Ⅰ 钢板桩施工方法
钢板桩施工方法是建筑施工中的重要技术之一,其操作流程和注意事项需严格遵循,以确保工程安全与质量。本文详细介绍了钢板桩施工过程中的风险分析、控制策略以及解决方法,旨在为读者提供全面、深入的理解。
在施工中,钢板桩和档土结构、地下连续墙、搅拌桩相比,刚度较小。因此,设计和施工过程中的不严肃可能导致基坑(槽)失稳、渗水漏浆泥,从而影响周围地基土的稳定,对周围建筑物、管线等造成破坏。常见的施工事故包括桩身断裂、桩顶碎裂、沉桩达不到设计要求以及桩身倾斜等问题。
桩身断裂的主要原因包括施工过程中桩身出现较大弯曲,在反复的集中荷载作用下,桩身抗弯强度不足以承受,导致断裂;桩在长时间打击中受拉、压应力过大,混凝土发生破碎,进而断裂;制作桩的水泥标号不合要求,砂、石中含泥、碎石量偏大,在施工过程中产生断裂。
桩顶碎裂的原因可能有桩顶强度不够、桩身外形质量不符合规范要求、施工机具选择或使用不当(如桩锤重量及击打次数)、桩顶与桩帽接触面不平以及施工过程中未及时更换损坏的缓冲垫等。
沉桩达不到设计要求的原因包括勘探资料不全或未能准确反映现场工程地质情况、桩锤选择过大或过小导致桩无法沉到设计控制标高、桩顶被打碎或桩身被打断,使得桩无法继续打入。
桩身倾斜的原因可能是打桩机械调节能力差、稳桩时桩帽、桩锤及桩不在同一线上,以及施工过程中未考虑到施工组织设计的周全性或质量管理体系的严密性,导致板桩最终无法合拢、轴线偏离设计要求、端面之间距离无法保证,影响后续的基坑(槽)开挖、内围檩、支撑的安装精度。
在钢板桩施工过程中,还需进行事中控制。例如,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,要求缝隙不大于3mm,断面上的错位不大于2mm。同时,组拼的钢板桩两端要平齐,误差不大于3mm,上下一致,误差不大于30mm,并确保锁口涂防水混合材料,使锁口嵌缝严密。
为保证插桩顺利合拢,需确保桩身垂直,并且围堰周边的钢板桩数要均分,为确保桩身垂直,于第一组钢板桩设固定导向木,顺导向木下插,使第一组钢板桩桩身垂直。施工中加强测量工作,及时调整倾斜度,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‰。为使围堰周边钢板桩数均分,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。
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同一断面上,相邻桩的接头上下错开至少2m,因此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。在进行钢板桩插打时,当垂直度较好,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,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。
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。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。当在围堰内抽水时,钢板桩锁口出现漏水现象,应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。在拔除钢板桩时,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,平衡内外水压力,使其与封底混凝土脱离,再拔除钢板桩。
在钢板桩施工中,常遇到打桩过程中的障碍物问题,遇到大块石或不明障碍物导致打入深度不足时,可采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。在淤泥质地段挤进过程中发生偏斜时,可将钢板桩往上拔1.0m~2.0m,再往下锤进,反复振拔,纠正偏斜和减少倾斜度。对于沿轴线倾斜度较大的钢板桩,可采用异形桩纠正,异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工,倾斜度小时也可用卷扬机或葫芦和钢索反向拉住再锤击。在淤泥质基础较软时,施工可能发生将邻桩带入现象,可将相邻的数根桩焊接在一起,增加阻力,减少带入现象。
拉森钢板桩施工技术要求包括:钢板桩的设置位置要符合设计要求,便于土方施工,基础施工期间要避免碰撞支撑结构;钢板桩的堆放要分散,避免二次搬运;钢板桩施工顺序要遵循定位放线、挖沟槽、安装导梁、施打钢板桩、拆除导梁、清理锚杆处标高土方、挖土、排污管、检查井施工、回填石屑、土方、拔除钢板桩的流程。钢板桩吊运时要采用两点吊装,保护锁口避免损伤,吊运方式有成捆起吊和单根起吊。钢板桩堆放时要选择平坦、坚固的场地,按照型号、规格、长度分别堆放,并在堆放处设置标牌说明。钢板桩施工中,为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直性,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,需设置一定刚度的、坚固的导架,以控制钢板桩的施工高度和提高施工工效,避免导架下沉或变形。在施打拉森钢板桩时,要熟悉地下管线、构筑物的情况,仔细放出准确的支护桩中线,对钢板桩进行检查、整修、涂油等预处理,确保施工质量。钢板桩施工中遇到的问题及处理方法包括:倾斜、扭转、共连等问题的解决策略。在钢板桩施工完成后,需对拔除后的桩孔进行土孔处理,采用填入法回填石屑或中粗砂,以确保工程的整体稳定性和安全性。
Ⅱ 钢板桩支护施工工艺
钢板桩施工的流程
(一)、钢板桩的检验与矫正
用于基坑支护的钢板桩,进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响核打设的焊接件割除(有割孔、断面缺损应补强)。有严重锈蚀,量测断面实际厚度,予以折减。
(二)、导架安装
导架由导梁和围檩桩等组成,在平面上分单面和双面;高度上公单层和双层。本工程采用单层双面导架。围檩桩间距2.5~3.5m,双面围檩之间间距比板桩墙厚度大8~15㎜。
导架位置不能与钢板桩相碰。围檩桩不能随钢板桩打设而下沉或变形。导梁的高度适宜,要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效,用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度。
(三)、沉桩机械的选择
用振动锤打设钢板桩。在桩锤和钢板桩之间设桩帽,以使冲击均匀分布,保证桩顶免遭损坏。
(四)、钢板桩打设
为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。在打桩过程中,为保证垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心平面位移,在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置,以便随时检查校正。
钢板桩分几次打入,第一次由20m高打至15m,第二次打至10m,第三次打至导梁高度,待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时,开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度,每打入1m测量一次。
Ⅲ 基桩的分类及施工过程中常见的质量问题
基桩分为预制桩(钢桩)、人工挖孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、锤击沉管灌注桩以及先张法预应力管桩等。混凝土灌注桩基础缺陷及防治措施
一人工挖孔桩:
桩身混凝土强度不足
原因:混凝土遭受孔内水的危害,引起砂浆稀释,砂石下沉,严重破坏混凝土的强度。
防治措施:
1、对于孔内有地下水,水位低、水量小的桩孔,在浇捣时把混凝土拌均,水抽干,可以采用串筒迅速浇捣,但是在水位以下部分,必须调整混凝土配合比,适当减少用水量并增加水泥用量等;
2、对于水位高、出水量大的桩孔,在水位下必须采用水下混凝土配合比与导管灌注法灌注,在水位之上,为了避免水下导管灌注通病──桩身上部混凝土强度低,则可采用简单串筒浇捣,但是水必须抽干,泥浆、浮浆要清除干净,两种不同方法施工的交接层,用插捣器穿过反复插捣。永安纺织厂剑杆车间出现4B桩质量事故后,施工单位依照提供的上述防治措施,既确保了质量,又不影响施工进度,经动测检验,所有桩的混凝土质量都很好。
二钻孔灌注桩:
桩底地基承载力不足
原因:桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,这种地层一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
缩径(孔径小于设计孔径)
原因:塑性土膨胀。
防治措施:成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀,如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
桩底沉渣量过大
原因:检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。
防治措施:
1、认真检查,采用正确的测绳与测锤;
2、一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m, 在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点:及时有效保证桩底干净。
钢筋笼上浮
原因:1、当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时,由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;
2、由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
防治措施:
1、灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2~3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;
2、当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
在参加福州火电厂化学处理房桩基工程施工时,其中18号桩钢筋笼就出现上浮现象,是因为搅拌机操与灌注平台卷扬机的操作工人,在这根桩灌注时临时换人,两个主要岗位的工人操作不熟练,所拌的混凝土和易性差,提管的卷扬机不灵活,出现第一斗剪球时,混凝土下不去经反复活动敲击导管,混凝土才下注,又注了好几斗,就发现在灌注中钢筋笼自然上升,将导管上提离孔底合适高度,钢筋笼才彻底止住上浮。
断桩与夹泥层
原因:
1、泥浆过稠,增加了浇注混凝土的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量混凝土,一旦流出其势甚猛,在混凝土流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层;
2、灌注混凝土过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,如果估算或测混凝土面难,在测量导管埋深时,对混凝土浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离混凝土面,也就产生提漏,引起断桩;
3、灌注时间过长,而上部混凝土已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物,造成混凝土灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;
4、导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后混凝土不能及时冲填,造成泥浆填入。
防治方法:
1、认真做好清孔,防止孔壁坍塌;
2、尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。B.快速连续浇注,使混凝土和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;
3、提升导管要准确可靠,灌注混凝土过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;
4、灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
Ⅳ 钢板桩技术
一、一般要求
1、钢板桩的设置位置要符合设计要求,便于沟槽基础土方施工,即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
2、基坑沟槽钢板桩的支护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。各周边尺寸尽量复合板装模数。
3、整个基础施工期间,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。
二、支护线测量
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。
三、钢板桩进场及堆放场区
按施工进度计划或现场情况组织钢板桩进场的时间,确保钢板桩的施工满足进度要求,钢板桩的堆放位置根据施工要求及场地情况沿支护线分散堆放,避免集中堆放在一起造成二次搬运。
四、钢板桩施工顺序
钢板桩位置的定位放线—挖沟槽—安装导梁—施打钢板桩瞩—拆除导梁—清理锚杆处标高的土方—挖土—排污管、检查井施工—回填石屑、土方—拔除钢板桩
五、钢板桩的检验、吊装、堆放
1、钢板桩的检验
对钢板桩,一般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。
(1)外观检验:包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。需注意:
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处理;
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质量检查。
(2)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20-50t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装的方法进行操作。吊运时,每次吊起的钢板桩根数不宜过多,并应注意保护锁口避免损伤。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,要选择在不会应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:
(1)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面;
(2)钢板桩按型号、规格、长度分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;
(3)钢板桩应分层堆放,每层堆放数量一般不超过5根,各层间要垫放枕木,垫木间距一般为3~4m,且上、下层垫木应在同一垂直线上,堆放的总高度不宜超过2m。
六、导架的安装
在钢板桩施工中,为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直性,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,一般都要设置一定刚度的、坚固的导架,也称“施工围檩”。
导架采用单层双面形式,通常由导梁和围檩桩等组成,围檩桩的间距一般为2.5~3.5m,双面围擦之间的间距不宜过大,一般略比板桩墙厚度打8~15mm,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高度和提高施工工效。
(3)导梁不能随着钢板桩的打设深入而产生下沉和变形等情况出现。
(4)导梁的位置应尽量垂直,并不能与钢板桩产生碰撞。
七、钢板桩施打
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要求:
(1)拉森钢板桩采用履带式挖土机施打,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。
(2)打桩前,对钢板桩逐根进行检查,剔除连接锁扣处的锈蚀、变形严重的钢板桩,待修整合合格后才可使用,整修后还不合格的禁用。
(3)打桩前,可在钢板桩的锁口内涂抹油脂,以方便钢板桩的打入、拔出。
(4)在钢板桩插打过程中,随着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,必须拔起重打。
(5)密扣且保证开挖后入土不小于2米,保证钢板桩顺利合拢;特别是检查井位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好,避免由于漏水带走泥沙,造成地面塌陷。
(6)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*200*11*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*12mm),加以特制的活动节将两侧的钢板桩对称支撑。支撑时活动节的螺母必须拧紧,保证拉森钢板桩的垂直度及沟槽开挖工作面。
(7)在基础沟槽开挖过程中,随时观察钢板桩的变化情况,若有明显的倾覆或隆起状态,立即在倾覆或隆起的部位增加对称支撑。
八、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移位,会给己施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物、建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
本工程可采用振动锤拔桩: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其拔除。
(2)拔桩时注意事项
a、拔桩起点和顺序:对封闭式钢板撞墙,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。
b、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柴油锤将桩振下100~300mm,再与振动锤交替振打、振拔。
c、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。
d、供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1.2~2.0倍。
(3)如钢板桩拔不出,可采用以下措施:
a、用振动锤再复打一次,以克服与土的粘着力及咬口间的铁锈等产生的阻力;
b、按与板桩打设顺序相反的次序拔桩;
c、板桩承受土压一侧的土较密实,在其附近并列打入另一根板桩,可使原来的板桩顺利拔出;
d、在板桩两侧开槽,放入鹏润土浆液,拔桩时可减少阻力。
(4)钢板桩施工中常见的问题及处理方法:
a、倾斜。产生这种问题的原因是被打桩与邻桩锁口间阻力较大,而打桩行进方向的贯入阻力小;处理方法有:施工过程中用仪器随时检查、控制、纠正;发生倾斜时用钢丝绳拉住桩身,边拉边打,逐步纠正;对先打的板桩适度预留偏差。
b、扭转。产生该问题的原因:锁口是铰式连接;处理方法有:在打桩行进方向用卡板锁住板桩的前锁口;在钢板桩之间的两边空隙内,设滑轮支架,制止板桩下沉中的转动;在两块板桩锁口搭扣处的两边,用垫铁和木榫填实。
c、共连。产生的原因:钢板桩倾斜弯曲,使槽口阻力增加;处理方法有:发生板桩倾斜及时纠正;把相邻已打好的桩用角铁电焊临时固定。
九、钢板桩土孔处理
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或中粗砂。