拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法
2023-07-14 02:46:26 4
專利名稱：拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法
技術領域：
本發明涉及一種河道中基坑施工工法，尤其是涉及一種拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法。
背景技術：
目前在河道上建橋或其他建築物，由於河內有水，位於河內基坑的開挖通常情況下採用先修築圍堰，然後再在圍堰內對基坑進行支護。水深較大時一般採用雙層鋼板樁圍堰。雙層鋼板樁圍堰是在兩層鋼板樁之間填一定厚度的粘性土，用圍堰自身的重量來平衡外側水壓力的作用。當水深較大時為保證圍堰的穩定，填土的厚度較大，因此圍堰的造價較高。再加上堰內基坑支護的費用使工程的成本大大增加。
發明內容
本發明是提供一種拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其主要是解決現有技術所存在的開挖河內基坑時需要先造圍堰，而圍堰的造價較高，並且堰內基坑支護的費用較大等的技術問題。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的
本發明的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，所述的施工方法包括
A.施工準備
a.鋼板樁的整理採用同型號的拉森鋼板樁，鋼板樁運到工地後，在拼組前應對其進行檢查、丈量、分類、編號及登記，施工前應檢查拉森鋼板樁的鎖口，拉森鋼板樁的長度不夠時，可用同類型的鋼板樁等強度焊接接長，焊接時先對焊或將接口補焊合縫，再焊加固板， 相鄰板樁接長縫應注意錯開；
b.拼制組樁圖插打鋼板樁前，進行組樁圖的拼制，以便施工中按圖進行，保證整個支護結構的順利合攏；
c.拼制角樁需要拼制角樁時，將一塊鋼板樁縱向割開後，中間用角鋼或鋼板彎制焊接、鉚接或螺栓連接成角樁；
B :第一層內支撐
a.本工法把定位樁、導梁的施工同第一層內支撐結合起來，插打拉森鋼板樁前，應打好定位樁，安裝好導梁，定位樁在支護結構的四角設置。定位樁插打好後，導梁固定在定位樁的外側，固定的方法採用焊結；
b.導梁安裝完成後，進行內支撐的安裝，內支撐和圍檁採用焊接的方法進行連接，內支撐的數量和布置形式按施工計算的結果進行施工；
C.插打鋼板樁
a.打樁機的選擇採用液壓打樁機，施工前應檢查液壓管路是否暢通，打樁機的功率是否符合要求，插樁機夾板牙齒是否磨損太多；
b.插打方法插打的施工方法採用開始的一部分逐塊插打，後一部分則先插合攏後再打；
c.插打順序支護結構拉森鋼板樁的插打順序採用從河道上遊開始，在下遊合攏；每邊由一角插至另一角；
D.抽水、挖土、第二層內支撐
a.抽水為防止兩鋼板樁鎖口處滲水，用配套的橡膠條在支護結構外從上到下塞入兩鋼板樁鎖口空隙中，然後用潛水泵抽出支護結構內的水，抽出的水直接排到外面的河水裡。 內部的水抽乾後就可以進行基坑的開挖；
b.挖土基坑土方的開挖採用小型挖機配合人工進行施工，在基坑邊修築便橋，在便橋上停一輛16T的吊機，在吊鉤上掛一個I. 2m3的料鬥，用小挖機挖出的泥放入料鬥內，然後用吊機吊出放入旁邊的自卸車上運到指定的地方；
c.第二層內支撐施工當抽水、挖土到第二層內支撐設計位置以下O.5m左右後，進行第二層內支撐的安裝，安裝第二層內支撐前先按確定的標高位置在鋼板樁內壁焊上採用槽鋼製作的三角託架，安裝託架一定要採取措施保證頂面位於同一水平面上，然後安裝工字鋼圍懍，最後安裝鋼管內支撐，安裝方式同第一層內支撐；
d.坑內排水當明水排完後進行土方開挖時，在承臺位置以外沿四周挖出一條集水溝， 在拐角處開挖集水坑，用潛水泵排出集水；
E.第三層內支撐
第二層內支撐撐好後，繼續進行排水或基坑土方的開挖，當深度達到第三層內支撐以下O. 5m左右時，進行第三層內支撐的施工，施工方法同第二層內支撐；
F.封底
封底時先抽乾坑內的積水，用石子填平排水溝至坑底標高；再用土工布擋住拉森鋼板樁，封底混凝土施工由一邊向另一邊推進，保證連續、不間斷、不留接縫、一次性完成；封底的目的一是使整個基坑形成一個不透水的空間，便於施工的順利進行；二是作為支護結構的一層支撐，保證基坑的穩定和安全；三是作為承臺施工的底模，保證承臺的施工質量。G.承臺施工
當封底混凝土強度達到設計強度的75%後，拆除基底處的內支撐進行承臺的施工；施工前應對施工人員進行技術交底，應鑿除樁頭至設計標高。承臺鋼筋的綁紮、模板的安裝和混凝土的澆築應符合設計或規範的要求。H.拆除內支撐、拔除鋼板樁
a.拆除內支撐內支撐的拆除從下到上進行，倒數第一層內支撐已在承臺施工前拆除， 倒數第二層內支撐應在承臺周圍回填土並夯實後進行，其餘各層內支撐應在回填土或注水到該層內支撐以下O. 5m後進行，回填土或注水應根據河床高程確定，河床以下回填土方， 河床以上注水；內支撐結構的拆除應先拆內支撐，後拆圍懍，拆除的施工順序應和安裝的施工順序相反，後安的先拆，先安的後拆；
b.拔除鋼板樁鋼板樁的拔除在全部內支撐拆除後進行，拔樁採用液壓插樁機。拔出的拉森鋼板樁應清刷乾淨，在運輸堆放時，不得碰撞，防止彎曲變形；堆放場地應堅實平整，板樁基墊每隔3-5m設一道磚石垛，每層板樁之間墊以枋木，枋木與垛應在同一垂直面上，頂上一層板樁應有坡度以利排除雨水，堆放應整齊。在施工之前，可以先進行施工計算。
通過施工計算，確定鋼板樁的型號尺寸、鋼板樁的嵌固深度、內支撐的層數及內撐腰梁工字鋼的型號尺寸、內撐鋼管的的型號尺寸等。拉森鋼板樁結構應高出水面標高I. Om 左右。第一層內支撐標聞基本和水面標聞一致，最下一層內支撐標聞應聞於基底O. 3m左右，封底混凝土施工完成並達到設計強度的75%後拆除。承臺一般厚度在2. Om左右，倒數第二層內支撐可設置在承臺頂標高以上O. 5m左右，便於承臺的施工。所用內支撐的位置應以滿足鋼板樁、圍檁的剛度、強度要求確定。I、嵌固深度的計算
多層支點鋼板樁嵌固深度計算值h應按整體穩定條件採用圓弧滑動簡單條分法確定 (如圖I)
Σ CikIi + Σ (q0bi +Oi) COS Θ jtg Φ ik — YkE (q0bi + sin 式中cik、——最危險滑動面上第i 土條滑動面上的固結不排水(快)剪粘聚力、內摩擦角標準值；
Ii—第i 土條的弧長；
4—第i土條的寬度；
Yk—整體穩定分項係數，應根據經驗確定，當無經驗時可取I. 3 ； ω,——作用於滑動面上第i 土條的重量，按上覆土層的天然土重計算；
Θ i—第i土條弧線中點切線與水平線夾角。2、結構計算
I)截面彎矩設計值M M=L 25 Y0Mc
式中M。——截面彎矩計算值，可按《建築基坑支護技術規程》附錄B的彈性支點法進行計算。2)截面剪力設計值V V= I. 25 Y0Vc
式中V。——截面剪力計算值，可按《建築基坑支護技術規程》附錄B的彈性支點法進行計算。3)支點結構第J層支點力設計值Tdj 』
Tdj — I· 25 Y 0TCJ·
式中=Tcu.——第j層支點力計算值，可按《建築基坑支護技術規程》附錄B的彈性支點法進行計算。作為優選，所述的步驟A中鎖口檢查採用一塊長I. 5-2. Om符合類型、規格的鋼板樁作標準，將所有同類型的鋼板樁做鎖口通過檢查，檢查是用絞車或卷揚機拉動標準鋼板樁平車，從樁頭至樁尾進行，凡鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均應整修，按具體情況分別用冷彎，溫度不超過800-1000°C的熱敲，焊補、鉚補、割除或接長。作為優選，所述的步驟B中定位樁採用Φ 200mm的鋼管，導梁的外部尺寸即是支護結構的內部尺寸，導梁的高度即是第一層內支撐的圍檁的高度，導梁安裝的位置要準確，導梁採用工字鋼，型號尺寸同施工計算確定的圍檁的尺寸一致。作為優選，所述的步驟C中在插打前，拉森鋼板樁兩側鎖口應塗以黃油或熱的混合油膏，以減少插打時的摩阻力，並增加防滲能力；插打鋼板樁時要嚴格控制好樁的垂直度，尤其是第一根樁要從兩個相互垂直方向同時控制，確保垂直不偏；第一根樁施工完成後，下根鋼板樁吊起用人工扶持插入前一塊的鎖口後繼續下插；插打一塊或幾塊樁穩定後即與導框進行聯繫。作為優選，所述的步驟D中集水溝的尺寸採用O. 5mX O. 3m，集水坑的坑底應底於集水溝溝底O. 5m左右。作為優選，所述的步驟F中封底採用50cm厚C20素混凝土，用泵車直接送入基坑內，按一般混凝土進行施工。作為優選，所述的步驟H中當承臺養護足夠時間，其強度達到設計強度的75%後， 可進行支護結構的拆除，若橋墩的施工仍然需要，應待不需要時才能進行拆除。作為優選，所述的步驟H在打入鋼板樁前，將鋼板樁與水下混凝土接觸範圍內設置隔離層；拔樁時先振動一下鋼板樁使其鬆動後再進行拔除；對於樁尖卷口及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備能力，將相鄰樁一齊拔出，必要時可進行水下切割。因此，本發明採用拉森鋼板樁進行支護，通過拉森鋼板樁的鎖口連接和在連接空隙中塞配套橡膠條保證了支護結構的防水；通過結構內設置內支撐的方法來平衡外側水、 土側壓力。這樣僅需設置一層拉森鋼板樁和一定數量的型鋼腰梁和鋼管內支撐就可以完成上面雙層鋼板樁圍堰+鋼板樁堰內支護的任務，大大的節約了工程的施工成本。
附圖I是本發明的圓弧滑動簡單條分法簡圖。
具體實施例方式下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例本例的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的施工方法包括
A.施工準備
a.鋼板樁的整理採用同型號的拉森鋼板樁，施工前應檢查拉森鋼板樁的鎖口，鎖口檢查採用一塊長I. 5-2. Om符合類型、規格的鋼板樁作標準，將所有同類型的鋼板樁做鎖口通過檢查，檢查是用絞車或卷揚機拉動標準鋼板樁平車，從樁頭至樁尾進行，凡鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均應整修，按具體情況分別用冷彎，溫度不超過800-1000°C的熱敲，焊補、鉚補、割除或接長；拉森鋼板樁的長度不夠時，可用同類型的鋼板樁等強度焊接接長，焊接時先對焊或將接口補焊合縫，再焊加固板，相鄰板樁接長縫應注意錯開；
b.拼制組樁圖插打鋼板樁前，進行組樁圖的拼制，以便施工中按圖進行，保證整個支護結構的順利合攏；
c.拼制角樁需要拼制角樁時，將一塊鋼板樁縱向割開後，中間用角鋼或鋼板彎制焊接、鉚接或螺栓連接成角樁；
B :第一層內支撐
a.插打拉森鋼板樁前，應打好定位樁，定位樁採用Φ 200mm的鋼管,安裝好導梁。定位樁在支護結構的四角設置，定位樁插打好後，導梁固定在定位樁的外側，固定的方法採用焊結，導梁的外部尺寸即是支護結構的內部尺寸，導梁的高度即是第一層內支撐的圍檁的高度，導梁安裝的位置要準確，導梁採用工字鋼，型號尺寸同施工計算確定的圍檁的尺寸一
b.導梁安裝完成後，進行內支撐的安裝，內支撐和圍檁採用焊接的方法進行連接；
C.插打鋼板樁
a.打樁機的選擇米用液壓打樁機；
b.插打方法插打的施工方法採用開始的一部分逐塊插打，後一部分則先插合攏後再
打；
c.插打順序支護結構拉森鋼板樁的插打順序採用從河道上遊開始，在下遊合攏；每邊由一角插至另一角；在插打前，拉森鋼板樁兩側鎖口應塗以黃油或熱的混合油膏，以減少插打時的摩阻力，並增加防滲能力；插打鋼板樁時要嚴格控制好樁的垂直度，尤其是第一根樁要從兩個相互垂直方向同時控制，確保垂直不偏；第一根樁施工完成後，下根鋼板樁吊起用人工扶持插入前一塊的鎖口後繼續下插；插打一塊或幾塊樁穩定後即與導框進行聯繫；
D.抽水、挖土、第二層內支撐
a.抽水為防止兩鋼板樁鎖口處滲水，用配套的橡膠條在支護結構外從上到下塞入兩鋼板樁鎖口空隙中，然後用潛水泵抽出支護結構內的水；
b.挖土基坑土方的開挖採用小型挖機配合人工進行施工，在基坑邊修築便橋，在便橋上停一輛吊機，在吊鉤上掛一個料鬥，用小挖機挖出的泥放入料鬥內，然後用吊機吊出放入旁邊的自卸車上運到指定的地方；
c.第二層內支撐施工當抽水、挖土到第二層內支撐設計位置以下O.5m左右後，進行第二層內支撐的安裝，安裝第二層內支撐前先按確定的標高位置在鋼板樁內壁焊上採用槽鋼製作的三角託架，安裝託架一定要採取措施保證頂面位於同一水平面上，然後安裝工字鋼圍懍，最後安裝鋼管內支撐，安裝方式同第一層內支撐；
d.坑內排水當明水排完後進行土方開挖時，在承臺位置以外沿四周挖出一條集水溝， 在拐角處開挖集水坑，用潛水泵排出集水，集水溝的尺寸採用O. 5mXO. 3m，集水坑的坑底應底於集水溝溝底O. 5m左右；
E.第三層內支撐
第二層內支撐撐好後，繼續進行排水或基坑土方的開挖，當深度達到第三層內支撐以下O. 5m左右時，進行第三層內支撐的施工，施工方法同第二層內支撐；
F.封底
封底採用50cm厚C20素混凝土，用泵車直接送入基坑內，按一般混凝土進行施工。封底時先抽乾坑內的積水，用石子填平排水溝至坑底標高；再用土工布擋住拉森鋼板樁，封底混凝土施工由一邊向另一邊推進，保證連續、不間斷、不留接縫、一次性完成；
G.承臺施工
當承臺養護7天，其強度達到設計強度的75%後，可進行支護結構的拆除，若橋墩的施工仍然需要，應待不需要時才能進行拆除；
H.拆除內支撐、拔除鋼板樁
a.拆除內支撐內支撐的拆除從下到上進行，倒數第一層內支撐已在承臺施工前拆除， 倒數第二層內支撐應在承臺周圍回填土並夯實後進行，其餘各層內支撐應在回填土或注水到該層內支撐以下O. 5m後進行，回填土或注水應根據河床高程確定，河床以下回填土方，河床以上注水；內支撐結構的拆除應先拆內支撐，後拆圍懍，拆除的施工順序應和安裝的施工順序相反，後安的先拆，先安的後拆；
b.拔除鋼板樁鋼板樁的拔除在全部內支撐拆除後進行，拔樁採用液壓插樁機；在打入鋼板樁前，將鋼板樁與水下混凝土接觸範圍內設置隔離層；拔樁時先振動一下鋼板樁使其鬆動後再進行拔除；對於樁尖卷口及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備能力，將相鄰樁一齊拔出，必要時可進行水下切割。本例採用的拉森鋼板樁符合支護設計的要求和現行有關標準的規定，有材料質量證明及進行復驗；採用進口的拉森鋼板樁時，應按現行標準檢驗其化學成分和力學性能； 並按現行有關標準進行抽查復驗和與匹配的焊接材料做焊接試驗，不符合要求的鋼板樁不得使用；當拉森鋼板樁表面有鏽蝕、麻點或劃痕等缺陷時，其深度不得大於拉森鋼板樁厚度允許負偏差的1/2。本例採用的工字鋼、鋼管應符合現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700的規定，應有出廠檢驗報告及進廠驗收記錄；其力學性能應符合設計的要求。本例採用的焊條應符合現行國家標準《碳鋼焊條》GB/T5117或《低合金焊條》GB/ T5118的規定。選擇的焊條的型號應與主體金屬力學性能相適應。
以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的結構特徵並不局限於此，任何本領域的技術人員在本發明的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利範圍之中。
權利要求
1.一種拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的施工方法包括A.施工準備a.鋼板樁的整理採用同型號的拉森鋼板樁，施工前應檢查拉森鋼板樁的鎖口，拉森鋼板樁的長度不夠時，可用同類型的鋼板樁等強度焊接接長，焊接時先對焊或將接口補焊合縫，再焊加固板，相鄰板樁接長縫應注意錯開；b.拼制組樁圖插打鋼板樁前，進行組樁圖的拼制，以便施工中按圖進行，保證整個支護結構的順利合攏；c.拼制角樁需要拼制角樁時，將一塊鋼板樁縱向割開後，中間用角鋼或鋼板彎制焊接、鉚接或螺栓連接成角樁；B :第一層內支撐a.插打拉森鋼板樁前，應打好定位樁，安裝好導梁，定位樁在支護結構的四角設置，定位樁插打好後，導梁固定在定位樁的外側，固定的方法採用焊結；b.導梁安裝完成後，進行內支撐的安裝，內支撐和圍檁採用焊接的方法進行連接；C.插打鋼板樁a.打樁機的選擇米用液壓打樁機；b.插打方法插打的施工方法採用開始的一部分逐塊插打，後一部分則先插合攏後再打；c.插打順序支護結構拉森鋼板樁的插打順序採用從河道上遊開始，在下遊合攏；每邊由一角插至另一角；D.抽水、挖土、第二層內支撐a.抽水為防止兩鋼板樁鎖口處滲水，用配套的橡膠條在支護結構外從上到下塞入兩鋼板樁鎖口空隙中，然後用潛水泵抽出支護結構內的水；b.挖土基坑土方的開挖採用小型挖機配合人工進行施工，在基坑邊修築便橋，在便橋上停一輛吊機，在吊鉤上掛一個料鬥，用小挖機挖出的泥放入料鬥內，然後用吊機吊出放入旁邊的自卸車上運到指定的地方；c.第二層內支撐施工當抽水、挖土到第二層內支撐設計位置以下O.5m左右後，進行第二層內支撐的安裝，安裝第二層內支撐前先按確定的標高位置在鋼板樁內壁焊上採用槽鋼製作的三角託架，安裝託架一定要採取措施保證頂面位於同一水平面上，然後安裝工字鋼圍懍，最後安裝鋼管內支撐，安裝方式同第一層內支撐；d.坑內排水當明水排完後進行土方開挖時，在承臺位置以外沿四周挖出一條集水溝， 在拐角處開挖集水坑，用潛水泵排出集水；E.第三層內支撐第二層內支撐撐好後，繼續進行排水或基坑土方的開挖，當深度達到第三層內支撐以下O. 5m左右時，進行第三層內支撐的施工，施工方法同第二層內支撐；F.封底封底時先抽乾坑內的積水，用石子填平排水溝至坑底標高；再用土工布擋住拉森鋼板樁，封底混凝土施工由一邊向另一邊推進，保證連續、不間斷、不留接縫、一次性完成；G.承臺施工當封底混凝土強度達到設計強度的75%後，拆除基底處的內支撐進行承臺的施工；H.拆除內支撐、拔除鋼板樁a.拆除內支撐內支撐的拆除從下到上進行，倒數第一層內支撐已在承臺施工前拆除， 倒數第二層內支撐應在承臺周圍回填土並夯實後進行，其餘各層內支撐應在回填土或注水到該層內支撐以下O. 5m後進行，回填土或注水應根據河床高程確定，河床以下回填土方， 河床以上注水；內支撐結構的拆除應先拆內支撐，後拆圍懍，拆除的施工順序應和安裝的施工順序相反，後安的先拆，先安的後拆；b.拔除鋼板樁鋼板樁的拔除在全部內支撐拆除後進行，拔樁採用液壓插樁機。
2.根據權利要求I所述的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的步驟A中鎖口檢查採用一塊長I. 5-2. Om符合類型、規格的鋼板樁作標準，將所有同類型的鋼板樁做鎖口通過檢查，檢查是用絞車或卷揚機拉動標準鋼板樁平車，從樁頭至樁尾進行，凡鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均應整修，按具體情況分別用冷彎，溫度不超過 800-1000°C的熱敲，焊補、鉚補、割除或接長。
3.根據權利要求I所述的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的步驟B中定位樁採用Φ 200mm的鋼管，導梁的外部尺寸即是支護結構的內部尺寸，導梁的高度即是第一層內支撐的圍檁的高度，導梁安裝的位置要準確，導梁採用工字鋼，型號尺寸同施工計算確定的圍檁的尺寸一致。
4.根據權利要求I所述的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的步驟C中在插打前，拉森鋼板樁兩側鎖口應塗以黃油或熱的混合油膏，以減少插打時的摩阻力，並增加防滲能力；插打鋼板樁時要嚴格控制好樁的垂直度，尤其是第一根樁要從兩個相互垂直方向同時控制，確保垂直不偏；第一根樁施工完成後，下根鋼板樁吊起用人工扶持插入前一塊的鎖口後繼續下插；插打一塊或幾塊樁穩定後即與導框進行聯繫。
5.根據權利要求I所述的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的步驟D中集水溝的尺寸採用O. 5mX0. 3m，集水坑的坑底應底於集水溝溝底O. 5m左右。
6.根據權利要求I所述的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的步驟F中封底採用50cm厚C20素混凝土，用泵車直接送入基坑內，按一般混凝土進行施工。
7.根據權利要求I所述的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的步驟H中當承臺養護足夠時間，其強度達到設計強度的75%後，可進行支護結構的拆除，若橋墩的施工仍然需要，應待不需要時才能進行拆除。
8.根據權利要求I所述的拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法，其特徵在於所述的步驟H在打入鋼板樁前，將鋼板樁與水下混凝土接觸範圍內設置隔離層；拔樁時先振動一下鋼板樁使其鬆動後再進行拔除；對於樁尖卷口及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備能力，將相鄰樁一齊拔出，必要時可進行水下切割。
全文摘要
本發明涉及一種河道中基坑施工工法，尤其是涉及一種拉森鋼板樁支護河道中基坑施工方法。其主要是解決現有技術所存在的開挖河內基坑時需要先造圍堰，而圍堰的造價較高，並且堰內基坑支護的費用較大等的技術問題。本發明的步驟是施工計算，施工準備，第一層內支撐，插打鋼板樁，抽水、挖土、第二層內支撐，挖土、第三層內支撐，封底，承臺施工，拆除內支撐、拔除鋼板樁。
文檔編號E02D17/04GK102587387SQ20121003846
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者俞文鈞, 孫炎雲, 汪強, 沈建良, 鮑校賢 申請人:浙江國豐建設有限公司, 浙江國豐集團有限公司, 浙江天工建設集團有限公司