CN103343538A - 一种高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，属于建筑施工技术领域。该方法包括施工准备、构筑导向围檩、打入钢板桩、开挖排水、基坑内施工、拨除钢板桩各步骤。采用本发明施工过程简单易行，便于推广；可以有效止水、防止管涌；几乎所有支护设施拆除后均可以重复利用。

Description

一种高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法

技术领域

本发明涉及一种基坑支护施工方法，尤其是一种高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

随着建筑环境的日益复杂，经常遇到在海滨等不良地区进行基础建设。这些“不良”地区中，淤泥质土地数量巨大，且淤泥较深，给工程建设带来了挑战——在软基区建设码头、路网工程、桥梁隧道工程基础、高层建筑基础等均得穿过深厚的软基，该采取怎样的开挖方式以及如何使开挖过程的安全保证措施即经济又能保证速度，成为建筑行业的重大课题。

上述深厚软基通常由高流塑深厚淤泥所致，这种淤泥呈软朔-流朔、水饱和状态，强度低，并具有一定腐蚀性，淤泥底部常夹有一砂层，结构物处于砂层中，十分容易发生管涌。

检索发现，申请号为201010211466.8的中国发明公开了一种低渗透性、高含水率软土地基中的复杂深基坑的组合支护设计、施工方法。该支护方法包括复杂基础平面、空间环境分析、归并建模;地基土质工程参数及支护案例调查,建立阶梯式支护结构计算模型;阶梯式支护结构组合验算、调整;支护结构施工及基坑土体加固施工;分层分块土方开挖、分块分层结构施工；等步骤，施工过程繁杂。此外，申请号为201210348448.3的中国专利申请公开了一种防止软基水泥搅拌桩位移超限的基坑支护方法，其包括在基坑底紧靠搅拌桩处堆积沙包，使沙包反顶搅拌桩朝向基坑的侧面；在基坑底离搅拌桩一定距离处开地槽并浇筑地梁，所述沙包位于该地梁与所述搅拌桩之间；在搅拌桩接近其顶部的位置开横向凹槽，并在所述凹槽中固定第一型钢；在所述搅拌桩凹槽内的第一型钢与所述基坑底地梁间固定斜撑构件进行支撑；移除沙包继续进行后续施工；等步骤。其存在的问题是会在基坑中留下永久性支护结构，且耗材量大（消耗钢筋混凝土）,对无需永久支护的地下基础结构施工不经济、工期长。

此外，打桩长度常常并非截面呈梯形弯折直边钢板桩宽度B的整数倍（参见图1），现有技术普遍采用骑缝搭接法，即放弃至少两个相邻钢板桩邻边的插接，而按需相互叠合（参见图2），再借助密封件和紧固件将叠合处密封固定，从而补充打桩长度与钢板桩标准宽度整数倍之间的差距。这种方法虽然叠合宽度b可以在一定范围按需确定，但叠合处的密封和紧固都比较麻烦，尤其是拆除之后，由于叠合处不可避免受到一定程度的破坏，难以再次直接利用。还有，拐角处C的钢板桩插接十分勉强（参见图2），缝隙处很容易渗漏。为此，申请号为201020608527.X的中国专利提出了钢板桩围堰的转角结构,包括用于围堰转角处的两块钢板桩相互抵靠放置,其接触部设有固定钢板桩的连接件,可以防止连接处的缝隙增大,避免漏水,现象的产生,提高围堰稳定性。但连接时需要焊接，难以拆卸再用。

发明内容

本发明的首要目的在于：针对高深厚软基施工特点，提出一种不仅可以有效止水、防止管涌，并且施工过程简单、所有材料均可重复利用的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法。

本发明进一步的目的是：提出一种借助转角钢板桩妥善解决打桩长度非直边钢板桩标准宽度整数倍及拐角渗漏问题的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法。

为了达到以上首要目的，本发明的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法包括以下步骤：

第一步、施工准备——在基坑四周修筑排水沟，基坑四角分别布设排水井，将地下水抽出；钢板桩锁口均匀涂以混合油;

第二步、构筑导向围檩——按基坑内廓焊接框架结构的导向围檩，围成一圈后宽度方向之间间隔固定横向支撑；

第三步、打入钢板桩——在导向围檩外插入直边钢板桩，至少打入第一根钢板桩时，每打入1±0.5m测量一次垂直度，直至垂直打入，与导向围檩固定牢固，之后沿导向围檩逐次打入钢板桩，形成钢板桩墙；

第四步、开挖排水——分层开挖土方并按需抽水，深度至预定腰梁支撑位置时，即将一圈腰梁固定在钢板桩内壁，依次类推；开挖至基底标高后，继续下挖50-100cm，边挖边填充袋装碎石土并夯实达到基底标高，完成封底处理；

第五步、基坑内施工——挖好具有钢板桩支护的基坑后，进行所需的基坑内施工；

第六步、拨除钢板桩——待基坑内的施工完成并回填后，在对钢板桩施加振动力的同时施加吊升力将其拔出，并及时回填拔除后留下的土孔。

本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：

1.    施工过程简单易行，便于推广；

2.    可以有效止水、防止管涌；

3.    几乎所有支护设施拆除后均可以重复利用;

4.    可支护更深的软基坑;

5.    通过底部的反滤层可以更好的处理深厚软基坑底基础。

为了达到进一步的目的，本发明在第三步还包括制造转角钢板桩，所述转角钢板桩的截面两端分别具有与相互垂直两个方向直边（梯形弯折截面）钢板桩相配的钩合锁口段，所述锁口段的外端具有内圆弧与钢板桩板厚相配的钩头，所述锁口段的内侧通过弯展段与C形转角段连接；第三步时，导向围檩拐角外打入与两侧相邻直边钢板桩锁口扣合的转角钢板桩。

由于拐角处采用转角钢板桩，而自身为整体的转角钢板桩可以与两侧形成与直边钢板桩相同的锁口扣合结构，因此采取相应的常规措施，即能够保证可靠插接，有效避免渗漏。尤其是，由于转角钢板桩的钩头与相邻直边钢板桩的锁口形成近似铰接的扣合结构，因此可以通过相对适当偏转补偿打桩长度与钢板桩标准宽度整数倍之差，十分方便。同时，转角钢板桩自身的结构也可以在通过在一定范围内改变C形转角段两侧弯展段之间的夹角，进一步补偿，从而确保施工质量，并且保持所有支护设施拆除后均可以重复利用的显著优点。

附图说明

    下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为现有常规梯形弯折截面钢板桩结构示意图。

图2为现有技术拐角和叠合结构示意图。

图3为本发明实施例一的转角钢板桩截面结构示意图。

图4为本发明实施例一的导向围檩构筑施工示意图。

图5为本发明实施例一沿导向围檩打入钢板桩的结构示意图。

图6为本发明借助转角钢板桩进行长度补偿的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例深层软基下的钢板桩支护施工经过以下步骤（主要参见图4）：

第一步、施工准备——在基坑四周修筑排水沟1，坑四角分别布设排水井，将地下水抽出；钢板桩锁口均匀涂以混合油，混合油的体积配比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：4-6：2-4，这种混合油成本低，防水密封效果好；必要时，钢板桩表面刷防腐涂料，用止水密封剂涂覆钢板桩锁口，确保防腐、密封效果。

第二步、构筑导向围檩——按基坑内廓焊接框架结构的矩形导向围檩3，围成一圈后宽度方向之间间隔固定横向支撑4；导向围檩和横向支撑均采用H型钢。

第三步、打入钢板桩——在导向围檩3外插入直边钢板桩2，打入第一根钢板桩时，每打入1±0.5m测量一次垂直度，直至垂直打入，与导向围檩固定牢固，之后沿导向围檩逐次打入钢板桩；通常垂直控制在不大于2﹪。

与常规逐根打入不同的是，本实施例打入钢板桩采用屏风式，即将预定数量的直边钢板桩（通常4-6根）沿导向围檩拼装，相邻钢板桩的锁口扣合，形成屏风状用打桩机整体打入，屏风式打入易于保证对齐精度和垂直度，同时有利于降低打桩难度和锁口脱开的风险；钢板桩分次打入，每次打入深度4-6m。

为了妥善解决拐角处渗漏问题，保证施工质量，本实施例制造了转角钢板桩7。该转角钢板桩的截面如图3所示，两端分别具有与相互垂直两个方向直边（梯形弯折截面）钢板桩相配的钩合锁口段7-1，该锁口段的外端具有内圆弧与钢板桩板厚相配的钩头7-2，即钩头的内圆弧半径r等于二分之一钢板桩厚度t，而且包括直边钢板桩2在内的所有钢板桩的钩头端头均制成圆弧半径r等于二分之一钢板桩厚度t的圆头，因此相邻钢板桩扣合后不仅严丝合缝，而且形成了局部铰接的结合结构。锁口段7-1的内侧通过弯展段7-3与C形转角段7-4连接。

转角钢板桩7用于在导向围檩3的拐角外衔接两侧相邻的直边钢板桩（参见图5），也可以用于当遇到打桩长度非钢板桩标准宽度B的整数倍（或者板桩墙的轴线较复杂、钢板桩的制作和打设有误差等）时，通过适当偏转铰接改变直边钢板桩的实际宽度B’和/或在一定范围内通过撑扩C形转角段调适两侧弯展段之间的夹角a，补偿长度方向的误差，从而保证钢板桩墙的妥善封闭合拢（参见图6）。

第四步、开挖排水——分层开挖土方并按需抽水，深度至预定腰梁支撑位置时，即将一圈腰梁8固定在钢板桩内壁，依此类推，腰梁8宽度方向之间按需间隔固定横向支撑4。开挖至基底标高后，继续下挖50-100cm，边挖边填充袋装碎石土5并夯实达到基底标高，完成封底处理。

第五步、基坑内施工——挖好具有钢板桩支护的基坑后，进行所需的基坑内施工，在其中铺设管道6。

第六步、拨除钢板桩——待基坑内的施工完成并回填后，在对钢板桩施加振动力的同时施加吊升力将其拔出，并及时回填拔除后留下的土孔。

实践证明，本实施例的方法十分适合处理深厚软基坑底基础，施工过程简单易行，可以有效止水、防止管涌；所有支护设施拆除后均可以重复利用。

Claims (6)

1.一种高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、施工准备——在基坑四周修筑排水沟，基坑四角分别布设排水井，将地下水抽出；钢板桩锁口均匀涂以混合油;

第二步、构筑导向围檩——按基坑内廓焊接框架结构的导向围檩，围成一圈后宽度方向之间间隔固定横向支撑；

第三步、打入钢板桩——在导向围檩外插入直边钢板桩，至少打入第一根钢板桩时，每打入1±0.5m测量一次垂直度，直至垂直打入，与导向围檩固定牢固，之后沿导向围檩逐次打入钢板桩，形成钢板桩墙； 

第四步、开挖排水——分层开挖土方并按需抽水，深度至预定腰梁支撑位置时，即将一圈腰梁固定在钢板桩内壁，依次类推；开挖至基底标高后，继续下挖50-100cm，边挖边填充袋装碎石土并夯实达到基底标高，完成封底处理；

第五步、基坑内施工——挖好具有钢板桩支护的基坑后，进行所需的基坑内施工；

第六步、拨除钢板桩——待基坑内的施工完成并回填后，在对钢板桩施加振动力的同时施加吊升力将其拔出，并及时回填拔除后留下的土孔。

2.根据权利要求1所述的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，其特征在于：所述第三步还包括制造转角钢板桩，所述转角钢板桩的截面两端分别具有与相互垂直两个方向直边钢板桩相配的钩合锁口段，所述锁口段的外端具有内圆弧与钢板桩板厚相配的钩头，所述锁口段的内侧通过弯展段与C形转角段连接；第三步时，导向围檩拐角外打入与两侧相邻直边钢板桩锁口扣合的转角钢板桩。

3.根据权利要求2所述的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，其特征在于：所述锁口段的钩头内圆弧半径等于二分之一钢板桩厚度，所述直边钢板桩和转角钢板桩的钩头端头均制成圆弧半径等于二分之一钢板桩厚度的圆头。

4.根据权利要求1、2或3所述的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，其特征在于：所述第一步中，混合油的体积配比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：4-6：2-4。

5.根据权利要求4所述的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，其特征在于：所述第三步，将预定数量的直边钢板桩沿导向围檩拼装，相邻钢板桩的锁口扣合，形成屏风状后用打桩机整体打入。

6.根据权利要求5所述的高流塑深层软基下的钢板桩支护施工方法，其特征在于：所述第三步，钢板桩分次打入，每次打入深度4-6m。

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