钢管拉森钢板桩组合围护体系施工技术论文_陈佐璇

钢管拉森钢板桩组合围护体系施工技术论文_陈佐璇

摘要:随着我国人口数量的不断增长,人们对建筑物的需求量逐渐增大,地下建筑进入了人们的生活。这其中,基坑施工已经成为非常重要的一项工作,但是随着地下水位的不断变化,以及周边建筑结构的限制,导致拉森钢板桩支护施工过程十分困难。本文主要介绍钢管拉森钢板桩组合围护体系施工技术,希望可以有效解决在施工过程中出现的诸多各项问题,帮助工程施工得以顺利实施。

关键词:拉森钢板桩;拔桩;角撑

引言:水利建设项目的土层地质条件通常复杂多变,应用传统的拉森钢板桩的施工方法已经无法满足土层地质环境变化的要求。拉森钢板桩作为一种新型建材,适应性大,优点明显,在建筑工程深基坑支护施工中较为常见,施工工期短,成本低,且具有较强稳定性,能够在短时间内形成围堰,取土量和混凝土的使用量减少,符合我国可持续发展的环保理念。现代建筑发展过程中,拉森钢板桩这种特点,是深基坑施工中普遍受欢迎的支护方法之一。

1.技术原理

硬塑土层中进行拉森钢板桩施工,因为钢板桩底部的承载力大,插打十分困难,所以采用大功率的振动锤。但容易造成拉森钢板桩锁口的损坏,导致拉森钢板桩扭曲变形。在传统拉森钢板桩上稍加改动,制作成专门的引孔工具——拉森钢板桩水刀。拉森钢板桩水刀是一种在传统拉森钢板桩的基础上,焊接无缝钢管并与高压水泵相连接的装置,在打入的同时开动高压水泵,使钢板桩底部形成高压水幕,然后在高频液压振动锤与高压水的双重作用下将土层切割开来,完成引孔。等到拉森钢板桩水刀打入设计高程后,将其拔出,再用传统拉森钢板桩打入土层,施工完成。

2.拉森钢板桩支护施工技术施工特点

与传统的施工技术相比,拉森钢板桩支护施工技术具有高强度、高耐久性的优势,而且使用寿命更长,可以重复利用高达三十次;拉森钢板桩可以直接打入地下,即便外界环境再恶劣,比如土质松软、水量丰富等,都不会对其产生多大的影响。此技术还具备救灾抢险功能,特别是在塌方、坍塌、流沙等事故中效果尤为明显;拉森钢板桩利用锁口咬合可以形成连续桩墙,起到挡土、阻水的效果;在完成地下结构施工回填之后还可以拔出重复使用,不仅可以节约工程造价,还符合绿色施工理念的要求,起到节能环保的作用;拉森钢板桩施工便捷,可以有效提升施工的效率,缩短施工工期;拉森钢板桩施工通常需要使用大型履带吊车起吊振动捶打桩设备,设备移动方便,可以实现跨区作业,所以即便场地环境复杂、空间布局紧张也不用担心,不会对工程的施工造成多大的影响。

3.拉森钢板桩支护施工技术的优势

传统的基坑支护施工工艺比如灌注排桩、地下连续墙等工艺繁琐、工期较长、成本高、污染严重而且很容易受到地质条件的制约,早已无法满足当前建筑项目工程的实际需求。随着近年来建筑行业市场的激烈竞争,必须要引入先进的技术来解决工程施工中存在的各项问题,拉森钢板桩支护施工技术就是能够有效解决以上问题的技术,利用大型履带吊装设备与振动打桩锤设备打入、拔出拉森钢板桩,即使面临复杂的地质条件以及恶劣的施工环境,也能够有效完成插打、定位、垂直度控制、钢板桩锁口止水等一系列任务,有利于深基坑开挖作业的顺利开展,促进地下施工的进行。

4.拉森钢板桩施工中的应用

4.1 施工前准备工作

通过与业主、设计、监理等单位的协调、咨询,业主单位已委托规划部门提供了施工测量控制点并办理完交接手续,由专业测量工程师现场负责复核并进行现场施工放线。仔细查看测量仪器,将测量误差最小化,结合规划中涉及到的坐标系统建立平面控制网,利用适当测量方式,调整平面控制网尺寸、角度,确保其符合规范标准,测量精度需超出 20s。

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4.2钢板桩施工

沉压桩施工时,根据放出施工中心线并进行复核,使钢板桩轴线与施放中心线重合,对准后开始振动下压,直至施工标高。在装卸钢板桩过程中应利用两点吊方式,避免钢板桩变形。科学控制起吊钢板桩,避免锁口受到损伤。钢板桩堆放时,尽量将钢板桩堆放于开阔坚固的场地中,必要情况下还需实施场地地基压实处理。拔桩施工阶段时,利用振动锤进行板桩锁口振活处理,进一步减小阻力。不易拔除的板桩可借助柴油锤,桩振深度为100~300mm时,与振动锤交替振打、振拔。考虑到拔桩后的土孔回填情况,板桩拔到一定高度时就需暂停引拔,使用振动锤振动几分钟,尽可能的让土孔填实一部分;起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷,起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限;供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定机功率的1.2~2.0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15min,振动锤连续工作不超过1.5。

4.3角撑、对撑及钢围檩施工

钢构件吊装与拆卸过程中,仔细计算钢构件的重心,并在构件上作出明确的标注,吊装时吊点的选择应保证吊钩与构件的中心线在同一铅垂线上。至于跨度大的梁,由于侧向刚度小,腹板宽厚比大的构件,避免出现构件扭曲和损坏的情况。采用两点起吊方式展开作业,吊装期间始终保持支撑平稳、无碰撞、无变形。钢管支撑吊装到位后,将支撑两端放在钢牛腿和钢梁上,将支撑调整到设计位置后用钢筋逐段将支撑连接牢固,而后方可卸下吊钩。对因围护桩施工误差造成支撑的端头不能与钢围檩面紧密接触处,必须在围檩面与支撑端头之间加设钢板垫块,以确保支撑轴向受力。钢筋混凝土底板必须达到所需要的强度,方准许按设计的工序拆除最下一道支撑。其余各道支撑的拆除,务必按设要求进行。拆除每道钢支撑时应先拆除支撑钢管,再拆除钢围檩及临时格构柱联系横梁。具体拆除时应先降吊点吊好才能进行拆卸。

4.4施工要点

钢板桩布置:平面布置需考虑到地下结构施工的简易性,如果空间较小,需将其设置为地下结构外模时,施工人员可设计混凝土隔离层,便于钢板桩拔出。平面布置在外观上尽可能保持平直整齐,不可出现不规则转角。竖向布置的目的为明确钢板桩顶部标高位置,通常位于地坪面上。

钢板桩打设方式:常见的打设方式为单根插打法,利用一般仪器测量单柱垂直度及墙面平直度。技术要求严格的情况下,使用辅助导向架实现合理控制,导向架基本构成为双侧围檩、连接板及围檩桩。拉森钢板桩的打入需考虑到工程实际特点,根据施工现场具体情况制定路线与顺序,严格控制好垂直度与钢板桩顶部标高。

拔桩:地下结构回填完成后,可将拉森钢板桩拔出重复利用,拔桩方式与打桩方式相反。首先,拔桩条件。必须保证基坑回填得当,经过夯实处理;其次,拔桩步骤。遵循“分次、分段、间隔拔桩”的原则展开作业,避免一次性拔桩;最后,桩孔处理。由于拔桩过程往往会带出许多土体,容易导致地面沉降、位移,对桩孔实施一定处理,特别是周围区域的构筑物、地下存有管线的工程,必须及时回填桩孔,通过浇水灌砂捣实、水泥浆注入的方式。

结论:总而言之,现阶段来讲,深基坑是工程施工中十分常见的项目,为了有效提升工程的整体质量,就必须提升支护工作的质量。拉森钢板桩技术作为一种有效的方法,施工人员必须加强对拉森钢板桩相关工艺的研究,不断完善工艺流程,做好关键技术的控制,使其更好的实现经济效益与社会效益。

参考文献:

[1]徐建军. 钢管拉森钢板桩组合围护体系施工技术[J]. 施工技术,2018,47(07):60-63+148.

[2]杨靓. 组合钢板桩(SW工法)支护结构设计及其工程应用[D].东南大学,2016.

[3]刘磊. U型组合钢板桩抗弯性能试验研究[D].华南理工大学,2019.

论文作者:陈佐璇

论文发表刊物:《建筑实践》2020年1月1期

论文发表时间:2020/4/30

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