钢板桩在基坑支护工程中的应用

梅山科技󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2009年第3期

钢板桩在基坑支护工程中的应用

姜成哲

(梅山公司设备分公司󰀁南京󰀁210039)

摘󰀁要:在老厂区改造和扩建项目中,常因基坑深度较深、工作面小等因素,给施工带来难度和安全隐患。化工区域涵洞项目采用了拉森钢板桩进行基坑支护,不仅保证了基坑的稳定性,同时也避免了安全事故的发生,充分体现了拉森钢板桩在实际应用中的优越性,缩短了工作周期。

关键词:涵洞;基坑支护;拉森钢板桩;整体稳定性

ApplicationofSteelSheetPileinFoundationPitSupport

Jiang󰀁Chengzhe

(EquipmentBranchofMeishanCo.,Nanjing210039)

Keywords:culver;tfoundationpitsuppor;tLarssensteelsheetpile;overallstability

1󰀁工程概况

化工区域涵洞项目位于新建化工区域焦化泵房、调节池附近。因新老区域道路地面标高高差

较大,之间贯穿原铁路焦9线以及拟建铁路焦8线,为了有效地贯通新老化工区域的道路,因此在该区域增设了涵洞。涵洞长19.7m、宽6.2m、高4.45m,钢筋混凝土结构,钢筋混凝土强度等级为C30。涵洞顶标高22.07m,涵洞底板标高17.62m,实际开挖深度为5.00m。因基坑深度较深,原铁路焦9线继续使用,基坑支护必须要达到其活

[1]

荷载的要求。为保证焦9线使用期间的铁路路基的稳定性,采用了拉森钢板桩进行基坑支护。拉森钢板桩不仅保留了原路基的稳定性,也缩短了工期,减少了工作量,在土体的塌方、地下水渗

[2]

入基坑等方面得到了有效的保证。

拉森钢板桩于2007-06-25开始打入,于2007-08-03进行拔出,在支护期间钢板桩无变形,土体稳定,未发生过安全隐患,并顺利完成了涵洞的主体施工。

2󰀁周边条件及施工计划

该涵洞穿越拟建焦8线、现有焦9线,两线中心距5.00m。现有焦9线铁路运行至焦8线铁路铺设完成后,焦9线将进行拆除。因此,计划先3󰀁场地的工程地质与水文地质条件3.1󰀁工程地质条件

根据地质勘察报告,场地内自上而下主要地

层如下。

1)󰀂-1层为杂填土:主要为混凝土块、石块等建筑垃圾,整个场地均有分布。2)󰀂-2、󰀂-3层为素填土:灰褐色,土质松软,主要为回填粉质黏土,局部夹有碎石、碎砖块及瓦片,厚度0.00~2.90m,该层土质不均匀。3) 、!层为粉质黏土:灰黄色,可塑状态,黄褐色,硬塑状态,含有FE、MN质结核及灰白色黏土条带,中等压缩性,整个场区均有分布,层顶

图1󰀁涵洞剖面示意图

施工拟建的焦8线段涵洞,长度10.00m,南段距现有焦9线中心2.50m,该段施工完成,待焦8线通车后,施工焦9线段涵洞,长度为9.70m(见图1)。

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标高介于9.77~13.53m。3.2󰀁水文地质条件

该场地地下水类型为孔隙潜水,主要赋存于󰀂层填土中,受大气降水及地表水影响明显。下部土层主要是粉质黏土和黏土,渗透系数很小,都在10级,为隔水层。4󰀁支护方案选择

由于基坑深度较深,土层分布不均匀且原有铁路仍在运行,为确保土体的整体稳定性以及铁路运

-6

∀13∀

行对基坑支护的影响,采取以下方式进行防护措施。4.1󰀁拉森钢板桩支护

基坑开挖深度为6.00m,当地土层条件上部由于存在填土,厚度约8.5m,相对较差,下部土层均为第四纪晚更新统的黏性土,土性相对较好,所以采用钢板桩(拉森IV型钢板桩)加2道双拼槽钢支撑进行支护,支撑高度为22.55、20.15m。向下垂直间距1.20m加设2道槽钢腰梁,腰梁中心标高为21.35、18.95m。钢板桩深度确保大于9.00m(见图2~3)。

图2󰀁南段涵洞(10m长)钢板桩平面图󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁图3󰀁南段涵洞拉森钢板桩剖面图

4.2󰀁钢板桩强度验算书

根据钢板桩入土的深度,土质的分布和土压

力分布见图4。

122󰀂󰀁ttg45#-=353.41kN/m

22

63

钢板桩抵抗矩:W=2.037∃10mmEp=

钢板桩抗弯强度:fY=200N/mm钢板桩最大弯矩:

2

Mmax=EahaS-EphpS=138.6kN∀m钢板桩弯曲应力:

6

Mmax138.6∃102

= =6=68本工程拉森钢板桩主要用于涵洞基坑支护结

图4󰀁土质和土压力分布图主动土压力:Ea=

122󰀂󰀁(H+t)tg45#-=587.55kN/m

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构,具体施工操作如下。

基坑开挖采用IV型9.0m长拉森钢板桩支护。拉森钢板桩采用履带式液压挖土机KATO-1250或KATO-1430带VH-2000或VH-3000的液压振锤的锤机施打,施打前一定要熟悉地下管线与构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中被动土压力:

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线。考虑到钢板桩长度不长、工程要求不高,因此在施打中采用单桩打入法。单桩打入法以一块或两块钢板桩为一组,从一角开始逐块(组)插打,待打到设计标高后,再插打第2块或第3块,直至工程结束。

5.1󰀁钢板桩施工的一般要求

1)钢板桩的设置位置要符合设计要求,便于排水管廊基础施工,即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。

2)基坑护壁钢板桩的平面布置形状尽量平直整齐,避免不规则的转角,以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。

3)整个基础施工期间,在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。5.2󰀁钢板桩施工的顺序

钢板桩位置的定位放线%根据定位线挖沟槽%整修平整施工机械行走道路%将钢板桩打入至指定标高%焊接围檩支撑%挖土%排水管廊施工%填土%拔除钢板桩。5.3󰀁钢板桩的吊装和堆放5.3.1󰀁钢板桩吊运

装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时,每次起吊的钢板桩根数不宜过多,并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎,而单根吊运常用专用的吊具。5.3.2󰀁钢板桩堆放

钢板桩堆放的地点,要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上,并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意:

1)堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便;

2)钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;

3)钢板桩应分层堆放,每层堆放数量一般不超过5根,各层间要垫枕木,垫木间距一般为3~4m,且上、下层垫木应在同一垂直线上,堆放的总高度不宜超过2m。5.4󰀁钢板桩的打设

钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分,以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用,且板桩墙面平直,以满足基础施工的要求,对封闭式板桩墙还要求封闭合

拢。根据现场施工条件,采用单独打入法。

此法是从一角开始逐块插打,每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此,桩机行走路线短,施工简便,打设速度快。但是,由于单块打入,易向一边倾斜,累计误差不易纠正,墙面平直度难以控制。

1)先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线,可每隔一定距离设置导向桩,导向桩直接使用钢板桩,然后挂绳线作为导线,打桩时利用导线控制钢板桩的轴线,在轴线要求高的情况下,采用导向架。

2)准备桩帽及送桩:打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位。

3)单桩逐根连续施打,注意桩顶高程不宜相差太大。

4)在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%,当偏斜过大时不能用拉齐方法调正时,应拔起重打。5.5󰀁挖土

挖土和支撑的架设施工过程必须紧密配合,挖土过程要在保证安全的前提下,迅速为支撑施工创造工作面,支撑结构必须能较快地产生整体刚度或预紧力,两者配合就能较好地利用软土施工中的时空效应,有效地控制围护体系在受力后的变形。施工中切不可超挖和不及时施加支撑,土方施工要求分层均匀高效,以使支护结构处于正常的受力状态。

在基坑开挖过程中需要注意的问题:1)土方开挖应分层分区连续施工,并对称开挖,土方开挖至板桩顶以下1m处,进行围囹支撑施工;

2)土方开挖前在基坑外进行井点降水,保持基坑内无水,便于挖土,机械进出口通道及四周采用换填并铺垫钢板以扩散压力,减小侧压力;

3)基坑周边(约一倍桩长)范围内严禁堆载;4)开挖过程中注意支护体系的变形观察。5.6󰀁钢板桩的拔除

基坑回填后,要拔除钢板桩,以便重复使用。拔除钢板桩前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩姜成哲󰀁钢板桩在基坑支护工程中的应用

时间,否则,由于拔桩的振动影响以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移,会给已施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要,目前主要采用灌水、灌砂措施。

拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1~2min,使钢板桩周围的土松动,产生&液化∋,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢地往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,可先行往下施打少许,再往上拨,如此反复可将桩拔出来。

拔桩时应注意事项:

1)拔桩起点和顺序为对封闭式钢板桩墙,拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点,必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。

2)振打与振拔。拔桩时,可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附,然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100~300mm,再与振动锤交替振打、振拔。

3)对引拔阻力较大的钢板桩,采用间歇振动的

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方法,每次振动15min,振动锤连续不超过1.5h。6󰀁结󰀁论

从涵洞项目中拉森钢板桩应用的实际效果看,使用钢板桩做基坑围护,具有施工进度快、安全、占地空间小等优点。此外,钢板桩支护完成后,使基坑能迅速挖至预定标高,即可浇筑混凝土垫层,从而为下一阶段的施工创造了有利条件,不仅提高了工程进度,而且受雨季的影响较小,保证整个工程的顺利进行。同时,钢板桩施工简便,工序简单,质量容易控制,施工期间可以通过变形观测对钢板桩的位移进行有效控制,保证基坑安全。

参󰀁考󰀁文󰀁献

[1]󰀁张伯平,党进谦.土力学与地基基础.西安:西安地图出版

社,2001.

[2]󰀁汪正荣.建筑地基与基础施工手册.北京:机械工业出版社,

2005.

(编辑:李󰀁霞)

专利信息

一种连铸坯表面目标温度监控分析方法及其装置

申请(专利)号:CN200510110014.X

申请(专利权)人:上海梅山钢铁股份有限公司

发明(设计)人:陈志平;张家泉;冷祥贵;王国新;崔立新

摘要:本发明涉及一种连铸坯表面目标温度监控分析方法及其装置。解决现有监控装置无法将连铸工艺以及在线设备状态与工艺参数的反馈联系起来的技术问题。一种连铸坯表面目标温度监控分析方法,该方法利用一计算机主机,计算机主机与RS232/RS485转换器、RS485/RS232转换器和红外测温仪依次相连,包括以下步骤:a.数据接收和显示步骤,接收从红外测温仪传来的BCD码,然后转换为计算机可以处理的ASCII码,显示实时温度值,绘制温度曲线;b.选择设定参数功能步骤,选择取样的时间、选择是否用数据库保存数据;c.数据处理步骤,将接收到的数据进行定时处理,分别计算出时间区间内的最大、最小、平均温度值;d.数据库存储步骤,把当前实测温度、钢种、炉号、目标温度、测温时间、测温日期存入实时温度数据库,以便根据实际需要对数据进行统计、查询、删除等操作,同时显示在显示窗体中。本发明用于连铸坯的在线检测。

(本󰀁刊)