钢板桩防护在桥梁深基坑施工中的应用.doc

钢板桩防护在桥梁深基坑施工中的应用建筑工程钢板桩防护在桥梁深基坑施工中的应用窦涛中铁二十一局集团三公司陕西成阳712000【摘要】以京石铁路客运专线西北联络线特大桥深基坑防护施工为例,详细介绍了深基坑钢板桩防护方案的施工方法,施工工艺及要点,可为以后类似工程提供参【关键词】深基坑钢板桩防护施工技术随着铁路建设的大规模发展.跨越公路,河流等大跨度桥梁及复杂条件下施工的工程越来越多,深基坑施工及特殊防护措施的应用也越来越广泛,例如在京石铁路客运专线西北联络线特大桥困难条件下深基坑施工中.我们成功地采用了钢板桩围堰防护,取得了宝贵经验.1,工程概况新建京石铁路客运专线西北联络线特大桥跨石环公路处为60+1O0+60m连续梁,其中49#墩为连续梁主墩,桥墩设计为桩基承台基础,承台位于冲刷线以下,承台基坑深13m,基坑深度范围内地质情况为:O5.mmNM土o=150KPa;5.510m粉质粘土层o=150KPa;1Om以下粉质粘土=170KPa.桥墩一侧紧邻石环公路边坡坡脚,另一侧紧邻泄洪渠,场地狭小,两侧均无放坡开挖条件,必须垂直开挖.施工难度大.2,旋工方案的确定该桥施工图中建议方案为钢筋混凝土钻孔桩防护.经过市场调查分析及方案比选后认为.钢板桩防护方案施工速度快.费用少,且止水效果更好,决定采用钢板桩方案.根据现场情况,采用拉森式u型钢板桩,长18m,正方形布置,围护结构尺寸17.6mX17.6m.支护系统设计:在钢板桩内侧设四道围檩及斜支撑,第一层及第二层围檩均采用3根并排140a工字钢.第三及第四层围檩均采用3根并排I50工宇钢:第一,第二,第三道设斜支撑,均采用3根并140aI字钢,第四道围檩设于基坑底部,为方便施工不设斜撑,如图1所示.钢板桩系统委托有资质单位对围檩和斜撑进行受力检算.其刚度及稳定性均满足要求.塑堡图1钢板桩布置示意图(cm)3,施工准备3.1钢板桩整理本工程选用的钢板桩为小锁口,有很好的止水能力,宽40cm,重77.7kg/m.钢板桩进场前需要检查整理,发现缺陷随时调整,尤其不能将锁口碰坏.桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭,避免泥土挤入.锁口宜涂以黄油或其它油脂,对锁口变形,锈蚀严重的钢板桩,整修矫正.3.2钢板桩接长常规施工钢板桩长度模数为16m,12m,1Om等.因此需要对现有模数钢板桩进行接长.钢板桩接长采用坡口对焊,”U”形内侧焊接加劲板,焊接完成后.用2m长钢板桩从焊接钢板桩一端插人,穿出到另外一端.检查锁口质量.3.3钢板桩理论用量计算钢板桩围堰周长计算:17.64=70.4m钢板桩根数计算:角桩采用0.2mXO.2m.共4片.(70.40.44m)/O.4m=172片,172+4=l76片:钢板桩重量计算:176X1877.7=246.154t4,钢板桩打入施工4.1总体打入顺序144先在地面上安装导向围檩,沿围檩外侧一个边的中心开始打入第一片钢板桩.然后逐步向两边插打,在对边中部合龙.钢板桩采用50T履带$n80A型液压振动锤打入,起初履带吊停放在基坑中央,不用挪动位置,通过旋转吊臂方向便可完成大部分钢板桩插打:在即将合拢前.履带吊移动到基坑外,完成合拢口剩余钢板桩插打.4.2导向围檩安装首先将拟施打钢板桩的场地进行平整,然后在地面上沿钢板桩设计位置的内缘设置导向围槐围檩采用3根并140al宇钢焊接成封闭的四边形,并紧贴围檩内,外侧插打若干根钢钎作为地锚,对围檩进行临时定位.4.3钢板桩插打4.3.1钢板桩起吊就位将振动锤及副吊绳挂在履带主吊钩上届0吊绳下端挂在钢板桩项端,并使钢板桩顶端略低于振动锤下端钳口,然后慢慢将振动锤和钢板桩同时吊起,起吊一定高度至钢板桩接近垂直状态.利用缆风绳控制桩身方向.桩尖底端用人工扶正精确对位.4.3.2钢板桩打入桩尖精确对位后.履带吊主吊钩慢慢下降,使振动锤下端液压钳落至钢板桩上方,并夹住钢板桩顶端,然后测量观测钢板桩垂直度和平面2011.6建筑工程位置,满足要求后开启振动锤一边振动.一边插打下沉.在合拢前的钢板桩插打过程中.可插一根打一根,先打到离地面2m高位置.便于下一根桩下插和定位.所有桩打完后,再整体打到设计位置.第一根钢板桩是整个围堰钢板桩的基准,要反复挂线检查,使其方向垂直位置准确.插打过程中如下沉速度太慢.可在桩身周围灌水,使桩身周围产生泥浆起到润滑作用.4.3.3钢板桩围堰的合龙在合龙时.两侧锁口不一定会平行,剩下最后20片时,要先插后打:若合龙有误,要在钢板桩顶端使用倒链或滑车组调整两侧锁口的平行,使之先合龙,再逐根打到设计深度.4.3.4钢板桩插打质量要求a,桩的垂直度控制在1名以内:b,桩底高程误差控制在lOcm左右:C,桩的平面位移控制在15cm以内:d,相邻钢板桩接长焊缝必须错开2m以上.5,基坑开挖及围堰加固5.1基坑开挖钢板桩围堰合龙后.即可开始基坑开挖.由于基坑较深,挖到一定深度时,采用一台长臂挖掘机(臂长24m)和一台放在基坑内的小型挖掘机配合开挖,紧贴桩身的土用人工配合进行清理.5.2围檩安装及加固当挖土至第一道围檩设计位置时.在钢板桩内侧焊接牛腿托架,每边三个,然后人工将导向围檩下方的土清理干净,靠围檩自重或稍加压力,使围檩下沉并落在牛腿托架上.然后焊接斜支撬对围檩进行加强,围檩与钢板桩之间如有空隙可用木楔加紧.第道围檩加固完后,继续下挖至第二道围檩位置焊接牛腿托架,然后吊装围檩组件到预定位置.进行现场组装焊接,加固.下挖到第三道围檩位置,用同样的方法安装第三道围檩.继续下挖至基底设计标高.然后即可进行凿除桩头和承台施工.6,钢板桩防渗漏措施钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏.但是如果锁口不密,外侧水压力过大,钢板桩囤堰会出现渗漏,可采取如下措施进行预防和处理.(1)施工时的预防渗漏措施.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.(2)施工后的小渗漏处理.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.7,钢板桩拔除基础施工完毕,基坑回填后.即可拔除钢板桩.拔除钢板桩前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孑L处理.拔桩方法不当,会给己施工的地下结构带来危害.本工程拔桩采用振动锤拔桩:利用振动锤产生的强迫振动.扰动土质欺坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力.依靠附加起吊力的作用将桩拔除.7.1拔桩时应注意事项(1)拔桩起点和顺序:对封闭式钢板桩墙,拔桩起点应离开角桩5根以上.拔桩的顺序最好与打桩时相反,必要时也可用跳拔的方法.(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振动锤将桩振下100300mm.再与振动锤交替振打,振拔.有时,为及时回填拔桩后的土孑L.当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分.(3)对引拔阻力较大的钢板桩,采用间歇振动的方法,每次振动15min.振动锤连续不超过1.5h.8,结束语西北联络线特大桥49#墩基坑采用钢板桩方案后,钢板桩打入及基坑开挖实际工期仅为25天,钢板桩费用仅为65万元,比钢筋混凝土钻孔排桩防护方案工期节约10天.费用节约15万元.且止水效果良好,具有良好的社会效益及经济效益,为类似深基坑施工提供了宝贵的施工经验.,(上接第l43页)表2各方案功能系数表A方案B方案C方案功能功能重要度系数评分值加权分值评分值加权分值评分值加权分值F110.316l03.1692.844103.16F12O.19891.782lO1.9891.782F130.15681.24871.09281.248F210.105101.O580.8480.84F220.05380.42490.47760318F230.07990.7111OO.7970.553F310.027100.2780.21690.243F320.0229O.19880.17680.176F330.04480.35270.30870.308合并i.0008l9.195768.723728.628功能系数0.3460.3290.3251.138;C方案:功能系数0.325.成本系数0.33,价值系数0.985.从以上计算可以看出,三个方案的价值系数按大小排列分别是B方案,A方案,C方案.因此B方案是最优方案.4,结论应用价值工程的方法对房地产项目方案进行选择,能够选择出最优方案,进而降低项目成本,提高其价值.但是这种方法存在一定的难度和主观成分,比如选择哪些代表进行评分,每个代表根据自己知识水平,专业领域,立场的不同.带有一定的主观性.这是我们需要在以后的研究中需要克服的.参考文献朱玉涛,陈军然,沈建良.价值工程在工程