『壹』 采用钢板桩支护是设计出图还是施工单位
设计图纸里有设计的,也有施工单位根据需要提出临时支护的方案,由专家论证后使用。
『贰』 钢板桩都有什么用处,现在一般销售钢板桩是否要兼着施工,还是有具体的施工公司。
简单的说钢板桩就两个最大的优点:1:止水{做工程支护中防止有渗水}2:围堰{就是在平时支护中起到支护作用在开挖基坑的时候防止塌方}。有的可以施工,国内也有许多钢板桩专门的施工单位。
『叁』 钢板桩围堰的设计与施工
钢板桩围堰的设计与施工具体包括哪些内容呢,下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。
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,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10.7×6.8m×1.0m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=10KHV2×B×D/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=1.8~2.0,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=10KHV2×B×D/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, Υ'=19.4-9.8=9.6KN/m3,ιj=30~50Kpa,σ=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=1117.59KN·M。钢板桩外缘拉应力σ=Mmax/W=123MPa<340MPa(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。
6 验算工字钢的受力状态
6.1 轴向受力 由计算可知,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ζ=2,此时其承载力 P=292.9×10-4m2×340×106N/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=864.5KN·M。工字钢抵抗弯矩M`=1000KN·M。安全系数N=1000/864.5=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)×2×5.7×10=2668KN; 桩尖反力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。
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『肆』 浅谈钢板桩围堰施工技术|什么是围堰
摘 要:随着铁路建设的不断发展,深基坑支护工程亦随之发展。深基坑支护技术是一项富有挑战性的工作,尤其是淤泥层较厚,开挖深度较大的构筑物,因此钢板桩围堰便以重量轻、强度高、锁口紧密、施工方便、施工速度快、安全性高、环保效果显著、对空间要求低等优点被广泛应用。
关键词:钢板桩; 围堰;施工技术
盘营客专跨出海通道特大桥90#-91#、119#-120#承台,基坑开挖深度平均为7-8m。由于基坑开挖面积小,开挖坡度受到限制,且土质多为粉砂、粉土、淤泥层,容易坍塌、滑坡,故采取钢板桩围堰形式。
一、钢板桩的运输及整理
1、钢板桩在运输过程中要采取保护措施,防止钢板桩在运输过程中发生变形。
2、钢板桩运到工地后,需进行检查、分类、登记及编号。
3、钢板桩使用前,应对外观质量进行检验,包括长度、宽度、厚度、高度等是否符合设计要求,有无表面缺陷,端头矩形比,垂直度和锁口形状等。
4、对于检查合格的钢板桩,为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔,并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须涂以黄油,以便锁口滑润易插。
二、钢板桩围堰的施工
1、钢板庆握毁桩围堰结构形式。钢板桩采用拉森IV型钢板桩,长度为12m。围堰内平面尺寸为17.6m×17.6m,围囹支撑上下共设置两道,分别采用I56a工字钢做为横梁框架、内支撑及框架四角斜支撑连接。
2、钢板桩焊接。由于钢板桩的长度是定长的,因此在施工中常需焊接。为了保证钢板桩自身强度,接桩位置不可皮核在同一平面上,必须采用相隔一根上下颠倒的接桩方法。每组钢板桩的内侧,在垫层混凝土顶面以下的残留焊物或焊瘤,均须割除,并不得有拼接接头,便于将来拔除钢板桩。钢板桩的接长采用同类型的钢板桩等强度焊接,焊接时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加固板,相邻板桩接长缝应注意错开。
3、钢板桩插打。插打前首先做好对打桩锤的选择,即采用振动打拔桩锤激振力P大于振动下沉时桩周土的摩擦力R,根据现场地质资料及桩的入土深度计算,选定振动锤的规格。各项准备工作就绪后, 按钢板桩围堰平面位置定出四角定位桩。第一根定位桩严格控制誉备垂直度,用振动锤打入,施打完成后测量检测平面位置和垂直度,满足要求后利用锁口导向和定位导向依次施打其余钢板桩。整个施工过程中必须遵守“插桩正直,分散即纠,调整合拢”的施工要点,用锤球始终控制每片桩的垂直度,及时采用千斤顶、木楔、导链等进行调整。
4、钢板桩的合拢。钢板桩墙的设计水平总长度,有时并不是钢板桩的标准宽度的整数倍,或者板桩墙的轴线较复杂、钢板桩的制作和打设有误差等,均会给钢板桩墙的最终封闭合拢施工带来困难,为此要在钢板桩顶端使用千斤顶调整两侧锁口的平行,而且在合龙段采取先插合拢、再逐根施打到位。钢板桩最后合拢时,尺寸调正不过来,可考虑做一块楔形钢板桩来调正合拢口。
5、内支撑安装。板桩插打完成后,开始边开挖基坑边安装内支撑,其位置须遵照设定的标高布置。内支撑均采用I56a工字钢,分上下两层,平面按井字型布置,首先在纵向和横向分别加设I56a工字钢做为横梁,并联接成框架形式,在四个转角处采用I56a工字钢做斜支撑,钢板桩与导梁联接采用I25a工字钢做牛腿支撑。然后安装第一层内支撑,间距适当,随着基坑的开挖,焊接第二层的支撑。内支撑安装完毕后将钢板桩与框梁之间间隙用木楔塞紧,保证框梁受力均匀。
6、钢板桩拆除。承台施工完结束后,待基坑回填至原地表后再拔出钢板桩。钢板桩拆除采用振动拔杆法。拔桩时,可先用振动锤将板桩锁口振活以减少土的阻力,然后边振边拔,对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100-300mm,再与振动锤交替振打、振拔。对于封闭式钢板桩墙,拔桩的开始点离开桩角5根以上,必要时还可间隔拔除,拔桩顺序与打桩顺序相反。
7、桩孔处理。钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理,特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合,尤其应注意及时回填,否则往往会引起周围土体位移及沉降,并由此造成临近建筑物等的破坏。土孔回填材料常用砂子,也有采用双液注浆(水泥与水玻璃)或注入水泥砂浆。回填方法可采用振动法、挤密法、填入法及注入法等,回填时应做到密实并无漏填之处。
三、钢板桩常见问题及防治措施
1、打桩过程中有时遇到大的孤石或不明障碍物,导致钢板桩打入深度不够,则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
2、钢板桩在淤泥质地段挤进过程中,受到淤泥中石块或不明障碍物等侧向挤压作用力大小不同,容易发生偏斜。应采用以下措施进行纠偏:在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.0米――2.0米,然后再往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的石块等不明障碍物被振碎或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩得倾斜度。
3、钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形桩一般为上宽下窄,及宽度大于或小于标准宽度的板桩。异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工,倾斜度较小时也可用卷扬机或手拉葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
4、由于淤泥质基础较软,有时施工发生将邻桩带入现象,采用的措施是把相邻的多根桩焊接在一起,并且在施打的钢板桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂来减少阻力。
5、钢板桩渗漏采取的预防和处理措施:钢板桩渗漏一般出现在锁口位置,因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验,检查钢板桩锁口松紧程度,过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏;施打前在钢板桩锁口内抹黄油;施打时控制好垂直度,不得强行施打,损坏锁口。抽水后发现钢板桩锁口漏水,但不太严重时,可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。
四、结语
钢板桩施工与传统的钢吊箱、沉井施工工艺相比,具有费用省、工期短的优点。钢板桩围堰工艺在亚砂土夹粉砂为主的覆盖层桥梁超深承台施工中的成功应用,取得了良好的社会效益和经济效益,为类似深基坑的施工提供了经验。