施工流程
一、支护对象
1.对于现状管道且无条件放坡路段,基坑深度≥1.5m,须进行支护;
2.沿现状道路纵、横向新建雨污水管道路段,为减少对原有道路的破坏而采取垂直开挖,且基坑深度大于1.5m时进行支护。
二、支护方法
结合本工程实际,设计中采用钢板桩作为上述基坑侧壁的支护结构,以做到快速支护、快速撤除,适应道路扩建工期较为紧迫的特点。根据基坑特点,分别采用如下不同的支护断面形式:
1.沿现状道路纵向新建雨污水管道路段,靠路基外一侧有条件放坡时,视土层地质情况采用1:1~1:1.5的坡度放坡;遇现状管道等而无条件放坡时,与靠现状路基一侧采用双侧壁支护带内支撑断面形式;
2.沿现状道路横向新建雨污水管道路段,均采用采用双侧壁支护带内支撑断面形式。
投入钢板桩打拔桩机2台用于施工。
三、钢板桩的选用
根据设计图,采用40cm宽,1cm厚,6m~9m长冷弯拉森钢板桩III型,横撑、角钢与腰梁的钢材采用Q235-A,焊条采用E43焊条。
四、钢板桩检验
1.钢板桩由供方技术监督部门检查和验收;
2.钢板桩强垂直度允许偏差为1/150,沿基坑轴线方向允许偏差为300mm;
3. 钢板桩桩底标高允许偏差为500mm;
4.外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容,检查中要注意:
1)对打入钢板桩有影响的焊接件予以割除;
2)有割孔、断面缺损的予以补强;
3)若钢板桩有严重锈蚀,测量其实际断面厚度,以便决定在计算中是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查,对不符合要求的钢板桩进行矫正。
五、施工工艺技术
1.施工放样与定位
1)将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护;
2)定桩位:按顺序标明钢板桩的具体桩位,洒灰线标明。
2.钢板桩的检验、吊装、堆放
1)钢板桩检验
钢板桩运到工地后,进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等),对缺陷部位加以整修。
2)钢板桩吊运
装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时,每次起吊的钢板桩根数不宜过多,并注意保护锁口免受损伤。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,选择在不会因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,堆放时注意:
(1)堆放的顺序、位置、方向和平面布置等要考虑到以后的施工方便;
(2)钢板桩要按型号、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3m~4m,且上、下层垫木在同一垂直线上,堆放的总高度不宜超过2m。
3.腰梁的安装
在钢板桩施工中,为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,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,需要设置一定刚度的、坚固的腰梁,安装腰梁时注意以下几点:
1)采用经纬仪和水准仪控制和调整腰梁的位置;
2)腰梁的高度要适宜,要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效;
3)腰梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形;
4)腰梁的位置尽量垂直,并不能与钢板桩碰撞。
4.钢板桩打设
1)钢板桩施打前要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。打桩前,在钢板桩的锁口内涂油脂,以方便打入拔出,根据现场施工条件,此钢板桩施工采用单独打入法,此法是从一侧开始,双侧对称进行。
(1)放线
先由测量人员定出钢板桩的轴线,可每隔一定距离设置导向桩,导向桩直接使用钢板桩,然后挂绳线作为导线,打桩时利用导线控制钢板桩的轴线,在轴向法向要求高的情况下,采用导向架;
(2)送桩
打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位;
(3)打桩
单桩逐根连续施打,每块钢板桩自起打到结束中途不停顿,注意桩顶高程不宜相差太大;
(4)调整
在插打过程中随时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,拔起重打;
(5)导梁制做安装
导梁及支撑设置在板桩墙顶以下0.5m处,根据设计位置在钢板桩内壁上,每隔2m焊钢托架,然后吊装导梁及支撑并焊接加固。
3)振动沉桩
(1)振动锤振动频率大于钢桩的自振频率。振桩前,振动锤的桩夹应夹紧钢桩上端,并使振动锤与钢桩重心在同一直线上;
(2)振动锤夹紧钢桩吊起,使工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内,待桩稳定、位置正确并垂直后,再振动下沉。钢桩每下沉1mm~2mm左右,停振检测桩的垂直度,发现偏差,及时纠正;
(3)振动沉没钢板桩试桩数量不小于10根;
(4)沉桩中钢桩下沉速度突然减小,要停止沉桩,并钢桩向上拔起0.6m~1.0m,然后重新快速下沉,如仍不能下沉,采取其他措施。
5.导梁横撑、支撑
为加强钢板桩墙的整体刚度,沿钢板桩墙全长设置导梁,通过拉杆固定于原已打好的钢托架上,为稳妥起见,在钢板桩墙横撑上加载d273x8钢管支撑。如下图所示:
6.沟槽开挖
土方开挖分段施工,每段8m,挖一段、安一节、回填一段。土方随挖随运,回填土存放在现场为开挖段,多余土方外运,开挖至钢板桩顶以下0.5m处,进行导梁支撑施工。
7.降排水
为保证沟槽的安全,在管线两侧各设300mmx300mm排水明沟,填碎石,并在20m左右设集水坑以排除地下潜水。槽底不得受水浸泡,沟槽内地下水用水泵集中排出。管槽基坑范围的地下水位在管底以下0.5m,并注意施工降排水对周边环境的影响。特别是雨季施工须做好基坑内的排水措施,坡顶地面截水措施,排水不应排在管槽附近。
8.管道安装
起重机下管时,起重机架设的位置不影响沟槽边坡的稳定,管道下放过程中避免与槽壁碰撞,安装过程中及时清理管道中杂物。
9.沟槽回填
沟槽回填土分层进行,回填土每层的压实遍数,按要求的压实度、压实工具、虚铺厚度和含水量现场试验确定,井室周围的回填与管道回填同时进行,当不便同时进行时,留台阶形接茬。
10. 拔除钢板桩
基坑回填后,拔除钢板桩,以便重复使用,拔除钢板桩前,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位移,影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。
拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min~2min,使钢板桩周围的土松动,产生“液化”,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,先振动1min~2min后,再往下锤0.5m~1.0m再往上振拔,如此反复可将桩拔出来。
本工程拔桩采用振动锤拔桩: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桩拔除。
11.钢板桩土孔处理
对拔桩后留下的桩孔,及时回填处理。桩每拔高1m后暂停引拔,振动几分钟让土孔填实。钢板拔出桩孔后,剩余的空隙应及时用1:1水泥砂浆填实。
六、基坑开挖
1)基坑开挖遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则;
2)基坑周围地面设置临时排水沟,应避免漏水、渗水进入坑内;
3)靠现状路面的基坑侧壁顶部1m范围内不得通行车辆,且1m外车辆荷载不得超过11Kpa.其它基坑侧壁顶部2m范围内不得堆载(如翻挖土),且2m外队在不得超过10Kpa;
4)基坑开挖过程中采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土;
5)发现异常情况时,立即停止挖土,并立即查清原因和采取措施,方能继续挖土;
6)开挖至坑底标高后,坑底及时封闭并进行基础施工。
七、施工应急处理措施
由于本工程地质结构复杂,钢板桩打拔施工中会常遇到一些难题,通常采用以下几点办法解决:
1. 打桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物,导致钢板桩打入深度不够采用转角桩或弧形桩绕过障碍物;
2.钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力,因作用力大小不同容易发生偏斜时,可在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.0m~2.0m,再往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的块石被振碎或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩的倾斜度;
3.钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形桩一般为上宽下窄,宽度大于或小于标准宽度的板桩,异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工,倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击;
4.在基础较软处,发生施打当桩时将邻桩一起带入现象,采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起,并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。
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