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摘要结合南宁市某街道路基改造工程中拉森钢板桩支护技术的施工实际,对该技术的主要施工工艺和环节进行相应探讨,对同类工程的施工有一定的参考价值。
关键词市政工程,基础支护,拉森钢板桩
中图分类号TU4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0042-01
在城市市政工程既有市政道路维修改造项目施工过程中,普遍存在的难点是原有道路的交通要维持以部分而不能完全封闭,致使施工场地十分有限,而且工期要求紧;市政道路地下管线的分布一般较复杂,道路两侧周围的建筑物基础形式不一,结构参差多变,给市政道路施工时基础支护带来很大麻烦。本文结合南宁市某街道路基改造工程施工,对拉森钢板桩在道路基础支护工程中的应用作相应的探讨。
1工程概况
南宁市某街道道路全长约800m,宽约15m,该街道道路属条石路面类型,为城市I级支路。因完善城市路网,改善道路布局,方便沿线小区居民出行的需要,需要对该街道道路进行市政道路改造施工。
根据施工现场勘察和钻探的资料结果分析,场地内主要由如下结构层和土层构成:
1)路表结构层:0.30-0.50m厚,混凝土路面,碎石基层等;2)杂填土层:厚度为3.70-4.80m,局部夹有碎石,中压缩性;3)淤泥层:上部为厚度为0.80-1.5Om的软土“硬壳层”粘土,下部为0.80-1.60m厚的淤泥层,高压缩性;4)粉质粘土层:浅黄色,低压缩性。
根据现场的地质勘查资料,再结合街道道路过街天桥等工程施工保留的地质资料来看,待改造施工场地内主要为河海相冲淤积地层,下部为微风化基岩,场地分属II类环境类别。场地内地下水稳定水位埋深在2.05-2.60m范围内波动,该区域地下水水体对钢结构具有一定的弱腐蝕性。
2围护结构方案
钢板桩的选用:针对该基础改造工程所在施工场地的条件限制严格,结合施工单位的施工技术水平采用拉森钢板桩支护技术来进行基础改造施工。根据土压力理论计算可得出拉森钢板桩的入土深度为12m,结合考虑其他设计和施工因素采用FSP3A×12M的拉森钢板桩。内支撑由H型钢组成横向和纵向双向支撑体系组成,H型钢的规格尺寸选用350×350×12×19。该基础支护结构体系的钢材均选用Q235钢材材料,施工过程中钢板桩入土深度至少应保持桩长0.5倍以上的距离。采用2550型液压振动沉桩机(振力220kN)作为沉设拉森桩的主要机械设备。
3钢板桩施工
3.1桩身检脸、吊装及堆放
1)桩身检验:钢板桩运到施工现场后,应消除锁口内等地方的杂污染,并安排专业人员进行仔细、全面的质量检查,质检合格的才能使用。2)吊装运输:宜采用两点吊装的方式进行钢板桩的装、卸施工,每次吊装的钢板桩根数总数不能超过3根,并应保护好桩身锁口部位,以免受损伤。3)钢板桩堆放:在施工现场选择钢板桩堆放的地点时,要考虑堆放场地场地是否平坦、坚固,是否会因为承压过重而发生明显沉陷变形,是否有利于打桩施工的吊装施工,同时还不能影响交通。钢板桩在现场要按相应的型号、规格、分类堆放,并在旁边设置明显的标牌说明。
3.2钢板桩施工顺序
根据施工改造设计图纸要求设置沉桩定位线,根据沉桩定位线开挖相应的沉桩导向槽,找平施工场地,对施工机械要行走的道路进行整修,进行基础围护拉森桩的沉设施工,拉森桩桩沉设至设计标高,内侧双向支撑焊接施工,挖土施工(市政管线调整),路基改造结构施工,填土,拔桩。
3.3导向架安袭
在钢板桩施工过程中,为保证沉桩施工时轴线位置的准确和桩身充分竖直压入,有效控制桩身的垂直度,防止钢板桩在压入过程中发生屈曲变形,一般情况下都应设置一定数量、足够强度和刚度的导向架,即钢板桩施工围橄。施工导向架一般采用单层双面的形式,由导梁和围桩等组成,围桩的间距应控制在2.5～3.5m的范围,双面围橄之间的距离应控制在适当范围内,一般略比板桩墙厚度大8～10mm。
导向架安装施工时,应采用经纬仪和全站仪准确控制引导梁的安装坐标,导梁的高度要适当,应有利于控制拉森桩的施工高度和施工效率,在拉森桩打设施工过程中,导梁不能随着施工的进行发生沉降和变形,导粱的位置在整个施工过程中应保持垂直状态。
3.4钢板桩打设
结合现场的施工条件,为尽量减少对街道交通的不利影响,采用单独打入法进行钢板桩打设施工,即从道路一端开始逐根插打,钢板桩的打设施工应连续进行,开始后整个打桩施工中途不能停止,可使得桩机行走的路线最短,有效提升了施工效率。但由于钢板桩是单根打人,施工过程中易倾斜,且误差不易纠正。所以,在施工过程中其垂直度应严格控制。
1)由相关测量人员测设相应的钢板桩定位轴线,每隔一定的距离设置相应的导向桩。施工过程中可直接用钢板桩作为导向桩,沉桩施工时可利用导向桩有效控制好钢板桩的轴线位置。2)打桩前准备好桩帽,在打桩机吊起钢板桩后,应利用导向桩进行人工扶正就位。3)采用单独打入法进行钢板桩打设施工,单桩桩顶的高程应尽量保持一致,不应相差过大。4)在打桩整个施工过程中,应随时监测每根桩的垂直度,其斜度限值不应超过2%。当倾斜太厉害用拉齐方法无法进行纠正时,应拔起进行重新施工。
3.5挖土施工
1)土方开挖应分层分区进行,并应连续、对称开挖施工。待开挖至距离钢板板桩顶以下相应距离处(1.2m),应进行桩内支撑体系的焊接施工。2)围护桩内双向支撑体系设置在距离钢板桩顶端以下1.2m处,根据设计要求在钢板桩内壁相应位置焊接H型钢托架,然后在托架上进行H型钢的焊接施工。3)土方开挖前应在基坑外围及场内进行相应的降水处理措施,保持基坑场地内在施工期间无积水,便于土体开挖和运输,保证施工效率。4)距离基坑周边约6m范围内严禁堆载重物,以防基坑在开挖过程中侧向变形过大而发生倒塌。5)整个开挖过程中应随时注意内部支撑体系的变形情况,当变形速度或累计变形量超过一定范围时,应停止开挖施工,查明原因进行相应的加固处理措施。
3.6拔桩
待基坑内结构施工完成并养护达到设计要求的强度后,应进行相应的回填土施工,再拔除钢板桩以便其他工程重复使用。进行钢板桩拔除施工前,应结合场地条件研究合理的拔桩方法和顺序,否则可能由于拔桩过程中产生的振动影响周围地下结构的安全,或者拔桩时带出的土体过多引起地面明显的沉降和侧移,影响到周边既有地下结构和新建结构、或地下市政管线的安全。
4监测预警措施
为了确保基坑周边市政管网与建筑在基坑施工期间的安全,在施工期间设置了相应的监测控制点进行监控。根据设计要求对拉森钢板桩支护结构的水平位移变形值设置为30mm,其水平位移速率不超过5mm/d,当超出上述限值时应立即进行预警,情况严重时应立即停止施工,待查明原因并采取了相应措施控制了变形时,才能再次开始施工。
5结语
在道路改造基坑施工过程中,基坑底部或周围土体均未出现可能导致基坑土体发生剪切破坏的迹象,道路周边邻近的建筑物和管线设施变形也均控制在可接受范围,该路基改造工程中拉森钢板桩的支护应用取得了理想效果。
参考文献
[1]张伯平,党进谦.土力学与地基基础[M].西安地田出版社,2001.
关键词市政工程,基础支护,拉森钢板桩
中图分类号TU4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0042-01
在城市市政工程既有市政道路维修改造项目施工过程中,普遍存在的难点是原有道路的交通要维持以部分而不能完全封闭,致使施工场地十分有限,而且工期要求紧;市政道路地下管线的分布一般较复杂,道路两侧周围的建筑物基础形式不一,结构参差多变,给市政道路施工时基础支护带来很大麻烦。本文结合南宁市某街道路基改造工程施工,对拉森钢板桩在道路基础支护工程中的应用作相应的探讨。
1工程概况
南宁市某街道道路全长约800m,宽约15m,该街道道路属条石路面类型,为城市I级支路。因完善城市路网,改善道路布局,方便沿线小区居民出行的需要,需要对该街道道路进行市政道路改造施工。
根据施工现场勘察和钻探的资料结果分析,场地内主要由如下结构层和土层构成:
1)路表结构层:0.30-0.50m厚,混凝土路面,碎石基层等;2)杂填土层:厚度为3.70-4.80m,局部夹有碎石,中压缩性;3)淤泥层:上部为厚度为0.80-1.5Om的软土“硬壳层”粘土,下部为0.80-1.60m厚的淤泥层,高压缩性;4)粉质粘土层:浅黄色,低压缩性。
根据现场的地质勘查资料,再结合街道道路过街天桥等工程施工保留的地质资料来看,待改造施工场地内主要为河海相冲淤积地层,下部为微风化基岩,场地分属II类环境类别。场地内地下水稳定水位埋深在2.05-2.60m范围内波动,该区域地下水水体对钢结构具有一定的弱腐蝕性。
2围护结构方案
钢板桩的选用:针对该基础改造工程所在施工场地的条件限制严格,结合施工单位的施工技术水平采用拉森钢板桩支护技术来进行基础改造施工。根据土压力理论计算可得出拉森钢板桩的入土深度为12m,结合考虑其他设计和施工因素采用FSP3A×12M的拉森钢板桩。内支撑由H型钢组成横向和纵向双向支撑体系组成,H型钢的规格尺寸选用350×350×12×19。该基础支护结构体系的钢材均选用Q235钢材材料,施工过程中钢板桩入土深度至少应保持桩长0.5倍以上的距离。采用2550型液压振动沉桩机(振力220kN)作为沉设拉森桩的主要机械设备。
3钢板桩施工
3.1桩身检脸、吊装及堆放
1)桩身检验:钢板桩运到施工现场后,应消除锁口内等地方的杂污染,并安排专业人员进行仔细、全面的质量检查,质检合格的才能使用。2)吊装运输:宜采用两点吊装的方式进行钢板桩的装、卸施工,每次吊装的钢板桩根数总数不能超过3根,并应保护好桩身锁口部位,以免受损伤。3)钢板桩堆放:在施工现场选择钢板桩堆放的地点时,要考虑堆放场地场地是否平坦、坚固,是否会因为承压过重而发生明显沉陷变形,是否有利于打桩施工的吊装施工,同时还不能影响交通。钢板桩在现场要按相应的型号、规格、分类堆放,并在旁边设置明显的标牌说明。
3.2钢板桩施工顺序
根据施工改造设计图纸要求设置沉桩定位线,根据沉桩定位线开挖相应的沉桩导向槽,找平施工场地,对施工机械要行走的道路进行整修,进行基础围护拉森桩的沉设施工,拉森桩桩沉设至设计标高,内侧双向支撑焊接施工,挖土施工(市政管线调整),路基改造结构施工,填土,拔桩。
3.3导向架安袭
在钢板桩施工过程中,为保证沉桩施工时轴线位置的准确和桩身充分竖直压入,有效控制桩身的垂直度,防止钢板桩在压入过程中发生屈曲变形,一般情况下都应设置一定数量、足够强度和刚度的导向架,即钢板桩施工围橄。施工导向架一般采用单层双面的形式,由导梁和围桩等组成,围桩的间距应控制在2.5～3.5m的范围,双面围橄之间的距离应控制在适当范围内,一般略比板桩墙厚度大8～10mm。
导向架安装施工时,应采用经纬仪和全站仪准确控制引导梁的安装坐标,导梁的高度要适当,应有利于控制拉森桩的施工高度和施工效率,在拉森桩打设施工过程中,导梁不能随着施工的进行发生沉降和变形,导粱的位置在整个施工过程中应保持垂直状态。
3.4钢板桩打设
结合现场的施工条件,为尽量减少对街道交通的不利影响,采用单独打入法进行钢板桩打设施工,即从道路一端开始逐根插打,钢板桩的打设施工应连续进行,开始后整个打桩施工中途不能停止,可使得桩机行走的路线最短,有效提升了施工效率。但由于钢板桩是单根打人,施工过程中易倾斜,且误差不易纠正。所以,在施工过程中其垂直度应严格控制。
1)由相关测量人员测设相应的钢板桩定位轴线,每隔一定的距离设置相应的导向桩。施工过程中可直接用钢板桩作为导向桩,沉桩施工时可利用导向桩有效控制好钢板桩的轴线位置。2)打桩前准备好桩帽,在打桩机吊起钢板桩后,应利用导向桩进行人工扶正就位。3)采用单独打入法进行钢板桩打设施工,单桩桩顶的高程应尽量保持一致,不应相差过大。4)在打桩整个施工过程中,应随时监测每根桩的垂直度,其斜度限值不应超过2%。当倾斜太厉害用拉齐方法无法进行纠正时,应拔起进行重新施工。
3.5挖土施工
1)土方开挖应分层分区进行,并应连续、对称开挖施工。待开挖至距离钢板板桩顶以下相应距离处(1.2m),应进行桩内支撑体系的焊接施工。2)围护桩内双向支撑体系设置在距离钢板桩顶端以下1.2m处,根据设计要求在钢板桩内壁相应位置焊接H型钢托架,然后在托架上进行H型钢的焊接施工。3)土方开挖前应在基坑外围及场内进行相应的降水处理措施,保持基坑场地内在施工期间无积水,便于土体开挖和运输,保证施工效率。4)距离基坑周边约6m范围内严禁堆载重物,以防基坑在开挖过程中侧向变形过大而发生倒塌。5)整个开挖过程中应随时注意内部支撑体系的变形情况,当变形速度或累计变形量超过一定范围时,应停止开挖施工,查明原因进行相应的加固处理措施。
3.6拔桩
待基坑内结构施工完成并养护达到设计要求的强度后,应进行相应的回填土施工,再拔除钢板桩以便其他工程重复使用。进行钢板桩拔除施工前,应结合场地条件研究合理的拔桩方法和顺序,否则可能由于拔桩过程中产生的振动影响周围地下结构的安全,或者拔桩时带出的土体过多引起地面明显的沉降和侧移,影响到周边既有地下结构和新建结构、或地下市政管线的安全。
4监测预警措施
为了确保基坑周边市政管网与建筑在基坑施工期间的安全,在施工期间设置了相应的监测控制点进行监控。根据设计要求对拉森钢板桩支护结构的水平位移变形值设置为30mm,其水平位移速率不超过5mm/d,当超出上述限值时应立即进行预警,情况严重时应立即停止施工,待查明原因并采取了相应措施控制了变形时,才能再次开始施工。
5结语
在道路改造基坑施工过程中,基坑底部或周围土体均未出现可能导致基坑土体发生剪切破坏的迹象,道路周边邻近的建筑物和管线设施变形也均控制在可接受范围,该路基改造工程中拉森钢板桩的支护应用取得了理想效果。
参考文献
[1]张伯平,党进谦.土力学与地基基础[M].西安地田出版社,2001.