CN108978635A - 一种同步注浆钢板桩及使用方法 - Google Patents

一种同步注浆钢板桩及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种同步注浆钢板桩及使用方法,包括钢板桩,注浆管,桩帽,橡皮圈;注浆管设置在钢板桩的一侧的侧壁上,注浆管壁厚满足设计要求;每根同步注浆钢板桩均包括一个钢板桩、注浆管、桩帽;桩帽下部呈圆锥体,上部呈圆柱体,桩帽上部直径略小于注浆管的内径。每个桩帽上部圆柱体套上橡皮套,可以塞入注浆管底部。每个橡皮圈都是上部比下部厚,注浆管通过橡皮圈和桩帽紧密连接。注浆管顶部一定范围内有内螺纹,注浆时,可与注浆系统紧密连接,注浆压力应为1MPa以上,注浆液应为水泥水玻璃双液浆。本发明一方面作为基坑的临时围护结构,满足承载力要求,另一方面还有同步注浆、加固土体等功能,实现拔桩施工的同时能及时地注浆加固土体。

Description

一种同步注浆钢板粧及使用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及岩土工程技术领域,特别是一种同步注浆钢板桩及使用方法。
背景技术
[0002] 钢板粧是边缘带有联动装置,并可以通过自由组合的方式,将那些联动装置形成 连续紧密的挡土墙、挡水墙的钢结构体;钢板粧的环保性、耐久性、低成本性、施工简单快捷 性、建筑作品美观性,容易打入硬土层的特点,防水性好,能按需要组成各种外形的围护,具 有可多次重复使用的经济价值;钢板桩结构的施工工序简单,不需要大体积混凝土的预制 和安装,也减少了基槽开挖、基床抛石、整平、倒滤层的铺设等繁琐的程序;钢板桩截面积 小,占用空间小,节约了土地资源,对周边土体扰动及建筑物影响较小;在钢板桩施工过程 中,一侧受到嵌入钢板的摩擦力和土的摩擦力,一侧只受到土的摩擦力,属于偏心受力,可 能会因为偏心摩擦力过大,而导致钢板桩倾斜度过大的状况发生;在建筑物密布的城市里, 基坑周围密布高层建筑物和铺设有地下管线,在拔桩的过程中部分土颗粒会被带出而形成 孔隙,由此引起土体位移甚至地面沉降等不良影响,钢板桩拔除后留下的土孔很难及时充 填,很难控制回填时间,回填过程中很难做到密实无缝,可能会引发土体的整体位移和土体 的沉降,这将造成相邻建筑物不均匀沉降、道路开裂,从而造成安全隐患和经济损失。
[0003] 因此,结合钢板粧施工偏心受力与拔粧过程中能否及时处理土孔的两个方面,急 需一种设计方案能同时满足这两方面的要求,在缓解钢板粧偏心受力的同时,能够及时的 注浆稳固土孔,本申请发明了一种可以储油并加油的群粧基础及使用方法。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种同步注浆钢板 粧,该一种同步注浆钢板粧一方面能作为基坑的临时围护结构,满足承载力要求,另一方面 还能作为同步注浆、加固土体等功能,实现拔桩施工的同时能及时地注浆加固土体。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
[0006] 一种同步注浆钢板桩,包括钢板桩,注浆管,桩帽。
[0007] 注浆管焊接于钢板桩的一侧的侧壁上,并且注浆管与钢板桩齐长。
[0008] 注浆管突出部分,通过卡口与圆锥形粧帽紧密连接。
[0009]桩帽能够完全覆盖注浆管突出部分。注浆内径和注浆管管壁厚满足规范要求。 [0010]本发明还提供一种同步注浆钢板桩的使用方法,该一种同步注浆钢板桩的使用方 法一方面能作为城市基坑的临时围护结构,满足承载力要求,另一方面还能及时注浆,加固 土体等功能,实现钢板桩的多重利用。
[0011] —种同步注浆钢板桩的使用方法,包括如下步骤。
[0012] 1.钢板桩的打入:
[0013]步骤1,钢板粧施工前,先沿钢板桩的位置开挖沟槽,采用一台履带式机械手打桩。 [00M]步骤2,检验钢板桩的外观表面是否平滑有无凹凸缺损等缺陷、测量钢板桩具体长 度、宽度、高度、厚度等尺寸、测量端头矩形比、平直度和锁口形状等具体内容。检查中注意 事项有:检查钢板桩上的焊接件,割除多余的焊接件;补强钢板桩上的割孔、断面、缺损等; 检查钢板桩是否有锈蚀,应测量腐蚀部分的实际断面厚度并进行相应折减。要对全部钢板 桩进行外观检查。
[0015] 步骤3,钢板桩施工前,按照设计图纸要求放出板桩咬口轴线灰线,并在灰线上做 好红色木桩标识。
[0016] 步骤4,打粧前须在放设的桩位处设置钢板桩导向围檁支架,其作用是保证沉桩轴 线位置与垂直度的偏差在允许范围内,防止板粧在打桩过程中的屈曲变形,提高打粧精度、 提高桩的贯入能力;围檁支架采用40#H型钢制作,制作时先按灰线标识安装导梁,然后打入 导桩并与导梁焊接牢固,然后检查安装尺寸,核准导向围檩中心线是否在拉森粧轴线灰线 上。
[0017]步骤5,打粧前的插桩过程:插桩应采用履带式机械手将钢板桩吊装至插桩点处, 并将锁口对准;在打桩过程中还应该特别注意钢板桩的垂直度,为此应采用两台经炜仪于 不同方向同时检测来进行控制;应在打粧方向的钢板桩锁口处设置卡板,通过阻止板桩的 水平位移来达到要防止锁口中心线水平方向的位移的目的;另外,在导向围檩上预设规定 每块钢板桩块的位置,在打桩过程中随时检查校正。发现垂直度超标,必须拔出重新打设。 [0018] 步骤6,打粧前在导向围檁支架上画出桩顶标高,并拉通长白线,控制每根桩顶在 同一标高面上。
[0019] 步骤7,注浆管下部戴上圆锥形粧帽,在钢板桩压入地下的时候,能够有效的防止 泥土被压入注浆管,堵塞注浆管。
[0020]步骤8,在开始打桩前期,应该严格控制的第一、二根钢板桩的打入位置、垂直度、 方向、偏差等,以保证钢板桩打入精准。为确保精确度,防止偏差过大,每打入一米钢板桩就 应进行一次测量。
[0021]步骤9,应采取措施以防止后续打粧影响到之前已打入的桩,为此已打入的钢板桩 应焊接在导梁上,以防止相邻两根粧打入时的相互影响。另外在锁口处涂上黄油可以减小 钢板桩的摩擦阻力。
[0022] 2 •钢板粧的拔除与同步注浆:
[0023]步骤1,采用履带式机械手拔除钢板桩,钢板桩拔出前要确定钢板桩的拔出顺序、 拔出时间,拔桩顺序与打粧顺序相反。
[0024]步骤2,基坑距离建筑物和道路较近,为了防止钢板粧拔除时对其产生沉降、位移 等不利影响,钢板粧拔除时采取每隔3〜4根进行“跳拔”的方式。
[0025]步骤12.在拔粧的同时,对同步注浆钢板桩的注浆管进行注浆,通过注浆管顶部的 内螺纹与注浆系统紧密连接,注浆压力使桩帽脱落,注浆管开始同步注浆。
[0026]步骤13.拔桩时要做到先震动1〜2分钟,在有松动后再边震边拔,以减小钢板桩与 土的黏结。拔出后的桩要按要求摆放。
[0027]步骤14.及时用高压水枪清理注浆管内部,防止注浆液遗留在注浆管内部凝结堵 塞注浆管。
[0028]本发明具有如下有益效果:
[0029] ⑴该同步注浆钢板桩,能作为基坑的临时围护结构,满足承载力要求。
[0030] (2)该同步注浆钢板桩,在钢板桩施工过程中,一侧受到嵌入钢板的摩擦力和土的 摩擦力,一侧只受到土的摩擦力,钢板桩施工一般属于偏心受力,可能会因为偏心摩擦力过 大,而导致钢板桩倾斜度过大的状况发生。注浆管焊接于钢板桩只受土的摩檫力一侧的侧 壁上(如图1所不),增大了钢板桩一侧的截面和土的摩檫力,从而相对平衡了钢板桩的偏心 受力问题。
[0031] (3)该同步注浆钢板桩,注浆管下部戴上圆锥形粧帽,在钢板桩压入地下的时候, 能够有效的防止泥土被压入注浆管,堵塞注浆管。在打粧过程中,圆锥形粧帽也能适当的减 小土体阻力。在向上拔桩的时候,由于注浆的压力和侧边土向下的摩擦力,桩帽被动脱落, 注浆管开始注浆。在拔粧过程中同步注浆,钢板桩底部拔出到某一高度,通过注浆都能及时 填补土的缝隙和拔粧留下的空间,形成泥浆护壁效应,将拔桩引起的对周围土体扰动降到 最低,在预防基坑周围建筑物不均匀沉降和城市道路开裂起到了重要作用。
[0032] ⑷同步注浆钢板桩的注浆管布置在侧壁上,增大了横向剪切面,也增大了钢板桩 横向抗剪切能力,由于惯性矩的提高,变形减小,强度提高,单粧宽度的加大使打桩次数减 少施工速度加快。截面惯性矩提高,板粧墙的抗弯刚度随之增加,有效地减小了位移变形。 在基坑应用中,使得基坑维护的变形量大大减小。
[0033] (5)采用水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料。该注浆材料具有凝胶时间可调,可有 效地控制浆液在地层中的扩散距离,确保地下动水条件下浆液的凝结,且浆液无毒、无污 染,价格相对便宜;根据不同地质条件采用不同的注浆参数,能保证止水帷幕的整体连续性 和有效的帷幕厚度;施工设备配套简单,工艺易操作,施工成本较低;对场地污染小,且可灌 性好,有利于文明施工;止水效果好,泥和水玻璃配合起来使用,最大发挥了水泥一水玻璃 两种灌浆材料的优势有利于提高工程施工质量。在砂层、砂性土层、断层破碎带富水和动水 条件下采用普通水泥_水玻璃双液浆,其作用机理主要表现为裂隙填充和劈裂作用;在砂层 中采用水泥-水玻璃双液浆,其作用机理主要为渗透作用。水泥-水玻璃双液浆凝胶时间可 调,可以减少地下水对浆液凝胶化性能的影响,确保浆液在富水和动水条件下的凝胶团结; 浆液结石率高,有微膨胀性;采用双液灌注,工艺实施容易;浆液原材料均无毒材料,使用不 会造成环境污染。
[0034] (6)注浆管顶部一定范围内有内螺纹,注浆时,可与注浆系统紧密连接,保证注浆 液不会泄露,也保证了注浆系统的密封性,从而保证有足够的压力,使桩帽脱落;注浆压力 应为IMPa以上,在向上拔桩的时候,由于注浆的压力和侧边土向下的摩擦力,桩帽被动脱 落,注浆管开始注浆,在拔桩过程中同步注浆,钢板桩底部拔出到某一高度,通过注浆都能 及时填补土的缝隙和拔桩留下的空间,形成泥浆护壁效应,将拔桩引起的对周围土体扰动 降到最低。 t〇〇35] (7)桩帽上部戴上橡皮圈,橡皮圈本身具有一定的弹性,使得注浆管和粧帽的之间 的连接具有一定的摩擦力,但又不会过于紧密,在同步注浆的过程中,确保粧帽在注浆压力 下,能够及时的脱落。
[0036] (8)本发明适用于建筑物和道路密集的城市市区,在人烟稀少的郊区和农村并不 具备经济价值优势。与普通钢板桩比较,,在同样设备情况下节省了后期注浆和填土的时 间。基坑的围护采用钢板桩的形式后,加快了施工进度、提高了施工安全性、并且施工过程 所需要的空间更小。相比其他支护形式,钢板桩的周转使用次数更高,降低了施工成本,能 够有效提高基坑开挖工序的施工时间,加速的施工过程的进行。使用钢板粧围护结构以后 基础施工过程受天气的影响程度将大大降低,提高了工期预计的可靠性。
附图说明
[0037]图1显示了本发明一种同步注浆钢板桩的立体结构示意图。
[0038]图2显示了同步注浆钢板桩(不带桩帽)的立体结构侧视图。
[0039]图3显示了同步注浆钢板桩俯视平面图。
[0040]图4显示了桩帽的立体结构示意图.
[0041]图5显示了桩帽俯视平面图。
[0042]图6显示了桩帽沿图5中A-A面的剖视图。
[0043]图7显示了同步注浆钢板桩下部与桩帽结构示意图。
[0044]图8显示了注浆管顶部内螺纹的示意图。
[0045] 其中有:1.钢板桩;2•注浆管;3.桩帽;4.橡胶圈。
具体实施方式
[0046]下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0047]如图1和图2所示,一种同步注浆钢板桩,包括钢板桩1,注浆管2,桩帽3,橡皮圈4。 注浆管布置在钢板桩的一侧的侧壁上;如图1和图6所示,桩帽上部可以塞入注浆管,注浆管 底部和桩帽可以通过橡皮圈与圆锥形桩帽紧密连接。桩帽能够覆盖注浆管底部,注浆管管 壁厚满足设计要求。
[0048] 一种同步注浆钢板桩的使用方法,包括如下步骤。
[0049] 1.钢板桩的打入:
[0050]步骤1,钢板桩施工前,先沿钢板桩的位置开挖沟槽,采用一台履带式机械手打桩。 [0051]步骤2,检验钢板桩的外观表面是否平滑有无凹凸缺损等缺陷、测量钢板粧具体长 度、宽度、高度、厚度等尺寸、测量端头矩形比、平直度和锁口形状等具体内容。检查中注意 事项有:检查钢板桩上的焊接件,割除多余的焊接件;补强钢板粧上的割孔、断面、缺损等; 检查钢板桩是否有锈蚀,应测量腐蚀部分的实际断面厚度并进行相应折减。要对全部钢板 粧进行外观检查。
[0052]步骤3,钢板桩施工前,按照设计图纸要求放出板桩咬口轴线灰线,并在灰线上做 好红色木桩标识。
[0053]步骤4,打桩前须在放设的桩位处设置钢板桩导向围檁支架,其作用是保证沉桩轴 线位置与垂直度的偏差在允许范围内,防止板桩在打桩过程中的屈曲变形,提高打粧精度、 提高桩的贯入能力;围檁支架采用40#H型钢制作,制作时先按灰线标识安装导梁,然后打入 导桩并与导梁焊接牢固,然后检查安装尺寸,核准导向围檩中心线是否在拉森桩轴线灰线 上。
[0054]步骤5,打桩前的插粧过程:插桩应采用履带式机械手将钢板桩吊装至插粧点处, 并将锁口对准;在打桩过程中还应该特别注意钢板桩的垂直度,为此应采用两台经纬仪于 不同方向同时检测来进行控制;应在打桩方向的钢板桩锁口处设置卡板,通过阻止板桩的 水平位移来达到要防止锁口中心线水平方向的位移的目的;另外,在导向围檩上预设规定 每块钢板桩块的位置,在打桩过程中随时检查校正。发现垂直度超标,必须拔出重新打设。 [0055]步骤6,打粧前在导向围檁支架上画出桩顶标高,并拉通长白线,控制每根桩顶在 同一标高面上。
[0056]步骤7,注浆管下部戴上圆锥形粧帽,在钢板粧压入地下的时候,能够有效的防止 泥土被压入注浆管,堵塞注浆管。
[0057]步骤8,在开始打桩前期,应该严格控制的第一、二根钢板桩的打入位置、垂直度、 方向、偏差等,以保证钢板桩打入精准。为确保精确度,防止偏差过大,每打入一米钢板桩就 应进行一次测量。
[0058]步骤9,应采取措施以防止后续打粧影响到之前己打入的桩,为此已打入的钢板桩 应焊接在导梁上,以防止相邻两根粧打入时的相互影响。另外在锁口处涂上黄油可以减小 钢板粧的摩擦阻力。
[0059] 2 •钢板粧的拔除与同步注浆:
[0060]步骤10,采用履带式机械手拔除钢板桩,钢板粧拔出前要确定钢板粧的拔出顺序、 拔出时间,拔桩顺序与打桩顺序相反。
[0061]步骤11,基坑距离建筑物和道路较近,为了防止钢板粧拔除时对其产生沉降、位移 等不利影响,钢板桩拔除时采取每隔3〜4根进行“跳拔”的方式。
[0062]步骤12.在拔桩的同时,对同步注浆钢板桩的注浆管进行注浆,通过注浆管顶部的 内螺纹与注浆系统紧密连接,注浆压力使粧帽脱落,注浆管开始同步注浆。
[0063]步骤13.拔桩时要做到先震动1〜2分钟,在有松动后再边震边拔,以减小钢板桩与 土的黏结。拔出后的桩要按要求摆放。
[0064]步骤14 •及时用高压水枪清理注浆管内部,防止注浆液遗留在注浆管内部凝结堵 塞注浆管。
[0065]以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中 的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这 些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1. 一种同步注浆钢板桩,其特征在于:包括钢板桩,注浆管,桩帽,橡皮圈; 注浆管设置在钢板桩的一侧的侧壁上,注浆管壁厚满足设计要求; 每根同步注浆钢板粧均包括一个钢板桩、注浆管、桩帽。
2.根据权利要求1所述的一种同步注浆钢板桩,其特征在于:桩帽下部呈圆锥体,上部 呈圆柱体,粧帽上部直径略小于注浆管的内径。
3.根据权利要求1所述的一种同步注浆钢板桩,其特征在于:每个粧帽上部都套有一个 橡皮圈,桩帽上部圆柱体套上橡皮套,可以塞入注浆管底部。
4.根据权利要求3所述的一种同步注浆钢板桩,其特征在于:橡皮圈套在桩帽的圆柱体 上部,每个橡皮圈都是上部比较薄,下部比较厚,注浆管通过橡皮圈和粧帽紧密连接。
5.根据权利要求1所述的一种同步注浆钢板桩,其特征在于:注浆管顶部一定范围内有 内螺纹;注浆时,可与注浆系统紧密连接,保证注浆液不会泄露,也保证了注浆系统的密封 性,保证了注浆压力,使桩帽脱落,注浆压力应为IMPa以上,注浆液应为水泥水玻璃双液浆。
6.—种同步注浆钢板桩的使用方法,其特征在于:包括如下步骤:
1.钢板桩的打入: 步骤1,钢板桩施工前,先沿钢板粧的位置开挖沟槽,采用一台履带式机械手打粧; 步骤2,检验钢板桩的外观表面是否平滑有无凹凸缺损等缺陷、测量钢板桩具体长度、 宽度、高度、厚度等尺寸、测量端头矩形比、平直度和锁口形状等具体内容。检查中注意事项 有:检查钢板桩上的焊接件,割除多余的焊接件;补强钢板桩上的割孔、断面、缺损等;检查 钢板桩是否有锈蚀,应测量腐蚀部分的实际断面厚度并进行相应折减。要对全部钢板桩进 行外观检查; 步骤3,钢板桩施工前,按照设计图纸要求放出板桩咬口轴线灰线,并在灰线上做好红 色木桩标识; 步骤4,打桩前须在放设的桩位处设置钢板桩导向围檁支架,其作用是保证沉桩轴线位 置与垂直度的偏差在允许范围内,防止板桩在打桩过程中的屈曲变形,提高打桩精度、提高 粧的贯入能力;围檁支架采用40«i型钢制作,制作时先按灰线标识安装导梁,然后打入导桩 并与导梁焊接牢固,然后检查安装尺寸,核准导向围檩中心线是否在拉森桩轴线灰线上; 步骤5,打粧前的插粧过程:插桩应采用履带式机械手将钢板桩吊装至插桩点处,并将 锁口对准;在打粧过程中还应该特别注意钢板桩的垂直度,为此应采用两台经祎仪于不同 方向同时检测来进行控制;应在打桩方向的钢板桩锁口处设置卡板,通过阻止板桩的水平 位移来达到要防止锁口中心线水平方向的位移的目的;另外,在导向围檩上预设规定每块 钢板桩块的位置,在打桩过程中随时检查校正;发现垂直度超标,必须拔出重新打设; 步骤6,打桩前在导向围檁支架上画出桩顶标高,并拉通长白线,控制每根桩顶在同一 标闻面上; 步骤7,注浆管下部戴上圆锥形桩帽,在钢板桩压入地下的时候,能够有效的防止泥土 被压入注浆管,堵塞注浆管; 步骤8,在开始打桩前期,应该严格控制的第一、二根钢板桩的打入位置、垂直度、方向、 偏差等,以保证钢板桩打入精准。为确保精确度,防止偏差过大,每打入一米钢板桩就应进 行一次测量; 步骤9,应采取措施以防止后续打桩影响到之前己打入的粧,为此己打入的钢板桩应焊 接在导梁上,以防止相邻两根桩打入时的相互影响。另外在锁口处涂上黄油可以减小钢板 桩的摩擦阻力;
2.钢板桩的拔除与同步注浆: 步骤10,采用履带式机械手拔除钢板桩,钢板桩拔出前要确定钢板桩的拔出顺序、拔出 时间,拔粧顺序与打桩顺序相反; 步骤11,基坑距离建筑物和道路较近,为了防止钢板桩拔除时对其产生沉降、位移等不 利影响,钢板桩拔除时采取每隔3〜4根进行“跳拔”的方式; 步骤12.在拔桩的同时,对同步注浆钢板桩的注浆管进行注浆,通过注浆管顶部的内螺 纹与注浆系统紧密连接,注浆压力使桩帽脱落,注浆管开始同步注浆; 步骤13.拔桩时要做到先震动1〜2分钟,在有松动后再边震边拔,以减小钢板桩与土的 黏结。拔出后的粧要按要求摆放; 步骤14 •及时用高压水枪清理注浆管内部,防止注浆液遗留在注浆管内部凝结堵塞注 浆管。
7.根据权利要求6所述的同步注浆钢板桩的使用方法,其特征在于:步骤12中,采用水 泥-水玻璃双液浆作为注浆材料,注浆压力应为IMPa以上,在向上拔桩的时候,由于注浆的 压力和侧边土向下的摩擦力,桩帽被动脱落,注浆管开始注浆,在拔桩过程中同步注浆,钢 板桩底部拔出到某一高度,通过注浆都能及时填补土的缝隙和拔桩留下的空间,形成泥浆 护壁效应,将拔桩引起的对周围土体扰动降到最低。
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