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1、浅谈拉森钢板桩在复杂基坑中的支护应用摘 要:拉森钢板桩作为一种新型建材,在建桥围堰、大型管道铺设、临时沟渠开挖时作挡土、挡水、挡沙墙;在码头、卸货场作护墙、挡土墙、堤防护岸等,工程上发挥重要作用。拉森钢板桩不仅绿色、环保而且施工速度快、施工费用低,具有很好的防水功能。关键词:拉森钢板桩 围护 地质 打桩 拔桩一、 工程概况本工程位于上海市 ,地质条件较差,开挖深度约5m,施工条件复杂。地库总建筑面积约3230,全长约353m,地库南、北侧各有两栋18层住宅,西侧为三层商业房,东侧河道距地库最近处仅4.2m,且地库北侧设置两台塔吊。图1.1 地库周边环境原设计方案中,地库围护采取复合土钉墙,但是
2、考虑到施工的难易程度、经济性、防水效果、环境保护等因素,最后决定采用拉森钢板桩进行维护,且得到了业主和设计单位的许可。在比较了各种型号拉森钢板桩的性能以后,结合现场具体情况,最终选择了FSP-IV型钢板桩,桩长12m。表1.1 拉森钢板桩参数二、 地质条件本工程位于属于泻湖沼泽平原类型,地形较为平坦。拟建场地65.45m深度范围内的地基土属第四季全新世及上更新世沉积物,主要由饱和粘、粉性土及砂性土组成,一般呈水平分布。各土层参数如表2.1所示。表2.1 各土层参数序号土层名称厚度(m)(KNm)C(KPa)A(*)1素填土5.0018.010.0010.002粉质粘土1.0019.442.00
3、19.003砂质粉土4.5018.75.0031.504砂质粉土7.0018.76.0031.005砂质粉土夹粉质粘土4.6018.67.0029.506粉砂待添加的隐藏文字内容33.9018.51.0035.50表2.2 续表序号土层名称厚度(m)m(MNm4)Kmax(KNm)Gse1素填土5.002.00.02.51.002粉质粘土1.005.00.02.51.003砂质粉土4.504.00.02.51.004砂质粉土7.004.00.02.51.005砂质粉土夹粉质粘土4.604.00.02.51.006粉砂3.904.00.02.51.00三、 支护计算基坑设计总深4.95m,依据上
4、海市标准基坑工程技术规范(DG/TJ08-61-2010)进行设计计算,计算断面基本情况为:该区域采用一级放坡钢板桩围护方式,坡比为1:1.2,平台宽度为1.5,表面采用60mm厚C20细石混凝土护坡,内配6.5250250钢筋网片。在平台处采用悬臂式FSP-IV型小齿口钢板桩40085800,桩长12.0m。3.1、挡墙及放坡设计(如图1所示)图1 挡墙及放坡设计地面荷载:20.0kpa钢板桩嵌入深度:8.550m3.2、内力、变形计算(如图2所示)每根桩抗弯刚度EI=38808KN以下内力和土体抗力的计算结果是每根桩的,支撑反力是每延米的。抗力KN/m10 位移mm10 弯矩KNm10 剪
5、力KN10 深度m 抗力包络图 位移包络图 弯矩包络图 剪力包络图图2 内力图及变形3.3、桩底抗隆起计算(如图3所示)考虑隆起土层不均匀性厚深比:0.0坑内侧向外5.0m范围内总荷载:1270.0KN/m;验算断面处土体内聚力:6.0KPa;内摩擦角;31.0图3 桩底抗隆起示意图3.4、抗倾覆计算(如图4所示)图4 钢板桩抗倾覆受力图3.5、钢板桩强度计算设计值系数:1.25弯矩折减系数:1.0最大弯矩标准值:183.2KNm弯矩设计值:229.0KNm钢板桩抗弯截面模量1816000.0mm钢板桩边缘正应力:126110.8kPa抗弯强度设计值:210000.0kPa四、 施工过程投入钢
6、板桩打拔桩机1台用于施工。打拔桩机为挖掘机(KATO1250)加振动锤改装而成,振动锤为曰本产NPKHP7SXB型,激振力200kN。 吊桩机为KH100-30吨履带吊。4.1、打桩过程施工现场先进行场地平整,机械、材料等全部就位以后就可以进行打桩。打桩前先确定好打桩的方法、顺序、打桩机行进路线及开打位置等,打桩过程按以下顺序进行:1、 先由测量人员定出钢板桩支护的轴线,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。 2、准备桩帽及送桩:打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位。 3、单桩逐根连续施打,注意桩顶高程不宜相差太大打桩过程中注意事项:1、
7、拉森钢板桩开始打桩时一定要控制好桩的垂直度,首先要确保第一根桩的绝对垂直度。2、第一根桩不要打到需要的标高,应比要求标高高出0.20.3米,预防第二根桩打入时将第一根桩带下,侍数根桩完毕后再逐一将前桩送到所需标高。3、拉森钢桩的锁口必需平直,打桩前锁口内应涂上黄油及油脂,减少阻力,有利以控制各项指标。4.2、拔桩过程基坑回填后,要拔除钢板桩,以便重复使用。拔除钢板桩前,应仔细研究拔桩机行进路线、拔桩方法、顺序、时间、桩的堆放及土孔处理等。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,给己施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物或底下管线。拔桩过程中,先用打拔桩机夹住钢板桩
8、头部振动1min2min,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,振动1min2min后再往下锤0.5m1.0m再往上振拔,如此反复可将桩拔出来。 拔桩应设法减少拔桩带出的土壤或回填物,目前主要采用灌水、灌砂措施。对拔桩后留下的桩孔,必须及时回填处理。由于场地条件限制,拔桩机必须站到地库上面进行拔桩,因此施工开始之前拔桩机行进路线已经规划好,尽量沿着地库剪力墙行进,以减少拔桩过程中对地库结构的扰动,而且顶板上面有很多反梁,因此要对地库顶板进行保护和加固。在拔桩机行进区域,顶板受到压力比较大,现场
9、采取搭设内排架的形势对顶板进行加固,在顶板上回土并铺钢板对顶板及反梁进行保护。拔出的桩转运到地库以外区域堆放整齐,并及时进行退场处理。五、 效果分析在本工程基坑开挖并抽干水后,进行了定期监测,监测结果显示:1、拉森钢板桩内侧无明显渗水现象,基坑内也没有出现渗漏、管涌等现象;2、发现桩顶向基坑内的偏移量最大值为34mm,小于60mm,而且没有出现日变量连续2天以上5mm的现象,符合设计要求;3、没有发现坑底土体有隆起的现象。说明现场采取钢板桩支护是成功的。【参考文献】1基坑工程技术规范(DG/TJ08-61-2010)2地基处理技术规范(DG/TJ08-40-2010)3基坑工程施工监测规程(DG/TJ08-2001-2006)4建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)5其它相关规范规程