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钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

桥下低净空静压施工案例汇总

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摘 要

摘要:钢板桩静压技术在广东省内很少使用,结合工程实例介绍钢板桩静压在桥底的运用,为同类工程提供参考。

关键词:静压技术;深基坑;压桩

 

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前  言

 

钢板桩作为基坑支护结构在建筑、水利、市政、港口、铁路等施工中广泛应用,需要大量的停放施工机械的场地以及更高的施作空间,并带来强烈噪音和振动。随着社会的发展,环保的要求日益提高,特别在居住的附近建设工程、狭窄地段施工、有限的空间施作都对常规的钢板桩施工提出了新的要求。静压植桩机是20世纪70年代日本研制形成的无振动、无噪声的液压式压拔桩机,采用静力压拔原理,克服了施工场地的限制和约束。

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

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工程简介及地质条件

 

大坦沙污水处理系统管网工程一石井河干流(石井河、新市涌)截污渠箱(石井河段)工程拟沿石井河两岸、潭涌两侧及环城高速南侧道路建设DN3000截污管道及BXH=4.0X3.0〜6.0X3.0截污渠箱,截污管渠总长约20.2km。

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

岸边钢板桩类型为拉森钢板桩,长度为12米,在桩顶水平位置及桩顶往下3.0米位置设置第一排、第二排0 5 0 0对撑钢管,壁厚为8 m m,水平间距为5米,腰梁为2工45b组合型钢。

综合考虑到西槎桥底位置(狭窄、低矮空间)截污渠箱的现场实际情况,难以使用常规钢板桩施工方法,决定采用钢板桩静压植桩方法将钢板桩压人,形成水中深基坑钢板桩围堰支护体系。

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

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静压植桩机压入原理及特点

2.1 压入原理

压人是指,利用静载荷将拉森钢板桩压人到地下所定深度的一种打桩工法。利用冲击、振动等方法将预制桩打人地下的传统打桩工法自身存在着负面因素,必然会产生以噪音,振动为主的建设公害。而与其它工法相比,压入工法克服了这些缺点。

一直以来在实施压人时,压人桩的直径和压人深度很大程度都受到了限制,但是静压植桩机在压桩的同时夹住已打入桩。静压植桩机夹住多根已经打人地中的桩,使之与地面成为一体,并将打人地中的桩产生的拔出抵抗力作为反力。也就是说,静压植桩机抓住地球并作为反力,实现了机器小型化同样可以发挥巨大能量的目的,利用已打人桩产生的拔出抵抗力就可以产生巨大的能量,来轻松完成压人施工。

 

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

工艺原理

 

2.2 钢板桩静压技术的特点

 

优点:

无振动、无噪音、高精度、

狭窄地段、低矮空间、水上施工。

 

缺点:

机械设备及配件均为国外进口,价格较高,零配件都依赖进口,维修周期长。

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钢板桩静压植桩施工工艺

3.1 施工工艺流程

施工准备->测量定位->初期压入->自走压桩->钢板桩桩合拢->拔出钢板桩(完工后)

 

3.2 施工准备

施工前,场地填土施工前应先清除场区内植被、树木等杂物及表层根植层,平均清基深度按10cm。

 

3.3 测量定位

依据基坑、沟槽开挖设计截面宽度要求,测放出钢板桩打设位置线,用白石灰标示出钢板桩打设位置。

 

3.4 初期压桩

工程初期,由于没有完成桩可供利用,所以通常都是利用(反作用力基座)来完成初期反力桩的压人。将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上,根据土质条件,桩的长度,将反力重块放置于反作用力基座的两侧,利用其总的重量作为反力压人第一支桩。之后每次完成压人作用之后,使静压植桩机自走前移,依次抓住植人的完成桩,当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块与反作用力基座,完成初期压人。

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

初期压入示意图

3.5 自走压桩

在静压植桩达到一定数量和深度后,确定已经打人地中的桩有足够的支撑力,并使之与地面成为一体,并将打人地中的桩产生的拔出抵抗力比静压桩的压人的反作用力还大的情况下,升起静压植桩机机身,将基座向前移动到下一反力桩的位置,然后下降至反力桩上,在确认调整水平后,关闭固定夹,完成构筑新的反力系统,然后将压人桩压至设计深度。

 

钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

3.6 钢板桩合拢加固

为了避免沟槽土方开挖后,侧向土压力将钢板桩挤倒,钢板桩施打完毕后,用H200 x200xllx 19mm的工字钢将明渠两侧的拉森钢板桩分别连成整体,位置在桩顶以下约1.5m左右的地方,用电焊条将其焊牢,然后每隔5米用空心圆形钢材(200 x 12mm),加以特制的活动节将两侧的钢板桩对称支撑,使整个钢板桩支护体系是保持组装的平面形状并连接成一整体,围檩的安装大大提高整个支撑结构的刚度。

3.7 板桩拔出

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时间及土孔处理。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移位,并影响临近原有建筑物、建筑物或底下管线的安全。对拔桩后留下的桩孔,必须及时使用石屑或中粗砂回填处理。

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静压植桩技术要点

4.1 坚硬地质条件下

本项目的西槎桥底进行钢板桩静压植桩作业,在将钢板桩压人一定深度后便难以将钢板桩压人;

经过对现场地质进行勘探,发现地下有四米多厚的密实砂层,通过项目部大家多方讨论,决定在基坑支护沿线钢板桩位置使用旋喷桩机对地质底下的密实砂层进行软化处理,旋喷桩机使用的浆液(非水泥浆)由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。使用。通过采用膨润土制备泥浆或在孔中投人粘土造浆,为使泥浆有较好的技术性能,适当掺加碳酸钠等分散剂。搅拌浆液具有浮悬钻渣、润滑砂层,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。通过灌人润滑泥浆,将桥底的密实砂层软化,终于静压钢板桩机顺利将钢板桩压人至设计深度。

 

4.2 基坑监测

基坑施工中,对钢板桩支护系统进行监测。经研究距离钢板桩顶部每5m设置1个控制点,在基坑开挖前利用仪器测出控制点的坐标作为初始坐标值。监测点布设完成后对原始值进行2次测量,以减小误差。基坑监测的频率随土方开挖进度和基坑变化情况作调整。基坑开挖过程中开挖频率不少于2次/d,开挖完成后开挖频率不少于1次/d。若观测的钢板桩顶部位移出现突变,观测次数要适当增加。当观测的位移趋于稳定时,观测间隔可延长。

 

4.3 钢板桩止水措施

(1)施打钢板桩整个过程必须做好定位导向,严格控制双向垂直度,使其桩与桩之间有良好的咬合,保证钢板桩墙面垂直,且紧贴围囹周边,这是止水防渗的关键;

(2)基坑抽水中,对于锁口不严密产生漏水现象时,采用富纤维棉絮进行塞缝;

(3)对桩缝较宽的可采取麻丝根掺黄油塞缝止水,还可以采取用粉煤灰、锯木沫、膨胀水泥于围堰外沿桩面顺水流方向撒放的综合处理方法,以达到止水的目的。

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结 语

通过静压植桩技术对桥底和高压线下等高度受限区域的钢板桩施工,解决了常规钢板桩施工工艺在此施工条件下无法施工的难题,保证了工程的质量和施工进度,已为以后类似工程提供了借鉴。

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来源:《建材发展导向》

编辑整理:项 敏

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该项目有三大特点:

      1、项目为水上施工,现场配置一艘浮吊船及一艘运桩船辅助作业,解决起重设备无作业面及钢板桩场地堆放的问题;

       2、该段落护岸所涉中天钢铁厂区,拆迁难度极大,地下管线结构复杂,且工厂生产压力大,不得停产,用钢板桩静压植桩工法避免了拆迁问题,解决了无法停产的矛盾,具有较大的经济意义;施工设备小,无噪音,无扰动,也确保了所涉老驳岸中天钢铁厂区管线的安全

       3、该项目为静压植桩工法首次在苏南运河跨线桥下施工,解决了桥梁净高受限,传统设备无法施工的问题,开创了钢板桩在老桥下焊接施工的先河。

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原文始发于微信公众号(拉森钢板桩):钢板桩静压技术在桥底深基坑围堰中的应用

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