您的位置:法律快车 > 法律知识 > 工程纠纷 > 建筑工程管理 > 工程设计管理 > 无锡仙蠡桥水利枢纽工程南枢纽钢板桩围堰设计及施工

无锡仙蠡桥水利枢纽工程南枢纽钢板桩围堰设计及施工

法律快车官方整理 更新时间: 2019-12-06 06:41:17 人浏览

导读:

体';mso-spacerun:'yes'">B=145.8/64.53=2.26≥1.8即钢板桩是安全的系数,可以满足要求,设置间距为L=1.0mφ20的圆钢,上层铺以袋装土围堰进行压筑。d计算导梁:抗弯刚度:W=KM/δ(K=1.8,δ=2400Kg/cm2)则M=0.1|Z|=0.1×13.5×1×0.72=0.972→W=187

体'; mso-spacerun: 'yes'">B = 145.8/64.53 = 2.26 ≥ 1.8

即钢板桩是安全的系数,可以满足要求,设置间距为L = 1.0mφ20的圆钢,上层铺以袋装土围堰进行压筑。

d 计算导梁:

抗弯刚度:

W = KM/δ(K=1.8,δ=2400Kg/cm2)

则M = 0.1|Z| = 0.1×13.5×1×0.72 = 0.972

→W = 1875cm3

选用槽钢[28a,作为钢板桩围堰的稳定处理。

(3)初步选择

以上设计计算均以两排钢板桩间隔4m并填充土方作为计算时的围堰厚度。

综上所述,12m和18m的钢板桩均满足稳定性要求,可以初步确定钢板桩的长度选用12m,LSPIV(400×170×15.5)型号,可满足施工要求,但是考虑到南涵首的基坑挖深超过▽-7m,为了达到防渗要求,初步选择18m长度的钢板桩作为背水侧围堰,12m长度作为迎水侧围堰,采用Φ20圆钢按1m间隔将两排围堰连结,纵向采用28a型钢作为钢板桩围檩,两板桩之间用粘土填实。

2.2钢板桩围堰施工准备

(1)一般要求

① 钢板桩的设置位置应便于基础施工,即在基础结构边缘之外并留有支、拆模板的余地。

② 钢板桩的平面布置形状,应尽量平直整体,避免不规则的转角,以便充分利用标准钢板桩和便于设置支撑。

③ 钢板桩施打前,应将桩尖处的凹槽底口封闭,锁口应涂油脂。用于永久性工程应涂红丹防锈漆。

(2)钢板桩的检验与矫正[page]

① 钢板桩检验

用于基坑临时支护的钢板桩,主要进行外观检验,包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等,新钢板桩必须符合出厂质量标准,重复使用的钢板桩应符合检验标准要求,否则在打设前应予以矫正。本标工程原则上使用新购钢板桩。

② 钢板桩矫正

钢板桩的矫正采取以下六种方法:

a 表面缺陷矫正。先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污,然后用焊接修补的方法补平,再用砂轮磨平。

b 端部矩形比矫正。一般用氧乙炔切割桩端,使其与轴线保持垂直,然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。当修整量不大时,也可直接采用砂轮进行修理。

c 桩体挠曲矫正。腹向弯曲矫正是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上,用设置在龙门式顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凹凸处进行冷弯矫正;侧向弯曲矫正通常在专门的矫正平台上进行,将钢板桩弯曲段的两端固定在矫正平台的支座上,用设置在钢板桩的弯曲段侧面矫正平台上的千斤顶顶压钢板桩弯凸处,进行冷弯矫正。

d 桩体扭曲矫正。这种矫正较复杂,可根据钢板桩扭曲情况,采用c中的方法矫正。

e 桩体截面局部变形矫正。对局部变形处用千斤顶顶压、大锤敲击与氧乙炔焰热烘相结合的方法进行矫正。

f 锁口变形矫正。用标准钢板作为锁口整形胎具,采用慢速卷扬机牵拉调整处理,或采用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直处理。

(3)钢板桩吊运及堆放

装卸钢板桩采用两点吊。吊运时,控制每次起吊的钢板桩根数,并注意保护锁口免受损伤。吊运方式采取成捆起吊和单根起吊。成捆起吊采用钢索捆扎,而单根吊运采用专用的吊具。

钢板桩堆放在平坦而坚固的场地上,必要时对场地地基土进行压实处理。在堆放时要注意:

① 放的顺序、位置、方向和平面布置均考虑到以后的施工方便。

② 板桩按型号、规格、长度、施工部位分别堆放,并在堆放处设置标牌说明。[page]

③ 钢板桩采取分层堆放,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。

(4)抄平放线

在打桩及打桩机开行范围内清除地面及地下障碍、平整场地、做好排水沟、修筑临时道路,并根据支付结构设计图纸放线定位,同时做好测量控制网和水准基点。

2.3钢板桩施工

(1)打桩机械的选择

钢板桩采用捶击打入法、振动打入法、静力压入法及振动捶击打入法等施打方法。根据不同的施打方法采用相应的打桩机械。同时在选择打桩机型号时,在考虑工程地质,现场作业环境,钢板桩形式、重量、长度、总数量等具体条件后,以从机械适用、经济、安全角度考虑后。打桩机械选定二台DZ150型振动打桩机,水上采用一艘300t级水上打桩船和一艘运输驳船。打桩机械的各类桩架、桩锤的技术性能和桩锤规格,根据施工需要进行配置。施工时,为了使桩锤的冲击力均匀分布在桩顶的顶面,保护桩顶免受损伤和控制桩打入方向,在桩锤和钢板桩之间应设桩帽。桩帽一般由冲击槽、冲击板和定位肋三部分组成。

(2)钢板桩的施工

① 钢板桩施工顺序

钢板桩的打设在基坑开挖前已完成,整个板桩支护结构需要等地下结构施工完成后,在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。钢板桩的施工包括打设、挖土、支撑(如果有)、地下结构施工、支撑拆除及板桩的拔除。

② 钢板桩的打设工艺流程

a 打桩围檩支架(导向架)设置。为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙墙面的平整度,在钢板桩打入时设置打桩围檩支架,围檩支架由围檩及围檩桩组成。

围檩为双面布置形式,下层围檩设在离地面约500mm处,双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8-l0mm。围檩支架一般采用型钢组成,如H型钢、工字钢、槽钢等,围檩桩的入土深度为6-8m,间 距2-3m,根据围檩截面大小而定。围檩与围檩桩之间用连接板(可用槽钢)焊接。

b 打桩流水段的划分。打桩流水段的划分与桩的封闭合拢相关,流水段长度大,合拢点就少,相对积累误差大,轴线位移相应也大;流水段长度小,则合拢点多,积累误差小,但封闭合拢点增加。本标段施工采用后一种方法。另外采取先边后角打设方法,可保端面相对距离,不影响墙内围檩支撑的安装精度,对于打桩积累偏差可通过转角外作轴线修正。[page]

③ 钢板桩打设

a 先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩,插桩时对准锁口,每插入一块即套上桩帽,轻轻加以锤击。

b 在打桩过程中,为保证钢板桩的垂直度,用两台经纬仪从两个方向加以控制。

c 为防止锁口中心线平面位移,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桩的位置,以便随时检查校正。

d 开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确,以便起到样板导向作用,故每打入lm均测量一次,打至预定深度后立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。

e 钢板桩的转角和封闭合拢。由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整数倍,或板桩墙的轴线较复杂,或钢板桩打入时倾斜在锁口部有空隙,这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难,通过采用异形板桩、轴线修整等方法来解决。

f 异形板桩法。在板桩墙转角处为实现封闭合拢,需采用特殊形式的转角桩—异形板桩。它是将钢板桩从背面中线处切开,再根据选定的断面进行组合而成。因加工质量难以保证,打入和拔出也较困难,所以本标将尽量避免采用。

g 轴线修整法。通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整,实现封闭合拢。封闭合拢处选在短边的角部。轴线调整的具体作法如下:

1′沿长边方向打至离转角桩尚有8块钢板桩时暂时停止,量出至转角桩的总长度和增加的长度;

2′在短边方向也参照上述办法进行;

3′根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩的尺寸,将短边方向的围檩与围檩桩分开,用千斤顶向外顶出,进行轴线外移,经核对无误后再将围檩和围檩桩重新焊接固定;

4′在长边方向的围檩内插桩,继续打设,插打到转角桩后,再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩;

5′根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打,最后一块封闭合拢的钢板桩,设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。

④ 打桩方式的选择[page]

a 单桩打入法。这种方法是以一块或两块钢板为一组,从一角开始逐块(组)插打,直至工程结束。这种打入方法施工简便,可不停顿地打,桩机行走路线短, 速度快。但单块打人易向一边倾斜,误差积累不易纠正;墙面平直度难控制。

b 双层围檩法。在地面上一定高度处离轴线一定距离,先筑起双层围檩架,而后将板依次在围檩中全部插好,待四角封闭合拢后,再逐渐按阶梯状将板桩逐块打至设计标高示。这种打人法能保证板桩墙的平面尺寸、垂直度和平整度。但施工复杂,不经济,施工速度慢,封闭合拢时需异形桩。

c 屏风法。用单层围檩每10—20块钢板桩组成一个施工段,插入土中一定深度形成较短的屏风墙;然后先将两端1~2块钢板桩打人,严格控制其垂直度,用电焊固定在围墙上,其余钢板桩按顺序分1/2或1/3板桩高度呈阶梯状打设;如此逐组进行,直至工程结束的打入方法。这种方法能防止板桩过大的倾斜和扭转;能减少打入的累计倾斜误差,可实现封闭合拢;由于分段施打,不影响邻近钢板桩施工。但插桩的自立高度大,需采取措施保证墙的稳定和操作安全。

2.4钢板桩的拔除

(1)拔桩阻力计算

拔桩阻力F包括钢板桩与土的吸附力FE及上一段钢板桩与土的侧面阻力FS:

F=FE+FS=35.52+41.47=76.99(KN) (4-2-1)

式中 FE——钢板桩与土的吸附力;

FE=UL r =0.74×12×4=35.52(KN) (4-2-2)

U——钢板桩的周长;

L——钢板桩的长度;

r——钢板桩与各土层吸附力按土层厚度的加权平均值(L范围内)。对于静力拔桩取静吸附力;对于振动拔桩取动吸附力.

Fs 一钢板桩与土的侧面阻力;

FS=1.2eaBhμ=1.2×18×0.4×12×0.4=41.472(KN) (4-2-3)

ea——作用在钢板桩上的主动土压力强度,按h范围内土层厚度的加权平均值(kN/m2);[page]

B——钢板桩的宽度(m);

h——钢板桩桩顶至坑底的长度(m);

u——钢板桩与土的摩阻阻力系数,取0.35~0.40。

(2)拔桩方法

① 静力拔桩法。静力拔桩可采用独脚把杆或人字把杆,并设置缆风绳以稳定把杆。把杆顶端固定滑轮组.下端设导向滑轮,钢丝绳结构结厂;对较小、较短的板桩也可采用木把杆。

静力拔桩技术要求较高,特别是在拔桩开始阶段,由于静摩阻力与吸附力很大,初始起拔时往往会发生卷扬机负荷过大或钢丝绳绷断的现象,因此宜将卷扬机间歇起动,减小拔桩阻力,渐渐将钢板桩拔出,起动后则尽可能保持匀速拔升。

② 振动拔桩法。振动拔桩是利用振动锤对板桩施加振动力,扰动土体,破坏其与板桩间的摩擦力和吸附力并施加吊升力将桩拔出。这种方法效率高、操作简便,是广泛采用的一种拔桩方法。

振动拔桩主要选择拔桩振动锤,一般振动拔桩锤均可作打、拔板桩之用。

③ 拔桩顺序

钢板桩墙拔桩的开始点离开桩角5 根以上,必要时采取间隔拔除。拔桩顺序一般与打桩顺序相反。

钢板桩拆除时处在二期围堰基础范围,故决定采用10t履带吊车进行拔桩,施工中,将按下列方式进行钢板桩拆除控制。

④ 拔桩控制要点

a 拔桩时,用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力,然后边振边拔。对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100—300mm,再与振动锤交替振打、振拔。

b 起重机随振动锤的起动而逐渐增加荷,起吊力略小于减振器弹簧的压缩极限。

c 供振动锤使用的电源为振动锤本身电动机额定功率的1.2—2.0倍。

d 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1.5h。[page]

3.5桩孔处理

钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理,特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合,尤其注意及时回填,否则往往会引起周围土体位移及沉降,并由此造成临近建筑物等的破坏。

土孔回填材料常用砂子,也可采用双液注浆(水泥与水玻璃)或注入水泥砂浆。

回填方法采用振动法、挤密法填人法及注入法等,回填时做到密实并无漏填之处。

考虑采用砂石料或人工注入方式进行桩孔回填。

3、总结

目前本工程已竣工,且已经过验收,在2年的施工过程中本围堰经受住了多次洪水的考验,事实证明本围堰的设计与施工是正确合理的,在以后的类似工程中有很大的参考价值。

声明:该作品系作者结合法律法规,政府官网及互联网相关知识整合,如若内容错误请通过【投诉】功能联系删除.

相关知识推荐