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某基坑工程超長拉森鋼板樁拔樁施工技術研究

作者:來源:日期:2020-1-3 9:50:19人氣:1237
      1工程概況

      廣州某項目基坑采用連續型密扣U型鋼板樁墻支護結構兼止水和受力作用基坑支護結構平面如圖1所示。其中A區施打的鋼板樁長度為18m ,寬600mm共688根,B 區鋼板樁施打深度為12m ,設計要求鋼板樁施打深度需進入相對不透水層。


      現階段A區主體塔樓已封頂正進行裝飾裝修施工基坑周邊土方已進行回填將進行鋼板樁的拔樁施工以便回收利用??紤]到鋼板樁樁長達到18m ,滯留在土體內的時間較長拔樁的起拔力大結合現場場地條件擬采用50t履帶吊機、配合90kW振錘進行拔樁沿原基坑順時針方向拔除與B區基坑相連的一-側( A區東側)暫不拔除作為B區支護的一部分。


      2拔樁阻力計算

      樁的抗拔力主要克服鋼板樁側摩擦力和自重,設備選型時應考慮最大樁基抗拔力,參照鋼板樁實際施工高程和實際入土深度,在有地質鉆孔柱狀圖附近的樁中選取入土深度最大的樁基進行抗拔力值計算比較,結果表明60#鋼板樁的抗拔力最大,該樁樁長18m,樁底高程2m,入土深度達18m,對照16#鉆孔柱狀圖可知該樁穿越的土層分別為<1-1>素填土、<2-1>粘性土、<2- 2>粉砂、<3-1>中砂、<3-2>粉國質粘土.<4 -1>中粗砂、 <4- -2>砂質粘性土,各土層的深度及摩阻力見表1。 


      摩阻力P的計算采用公式F=uZfl式中u為樁身截面周長J:為第i層土的樁側極限摩阻力2為樁身穿過第i層土的長度。

      單根拉森鋼板樁單側表面積為1.044m2每延米鋼板樁重量為175.6kg/m2, 每根鋼板樁寬度為580mm則單根拉森鋼板樁重量G=mg= 175.6x0.58x18x10=1835kN根據F=u 2fl可得F摩陽=1189.1kN ,則理論計算單根拉森鋼板樁最大抗拔力(未包含鎖口之間的摩阻力)為:

      F抗撥=F摩陽+G=1207.45kN

      3拔樁設備的選型

      根據上述計算結果拔樁設備選型可考慮以下方案:①采用50t履帶吊機配合90kW振錘拔樁;②采用AT150靜壓植樁機( 160t拔樁力)靜力拔除。方案選擇時綜合考慮以下施工因素:

      (1)鋼板樁原施工方案采用靜力壓樁而沿鋼板樁軸線的基坑內側施打的φ400預制管樁產生擠土效應土體被橫向擠出造成鋼板樁施工位置土體變密實。另一方面鋼板樁實際進入了硬塑性粉質粘土層由于基坑鋼板樁與地下室外墻已進行回填壓實,若拔樁則在克服硬土層阻力時可能會耗費很多時間,且很難保證每根樁均能順利拔出。

      (2)采用振動錘拔樁機靜力拔樁起重設備吊桿高度必須足夠大本工程最長鋼板樁樁長18m同時考慮起重設備的高度以及將鋼板樁轉移到指定堆放位置需要吊起的高度故所需起重設備吊桿高度至少要達到20m以上。

      (3)施工對周邊環境的影響應減少施工振動及施工噪音對臨近辦公樓造成的影響。

      綜合比對兩方案選擇了較為經濟的方案1其原因首先是采用靜壓植樁機拔樁的臺班費和人工費遠大于采用振錘施工二是根據拔樁試樁階段情況,靜力拔樁進度較為緩慢每天才可完成3根鋼板樁的拔樁會影響后續工序的施工對工期影響極大。

      為保證滿足工期要求,同時根據我司曾在文沖船廠項目采用過振動拔樁而積累的施工經驗,決定采用方案1.振動拔樁的原理是利用振動錘產生縱向振動,該振動傳至土層后對砂性土層顆粒間的排列被破壞使強度降低對粘性土由于振動使土的天然結構破壞密度發生變化粘著力減小土的強度降低最終大幅減少樁與土間的阻力板樁被輕易拔出。

      4鋼板樁拔樁施工工藝及要點

      4.1施工流程

      鋼板樁拔樁施工工藝流程如圖2。


      4.2 施工要點

      (1)開挖溝槽、露出樁頭

      拔樁前在已破除的冠梁面下開挖溝槽寬0.8m以上深1.0m ,保證90kW振錘可順利夾住鋼板樁為原則鋼板樁兩側露在溝槽內。

      (2)設備就位、夾樁和振松鋼板樁

      開挖出一段溝槽后指揮設備就位。本次拔除鋼板樁采用35t履帶吊機起吊90kW振錘開啟振錘的液壓設備控制器待振錘夾鉗夾緊鋼板樁后開啟振動按鈕。因鋼板樁滯留在士體內時間較長相互間的咬合力較大正式拔起前應振松鋼板樁再試拔直至可將鋼板樁拔起為止。局部位置在結構頂板上作業時履帶吊機下面應鋪設鋼板分散起拔作業時傳遞的壓應力,在靠近車道位置作業時應借用相鄰場地,以保證結構安全。

      (3)拔樁

      試拔鋼板樁可以拔起后要控制好垂直度拔起過程中若遇到阻力則說明垂直度存在偏差,需調整垂直度后繼續上拔不得硬拔以免損壞鋼板樁的扣環及振錘。

      (4)切割樁底部、拔除剩余鋼板樁

      因35t履帶吊的起吊高度有限不可能一次性將鋼板樁拔出地面,第1次拔除鋼板樁盡可能按12m長控制超過12m長的部分再進行第2次拔除。拔出鋼板樁后采用氧割在溝槽以上20em位置割除,以方便作業為原則。

      (5)拔除下一-根鋼板樁

      遵循以上施工步驟(2)-(4) ,直至將全部樁拔除為止(與B區相連的一側暫不拔除作為B區基坑支護的一部分)。

      (6)樁孔回填

      拔除一部分樁后應及時回填樁孔采用人工回填砂考慮樁孔較小可采用水灌砂的方法進行回填?;靥钔戤吅髮㈤_挖的溝槽繼續回填、平整再用人工打夯機多次夯實地面。

      (7)設置A區鋼板樁拔起便道

      目前A區周邊及頂板已回填土方場地條件滿足35u履帶吊機行走局部場地狹窄履帶吊機- -側需要頂板上的覆土面行走時,應覆土面上鋪設鋼板( 1200<4000>20)減小頂板的壓應力保證頂板安全??拷嚨酪粋茸鳂I時需要聯系有關方面暫時借用相鄰混凝土路面作為履帶吊機的臨時作業面。


      5結語

      本項目的鋼板樁拔除施工工期共20d共拔除拉森型鋼板樁612根平均每天完成拔樁約31根。鋼板樁在拔樁過程中也發生了樁身加強板扭曲等現象,但總體來說施I還是較為順利,通過本項目施工實踐對于超長鋼板樁拔除的施工總結出一些施工經驗可供同類項目參考。

      5.1對于樁側摩阻力的計算 入土深度最大的樁受到的側摩阻力并非一定是最大的,它跟樁所處的地質以及該地質下各土層分層的厚度有關。因此要對整個鋼板樁區域內凡是有鉆孔柱狀圖的其附近入土深度最大的樁都應進行樁側摩阻力計算,比較選出最大樁側摩阻力。側摩阻力僅是表示樁側受士體的摩擦力大小而鋼板樁的實際受力應根據現場實際情況如土體的擾動情況樁鎖口與鄰樁鎖口之間的摩阻力等進行綜合分析才能得出最終的抗拔力值。5.2對于機械設備選型 在技術方面拔樁設備必須滿足抗拔力的要求,同時起重設備應達到拔樁所需的高度;在經濟方面需要綜合考慮拔樁時機械臺班費用及人工費用做到滿足安全與質量的前提下費用最低。

      5.3拔樁過程根據沉樁時的情況確定拔樁起點 拔樁的順序最好與打樁時相反。某些樁在有兩根鄰樁的情況下起吊力加載至額定值仍未能拔起,拔起后大多是樁的鎖口發生嚴重變形扣死,甚至在樁尖位置的樁身被拉扁其解決方法是先拔除鄰邊的樁讓該樁只有1根鄰樁時拔除或使其成為單根樁的形式后再進行拔除。

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