承台基坑钢板桩支护施工工法初定稿.docx

1、承台基坑钢板桩支护施工工法初定稿承台基坑钢板桩支护施工工法（ 2008-11GZGF）一、前言在沿海地区开挖承台基坑时，由于地下水水面离地浅,地质层多为河床覆盖层较厚的砂类土、淤泥质土、碎石土和半干性粘土或风化岩层，地质情况不利于基坑开挖。所以在沿海地区进行基坑开挖作业时,地下水水位下降、土层跨塌对邻近建（ 构）筑物造成危害的事例时有发生，为此开发了多种挡土挡水支护结构体系应用于深基坑施工，但是挡土挡水合并考虑的传统支护方式造价较高，为此在适宜的场地条件下，合理采用拉森钢板桩支护，对保护坑外水文环境、降低工程排水费用、节约工程造价、加快工程进度具有非常显著的作用，是一项有积极推广应用价值的施工

2、技术。二、拉森钢板桩的使用方法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，便于承台施工,即在承台边缘外留有支模、拆模的场地。(2)基坑围护钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,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)整个承台施工期间，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。2、钢板桩施工的顺序（1）钢板桩位置的定位放线(2）挖沟槽（3）安装导梁（4）打插钢板桩(5）安装水平支撑（或围檩）（6）拆除导梁及围檩（7）基坑开挖（8）承台施工（9）回填土

3、（10）拔除钢板桩3、钢板桩的检验、吊装、堆放（1)钢板桩的检验：对钢板桩，应有材质检验和外观检验,以便对不合要求的钢板桩进行矫正,以减少打桩过程中的困难。 外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意:a）对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；b）割孔、断面缺损的应予以补强；c）若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查.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.包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、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20

4、50t重的钢板桩应进行两个试件试验。（2）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。（3）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： 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； 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； 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24米,且上、下层垫木应在同一垂直线上,堆放

5、的总高度不宜超过2米。拉森钢板桩的堆放4、导向架（导梁)的安装:在钢板桩施工中,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，视工程地质、施工环境开挖深度等条件，设置一定刚度的、坚固的导架。安装导架时应注意以下几点：（1）采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。（2）导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工精度和提高施工工效。（3）导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。(4)导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。圆形导向架及围檩5、打插钢板桩拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：

6、(1)全线采用6。0m、90m长密扣拉森钢板桩.拉森钢板桩采用履带式挖土机（带振动锤机）施打,施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。履带式长臂液压打拔机（2）打桩前,对钢板桩逐根检查,剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩,不合格者待修整后才可使用。（3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。(4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打.（5)钢板桩施打采用屏风式打入法施工。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸,打入精度高，易于实现封闭合拢.施工时，将1020根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状,

7、然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入. 屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、复合顺序.施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时,应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打;当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。 总之，施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序,逐步将板

8、桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0530米。(6）保证钢板桩间的密扣,以便钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。（7）打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。（8)内支撑架设经过计算拉森钢板桩支护可采用一至数道内支撑，见下附图. 设置一层H型钢围檩支撑的情况 设置三层钢管柱围檩支撑的情况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位移，会给己施工的地下

9、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.（1）拔桩方法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，破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。液压打拔头拔除钢板桩（2）拔桩时应注意事项拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。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。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拔锤将桩振下100300mm，再与振动锤交替振打、振拔

10、。有时，为及时回填拔桩后的土孔，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。起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。若使用电动拔锤，供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的12-2。0倍。对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法,每次振动5min，振动锤连续不超过30min。7、钢板桩桩孔处理对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理.回填的方法采用填入法.填入法所用材料为石屑三、适用范围本工法适用于河床覆盖层较厚的砂类土、淤泥质土、碎石土和半干性粘土或全风化岩层基础工程、地下水水面离地浅、水量丰富的基础工程.四、机械设备配置 打

11、钢板桩时选用履带自行式液压冲击打拔机。 主要机械设备表序号机械设备名称规格型号单位数量备注1长臂勾机D32台1250KW发电机TZH2504台13震动拔桩锤台14汽车吊5T台1装卸用5抽水机台14视水位情况定6电焊机台27切割机台18平板挂车20T 16M辆1运输用五、质量控制1、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。2、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致,误差不大于30mm,全部的锁口均要涂防水

12、混合材料，使锁口嵌缝严密。3、为保证插桩在转角处的顺利合拢,要求桩身垂直，并且周边的钢板数要均分,为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于作业面支撑上的导向架，顺导向架下插，使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩上下宽度不完全一致,锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜,在施工中加强测量工作，发现倾斜,及时调整，使每组钢板桩在顺支护周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5，同时为了使支护周边能为钢板桩数所均分，事先在地面或导梁上按钢板桩的实际宽度画出各组钢板桩的位置，使宽度误差分散，并在插桩时,据此调整钢板桩的平面位置,使误差不大于15mm,当仍有困难时，在悬挂状态下进行调整.在无法顺利合拢时，则根据

13、合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。4、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在支护的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m。所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺序堆码，插桩时按规定的顺序吊插。5、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。6、打桩时必须在桩顶安装桩帽,以免桩顶破坏，切忌锤击过猛,以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。7、钢板桩支护在使用过程中，在基坑内抽水时，围护漏水可用板条、麻布等楔入锁口内

14、嵌缝.应经常检查各层支撑梁处与钢板桩之间的缝隙，并用木楔楔紧或加焊连接钢板焊牢，使围檩受力均匀。8、围护基坑回填后,拔除钢板桩前,首先将钢板桩与支撑梁(围檩)焊接处切除,然后再选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先略锤击振动后拔高12m，然后挨次将所有钢板均拔高12m，使都松动后，再挨次拔除。最好是以打入顺序的反方向挨次拔出.六、安全保证措施 为确保施工中的安全,在进行钢板桩围护施工时，必须将安全工作放在首位,预防为主。1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识,实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。2、设专人负责日常检查和养护工作，吊机、桩机等在作业时设专人给信号,避免人多时乱

15、指挥，出现安全事故。4、对打桩机大臂及连接杆件、销轴等，要按规定经常检查、检修。防止桩架摇晃严重发现意外事故。5、地面辅助作业人员，必须戴好安全帽。严禁人员在吊装作业面下站立或行走.严禁人员进入打桩机回转范围内，并靠近打桩机工作部位。7、拔桩时要先振动12分钟，再慢慢启动卷扬机或举升大臂拔桩.在有松动后再边振边拔,禁止蛮干。8、对所有机械设备的制动及外露的液压软管、接头每天进行检查，存在摩损，损坏的要及时维修、更换。七、环境监测1、确定监测对象：调查基坑周围相当于基坑开挖深度的11。5倍范围内地上的建筑物、高耸塔杆、输电线缆、古建文物、道路桥梁，以及地下管线（应区别其属压力的或非压力的）、人防

16、等设施和障碍物.如发现既有建筑物等已有裂损倾斜等情况,同时收集其详细资料，并在必要处做出标记或摄像、绘图等。然后对调查对象承受地基变形的性能做出分析鉴定，确定应加监护方法。2、监测方式与方法地面沉降、水平位移在观测部位按观测要求埋设观测桩，并作好观测前原始数据记录和观测点位附近地形、建筑物的平面位置图、立面图。沉降观测使用精密水准仪和铟合金水准尺.位移观测使用全站仪.在这里要注意的是，要使用相同的仪器,在相同的位置上,由同一观测者按同一方案施测。而且测量观测点要安全,其位置不要设在变形、位移区内。 围护结构侧土压力此项监测可选用DKY512型振弦读数仪。a)土压力计的安装测量侧压力时，土压力计

17、的安置如图1所示，在围护结构的外面钻孔埋设土压力计，并在孔中注入与土体性质基本一致的物质，填实空隙。b）土压力计的工作原理:土压力计使用双膜钢弦式。工作原理跟钢筋计基本相同，其接触面对变化不大的土压力较为敏感,受力时引起钢弦振动或应变片变形，弦的自振频率也发生变化。利用脉冲激励,使钢弦起振，并接收其频率。按事先标定的“压力频率”关系曲线，即得出作用在土压力计上的压力值。3、监测人员针对监测的特点,应成立由3人组成的专业监测小组，其中2人具备测量、土力学、结构力学、计算机等方面的知识。组长负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。八、效益分析 承台基坑钢板桩支护施工工法,是经多种方案进行技术经济分

18、析比较后提出的新型止水支挡开挖体系，该支护体系机理简单，材料可多次循环利用，经工程实践证明，是一项具有实用价值，造价较低，施工方便,能确保工程安全的防水支护结构体系。以广珠客运专线ZH-3标承台施工为例：1、采用该工艺能够做到坑内降水坑外不排水，对控制基坑周边位移，确保施工场地周边城市交通主干道、110KV电缆及其它管线安全，提供可靠保证，社会效益显著。2、采用该工艺直接节省基坑排水费用100多万元,加快了施工进度，与其他支护结构类型相比，造价大幅降低，具有较高的经济效益。九、工程实例1、2007 年312月， 广珠城际轨道交通工程珠海市区段港昌路特大桥承台工程， 共计56个墩,桥梁墩台基础采

19、用1。25m钻孔灌注桩基础。设计要求承台埋深为地面以下0。5m，承台基坑开挖深度6.57。0m。桥梁位于市政道路中央绿化带中,且经现场勘察:沿线路左侧距承台开挖线0。5m的距离埋设有珠澳110Kv供电电缆.故而要求在在基础施工时进行施工围护,并派专人24小时观察，以确保既有道路交通及管线的安全.场地不良地质作用主要为浅层地基层中存在软弱土层，软土层主要为淤泥、淤泥质粘土,淤泥含水量高、压缩性高、承载力低，工程性能差.在场地内大部分地段均有分布,呈透镜状产出，厚度0.59。90m，该层为场地软弱土层。根据现场承台基坑实际开挖情况，地面以下埋有较厚流砂、水位较高,且位于市区内施工，经过选拉森钢板桩

20、、H型钢木挡板、钢筋混凝土板桩等围护方案后，决定采用拉森钢板桩支护方案。既能满足施工安全要求又能取得较好的工程经济效益。基坑开挖及施工期间，基坑边坡稳定，无渗水现象发生，坑内布设汇水沟、集水井，做到坑内干作业,坑外水位不下降,保证了承台施工地面围蔽外机动车道车辆正常通行以及110Kv供电电缆的安全， 取得了非常突出的技术经济效果。2、2007 年212月，广珠城际轨道交通工程珠海市区段明珠站特大桥承台工程, 共计26个墩,桥梁墩台基础采用1。5m钻孔灌注桩基础。承台基坑开挖深度78m，桥梁位于105国道道路中央分隔带中，105国道为车辆(且为货车)进出珠海市区的两条干道之一，交通车流量非常大，高峰时达1100多辆/h,为最大程度地保证车辆通行，施工场地十分有限,承台施工围蔽距承台开挖边仅有0.51。0m的距离，采用拉森钢板桩支护工法均做到了开挖面及稳定、周边公路未下沉。 取得了缩短工期、降低成本、保证施工安全的的技术经济效果. 编制单位：中铁八局昆明公司广珠城际轨道交通工程项目部 编制人员：闫生平、夏鸿宇 编制日期： 2008 年11月20日