插打

顺着事先固定好的导梁依次插打其它钢板桩,钢板桩顺着前一根钢板桩的锁口插入,启动振动锤分次打入至设计标高。钢板桩吊起后用人工扶持顺着前一块的锁口下插,当下插困难时,可在钢板桩锁口处摸少许黄油,以减少摩擦。也可采用强迫插桩法,即桩吊起插入锁口后快速放松桩绳,借桩自重急下插入。钢板桩沉设时,采用全站仪跟踪测量,或用铅锤吊线的方法进行测量,随时检查钢板桩的偏位情况,当钢板桩发生偏斜时及时用倒链校正,以利于及时纠偏,当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时,应拔起重插。

5)通过检测,确定第一片钢板桩插打合格后,然后以第一根钢板桩为基准,再向两边对称插打每一根钢板桩到设计位置。整个施工过程中,要用铅锤始终控制每片桩的垂直度,及时调整。

6)每一片钢板桩先利用自重下插,当自重不能下插时,才进行加压。

7)钢板桩插打至设计标高后,立即与导向架进行焊接并固定位置。

8)插打过程中,须遵守“插桩正直,偏斜即纠,调整合拢”的施工要点。

9)钢板桩插打过程中,可能遇到另外的问题有共连、扭转及水平伸长等,在此将相应的预防措施及处理方法列举如下表:

3、钢板桩内支撑

钢板桩围堰拟设2道水平内支撑,见图3-3所示。围堰支护沿围护结构内,水平方向紧贴周边钢板桩,在横向支撑点上设置腰梁,腰梁其它支撑杆件均采用I14工字钢。

4、抽水堵漏

钢板桩插打完后,即可抽水开挖。先支撑再抽水,并检查各节点是否顶紧, 板桩与内支撑间木楔是否敲紧,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。当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠,使其由水夹带至漏水处自行堵塞,必要时可外部堵漏。较深处的渗漏,可将煤渣等沉送到漏水处堵漏。在桩脚漏水处,采用砼封底等措施。

5、挖基坑、硬化基层

在水抽干后,即可人工挖泥沙,或不抽水采用高压水枪配合泥浆泵吸泥沙至设计标高,之后回填混渣,采用C20混凝土硬化基底后进行承台施工。

6、拔除钢板桩

钢板桩拔桩前,在退潮后涨潮前先将围堰内的支撑,从上到下陆续拆除,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,先用振动锤轻振桩体,使土层与桩身之间产生松动,再提升卷扬机拔出板桩,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)基坑排水

水泵抽水能力应为渗水量的1.5~2倍,汇水坑设在承台外侧。准备采用2台流量40m3/h的柴油浮箱式抽水机抽水。

(四)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,为保证桩身垂直,于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向木,顺导向木下插,使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致,锁口间隙也不完全一致,桩身仍有可能倾斜,在施工中加强测量工作,发现倾斜,及时调整,使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‰,同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分,事先在围堰导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置,使宽度误差分散,并在插桩时,据此调整钢板桩的平面位置,使误差不大于±15mm,当仍有困难时,将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床,在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时,则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。

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。

6、钢板桩围堰在使用过程中,防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管,到围堰内抽水时,再予封闭,在围堰内抽水时,钢板桩锁口漏水,在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物,借漏水的吸力附于锁口内堵水,或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝,撒煤渣等物堵漏时,要考虑水流方向并尽量接近漏缝,漏缝较深时,用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒,同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处,逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧,使导梁受力均匀。

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