桥梁深基坑承台采用钢板桩施工技术Word格式.docx

1、由于地质条件限制，拟采用新包IV 型拉森桩进行钢板桩围堰施工；对基坑采取周边围护，确保开挖基坑顺利完成。钢板桩每片宽40cm, 钢板桩长度为18m，深入持力层6米，重量75kg/m ，截面模量W=2410cm3 ,允许应力为=200Mpa，围堰尺寸10.6m7.4m。布置图如下：平面图立面图附注： （1）、图中尺寸以mm计，标高以m计。 （2）、支撑采用间距离2.7m+5m+4m三层布置，采用纵向支撑400*400H型钢，斜腿支撑和内导框采用400400H型钢。2.1钢板桩围堰计算采用“支撑荷载的1/2分担法”已知：200，19 KN/m3， 基坑深度H11.7m, 长*宽*深10.6*7.4

2、*11.7m。主动土压力系数：Ka=tg2（450-/2）=0.49被动土压力系数：Kp=tg2（450+/2）=2.04最大土压力强度Pa=0.8*H *Ka=0.8*19*0.49*11.787.15kPa。支撑采用间距离2.7+5+4m二层布置，对各层的计算如下：211计算支撑荷载对B1取矩 A*5=（87.15*2.34*1/2）*（5.36+2.34/3） +87.15*5.36*（5.36/2）=1877.96KN/m。 A=375.59KN/mB1=87.15*0.5*2.34+87.15*5.36-375.59=193.50 KN/m对基底取弯矩平衡：B2*4=87.15*（4

3、-2.34）*（2.34+1.66/2）+（87.15*2.34*1/2）*（2/3*2.34）=617.07KN/m。B2=154.42 KN/m。C =87.15*1.66+87.15*2.34*0.5-154.4292.21 KN/m则各支撑点的受力为 A=375.59 KN/mB=193.50+154.42347.91 KN/mC=92.21KN/m在7.4m方向设两道支撑，在10.6m方向设两道支撑。最大支撑间距为：10.6/25.3m。轴向最大支撑力： A=5.3*375.591990.63KNB=5.3*347.91=1843.92KNC=5.3*92.22=488.77KN最大

4、支撑荷载为1990.63KN。支撑采用200*200H型钢，其截面系数为Wx=63.53cm3截面强度为：f=1990.63*1000/（63.53*100）=31.33MPa215MPa212、计算钢板桩弯矩A点弯矩：Ma=-（87.15*2.34*（2.34/3+0.36）+87.15*0.36*0.36/2）=-238.13KN.m。AB间最大弯矩位置距离应力变化点的距离x为：Qx=2.34*87.15*1/2+87.15*x-375.59=0x=3.14mAB间的最大弯矩为：Mab=-375.59*（3.14-0.36）+87.15*2.34*0.5*（2.34/3+3.14）+87.

5、15*3.14*3.14/2=-214.81KN.mBC间的最大弯矩为： 距离C位置y，按照Qy=0,进行计算,则： Qy=87.15*y*0.5-92.22=0 y =2.12m 则Mcd=92.22*2.12-87.15*0.5*2.12*2.12/3=130.22KN.m综上最大控制弯矩为：238.13 KN.m采用IV 型拉森桩，截面模量，W=2410cm3 ,允许应力为=200Mpa。=M/W=238.13*1000*1000/（2410*10*10*10）=98.81m21.2*3.70=4.44m。214、防止管涌、流砂现象，钢板控制入土深度为：当钢板桩埋深为4.44m时，钢板桩

6、底位于亚粘土层。该层厚5.7m，建议穿透该层使之进入亚粘土夹碎石，延长渗流路径，防止出现流砂、管涌等现象。故取钢板桩延长至基础底面以下6.3 m。 则：钢板桩长为：11.7+6.318m215、基础隆起稳定性计算安全系数：Fsb=（Nb*u）/ （*h+q）=（7.2*95.9）/（19*11.7+0）=3.1安全性得到保证。式中：11.7/10.7=1.094查表得Nb=7.2u=c+tga=15+19*11.7tg200=95.9KN故可以抵抗地基隆起216、降水设地面下4.0m处进入潜水层。管井深度18m。管井直径0.3m。总涌水量： Q=1.366k*（2H-S）*S/（log（1+R

7、/r0）=1.366*15*（2*14-8.7）*8.7/（log（1+252.15/5.22）=2033.37m3k为渗透系数，H为潜水含水层厚度，S为基坑水位降深；R为降水影响半径；r0为基坑等效半径。其中：r0=0.29*（10.6+7.4）, R=2*S*（k*H）（1/2） 单口井出水量：q=120*rs*l*k（1/3）120*3.14*0.15*2*15（1/3）=278.78m3rs过滤器半径，l进水部分长度；降水井的数量为：n=1.1*Q/q=1.1*2032.31/278.92=8.02取降水井为8个，顺着基坑边沿均匀布置。布置井距离基坑距离0.30.5m。能使地基中的水面

8、降至基础底下1.0m.处。3钢板桩围堰施工工艺及流程钢板桩施工一般采用单根插打法，该法施工速度快，钢板桩施工的主要机械为振动锤及相应的起吊设备，振动锤与钢板桩呈刚性连接,依靠锤内偏心块产生上下振动,强迫与之接触的土体发生振动,大大降低土体的沉桩阻力，从而使钢板桩在自重及振动锤的压重作用下顺利沉入土体。为防止钢板桩倾斜，在一根桩打入后应与前一根焊牢，它可避免先打入的钢板桩被后打的桩带入土中。钢板桩施工工艺流程为：按设计下料钢板桩的整理组装加固制作围笼设备安装围笼插打与合拢布置打设轻型井点实施降水开挖基坑抽水堵漏3.1施工准备按设计下料、整理钢板桩、检查振动锤：振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔

9、前一定要派专人检查，确保线路畅通，振动锤的端电压达到380420伏，夹板牙齿无太多磨损。3.2钢板桩组桩及加固组桩及单块桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏，以减少插打的摩阻力，并增加防渗性能。组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮，用钝凿嵌塞紧密。组桩拼接后，每隔45米加一道夹板，使其固定，以便插打。3.3围笼的制作及安装钢板桩围堰尺寸可在承台的基础上每边放大100厘米，钢板桩围堰尺寸10.6m围笼安装时，先进行测量定位。钢板桩导向装置的设置：方形钢板桩围堰通常用方形导向，在围堰的内侧打8根定位桩（可以用钢板桩代替，待快要合拢时，将导向架拆除将钢板桩插打到围堰当中），焊接牛腿，安装上导向框，如下图：

10、3.4插打与合拢钢板桩的插打前，应设置全站仪观测点，用以控制围堰长，短边方向的钢板桩的施工定位。施打前、钢板桩的锁口应用止水材料捻缝，以防漏水。施打顺序插打次序都是从一侧中间导向架开始，沿钢围笼周围分两侧对称插打至另一侧合拢。施打时宜将钢板桩逐根或逐组施打到稳定深度然后依次施打到设计深度。施打时，应随时检查位置是否正确，桩身是否垂直，不符要求时应立即纠正或拔起重打。341、第一片钢板桩插打第一片钢板桩是插打的关键，为了确保其插正及位置准确，在导向架上设了一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1厘米，插打时钢板桩背靠紧导向架，一边插打，吊车一边缓慢下钩，并在互相垂直的两个方向用全站仪观察，发现偏移，

11、调整直到钢板桩底达到设计标高。342、插打过程的控制在插打过程中，由于钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，而钢板桩下端有土挤压，上端是自由的，总会使钢板桩产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜，因此，每打45根钢板桩就要用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1%以内，否则就用倒链纠偏，一次性纠偏不能太多，以免引起锁口间别住，影响下一片钢板桩的插打，当钢板桩偏移太多时，只能采用多次纠偏的方法逐步减小偏移量，若因土质太硬倒链拉不动时，可采用走四滑轮组纠偏。343、钢板桩插打施工工艺流程见下：施工工艺流程图344、合拢时片数的确定 在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离（X1），设钢板桩宽度为d，设原设

12、计还剩N设片，N设=X1/d， 当N设+2 N N设增加两片钢板桩，并绕圆弧X2，使X2/d=N设+2当N设-1NN设向外绕圆弧X3，X3/d=N设345、合拢桩的处理为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低，合拢时往往出现“上小下大” 或“上小下大”的情况，此时可用两个滑轮组向两边拉开或拉拢，直到合拢桩两边的桩顶距离等于d（钢板桩宽度），并且接近平行，将合拢桩插入，起动振动锤，将合拢桩打入到设计标高。方形围堰有四个面，打完的每一片都要保证钢板桩沿导向架的法线和切线方向竖直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩45片），如果距离有差距，可通过调整相邻一边离导向的间距，直到合拢边的距离X=X设 （仍然

13、是以钢板桩底部为基准），为了防止合拢处两片桩成异面直线，角桩一定要调整好方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行，合拢时若两片桩不在一条直线上，可拔除几根，进行调整。3.5 设置井点降水在基坑四周设置8个300降水井，顺着基坑边沿均匀布置。351、井点安装程序井点放线定位安装高压水泵凿孔安装埋设井点管布置安装总管井点管与总管连接安装抽水设备试抽与检查正式投入降水程序。352、井点管埋设根据测量控制点，测量放线确定井点位置，然后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于冲击孔时集水、埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑连接，以便排泄多余水。用绞车将简易井架移到井点位置，将套管水枪对准井

14、点位置，启动高压水泵，水压控制在0.40.8MPa，在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉，并不断地升降套管与水枪。一般含砂的粘土，按经验，套管落距在1000mm之内，在射水与套管冲切作用下，大约在1015min时间之内，井点管可下沉10m左右，若遇到较厚的纯粘土时，沉管时间要延长，此时可增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。冲击孔的成孔直径应达到300350mm，保证管壁与井点管之间有一定间隙，以便于填充砂石，冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上，以防止冲击套管提升拔出时部分土塌落，并使滤管底部存有足够的砂石。凿孔冲击管上下移动时应保持垂直，这样才能使井点降水井壁保持垂直，若在凿孔时

15、遇到较大的石块和砖块，会出现倾斜现象，此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。井孔冲击成型后，应拔出冲击管，通过单滑轮，用绳索提起井点管插人井孔，井点管的上端应用木塞塞住，以防砂石或其他杂物进入，井在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层。该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点：、砂石必须采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。、滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在60100mm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。填砂厚度要均匀，速度要快，填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。、砂石滤层的填充高度，至少要超过滤管顶以上10001800mm厂-般应填至原地下水位线以上，以保证

16、土层水流上下畅通。、井点填砂后，井口以下1.01.5m用粘土封口压实，防止漏气而降低降水效果。353、冲洗井点管将1530mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止。应逐根进行清洗，避免出现“死井”。354、管路安装首先沿井点管线外侧，铺设集水毛管，并用胶垫螺栓把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5的坡度并用砖将主干管垫好。355、检查管路检查集水-下管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象，发现这种情况应重新连接或用油腻子堵塞，重新拧紧

17、法兰盘螺栓和胶管的铅丝，直至不漏气为止。在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏气现象。在水泵进水管上安装一个真空表，在水泵的出水管上安装一个压力表。为了观测降水深度，是否达到施工组织设计所要求的降水深度，在基坑中心设置一个观测井点，以便于通过观测井点测量水位，并描绘出降水曲线。在试抽时，应检查整个管网的真空度，应达到550mmHg（73.33kPa），方可正式投入抽水。356、抽水轻型井点管网全部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。开机7d后将形成地下降水漏斗，井趋向稳定，土方工程可在降水10d后开挖。

18、3.6深基坑土方（粉煤灰）开挖由于该工程位于戴家湖中粉煤灰开挖量大，同时在开挖粉煤灰的过程中需和支护施工密切配合。粉煤灰开挖采用二步开挖，第一部土开挖到2.7米设置内支撑，第二部土开挖至7.7米再设置内支撑，开挖时用吸泥泵配合高压水枪吸去基坑外。 由于粉煤灰开挖为逐层开挖到底（预留30cm人工清槽），开挖过程中用水准仪随时控制标高，以防超挖。3.7抽水堵漏钢板桩围堰的防渗能力好，但有锁口不密，个别桩入土不够及桩失打裂、打卷情况下，仍有渗漏。锁口不密的漏水在抽水发现后以板条棉条等，在板桩内嵌塞。堰脚漏水时，查明漏水位置，采用水下混凝土封底及水下压浆办法防渗。抽水前还应将钢板桩导框之间空隙用垫塞紧

19、，以保证导框受力均匀。抽水时，还应当对钢板桩和内导环进行观察，嵌缝和堵漏工作，每一层导环出水面后，必须即使进行清洗和检查受力情况，并进行补楔工作。为了防止在抽水过程中发生以外事故，保证围堰安全，还必须配备从围堰外向内倒灌的水泵。一旦发生异常情况，立即开动倒灌水泵，恢复堰内水位，检查处理后再抽水。3.8基坑监测 3.81、钢板桩施工中监测在钢板桩施工中，打设的允许误差一般为：桩顶标高偏差100mm；钢板桩轴线偏差钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中，应监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。3.82、支撑系统的监测在钢板桩施工完成、封底以后，就开始支撑的施工。在施工支撑及承台的过程中，应对支撑

20、系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。在施工过程中可能出现如下的情况：（1）钢板桩弯曲变形严重。这主要是钢板桩断面选用偏小，土压力计算偏低，基坑超挖或支撑间距过大等原因造成的。（2）基坑底部涌水严重。主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好，出现开裂、夹泥等情况引起的。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用，而须要进行二次封底。（3）支撑弯曲。这往往是由于支撑断面不够或受力不均造成。可增加支撑以解决。（4）围堰整体位移。这主要是钢板桩入土深度不够，地质情况有较大的出入等原因-造成的3.9钢板桩施工注意事项391、钢板桩制作注意事项钢板桩的机械性能和尺寸应符合规

21、定要求。经过整修或焊接后的钢板桩，应用同类型的钢板进行锁口试验、检查。钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况，分别用冷弯热敲（温度不超过8001000c）焊补、铆补、割除接长等。锁口、弯曲、扭曲、等曲陷经检查整修的必须达到技术要求。板桩长度不够时可用同类型的钢板桩同强度焊接。焊接时先对焊成将接口补焊合缝，再焊加板，相邻板桩接长缝应错开。392、钢板桩插打注意事项当钢板桩久打不下时，应停下来分析原因，看一看是否锁口变形，桩身变形，或钢板桩底脚有铁件等，不能一味蛮干，磨损了钢板桩。定期检查振动锤，以防在振动锤长期振动下因松动而掉落，确保施工安全。振动锤的夹板采用液压控制，必须经常检查液压设备，杜绝液压泵失灵，引起钢板桩掉落。振动锤的电动机在长期超负荷运转时，容易发热烧毁，尤其在硬塑性粘土上打拔钢板桩时更应注意休息。4 结束语钢板桩施工组织设计编制合理，技术控制到位是保证深基坑承台顺利施工的必要前提。实践证明武汉天兴洲大桥深基坑采用18米拉森型钢板桩施工深基坑是可行的，能满足基坑施工的需要，钢板桩具有可重复性，满足基坑支护的同时还能为施工赢得时间，确保了施工工期。对于软弱地层深基坑施工是一种较合理的支护方式。