CN104196034B - 一种利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，适用于强透水性砂土地质或强流塑性淤泥地质，其依次包括以下步骤：A、插打钢板桩形成钢板桩围堰；B、用高压旋喷注浆法对待施工基坑的底面进行封底；C、基坑开挖和围堰内支撑安装。相对于传统的基坑先开挖后封底的方法，本发明通过先封底再开挖，可防止在强透水性砂土地质或强流塑性淤泥地质情况下开挖基坑时发生围堰坍塌、围堰底管涌或上拱，避免排水、降水导致周围建筑物沉降，避免水下封底。
Description
技术领域
本发明涉及基础施工技术领域，尤其涉及一种利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法。
背景技术
在土木工程基础施工中，比如桥梁承台施工中，钢板桩围堰是当今常见的一种施工方法。通常地质情况下，采用钢板桩围堰的基础施工中先由测量人员按施工图纸进行平面位置和高程的控制，并设立标志，然后用挖机对基坑开挖，开挖到承台顶面设置一层钢板桩内撑架，挖到地下水溢出时，再用人工配合泥浆泵对基底进行土方清理，抽水，止漏，准备封底，最后进行承台施工，即钢板桩围堰施工——开挖——封底。如果水位差较大，钢板桩堵漏止水困难较大，可考虑水下泥浆泵配合清淤，抛片石整平进行水下封底，另外还可以考虑井点降水系统配合降水，但成本相对提高。当钢板桩止水较好时，可采用干封，直接在基底做垫层。开挖后的基坑设置排水沟和集水井，排水设备连续排水。
对于强透水地质且地下水位较高时，对基坑内强排水以及采用井点降水系统后往往导致基坑周边下陷，如周边有建筑物必然会导致建筑物损坏；对于强流塑性淤泥地质且基坑开挖深度较深时，开挖过程中基底易发生隆起变形，必须考虑采用不排水开挖，以及水下封底等措施，因此传统的先开挖后封底的施工技术不适用于上述两种地质。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于强透水性砂土地质或强流塑性淤泥地质的基坑施工方法。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，适用于强透水性砂土地质或强流塑性淤泥地质，依次包括以下步骤：
A、插打钢板桩形成钢板桩围堰；
B、用高压旋喷注浆法对待施工基坑的底面进行封底；
C、基坑开挖和围堰内支撑安装。
作为优选，所述步骤A包括以下步骤：
（1）围堰结构、尺寸和施工位置的确定以及测量放样
根据待施工地下主体的结构、尺寸和施工位置，确定出围堰的结构、尺寸和施工位置，围堰的尺寸是由上述待施工地下主体的每侧外沿向外扩展1～1.5m以便于后续施工，然后对围堰的四周轮廓线进行测量放样；
（2）钢板桩准备
钢板桩采用热轧拉森钢板桩；根据所确定围堰结构和尺寸确定所用单片钢板桩的数量、尺寸及型号；根据待施工的基坑深度、土质以及钢板桩插入基底深度确定钢板桩长度；
（3）导向架施工
在确定的围堰内外侧地基中分别设置一圈与围堰平面外形相同的导向架，每圈导向架由多根相隔距离并排设置的定位桩和水平安装在多根定位桩一侧外表面上端的定位横梁构成，内、外圈导向架的定位横梁之间的间距比钢板桩厚度大1～2cm，定位横梁的顶部比设计的钢板桩顶标高低30～50cm；
所述定位桩采用钢管桩，定位横梁采用双拼I40工字钢；
（4）插打钢板桩
从围堰一侧中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在围堰另一侧合龙；当所述基坑为水下基坑时，从上游侧围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在河下游合龙；
钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实测值切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性；
在插打前，钢板桩两侧锁口应涂以黄油或热的混合油膏，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗能力；第一根钢板桩施工完成后，下根钢板桩吊起用人工扶持插入前一块的锁口后继续下插；
（5）拆除导向架。
作为优选，插打钢板桩可用锤击、液压或振动，还可以由上述方法辅以高压射水，锤击时应使用桩帽；插打钢板桩过程中有时遇上大的块石或其它不明碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧桩绕过障碍物。
作为优选，在所述步骤B中，注浆平面范围为整个基坑底，注浆高度为基坑底以下1.0m至3.0m，注浆孔采用梅花形布置，孔间距为60cm至120cm，注浆完成后各旋喷固结体应相互咬合；封底完成后等待10至30天，待封底达到设计强度，方可进行下一步施工。
作为优选，在所述步骤C中，首先根据钢板桩围堰平面尺寸以及深度确定围堰内支撑道数和位置，其中最下层的内支撑与待施工地下主体顶面之间的距离大于等于10cm，相邻内支撑之间的距离小于等于3m；
基坑开挖时采用抓斗取土，在开挖到内支撑设置位置时，及时安装内支撑确保围堰稳定，然后再继续开挖，严禁在设置支撑前超挖；
采用双拼工字钢及钢管做成骨架作为围堰内支撑；内支撑采用斜边菱形型式，使围堰核心部位较为空阔，便于开挖；为保证钢管支撑与钢板桩围堰之间连接紧密，在钢管支撑与工字钢之间设置千斤顶，用千斤顶顶紧钢板桩围堰上的工字钢骨架，确保钢板桩围堰的位置以及钢板桩围堰与内支撑之间连接紧密，然后再用型钢将工字钢及钢骨焊接牢固。
所述基坑为水下基坑或陆上基坑。
本发明的有益效果：通过先封底再开挖，可防止在强透水性砂土地质或强流塑性淤泥地质情况下开挖基坑时发生围堰坍塌、围堰底管涌或上拱，避免排水、降水导致周围建筑物沉降，避免水下封底。
附图说明
图1是利用本发明方法进行某桥梁承台施工主要流程框图。
图2是利用本发明方法进行某桥梁承台施工立面图。
图3是利用本发明方法进行某桥梁承台施工俯视图。
图中，1、钢板桩；2、封底固结体；3、钢管；4、双拼工字钢；5、承台；6、桩基础。
具体实施方式
如图1-3，本实施例为一河流中桥梁承台施工，所述承台位于强透水性砂土地质中，施工过程包括基坑开挖和承台浇筑，依次包括以下步骤：
A、插打钢板桩形成钢板桩围堰；
B、用高压旋喷注浆法对待施工基坑的底面进行封底；
C、基坑开挖和围堰内支撑安装。
D、承台浇筑。
所述步骤A包括以下步骤：
（1）围堰结构、尺寸和施工位置确定以及测量放样
根据待施工承台的结构、尺寸和施工位置，确定出围堰的结构、尺寸和施工位置，围堰的尺寸是由待施工承台的每侧外沿向外扩展1～1.5m，然后对围堰的四周轮廓线进行测量放样；
（2）钢板桩准备
钢板桩采用热轧拉森钢板桩；根据所确定围堰结构和尺寸确定所用单片钢板桩的数量、尺寸及型号；根据待施工的基坑深度、土质以及钢板桩插入基底深度确定钢板桩长度；
（3）导向架施工
在确定的围堰内外侧地基中分别设置一圈与围堰平面外形相同的导向架，每圈导向架由多根相隔距离并排设置的定位桩和水平安装在多根定位桩一侧外表面上端的定位横梁构成，内、外圈导向架的定位横梁之间的间距比钢板桩厚度大1～2cm，定位横梁的顶部比设计的钢板桩顶标高低30～50cm；
所述定位桩采用钢管桩，定位横梁采用双拼I40工字钢；
（4）插打钢板桩
从上游侧围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在河下游合龙；
钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实测值切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性；
在插打前，钢板桩两侧锁口应涂以黄油或热的混合油膏，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗能力；第一根钢板桩施工完成后，下根钢板桩吊起用人工扶持插入前一块的锁口后继续下插；
（5）拆除导向架。
在所述步骤B中，注浆平面范围为整个基坑底，注浆高度为基坑底以下1.5m，注浆孔采用梅花形布置，孔间距为80cm，注浆完成后各旋喷固结体应相互咬合；封底完成后等待10至30天，待封底达到设计强度，方可进行下一步施工。
在所述步骤C中，根据钢板桩围堰平面尺寸以及深度确定设置两道围堰内支撑，其中最下层的内支撑与待施工承台顶面之间的距离大于等于10cm，相邻内支撑之间的距离小于等于3m；
基坑开挖时采用抓斗取土，在开挖到内支撑设置位置时，及时安装内支撑确保围堰稳定，然后再继续开挖，严禁在设置支撑前超挖；
采用双拼工字钢及钢管做成骨架作为围堰内支撑，内支撑采用斜边菱形型式，为保证钢管支撑与钢板桩围堰之间连接紧密，在钢管支撑与工字钢之间设置千斤顶，用千斤顶顶紧钢板桩围堰上的工字钢骨架，确保钢板桩围堰的位置以及钢板桩围堰与内支撑之间连接紧密，然后再用型钢将工字钢及钢骨焊接牢固。
基坑开挖到位后，整平基底，铺垫碎石进行承台浇筑，在承台施工完成后，回填基坑，拔除钢板桩。
Claims (6)
1.一种利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，适用于强透水性砂土地质或强流塑性淤泥地质，其特征在于依次包括以下步骤：
A、插打钢板桩形成钢板桩围堰；
B、用高压旋喷注浆法对待施工基坑的底面进行封底；
C、基坑开挖和围堰内支撑安装；
在所述步骤C中，
首先根据钢板桩围堰平面尺寸以及深度确定围堰内支撑道数和位置，其中最下层的内支撑与待施工地下主体顶面之间的距离大于等于10cm，相邻内支撑之间的距离小于等于3m；
基坑开挖时采用抓斗取土，在开挖到内支撑设置位置时，及时安装内支撑确保围堰稳定，然后再继续开挖，严禁在设置支撑前超挖；
采用双拼工字钢及钢管做成骨架作为围堰内支撑，内支撑采用斜边菱形型式；在钢管与双拼工字钢之间设置千斤顶，用千斤顶顶紧钢板桩围堰上的双拼工字钢，确保钢板桩围堰的位置以及钢板桩围堰与内支撑之间连接紧密，然后再用型钢将双拼工字钢及钢管焊接牢固。
2.根据权利要求1所述的利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，其特征在于：所述步骤A包括以下步骤：
（1）围堰结构、尺寸和施工位置的确定以及测量放样
根据待施工地下主体的结构、尺寸和施工位置，确定出围堰的结构、尺寸和施工位置，围堰的尺寸是由上述待施工地下主体的每侧外沿向外扩展1～1.5m，然后对围堰的四周轮廓线进行测量放样；
（2）钢板桩准备
钢板桩采用热轧拉森钢板桩；根据所确定围堰结构和尺寸确定所用单片钢板桩的数量、尺寸及型号；根据待施工的基坑深度、土质以及钢板桩插入基底深度确定钢板桩长度；
（3）导向架施工
在确定的围堰内外侧地基中分别设置一圈与围堰平面外形相同的导向架，每圈导向架由多根相隔一定距离并排设置的定位桩和水平安装在多根定位桩一侧外表面上端的定位横梁构成，内、外圈导向架的定位横梁之间的间距比钢板桩厚度大1～2cm，定位横梁的顶部比设计的钢板桩顶标高低30～50cm；
所述定位桩采用钢管桩，定位横梁采用双拼I40工字钢；
（4）插打钢板桩
从围堰一侧中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在围堰另一侧合龙；当所述基坑为水下基坑时，从上游侧围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在河下游合龙；
钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实测值切割焊接异形钢板桩，确保整个围堰的密封性；
在插打前，在钢板桩两侧锁口涂以黄油或热的混合油膏；第一根钢板桩施工完成后，下根钢板桩吊起用人工扶持插入前一块的锁口后继续下插；
（5）拆除导向架。
3.根据权利要求2所述的利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，其特征在于：插打钢板桩用锤击、液压、振动或由上述方法辅以高压射水，锤击时应使用桩帽；插打钢板桩过程中有时遇上大的块石或其它不明碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧桩绕过障碍物。
4.根据权利要求1所述的利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，其特征在于：在所述步骤B中，注浆平面范围为整个基坑底，注浆高度为基坑底以下1.0m至3.0m，注浆孔采用梅花形布置，孔间距为60cm至120cm，注浆完成后各旋喷固结体应相互咬合；封底完成后等待10至30天，待封底达到设计强度，方可进行下一步施工。
5.根据权利要求1所述的利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，其特征在于：所述基坑为水下基坑或陆上基坑。
6.根据权利要求2所述的利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法，其特征在于：所述待施工地下主体为承台。
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