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【钢板桩租赁】浅谈钢板桩在基坑施工中的应用

文章来源: 作者:军鹏机械编辑 发布时间:2018-08-29 14:28 浏览次数:

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  在结构物深基础施工过程中,钢板桩既能起到支撑作用,又能起到防渗水作用,而且可机械化操作,施工速度快,操作方便,又能循环使用,因此,它广泛应用于施工中。关于钢板桩在基坑施工中的应用,钢板桩租赁-军鹏机械为大家详细介绍一下:

【钢板桩租赁】浅谈钢板桩在基坑施工中的应用

  1、项目工程概况

  荆沙线与引江济汉工程交叉段改线庙湖跨引江济汉特大桥地处江汉平原西南部,位于荆州市荆州区纪南镇与郢城镇之间,湖面约400 000m2。本桥为荆沙线引江济汉段跨越庙湖及引江济汉工程而设,桥址区地势较为平坦,跨越庙湖及多个鱼塘,且常年有水。桥梁全长2016.74m,其中5裕耀34裕墩处于庙湖湖区内,庙湖水深3耀8m。

  2、基础施工方案确定

  庙湖特大桥5裕耀34裕墩台均位于庙湖中,庙湖常年水深约3耀8m,承台顶设计标高在水面以下1.0耀2.0m,承台平均尺寸:5.6m×6.7m×2m,地质情况:主要为第四系全新统人工填土层(Q4ml)杂填土、第四系全新统冲积层(Q4al)粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉土及细砂,第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)细圆砾土、粗圆砾土及卵石土。为确保引江济汉通航工程的按期通水通航,充分利用地方资源,节约施工成本,承台施工采用筑岛围堰与钢板桩相结合的施工方案。

  根据本工程地质情况,结合钢板桩的特性,拟采用芋型钢板桩,芋型钢板桩宽度适中,抗弯性能好,钢板桩长度选取9m。钢板桩选型验算如下。

  2.1 长度验算

  本工程中基坑开挖深度h=4m,土体平均重度约γ= 18.5kN/m3,平均内摩擦角ψ为20毅,黏聚力c=0,不考虑水平荷载。

  2.1.1 计算作用于板桩上的土压力强度并绘简图

  作用于板桩上的压力强度,如图1、图2所示。

  

 

  图1 钢板桩压力分布图

  

 

  图2 简支梁受力简图

  主动土压力系数Ka=tan2(45-ψ/2)=tan2(45-20/2)=0.49

  被动土压力系数Kp=tan2(45+ψ/2)=tan2(45+20/2)=2.05

  查表1简支梁法被动土压力修正系数表,修正系数K取1.6。

  表1 被动土压力修正系数表

  

 

  修正后的被动土压力系数为Kp1=2.05×1.6=2.28。

  2.1.2 计算y值

  计算板桩墙上土压力强度等于零的点离挖土面的距离y,此处板桩墙前的被动土压力Ep等于板桩墙后的主动土压力Ea,即:

  γ×Kp1×y=γ×Ka×(h+y)

  y=γ×Ka×h/[γ×(Kp1-Ka)]=0.49×4/(2.28-0.49)=0.7m

  2.1.3 按简支梁计算等直梁的B、K两支点反力(TB和PK)

  移MK=0

  TB×(h+y)=1/2×γ×Ka×h2×(1/3×h+y)+1/2×γ×Ka×h×y×2/3×y

  TB×(4+0.7)=[1/2×18.5×0.49×42×(1/3×4+0.7)+1/2×18.5× 0.49×4×0.7×(0.7×2/3)]

  求得TB=32.63kN/m

  由静力平衡得PK+TB=1/2×γ×Ka×h(h+y)

  PK=1/2×18.5×0.49×4×(4+0.7)-32.63=52.58kN/m

  2.1.4 计算板桩最小入土深度t0

  K点至O点距离为x,根据PK和墙前被动土压力对板桩低端O点力矩相等求得:

  PK×x=[Kp1×γ(y+x)-Ka×γ(h+y+x)]×x2/6

  x={6×PK/[γ×(Kp1-Ka)]}0.5

  x={6×52.58/[18.5×(2.28-0.49)]}0.5=2.47m

  t0=x+y=2.47+0.7=2.17m

  考虑桩端的土质情况乘以系数1.1耀1.2,为保证安全施工安全,最小入土深度为:t=1.2,t0=1.2×2.17=2.8m

  板桩总长L=h+t=4+2.8=7.8m,按钢板桩常规长度,本案例中钢板桩长度取9m。

【钢板桩租赁】浅谈钢板桩在基坑施工中的应用

  2.2 钢板桩截面选取

  最大弯矩处即为剪力为0处,剪力为0的点离地面距离为X0,根据TB-1/2X02×γ×Ka=0,求得X0=2.68m

  Mmax=TB×X0-1/2X02×γ×Ka×X0/3

  =32.63×2.68-1/2×2.682×18.5×0.49×2.68/3=58.37kN·m/m

  采用芋型钢板桩,截面抵抗矩W=1350cm3,允许拉应力[f]=200MPa,最大抗弯应力为F,则:

  F=Mmax/W=58.37/(1350×10-6)=42.2 MPa约1/2[f]=100MPa

  综上所述,钢板桩选用长为9m的芋型钢板桩可行。

  3、钢板桩施工顺序

  依据本工程承台设计尺寸,考虑工作面等因素,确定基坑开挖尺寸,测量人员测放出钢板桩打设位置线,并用白石灰标示出钢板桩打设位置。施工工序如下:

  施工准备寅钢板桩位置的定位放线寅钢板桩吊运就位导框安装寅打钢板桩寅基坑开挖寅基底处理寅承台施工墩台施工寅拔除钢板桩。

  4、钢板桩插打与拔出

  本工程中,由于基坑处于庙湖中,首先应避开雨季施工,其次钢板桩插打必须环环扣紧,以防渗水影响承台施工。在施工中要注意以下施工要求:

  1)为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直性,控制桩的打入精度,防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力,一般都要设置一定刚度的、坚固的导架,也称“施工围檩”;

  2)打桩设备停在离打桩点就近的平台,它是靠振动力插打的,会产生向下的冲击力,再加上自身重量,所以停放位置必须密实平整,能承受一定压力;

  3)基坑4个角要使用转角钢板桩,以保证支护密实不渗水。拔桩相对容易得多,但是方法不对,也会影响钢板桩的拔出。拔桩的顺序与打桩时相反。拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动,使钢板桩周围的土松动,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。

【钢板桩租赁】浅谈钢板桩在基坑施工中的应用

  由于工程地质结构复杂,钢板桩打拔中遇到一些问题,为防止钢板桩倾斜,钢板桩租赁-军鹏机械认为,施工过程中应随时检查、控制、纠正;发生倾斜时用钢丝绳拉住桩身,随打随纠正;对先打的板桩适度预留偏差;加黄油润滑。为防止邻桩带入现象,可将把相邻桩焊接在一起,并在锁口处涂以黄油润滑。

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