支护结构施工施工技术.docx
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1、6-2-7支护结构施工6-2-7-1钢板桩施工I.常用钢板桩及质fit标准钢板班支护由于其施工速度快,可重复使用,因此在一定条件下使用会取得较好的效益。常用的钢板桩有U型和Z型,其他还有直腹板式、H型和组合式钢板桩。国产的钢板桩只有较W型和包W型拉森式(U型)钢板桩,如表6-74所示。其他还有一些国产宽翼缘热轧槽钢用于不太深的基坑作为支护应用。国产拉森式(U型)钢板桩表6-74型号尺寸(mm)A单根(cm2)亶量(m)惯性矩I薇面抵抗矩宽度b高度h腹板厚”厚,2单根每米宽单根(cm4)(cm4m)单根(cm3)(cmVm)MIV型40018015.510.599.1477.73193.334.
2、02531.9633432043WIV型(新)400180!5.510.598.7076.94192.583.97031.9503362043包IV度50018516.010.0115.1390.80181.605.95545.655424.82410日本是生产钢板桩较多的国家之,拉森式、Z型、直腹板式、H型、组合式钢板桩皆生产,现只举其中一部分如表6-75所示.美国亦生产较多的钢板桩。除日、美外,德、法、卢森堡等国家亦生产钢板桩。钢板桩的质量标准如表6-76所示。重或使用的钢板机检验标准如表6-77所示。表6-75一根桩每延米班增重t惯性矩破面模It回转半径惯性也截面模量WW1.IiW1,也
3、(kgm)(cm4)(CTn3)(cm)()(CmYm)(cmVm)35.5598883.6488.8450X1052948.0124101524.501208741087443.02146101605.1510810610288060.0222102235.39150168IO21M1O58.4279102506.12146228IO21521076.1467X103626.94190386IO22271074.0530104007.50185416XW222510105.0796105207.7121063010231510120.0114XIO26808.63240860IO238210
4、74.0153IO21001012.74185383X1.oJ25110M.5220XIO31281014.26211550XIOJ3201096.0277XIO21521015.05240692XIO1010116.0334XIO21821015.00290835X10:4551054.219047.81.66153412060.819648.31.59152520117表6-76日本生产的钢板桩9式号尺寸度高度厚度截面积B(mm)h(mm)I(mm)A(cm2)NKSP-A400858.045.21NKSP11(1.)400110.561.18NKSP-BA4001209.255.01NK
5、SP-K(1.)40012513.076.42拉森式NKSP-DA40015013.174.40NKSP-N(1.)40017015.596.99NKSP-NA40018516.194.21NKSP-V(1.)50020024.3133.8NKSPW(1.)50022527.6153.0NKSP-Z-25400305n13.09.64.32Z51NKSP-Z-32400M414.210.4107.7NKSP-Z-3840036417.211.4122.2NKSP-Z-4540036721.913.2148.2直腹板式NKSP-F40044.59.569.07NKSP-FA40044.512.7
6、77.50钢板桩质量标准(%1.)(%)长度1.表面缺馅(%)11(nun)平行向10m0.150.124200mm420.150.12士4200mm4士20.150.124土4%4士20.150.12420On1.in42桩B有效宽度b(%)端头矩形比(mm)厚度比(mm)千直度垂直向18E10mUff1.220.5t.60.81.20.150.12Z5-1-+320.50.60.81.20.150.12箱量220.5t.60.81.20.150.12速旦至2_20.50.50.50.50.1S0.12重复使用的钢板桩检验标准表677序号检查项目允许倒塞检存方法单位数值I桩垂直度%1纲尺景2
7、桩身弯曲度50:粘性土N30)贯入性能较差,桩体周围土层要产生振动:耗电较多。选择振动锤时,可根据需要的振幅4和偏心力矩来进行选择。需要的振幅4,按下列公式计算:对砂土:=O.8yV+1.(mm)(6-105)对粘性土、粉土:A=J1.6N+1.As=(mm)(6-106)式中N-桩尖所在十层的标准贯入值:1.钢板桩长度(m)。需要的偏心力矩好,按下式计算:15,+225A:+(1.56-1.)225+1.56(,Mn=(i(N-cm)(6-107)1.56- AC1钢板桩白重(N):4 板桩需要的振幅(mm)。(4)导架安装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
8、变形和提高桩的贯入能力,一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架,亦称“施工困檄工导架通常由导梁和导桩等组成,它的形式,在平面上有单面和双面之分,在高度上有单层和双层之分。一般常用的是单层双面导架(图6/02)。导桩的间距一般为2.53.5m,双面导梁之间的间距一般比板桩墙高度大815mm0图6-102导架1导梁:2导桩导架的位置不能与钢板桩相碰。导桩不能随着钢板桩的打设而下沉或变形。导梁的高度要适宜,要有利于控制钢板批的施工高度和提高工效,要用经纬仪和水平仪控制导梁的位置和标高。5 .钢板桩打设和拔除(1)打入方式选择I)单独打入法:这种方法是从板桩墙的一角开始,逐块(或两块为一组)打设,直至工
9、程结束。这种打入方法简便、迅速,不需要其他辅助支架。但是易使板桩向健倾斜,且误差积累后不易纠正。为此,这种方法只适用于板桩墙要求不高、且板桩长度较小(如小于IOTn)的情况。2)屏风式打入法:这种方法是将10-20根钢板桩成排插入导架内,呈屏风状,然后再分批施打.施打时先将屏风墙两端的钢板桩打至设计标高或一定深度,成为定位板桩,然后在中间按顺序分1/3,1/2板桩高度呈阶梯状打入(图6-103).图6703导架及屏风式打入法I-导桩:2-导梁:3-两端先打入的定位捌板桩这种打桩方法的优点是可以减少帧斜误差积累,防止过大的倾斜,而I1.易于实现封闭合拢,能保证板桩墙的施工质量.其缺点是插桩的自立
10、高度较大,要注意抽枇的稳定和施工安全。一般情况卜.多用这种方法打设板桩墙,它耗仍的辅助材料不多,但能保证旗量。屏风式打入法按屏风组立的排数,分为单屏风、双屏风和全屏风。单屏风应用最普遍;双屏风多用于轴线转向处施工:全屏风只用于要求较高的轴线闭合旅工.按屏风式打入法施打时,一排钢板桩的施打顺序有多种,视施工时具体情况选择。施打顺序影响钢板桩的垂直度、位移、板桩墙的凹凸和打设效率。我国规定的钢板桩打设允许误差:桩顶标高10Omm:板桩轴线偏差10()mm:板桩垂直度I%。(2)钢板桩的打电先用吊车聘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相轻轻加以锤击。在打枇过程中,为保证
11、钢板桩的垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移,可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。同时在围棚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,如第一次由20m高打至15m,第二次则打至Khn.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,开始打设的第、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度,它可以起样板导向作用,一般每打入Im应测量一次。1)钢板桩的转处和封闭钢板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整倍数.或衣板桩堵的轴线较复杂,钢板桩的制作和打设也有误差,这些都会给钢板桩墙的最终封闭合拢带来困雄。钢板桩墙的转角和封闭合拢
12、施工,可采用下述方法:采用异形板桩:异形板桩的加工质量较难保证,而且打入和拔出也较困雄,特别是用于封闭合拢的异形板桩,股是在封闭合拢前根据需要进行加工,往往影响施工进度,所以应尽量避免采用异形板桩.连接件法:此法是用特制的“”(Omcga)和“6(Ddta)型连接件来调整钢板桩的根数和方向,实现板桩墙的封闭合拢。钢板桩打设时,预先测定实际的板桩墙的有效宽度,并根据钢板桩和连接件的有效宽度确定板桩墙的合拢位置。骑缝搭接法:利用选用的钢板桩或宽度较大的其他型号的钢板桩作闭合板桩,打设于板桩墙闭合处。闭合板桩应打设于挡上的一侧。此法用于板桩堵要求较低的工程。轴线调整法:此法是通过钢板桩墙闭合轴线设计
13、长度和位置的调整实现封闭合拢。封闭合拢处最好选在短边的角部。轴线修正的具体作法如卜.(图6-KU):f_8块宽度匚长边合处朝怛洋8图6704轴线修正a.沿长边方向打至离转角桩约尚有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:b.在短边方向也照上述办法进行:C.根据长、短两边水平方向增加的长度和转向桩的尺寸,将短边方向的导梁与闱橡桩分开,用千斤顶向外顶出,进行轴线外移,经核对无误后再将导梁和圉擦桩重新焊接固定;d.在长边方向的导梁内插桩,继续打设,插打到转向桩后,再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩:C.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
14、端部算起的第三块板桩的位置处。2)打桩时问题的处理阻力过大不易贯入:原因主要有两方面,一是在坚实的砂层、砂砾层中沉桩,桩的阻力过大:二是钢板桩连接锁口锈蚀、变形,入土阻力大。对第种情况,可伴以高压冲水或改以振动法沉桩,不要用锤硬打;对笫二种情况,宜加以除锈、矫正,在锁口内涂油脂,以减少阻力。钢板桩向打设前进方向倾斜:在软土中打桩,由丁锁口处的阻力大于板桩与上体间的阻力,使板桩易向前进方向倾斜。纠正方法是用卷扬机和钢丝绳将板桩反向拉住后再锤击,或用特制的楔形板枕进行纠正。打设时将相邻板桩带入:在软土中打设钢板桩,如遇到不明障碍物或板桩帧斜时,板机阻力增大,会把相邻板桩带入。处理方法是:用屏风法打
15、设:把相邻板桩焊在导梁上:在锁口处涂以黄油减少阻力。(3)钢板桩拔除在进行基坑回填土时,要拔除钢板桩,以便修整后重其使用。拔除前要研究剂板桩拔除顽序、拔除时间及桩孔处理方法。I)钢板桩拔除阻力计算拔除限力由下式计算:F=Fe+Fi(6-108)式中Fc钢板桩与土的吸附力:Ft=U1.x6-1()9)U钢板桩周长:1.一一钢板桩在不同土中的长度:M-钢板桩在不同土层中的静吸附力或动吸附力(用T静力拔桩和振动拔桩),表680;居一一钢板桩的断面阻力:Ft=.2EJiH(6-110)Ea一一作用在钢板桩上的主动土压力强度:B一一钢板桩宽度:H一一钢板桩在土中的深度;钢板桩与土体之间的摩擦系数(0.3
16、5-0.40)钢板桩在不同土质中的吸附力表6-80土质静吸附力Td(kNm2)动吸附力K动吸附力a(含水量很少时)(kNm-)粗砂砾34.02.55.0中砂(含水)36.03.04.0细砂(含水)39.03.54.5粉土(含水)24.04.06.5砂侦椅士(含水)29.03.55.5拈侦粉土(含水)47.05.5粉质粘土30.04.0拈土50.07.5硬粘土75.013.0非常硬的粘上130.025.02)钢板桩拔出方法钢板桩的拔出,从克服板桩的阻力若眼,根据所用拔桩机械,拔桩方法有静力拔桩、振动拔枇和冲击拔桩。净力拔桩主要用卷扬机或液压千斤顶,但该法效率低,有时难以顺利拔出,较少应用.振动拔
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