《拉森钢板》.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,拉森钢板桩施工及质量控制,-,浅谈拉森钢板桩在基坑支护中的运用,本次培训主要是结合拉森钢板桩在明通河道迁改工程中的运用，与大家分享交流，做得不好的地还请各位包涵谅解！,一、拉森钢板桩的起源,1902,年，德国国家主工程师,Tryggve,Larssen,先生在不来梅开发制作了世界上第一块,U,型剖面铆凸互锁的钢制板桩。,1914,年，两边都能连锁的的板桩问世。这,一,改进一直被世界绝大多数的板桩制造商沿用至今。,最为古老的拉森,U,型板桩被,Giken,Kochi,公司安放在总部展示以纪念,U,型板桩的发展历史。,上文中提到过的互联结构可以参照下图。每块,U,型板桩的两边的“,U,型突出”设计可以用来连锁相邻的板桩。,互锁结构可以（在板砖互锁时）形成一个水密结构从而增加斑状结构的强度。它可广泛应用于围堰和泥土支撑（工程领域）。,二、拉森钢板桩图片,三、拉森钢板桩的用途,拉森钢板桩是一种特制的型钢板桩，用打桩机及振动锤将钢板桩压入地下构成一道连续板墙，作为基坑开挖时挡土、挡沙、挡水等的防护结构。近年来随着经济建设和城市建设的快速发展，拉森钢板桩作为一种新型建材，在市政、桥梁、民用建筑、工业建筑的基坑支护工程中作为一种围护结构，得到越来越多的运用。如在建桥围堰、大型管道铺设、临时沟槽开挖时作挡土、挡水、挡沙墙；在房屋建筑、码头、堤防护岸等作护墙、挡土墙等。,四、拉森钢板桩的优点,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的挡土、挡水、挡墙,码头，卸货场,护墙，挡土墙,堤防护岸等，工程上发挥重要作用。钢板桩做围堰不仅绿色、环保而且施工速度快、施工费用低，具有很好的防水功能。,其优点是：,1.,高质量（高强度，轻型，隔水性良好）,2.,施工简单，工期缩短、耐久性良好，寿命,50,年以上。,3.,建设费用便宜、互换性良好，可重复使用,58,次。,4.,施工具有显著的环保效果，大量减少了取土量和混凝土的使用量，有效地保护了土地资源。,5.,救灾抢险的时效性较强，如防洪、塌方、塌陷、流沙等。,6,、处理并解决挖掘过程中的一系列问题,7,、施工简单，工期缩短,8,、对于建设任务而言，能够降低对空间的要求,9,、使用钢板桩能够提供必要的安全性而且时效性较强,10,、使用钢板桩可以不受天气条件的制约,11,、使用钢板桩材料，能够简化检查性材料和系统材料的复杂性,12,、保证其适用性、互换良好，并且可以重复使用,五、拉森钢板桩的缺点,钢板桩承担侧向水土压力，其承载能力受材料强度限制。,完全依靠钢板桩的入土深度保持挡墙的稳定，一般用于开挖支护深度不大于,6m,的基坑工程，加设内支撑后可应用于较深的基坑。,短期看钢板桩材料一次性投入费用高，占用流动资金较多,但钢板桩可以重复使用，从长远看还是节约投资的。,现施工单位 多采用租赁形式。,六、国内常用拉森钢板桩参数,通常定尺长度为,6m,、,9m,、,12m,，最长,15m,，入地深度不少于挖土 深度的,1/3,型号,宽度,B,（,）,高度（,）,厚度（,）,比重（,/m,）,400,100,10.5,48,400,125,13,60,400,170,15.5,76,500,200,19.5,105,七、运用实例（明通河河道迁改工程）,箱涵河道所经过的尚义巷、尚义街均为城市支路，且两侧建、构筑物林立，尚义巷道路宽仅为,6,米，尚义街道路宽仅为,7,米，且周边建、构筑物与箱涵主体结构较近及两侧迁改的电力、电信、给水、雨水、燃气、污水管线均埋设至两侧，箱涵基坑开挖无放坡条件。,明通河施工图片一,明通河施工图片二,本工程投入的拉森钢板桩的参数,根据本工程场地地址情况特点，本工程钢板桩主要作用是保证基坑边的稳固，同时隔绝地下水流入基坑。,1,、采用拉森,型,OT14,钢板桩，宽,400mm,，高,200mm,，厚,10mm,，每根桩长,6m,（每米重,60kg,），每根桩重,360kg,。,2,、钢板桩穿过素填土层，进入黏土层。,3,、钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕。,4,、拉森钢板桩之间采用一道,32b,槽钢围檩进行连接，围檩与每根拉森钢板桩之间空隙需打入木楔抵紧，围檩设置于原路面以下,1,米处。转角需设置专用构件，采用,30b,工字钢进行内支撑，内支撑水平间距为,5.0m,。,如下图所示,支护断面示意图,计算实例,工程数量,1,、拉森钢板桩,迁改箱涵基坑中轴线长共计,644.3,米，两侧,1288.6,延长米，每延长米需要拉森,型钢板桩,2.5,根。拉森钢板桩总量为：,1288.6,（米）,2.5,（根,/,米）,6,（米）,60,（千克,/,米）,=1159740,千克,2,、围檩,依据本方案要求在拉森钢板桩上设置一道围檩，总共需要,1288.8,米,32b,型槽钢，共计重量：,1288.6,（米）,43.2,（千克,/,米）,=55667.5,千克,3,、横支撑,依据本方案要求在拉森钢板桩上每间隔,5,米设置一道横支撑,30b,工字钢，基坑宽度为,7.9,米，需要横支撑总计：,644.3,（米）,/5,（米）,-1,（根）,=128,（根），共计重量为：,7.9,（米）,128,（根）,52.7,（千克,/,米）,=53290.24,（千克）,故需要拉森钢板桩、围檩及横支撑总量为：,1159740,（千克）,+55667.5,（千克）,+53290.24,（千克）,=1268697.74,（千克）,=1268.7,（吨）,板桩设计方案,1,、计算拉森桩入土深度，根据钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算，假定上端为简支，下端为自由支承。这种板桩相当于单跨简支梁，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力，压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响，计算简图如下。,拉森钢板桩参数选取及安全性计算,1,、基本参数：,a),、基坑深度,t,：,3 m,；,b),、土的重度,r,：,18KN/m3,；,c),、,：,20,2,、计算：,（,1,）计算作用于板桩上的土压力强度并绘简图,Ka=tg2(45-/2)=tg2(45-20/2)=0.49,Kp,=tg2(45+/2)=tg2(45+20/2)=2.04,Pb,=,eAh,=,rhKa,=1830.49=26.46KN/m2,（,2,）计算,y,值,y=,Pb/r(KKp,-Ka)=26.46/18(1.62.04-0.49)=0.53m,（,3,）按简支梁计算等直梁的两支点反力（,P0,和,Ra,）,MC=0,P0=,1/2326.46(2/33)+26.460.53(3+0.53/3),(3+0.53)=35.107KN,Q=0,Ra=1/2326.46+1/20.5326.46-35.107=11.59KN,（,4,）计算板桩最小入土深度,t0,X=635.107/18,（,1.62.04-0.49,）,=2.05m,t0=,X+y,=2.05+0.53=2.58m,t=1.1t0=1.12.58=2.84m,板桩总长,L=,h+t,=3+2.84=5.84m,取,6m,。,（,5,）钢板桩设计,先求钢板桩所受最大弯矩,Mmax,。最大弯矩处即为剪力等于零处，设剪力等于零处距板桩顶为,X,，则：,Ra-1/2X2rKa=0,X=2.05m,Mmax,=RaX-1/2rX2Ka(X/3)=11.592.05-0.5182.0520.490.683=11.10,KNm,采用拉森,钢板桩，,W=1340103mm,，折减系数取，则：,=11.83,=200Mpa,，满足要求，钢板桩支护不会折断,。,八、施工工艺及流程,1,、钢板桩的选用,根据工程所在场地特点，结合钢板桩的特性、施工办法等方面考虑，选用拉森钢板桩型号，其宽度适中，抗弯能力好。,依据地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度，拉森钢板桩用升降机就位后采用履带式挖土机,KATO-1250,或,KATO-1430,带,VH-2000,或,VH-3000,的液压振锤的锤机施打。,打桩机,2,、施工工艺,考虑到钢板桩较长，且施工作业面较狭窄，在施打中，钢板桩容易向一边倾斜，由于倾斜误差积累不易纠正，难以控制钢板桩墙的平直度，所以钢板桩施工拟采用屏风式打入法。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将,10,20,根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再逐根施打。,3,、钢板桩施工的一般要求,钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基坑施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。,基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。,整个基坑施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。,4,、钢板桩施工的顺序,钢板桩位置的定位放线,挖沟槽,安装导梁,施打钢板桩,拆除导梁,挖土,箱涵施工,回填砂碎石,拔除钢板桩并在桩孔回填砂碎石并压实,5,、钢板桩的检验、吊装、堆放,钢板桩的检验,对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。,外观检验：,包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：,a,、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；,b,、割孔、断面缺损的应予以补强；,c,、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。,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，并应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。,钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点，要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。堆放时应注意：,堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；,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；,钢板桩应分层堆放，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,3-4,米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过,2,米。,导架的安装,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，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为,2,5,3,5,米，双面围擦之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大,8,15mm,。,6,、安装导架时应注意以下几点：,采用全站仪和水平仪控制和调整导梁的位置。,导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。,导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。,导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。,7,、钢板桩施打,拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工有关要求：,全线基本采用拉森,型,6,米长密扣拉森钢板桩，若上部空间不足，可采取分段进行打拔施工，并对需打拔钢板桩处开挖,1,米深的导槽，拉森钢板桩采用履带式挖土机（带震动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。,打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。,打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。,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,。,钢板桩施打采用屏风式打入法施工。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将,10-20,根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分,1/3,或,1/2,板桩高度打入。,屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。,其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。,施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为,0,5-3,0,米,密扣且保证开挖后入土不小于,2,米，保证钢板桩顺利合拢；特别是转角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。,打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。,制作完拉森钢板桩帷幕后，土方开挖的同时采用,32b,槽钢设置一道围檩，设置在原路面以下,1,米处。,内支撑架设经过计算拉森钢板桩支护间距每,5,米设置一道,32b,槽钢的横支撑。,8,、钢板桩的拔除,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，会给己施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。,拔桩方法,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。,拔桩时应注意事项,（,1,）拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩,5,根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。,（,2,）振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下,100,300mm,，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。,（,3,）起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。,（,4,）供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的,1.2-2.0,倍。,（,5,）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,，振动锤连续不超过,1.5h,。,9,、钢板桩土孔处理,对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法。填入法所用材料为回填砂碎石。,10,、内支撑与箱涵顶板冲突问题,采用,30b,工字钢进行内支撑，其设置高度局部将与顶板发生冲突，根据现场测量高，拟建箱涵顶均比现状路面高出,20cm,左右，此段沟槽开挖深度均不超过,3m,，可根据现场实际情况酌情减少入土深度，内支撑上调位置与箱涵顶板错开。,九、基坑监测要求,1,、沉降、位移观测点布点原则,拉森钢板桩支护结构位移观测点可选在桩顶上，水平方向沿基坑桩顶撑每隔,20,30,米设置观测点。基坑周边建筑物、环境、管线的沉降点每,50m,两边分别对管线，地面、建筑物等构筑物布置一个观测点。,支护结构观测点采用,25,钢筋焊接在支护结构上，周边建（构）筑物上、管线地面用钻孔打入爆炸螺丝固定于砼上。,2,、监测内容,（,1,）基坑周边沉降及位移监测,采用全站仪观测水平位移，采用精密水准仪观测垂直位移。基坑开挖期间每开挖一层观测,2,次或每天观测,2,次，时间为上午开工前，下午收工后。,（,2,）土体侧向变形监测,基坑开挖施工过程中，每开挖支护一层观测一次。,各项监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值，且不少于,2,次。基坑监测完成时间为回填到标高,0.00,，从基坑开挖到底面后到基坑回填到标高,0.00,这段时间的观测间隔时间为,7,15,天。详细数据参照,建筑基坑工程监测技术规范,（,GB50497-2009,）表基坑及支护结构监测报警值、建筑基坑工程周边环境监测报警值。,一级监测数值表,监测项目,警戒值,控制值,危险值,土体沉降,20mm,25mm,30mm,墙体倾斜,20mm,25mm,30mm,墙体水平位移,20mm,25mm,30mm,二级监测数值表,监测项目,警戒值,控制值,危险值,土体沉降,30mm,35mm,40mm,墙体倾斜,30mm,35mm,40mm,墙体水平位移,30mm,35mm,40mm,3,、监测应急措施,当基坑日位移量大于,5mm,，应停止开挖，增加支撑，待其稳定后再进行开挖；当基坑日位移量大于,20mm,时，应立即停止开挖，施工及相关人员及时撤离，并部分进行回填，并增加支撑，待基坑稳定后再进行开挖；场内保证有一台挖掘机可以随时调用，如发现开挖后坡顶位移呈增大趋势且不收敛，立即用挖掘机挖土向坡脚回填反压，直至位移稳定，再采取加固措施后方可继续开挖。,监测位移异常时，及时向相关单位汇报，并持续观测，及时提供最新监测数据。,六、拉森钢板桩施工常见问题的成因分析及防治措施,1,、碰触到障碍物。产生原因：地底石头或不明障碍物，影响拉森钢板桩的打入深度；解决措施：采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。,2,、钢板桩倾斜。产生原因：石块等侧向挤压作用；解决措施：可以采用上下往复振拔使钢板桩位置纠正。,3,、钢板桩带入。产生原因：地质较软，邻桩带入；解决措施：把相邻数根桩焊接在一起和润滑减少阻力。,4,、钢板桩侧倾和基坑底土隆起及地面裂缝。产生原因：钢板施工只适宜软土地质，设计深度不够，因而打桩后地面下沉，坑底土隆起是管涌的表现；在挖土作业时由于挖掘机及运土车在钢板桩侧，增加了土的地面荷载，导致桩顶侧移。解决措施：按规范要求正确计算钢板桩的嵌入深度；避免挖掘机及运土车在基坑边作业，若不能避免，应在计算嵌入深度时把该项荷载加入设计中，增加桩的嵌入深度。,5,、渗漏和涌沙：产生原因：钢板桩陈旧，使用前未进行校正修理或修理不彻底，锁水处咬合不好，以致接缝处漏水；转角处为实现封闭合拢，应有特殊形式的转角桩，转角桩要经过切断焊接，加工时可能会产生变形；打桩时两块板桩的锁口可能插对不严密，施工质量达不到要求；拉森钢板桩的垂直度不符合要求，导致锁口漏水。解决措施：使用旧的钢板桩在打桩前需进行矫正；做好围檩支架，保证钢板桩垂直知打入和打入后的钢板桩墙面平直；采用轴线封闭法。,以上是拉森钢板桩在施工过程中可能会出现的问题及解决措施，当然未能面面俱到，希望在施工碰到类似问题时能供大家借鉴和参考。,应用效果,该箱涵河道迁改工程运用拉森钢板桩基坑支护方案，通过精心组织施工，施工期间邻近构建筑物未受到影响，均正常运行。使用拉森钢板桩支护，有效的阻截了地表水和地下水，减少了降水面积，节约了降水费用；基坑支护钢板桩拔除后可重复利用；缩小了基坑面积，减少了土方工程量，节约了土方费用；施工现场整洁，支护工期大大缩短，工程目标提前实现。,