钢板桩施工方案

围护施工方案围护施工方案 本工程因无图纸及地质勘察报告 故按宁波地区常规施工方法编制三 种围护方案 具体类似项目如下 一 钢板桩围护 如镇海炼油厂 2 万吨硫磺装置硫磺池深 8 米 二 水泥搅拌桩围护 对要求附近建筑物进行保护 如镇海炼油厂三 套常减压装置污水处理池深 6 米 三 沉井围护 如金田铜业工地地下室二层 面积 3000 平方米 具 体待图纸到后再编制详细围护施工方案 方案方案一 钢板桩围护一 钢板桩围护 1 优 缺点分析 1 1 优点分析 施工速度快 故在一定条件下可取得较好的经济效益 1 2 缺点分析 该围护适用于 300 平方米以下的挖土 本身围护抗渗水较差 2 钢板桩施工 2 1 钢板桩施工前准备工作 2 1 1 钢板桩检验 钢板桩材质检验和外观检验 对焊接钢板桩 尚需进行焊接部位的检 验 对用于基坑临时支护结构的钢板桩 主要进行外观检验 并对不符合 形状要求的钢板桩进行矫正 以减少打桩过程中的困难 1 外观检验 包括表面缺陷 长度 宽度 高度 厚度 端头矩形 比 平直度和锁口形状等项内容 检查中要注意 对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除 有割孔 断面缺损的应予以补强 若钢板桩有严重锈蚀 应测量其实际断面厚度 以便于决定在计算 时是否需要手折减 原则上要对全部钢板桩进行外观检查 2 材质检验 对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验 它包括钢材的化学成分分析 构件的拉抻 弯曲试验 锁口强度试验和延 伸率试验等项内容 每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸 弯曲试验 每 25 50t 的钢板桩应进行两个试件试验 2 1 2 钢板桩的矫正 钢板桩为多次周转使用的材料 在使用过程中会发生板桩的变形 损 伤 偏差较大时 使用前应进行矫正与修补 其矫正与修补方法如下 1 表面缺陷修补 通常先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污 然后用 焊接修补的方法补平 再用砂轮磨平 2 端部平面矫正 一般用氧乙炔切割部分桩端 使端部平面与轴线 垂直 然后再用砂轮对切割面进行磨平修整 当修整量不大时 也可直接 用砂轮进行修理 3 桩体挠曲矫正 腹向弯曲矫正时两端固定在支承点上 用设置在 龙门式顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正 侧向弯曲矫正通 常在专门的矫正平台上进行 4 桩体扭曲矫正 这种矫正较复杂 可视扭曲情况采用上述 3 中的 方法矫正 5 桩体局部变形矫正 对局部变形处用氧乙炔热烘与千斤顶顶压 大锤敲击相结合的方法进行矫正 6 锁口变形矫正 用标准钢板桩作为锁口整形胎具 采用慢速卷扬 机牵拉调整处理 或采用氧乙炔热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直 处理 2 2 打桩机械选择 打设钢板桩 在宁波地区使用较多的为振动锤 振动打桩机是将机器 产生的垂直振动传给桩体 使桩周围的土体因振动产生结构变化 降低了 强度或产生液化 板桩周围的阴力减少 得桩的贯入 振动打桩机打设钢板桩施工速度快 更有得拔钢板桩 不易损坏桩顶 操作简单 但其对硬土层 砂质土 N 50 粘性土 N 30 贯入性能较差 桩体周围土层要产生振动 耗电较多 选择振动锤时 可根据需要的振幅 As 按下列公式计算 对砂土 AS 0 8N L mm 对粘性土 粉土 1 6N L mm 式中 N 桩尖所在土层的标准贯入值 L 钢板桩长度 m 需要的信心力矩 Mo 按下式计算 MO 15AS 225A2s 1 56 AS 225AS 1 56ASQP 2 1 56 AS 或中 Qp 钢板桩自重 N As 板桩需要的振幅 mm 4 导架安装 为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直 控制桩的打入精度 防止板 桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力 一般都需要设置一定则度的 坚固的 导架 亦称 施工围檩 导架通常由导梁和导桩等组成 它的形式 在平面上有单面和双面之 分 在高度上有单层和双层之分 一般常用字的是单层双面导架 导桩的 间距一般为 2 5 3 5m 双面导梁之间的间距一般比板桩墙高度大 8 15mm 导架的位置不能与钢板桩相碰 导桩不能随着钢板桩的打设而下沉或 变形 导梁的高度要适宜 要有得于控制钢板桩的施工高度和提高工资 要用经纬仪和水平仪控制导梁的位置和标高 2 3 钢板桩打设和拔除 2 3 1 打入方式选择 1 单独打入法 这种方法是从板桩墙和一角开始 逐块 或两块为 一组 打设 直至工程结束 这种打入方法简便 迅速 不需要其他辅助 支架 但是易使板桩向一铡倾斜 且误差积累后不易纠正 为此 这种方 法只适用于板桩墙要求不高 且板桩长度较小 如小于 10m 的情况 2 屏风式打入法 这种方法是将 10 20 根钢板桩成排插入导架内 呈屏风状 然后再分批施打 施打时先将屏风墙两端的钢板桩打至设计标 高或一定深度 成为定位板桩 然后在中间按顺序分 1 3 1 2 板桩高度呈 阶梯状打入 这种打桩方法的优点是可以减少倾斜误差积累 防止过大的倾斜 而 且易于实现封闭合拢 能保证板桩墙的施工质量 其缺点是插桩的自立高 度较大 要注意插桩的稳定和施工安全 一般情况下多用这种方法打设板 桩墙 它耗费的辅助材料不多 但能保证质量 屏风式打入法按屏风组立的排数 分为单屏风 双屏风和全屏风 单 屏风应用紧普遍 双屏风多用于轴线转角处施工 全屏风只用于要求较高 的轴线闭合施工 按屏风式打入法施打时 一拮钢板桩的施打顺序有多种 视施工时具 体情况选择 施打顺序影响板桩的垂直度 位移 板桩墙的凹凸和打设效 率 一般施工中采用该方法 2 3 2 钢板桩的打设 先用吊车将钢板桩点处进行插桩 插桩时锁口要对准 每插入一块即 套上桩帽轻轻加以锤击 在打桩过程中 为保证钢板桩的垂直度 用两台 经纬仪在两个方向加以控制 为防止锁口中心线平面位移 可在打桩进行 方向的钢板桩锁口处设卡板 阴止板桩位移 同时在围檩上预先算出每块 板块的位置 以便随时检查校正 钢板桩分几次打入 如第一次由 20m 高打至 15m 第二次则打至 10m 第三次打至导梁高度 待导架拆除后第四次才打至设计标高 打设时 开始打设的第一 二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度 它可以起栏板导向作用 一般每打入 1m 应测量一次 1 钢板桩的转角和封闭 钢板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整倍数 或者板桩墙 的轴线较复杂 钢板桩的制作和打设也有误差 这些都会给钢板桩墙的最 终封闭合拢带来困难 钢板桩墙的转角和封闭合拢施工 可采用下述方法 采用异型板桩 异型板桩的加工质量较难保证 而且打入和拔出也 较困难 特别是用于封闭合拢的展开板桩 一般是在封闭合拢前根据需要 进行加工 往往影响施工进度 所以应尽量避免采用异型板桩 连接件法 此法是用特制的 Omega 和 Delta 型连 接件来调整钢板桩的根数和方向 实现板桩墙的封闭合拢 钢板桩打设时 预告测定实际的板桩墙的有效宽度 并根据钢板桩和连接伯的有效宽度确 定板桩墙的合拢位置 骑缝搭接法 利用先用的钢板桩或宽度较大的其他型号的钢板桩作 闭合板桩 打设于板桩墙闭合处 闭合板桩应打设于挡土的一侧 此法用 于板桩墙要求较低的工程 轴线调整法 此法是通过钢板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整 实现封闭合拢 封闭合拢处最好选在短边的角部 轴线修正的具体作法如 下 a 沿长边方向打至离转角桩约淌有 8 块钢板桩时暂停止 量出至转角 桩的总长度和增加的长度 b 在短边方向也照上述办法进行 c 根据长 短两边水平方向增加的长度和转角桩的尺寸 将短边方向 的导梁与围檩桩分开 用千斤顶向外顶出 进行轴线外移 经核对无误后 再将导梁和围檩桩重新焊接固定 d 在长边方向的导梁内插桩 继续打设 插打到转角桩后 再转过来 接着沿短边方 2 3 3 钢板桩拔除 在进行基坑回填土时 要拔除钢板桩 以便修整后重复使用 拔除前 要研究钢板桩拔除顺序 拔除时间及桩孔处理方法 1 钢板桩阻力拔除计算 拔除阻力按下式计算 F Fe Fs 式中 Fe ULl U 钢板桩周长 L 钢板桩在不同土中的长度 L l 钢板桩在不同土中的静吸附力或动吸附力 F s 钢板桩的断面阻力 Fs 1 2EsBHu Es 作用在钢板桩上的主动土压力强度 B 钢板桩宽度 H 钢板桩在土红的深度 u 钢板桩与土体之间的摩擦系数 90 35 0 4 2 钢板桩拔除方法 从克服板桩的阻力着手 一般采用震动拔除 一般采用震动打桩机 方案二 水泥搅拌桩施工方案二 水泥搅拌桩施工 1 优缺点分析 1 1 优点分析 适用于 15 米深度以内的基坑 施工方便 具有一定的强度 能挡土 防渗漏 1 2 开挖前必须待水泥搅拌桩本身达到一定强度后方可开挖土方 对 工期影响较大 2 施工方法 2 1 在水泥墙设计前 一般应针对现场土层性质 通过试验提供各 种配合比下的水泥土强度等性能参数 以便设计选择合理的配合比 在有工程经验且地质条件较为简单的情况下 也可参考类似工程经验 通常以水泥土 28h 龄期的无侧限抗压强度 qu 不低于 1MPa 作为水泥土 墙的强度标准 2 2 材料选用要求 1 水泥 水泥土墙可采用不同品种的水泥 如普通硅酸盐水泥 矿渣水泥 火 山灰水泥及其他品种的水泥 也可选择不同强度等级的水泥 一般工程中 以强度等级 32 5 的普硅酸盐水泥为宜 2 搅拌用水 搅拌用水按 混凝土拌合用水标准 JGJ63 89 的规定执行 要求搅 拌用水不影响水泥土的凝结与硬化 水泥土搅拌用水中的物质含量限值可 参照素混凝土的要求 见 6 83 水泥土用水中的物质含量限值水泥土用水中的物质含量限值 表表 6 83 水中物质含量 PH 值 4 不溶物 mg L 5000 可溶物 mg L 10000 氯化物 以 CL 计 mg L 3500 硫酸盐 以 SO42 计 mg L 2700 硫化物 以 S2 计 mg L 3 地下水 由于水泥土是自然土层中形成的 地下水的侵蚀性对水泥土强度影响 很大 尤以硫酸盐 如 Na2SO4 为甚 它会对水泥产生结晶性侵蚀 甚 至使水泥丧失强度 因此在海水渗入等地区地下水中硫酸盐含量高 应选 用抗硫酸盐水泥 防止硫酸盐对水泥土的结晶性侵蚀 防止水泥土出现开 裂 崩解而丧失强度的现象 2 3 配合比选择 1 水泥掺入比 aw 水泥掺入比 aw是指掺入水泥重量与被加固土的重量 湿重 之比 即 掺入的水泥重量 aw 被加固土的重量 水泥土墙水泥掺入比 aw通常选用 12 14 低于 7 的水泥掺量对 水泥土固化作用小 强度离散性大 故一般掺量不低于 7 对有机质含 量较高的浜土和新填土 水泥掺量应适应增大 一般可取 15 18 当 采用高压喷射注浆法施工时 水泥掺量应增加到 30 左右 2 水灰比 湿法搅拌 湿法搅拌时 加水泥浆的水灰比可采用 0 450 0 50 3 外掺剂 为改善水泥土的性能或提高早期强度 宜加入外掺剂 常用的外掺剂 有粉煤灰 木质素磺酸钙 碳酸钠 氯化钙 三乙醇胺等 各种外掺剂对 水泥土强度有着不同的影响 掺入合适的外掺剂 既可节约水泥用量 又 可改善水泥土的性质 同时也利用一些工业废料 减少对环境的影响 表 6 84 为常用外掺剂的作用及其掺量 可供参考 水泥土外掺剂及掺量水泥土外掺剂及掺量 表表 6 84 外掺剂作用掺量 粉煤灰早强 填充50 80 木质素磺酸钙减水 可泵 早强0 2 0 5 碳酸钙早强0 2 0 5 氯化钙早强2 5 三乙醇胺早强0 05 0 2 石膏缓频 早凝2 水玻璃早强2 外掺剂掺量系外掺剂用量与水泥用量之比 除上述外掺剂外 将生石粉与水泥混合使用或掺入适量 如相当于水 泥重理的 2 的石膏 对提高水泥土的强度也有显著作用 此外 将几种外掺剂按不同配方掺入水泥 对水泥土强度提高也有不 同作用 为有效的确定水泥土的配合比 可进行水泥土的室内配合比试验 测 定各龄期的无侧限抗压强度 以了解最合适的水泥品种与配合比 以及水 泥土的强度增长规律 2 4 施工工艺选择 水泥土墙施工工艺可采用下述三种方法 1 喷浆式深层搅拌 湿法 2 喷粉式深层搅拌 干法 3 高压喷射注浆法 也称高压旋喷法 在水泥土墙中采用湿法工施工时注浆量较易控制 成桩质量较为稳定 桩体均匀性好 故一般优先考虑湿法注浆法 2 4 1 桩机的选择 拟选用 SJB40 型双搅拌头中心注浆式搅拌桩机 该机械稳定性好 功率较 大 2 4 2 施工工艺 采用 二次喷浆 三次搅拌 工艺 2 4 3 工艺流程 就位 预拌下沉 制备水泥浆 提升喷浆搅拌 沉钻复搅 复提升搅拌 移位 清洗 2 4 2 1 深层搅拌桩机开行走到指定桩位 对中 当地面地伏不平时应注意 调整机架垂直度 2 4 2 2 深层搅拌机下沉到达设计深度后 开启灰浆泵浆压入地基土中 边 喷浆 边旋转 边提升搅拌机 至设计桩顶标高 搅拌提升垂度一般应控 制在 0 5m mm 以内 确保水泥浆沿桩长均匀分布 2 5 水泥土墙施工要点 2 5 1 开挖样槽 由于水泥土墙是由水泥土桩密排 格栅型 布置的 桩 的密度很大 施工中会出现较大涌土现象 即在施工桩位处土体涌出高于 原地面 一般会高出 1 8 1 5 桩长 这为桩顶标高控制及后期混凝土面板 施工带来麻烦 因此在水泥土墙施工前应先在成桩施工范围开挖一定深度 的样槽 样槽宽度可比水泥土墙宽 b 增加 300 500mm 深度应根据土的 密度等确定 一般可取桩长的 1 10 2 5 2 清除障碍 施工前应清除搅拌桩施打范围内的一切障碍 如旧建筑 基础 树根 枯井等 以防止施工受阻或成桩偏斜 2 5 3 机架垂直度控制 机架垂直度是决定成桩垂直度的关键 因此必须 严格控制 垂直度偏差应控制在 1 以内 2 5 4 工艺试桩 在施工前应作为工艺试桩 通过试桩 熟悉施工区的土 质状况 确定施工工艺参数 如钻进深度 灰浆配合比 喷浆下沉及提升 速度 喷浆速率 喷浆压力及钻进状况等 2 5 5 一般预搅下沉的速度应控制在 0 8m min 喷浆提升速度不宜大于 0 5m min 重复搅拌升降可控制在 0 5 0 8m min 2 5 6 施工中发生意外中断注浆或提升过快现象 应立即暂停施工 重新 下钻至停浆面或少浆桩段以下 0 5m 的位置 重新注浆提升 保证桩身完 整 防止断桩 2 5 7 连续的水泥土墙中相邻桩施工的时间间隔一般不应超过 24h 因故停 歇时间超过 24h 应采取补桩或在后施工桩中增加水泥掺量 可增加 20 30 及注浆等措施 前后排桩施工应错位成踏步式 以便发生停 歇时 前后施工桩体成错位搭接形式 有利墙稳定及止水效果 2 5 8 一般情况第一台班应做一组试块 3 块 试模尺寸为 70 7mm 70 7mm 70 7mm 试块水泥土可在第二次提升后的搅拌叶边提取 按规定的养护条件进行养护 2 5 9 施工过程中必须及时做好成桩记录 不得事后补记或事前先记 成 桩记录反映真实施工状况 2 5 10 水泥土桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检 查成桩质量 若不符合设计要求 应及时调整施工工艺 方案方案三 沉井施工沉井施工 1 优缺点分析 1 1 优点 可在场地狭窄的情况下施工 周围 50 米 的地下工程 且对周围环 境影响较小 可在地质 水文条件复杂地区施工 施工不需要复杂的机具 与大开挖相比 可减少挖 运及回填的土方量 1 2 缺点 施工工序较多 技术要求高 质量控制难 2 施工方法 2 1 施工准备 1 在沉井施工处需进行钻探 钻孔设在井外 距外井壁距离大于 2 米 需要一定数量和深度的钻孔 以提供土层变化 地下水位 地下障碍 物及有无承压水等情况 对各土层要提供详细的物理力学指标 为制订施 工方案提供技术依据 2 事先要设置测量控制网和水准基点 用于定位放线 沉井制作和 下沉的依据 如附近存在构筑物等 要设置沉降观测点 以便施工沉井时 定期进行沉降观测 2 2 沉井制作 2 2 1 施工顺序 平整场地 测量放线 开挖基坑 铺砂垫层和垫木或刃脚砖座 沉井浇筑 布设降水井点或挖排水沟 集水井 抽出垫木 沉井下沉封底 浇筑底 板混凝土 施工内隔墙 梁 板 顶板及辅助设施 2 3 刃脚支设 沉井下部为刃脚 其支设方式取决于沉井重量 施工荷载和地基承载力 常用的方法有垫架法 砖砌垫座 一般在软弱地基上浇筑较重的沉井 采 用垫架法 垫架的作用是将上部沉井重量均匀的传给地基 使沉井井身浇 筑过程中不会产生过大的不均匀沉降 使刃脚和井深产生裂缝和破坏 使 井身保持垂直 便于拆除模板和支撑 采用垫架法施工时 应计算井身一 次浇筑高度 使其不超过地耐力 其下砂垫层厚度亦需计算确定 2 4 井壁制作 沉井制作可在修建构筑物的地面上进行 如深度较浅 可一次制作 一次下沉 如深度较深 可分节制作 一次下沉 井壁制作模板可采用组 合定型模板 高度大的沉井亦可采用滑模 钢筋有人工绑扎 亦可在沉井 附近预制成钢筋骨架和网片 用起重机进行大块安装 混凝土浇筑宜对称 均匀的分层浇筑 避免造成不均匀沉降使沉井倾斜 每节沉井应连续浇筑 完成 下节沉井的混凝土强度达到 70 后才允许浇筑上节沉井的混凝土 2 5 沉井下沉 2 5 1 沉井下沉前以应进行混凝土强度检查 外观检查 并根据规范 要求 对各种形式的沉井在施工阶段进行结构强度计算 下沉验算和抗浮 验算 因暂时无地质报告 故本方案未于计算 沉井下沉时 第一节混凝 土强度达到设计强度 第二节应达到 70 的设计强度 沉井下沉其自重必 须克服井壁与土体之间的摩阻力和刃脚 隔墙 横梁下的反力 采取不排 水下沉时尚需克服水的浮力 2 5 2 沉井应待混凝土设计强度达到 100 后方可拆除垫架 拆除时应 分组 依次 对称 同步的进行 抽除次序是 圆形沉井先抽除一般承垫 架 后拆除定位垫架 矩形沉井先抽除内隔墙下垫架 再分组对称的抽除 外墙两短边下的垫架 然后抽除长边下一般垫架 最后同时抽除定位垫架 抽除时先将枕木底部的土挖去 利用绞磨或推土机的牵引将枕