钢板桩围堰施工方法

2020年5月18日 评论 395

钢板桩围堰施工方法

钢板桩围堰适用于水深4m以上,河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性粘土,风化岩层等基础工程。钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等。钢板桩有直形、Z形、槽形、工字形等,可作成单层与双层围堰。在一般桥梁工程基坑施工中,浅基多用矩形及木导框,较深基坑多用圆形及型钢。因其防水性能好,多用单层围堰。如用双层围堰时,在双层围堰的夹层中间一般填粘土,特殊情况下,在夹层下部灌注水下砼提高防渗能力,在钢板桩围堰的施工中,多用槽形钢板桩。在施工钢板桩围堰时,围堰顶面比施工期间可能出现的最高水位高出0.5m以上。围堰内侧工作面的大小,要满足基坑顶边缘之间要保留不小于1.0m的距离。当基础较深,坑壁土质不良,渗水量大,边坡(坑壁)容易坍塌,则围堰内侧坡脚至基坑顶边缘的距离,适当增大,确保安全。同时,钢板桩的入土深度及是否使用支撑,要通过检算进行确定。

1.施工方法:

受检查桩
短标准桩

1.1施工准备:将新旧钢板桩运到工地后,详细对其检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或采用卷扬机拖拉,最大牵引力≤KN,有条件时,采用检查小车进行(如图1),

 

 

 
小    车

 

 

图1  检查小车示意图

 

 

 

 

锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。

在采用组桩插打时,每隔4~5m设有一道夹板,夹木在板桩起吊前夹好,插打时,逐付拆除,周转使用。

组桩及单桩的锁口内,涂以黄油混合物油膏(重量配合比为:黄油:沥青:干锯末:干粘土=2:2:2:1),以减少插打时的摩阻力,并加强防渗性能。

1.2导框安装与插打方法

在进行安装导框时,先进行定位测量。水中导框距岸边或已成墩(或施工便桥)较远者,用前方交会法定位。导框的安装,一般是先打定位桩或作临时施工平台。导框采用在工厂或现场分段制作,在平台上组装,固定在定位桩上。当不设定位桩时,直接悬挂在浮台上,待插打入少量钢板桩后,逐渐将导框固定到钢板桩上。

1.3钢板桩的吊运插打与合拢

钢板桩检查合格后,由两组平车运至码头,按插桩顺序堆码最多允许堆放四层,每层用垫木隔开高差不得大于10mm,上下层垫木中线要在同一垂直线上,允许误差不得大于20mm。

安插钢板桩使用高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输,将钢板桩运至指定位置,然后运用两个吊钩的吊起和放下,使钢板桩成垂直状态,脱出小钩,移向安插位置,插入已就位的钢板桩锁口中。

起吊前,锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧度卡箍,待插入锁口时逐个解除。

钢板桩逐块(组)插打到底或全围堰(矩形围堰可为一边),先插合拢后,再逐块(组)打入,矩形围堰一般先插上游边,在下游合拢,圆形钢板桩围堰,插打顺序有以下三种,如下图:

 

圆形钢板桩合拢方法

 

 

 

 

 

 

 

 

从图中看出,a与b较c少一个合拢点,b点累计误差大于c,ab都可能在合拢前遭受回流影响而使桩脚外移,造成合拢困难,c受回流影响较小,在流速较大处,用c式插打。

在a式插打方式中,由两侧对称向下游按顺序加插,到下游合拢,两侧增插数大致相等,最多允许相差8组。在钢板桩的垂直度较好时,一次将桩打到要求深度;垂直度较差时,分两次施打,即先将所有的桩打入约一半深度后,再第二次打到要求深度。

1.4抽水堵漏

钢板桩插打完,即可抽水开挖。设计有支撑的围堰,先支撑再抽水,并检查各节点是否顶紧,板桩与导框间木楔是否敲紧,防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快,且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠,使其由水夹带至漏水处自行堵塞,在桩脚漏水处,采用以下3种办法,或采用砼封底等措施。

1.5拔桩

钢板桩拔桩前,先将围堰内的支撑,从下到上陆续拆除,并陆续灌水至高出围堰外水位1~1.5m,使内外水压平衡,使板桩挤压力消失,并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先略锤击振动各拔高1~2m,然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再从下游开始分两侧向上游挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出,必要时进行水下切割。

2.施工工艺流程

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.机械设备配置

在岸边或浅水处,用简易脚手架或直接用打桩机或吊机、扒杆等机械打桩,在较深水中打桩时,要根据工地使用机械及水上作业的设备要求安排。

打钢板桩时选用较轻型桩架,一般锤重宜大于桩重、锤击能要适当。下表是复打汽锤打单根钢板桩所需的锤击能,用组合桩时,可按桩数加倍机械设备配置数量表附后:

钢板桩长(m) 7.6 7.6 15.2 15.2 22.8 22.8 7.6 7.6 15.2 15.2 22.8 22.8
入土深度(m) 3.8 7.6 7.6 15.2 11.4 22.8 3.8 7.6 7.6 15.2 11.4 22.8
河床地质 松软土质(土、砂、非胶结砾石) 坚实土壤(硬粘土、胶结砾石、软岩层)
要求锤击能Kj

 

30kg/m的轻型轨 1.4~

2.5

(1400~2500)

 

1.4~

2.5

(1400~2500)

 

2.5~

5.0

(2500~5000)

 

5.0~

5.8

(5000~5800)

 

     

 

 

 

 

2.5~

3.5

(2500

~3500

)

 

2.5~

5.0

(2500~5000)

 

2.5~

5.8

(2500~5800)

 

     
45kg/m的中型轨 1.4~

2.5

(1400~2500)

 

2.5~

5.0

(2500~5000)

 

2.5~

5.0

(2500~5000)

 

5.0~

5.8

(5000~5800)

 

5.0~

10.4

(5000   ~

10400)

 

  2.5~

3.5

(2500~3500)

 

2.5~

5.0

(2500~5000)

 

5.0~

5.8

(5000~

5800)

 

5.0~

12.1

(5000~

12100)

 

5.0~

12.1

(5000~

12100)

 

 
60kg/m的重型轨 2.5~

3.5

(2500~3500)

 

2.5~

5.0

(2500~5000)

 

5.0~

5.8

(5000~5800)

 

5.0~

10.4

(5000   ~

10400)

 

5.0~

12.1

(5000~

12100)

 

5.0~

12.15

(5000~

12150)

 

2.5~

5.8

(2500~5800)

 

2.5~

5.8

(2500~5800)

 

5.0~

12.1

(5000~

12100)

 

5.0~

18.2

(5000~

18200)

 

5.0~

18.2

(5000~

18200)

 

10.4~

27.6

(

10400~

27600)

 

4.质量控制

4.1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。

4.2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混合材料,使锁口嵌缝严密。

4.3为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直,并且围堰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围堰支撑上的导向木,顺导向木下插,使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩桩组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,使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰,同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分,事先在围堰导梁上按钢板桩组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,将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床,在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时,则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。

4.4在使用拼接接长的钢板桩时,钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上,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,按插桩顺利堆码,插桩时按规定的顺序吊插。

4.5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。

4.6打桩时必须在桩顶安装桩帽,以免桩顶破坏(如图为三组组合桩的桩帽图)切忌锤击过猛,以免桩尖弯卷,造成拔桩困难。

4.7钢板桩围堰在使用过程中,防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管,到围堰内抽水时,再予封闭,在围堰内抽水时,钢板桩锁口漏水,在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物,借漏水的吸力附于锁口内堵水,或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝,撒煤渣等物堵漏时,要考虑水流方向并尽量接近漏缝,漏缝较深时,用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒,同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处,逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧,使导梁受力均匀。

4.8围堰使用完毕,拔除钢板桩时,首先将钢板桩与导梁木板焊接物切除,然后在围堰内灌水至高出围堰外水位1~1。5m,平衡内外的水压力使其与封底砼脱离,再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先略锤击振动后拔高1~2m,然后挨次将所有钢板均拔高1~2m,使都松动后,再从下游开始分两侧向上游挨次拔除。

5.安全措施

为确保施工中的安全,在进行钢板桩围堰施工时,必须将安全工作放在首位,预防为主。

5.1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。

5.2用高架索道进行水平和垂直运输时,对两端的地垅埋设要牢固,同时对索道的起重能力进行实测,保证在运输时,索道有足够的承受能力。

5.3设专人负责日常检查和养护工作,在使用索道时设专人给信号,避免人多时乱指挥,出现安全事故。

5.4对打桩机主塔架,设浪风绳固定,防止风大时,桩架摇晃严重发现意外事故。

5.5打桩机在轨道上的轮子要经常检查不能有悬空的,如有时应调整轮子或塞垫等办法,使轮子压在轨道上。

5.6当人爬上打桩机塔架和走在临水的导向环上时,应戴好安全帽,系好安全带。

5.7拔桩时要先震动1~2分钟,再慢慢启动卷扬机拔桩。在有松动后再边震边拔,防止蛮干。

5.8对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查,特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况,危及安全的要及时维修、更换。

主要机械设备数量表

序号 机械设备名称 规格型号 单位 数量 备注
1 打桩机 D32 按设计  
2 75KW发电机 TZH250—4 按设计  
3 震动拔桩锤   按设计  
4 卷扬机   按设计  
5 抽水机   按设计  
6 电焊机 按设计 按设计  
7 检查小车   1  
8 等离子切割机   1  
9 汽车 按设计 按设计  
10 弯轨器   按设计  
11 吊船   按设计  
12 铁驳   按设计  
13 索塔 N型万能杆件 按设计  
14 主索   m 按设计  
15 工作索道   m 按设计  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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