钢板桩在地铁工程中应用简述.doc

西南大学成人继续教育学院毕业论文
钢板桩在地铁工程中应用简述
（土木工程专升本科 xx xxxxxx）
摘要： 深圳某地铁站由于工期紧，周边环境复杂。采用了U型WRU-12b钢板桩，钢板桩施工采用振动法沉桩施工，架设单层双面导架，屏风式打入法打设钢板桩。打桩机由挖掘机（PC200）加振动锤改装而成。为贯彻文明施工和环境保护要求，现场采取了较多降低噪音，减少粉尘弃渣等措施，使其对附近居民的干扰降至规定标准。该工程使用钢板桩有效维护稳定了周边建筑，防水效果好，缩短开挖时间，但是由于钢板桩本身成本较高和该工程施工时间较长造成了施工成本增加。
关键词：钢板桩 沉桩施工 稳定 防水 成本较高 开挖时间
一 概况
深圳一地铁站某区段西侧原地面较高，东侧原地面较低，根据原设计施工图左右线冠梁标高不一致，高差1.68m，第一道砼支撑不在同一水平面内，东西两侧冠梁必须一致，根据设计要求第一道支撑不能高出地面，调整后实际冠梁底标高为22.000~22.500m。西侧原地面至冠梁底开挖高度高差4.3m，在土方开挖施工冠梁时，此处基坑很深，且离冠梁1.25m范围内地面构筑物为浆砌片石挡墙和砖砌施工围挡，东侧小区水池离基坑约1.5米,水池上为门卫室和健身游乐场,靠路段地面为小区主要出入通道。北端头墙位置原地面标高为24.300m，现冠梁底标高为22.000m，高差2.3m，由于该端头墙正位于马路上。冠梁施工时先在地连墙外侧打入12.00m深钢板桩，在钢板桩挡土护坡下方能施工冠梁。
二 钢板桩
(一) 钢板桩
钢板桩是指用于护岸工程、采掘工程、建筑的基础工程等的钢材。钢板桩主要包括薄板桩、组合支撑桩和管状支承桩。在建筑中 钢板桩的作用多用于档土，在开往基础比较深有没有足够的放坡场地的时候使用；钢板桩通常情况下使用打桩机打入土中的。

(二) 施工
1、钢板桩施工的一般要求
（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于方渠基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
（2）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。
（3）整个基础施工期间，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。
2、钢板桩施工的顺序
（1）钢板桩位置的定位放线
（2）挖沟槽
（3）安装导梁
（4）施打钢板桩瞩
（5）拆除导梁
（6）清理锚杆处标高的土方
（7）挖土
（8）排污管、渠箱施工
（9）回填石屑
（10）拔除钢板桩
3、钢板桩的检验、吊装、堆放
（1）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。
①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
部钢板桩进行外观检查。
②材质检验：对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每20-50t重的钢板桩应进行两个试件试验。
（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。
（3）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：
①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；
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明；
③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。
4、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。
安装导架时应注意以下几点：
（1）采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
（2）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
工效。
（3）导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。
（4）导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。
本工程钢板桩的应用
（一） 采用钢板桩的条件
1. 该站基坑开挖很深，挡墙高度＜5m，当挡墙＞5m时，加固需要用锚索加固
2．深圳地下水位很高，钢板桩锁口相扣有很好的防水作用
3．施工快。钢板桩一天可埋50块钢，节约了基坑开挖时间

图1-1：钢板桩布置横断面图

图1-2：钢板桩布置横断面图

图1-3：钢板桩布置横断面图

图1-3：钢板桩搭接大样图

（二） 钢板桩的选用
钢板桩为U型为WRU-12b钢板桩，材质为Q235，钢板桩长度分别为10m、12m两种。钢板桩布置横断面图及搭接大样图详见上图1-1、1-2及1-3所示。
（三） 操作工艺
（四） 钢板桩施工工艺
钢板桩施工采用振动法沉桩施工，架设单层双面导架，屏风式打入法打设钢板桩。其钢板桩的施工工艺流程图见下图3-1。

钢板桩定位放样
挖沟槽
冠梁施工
拆除导梁与导架
打钢板桩
安装导梁与导架
拔出钢板桩
回填

图3-1：钢板桩施工工艺流程图
3.2、钢板桩施工方法
（五） 钢板桩施工准备
1）钢板桩检验
（1）外观检验
对钢板桩进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响桩打入的焊接件割除（有割孔、断面缺损应补强）。
（2）材质检验
对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。其内容包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每25~50t的钢板桩应进行两个试件试验。
2）钢板桩的矫正
钢板桩为多次周转使用的材料，在使用过程中会发生板桩的变形、损伤，当偏差超过下表4-1中的数值时，使用前应进行矫正与修补。
表4-1钢板桩检验标准
序号
检查项目
允许偏差
检查方法
单位
数值
1
桩垂直度
%
＜1
钢尺量
2
桩身弯曲度

＜2%L
L为桩长，钢尺量
3
齿槽平直度及光滑度
无电焊渣或毛刺
1m长桩段作通过试验
4
桩长度
不小于设计长度
钢尺量
（1）表面缺陷修补：先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污，然后用焊接修补的方法补平，再用砂轮磨平。
（2）端部平面矫正：用氧乙炔切割部分桩端，使端部平面与轴线垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。当修整量不大时，也可直接采用砂轮进行修整。
（3）桩体挠曲、扭曲矫正：腹向弯曲矫正时两端固定在支承点上，用设置在龙门吊顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正；侧向弯曲矫正即在专门的矫正平台上进行。
（4）桩体局部变形矫正：对局部变形处用氧乙炔热烘与千斤顶顶压、大锤敲击相结合进行矫正。
（5）锁口变形矫正：用标准钢板桩作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉调整处理。
3）打桩机选择
由挖掘机（PC200）加振动锤改装而成，通过振动使桩周围的土体产生结构变化，降低了强度，钢板桩周围的阻力减少，有利于桩的贯入。
（7） 打桩时问题的处理
A、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，桩阻力过大：二是钢板桩连接锁口锈蚀、变形，入土阻力大。对第一种情况，可伴以高压冲水或改以振动法沉桩，不要用锤硬打；对第二种情况，宜加以除锈、矫正，在锁口内涂油脂，以减少阻力。
B、钢板桩向打设前进方向倾斜：在软土中打桩，由于锁口处的阻力大于板桩与土体的阻力，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，或用特制的楔形板桩进行纠正。
C、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倾斜时，板桩阻力增大，会把相邻板桩带入。处理方法有如下三种：
a、用屏风法打设；
b、把相邻板桩焊在导梁上；
c、在锁口处涂以黄油减少阻力。
4.4、环境保护管理措施
（1）采取各种有效措施，对容易引起环境污染的各种渠道严格控制，明确环保重点。
（2）分别对施工区域和生活区域实行封闭和半封闭式管理，以减少粉尘、噪音、弃碴等对周边环境的影响。
（3）在距居民较近的施工现场，对主要噪声声源如空压机、装载机、打桩机等采用有效的吸声、隔音材料施做封闭隔声或隔声屏，使其对居民的干扰降至规定标准。
（4）在施工工地场界处设实体围栏，不在围栏外堆放物料、废料。

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