摘要钢板桩防护在基坑防护中已经得到广泛应用,但对这类结构在本地区的水利工程中的认识还很不充分。本文通过实际工程中的钢板桩应用,分析了钢板桩结构受力情况,可供类似工程参考。
关键词钢板桩,支护,钢板桩施工工艺,河道综合整治
钢板桩起始有冷弯薄壁轻型和热轧型,由于前者具有较大的加工、使用局限性,因而,热轧钢板桩成为目前钢板桩产品的主流。20世纪50年代,我国首0次在铁路桥梁围堰施工中,由铁道0部大桥局从原苏联引进使用。随着我国经济的快速发展,钢板桩支护在水利行业得到广泛应用。
1工程概况
江门市蓬江区荷塘镇中心河是贯穿该镇南北的一条重要排洪渠,原河床宽10-24m,河底高程深约为-1.0m(珠基)。新建箱涵总宽13.05m,高6.7m,河道左岸是双车道混凝土路面,淄博钢板桩,右岸是2-5层住宅,距离原浆砌石墙较近,约3-6m。由于经济发展迅速,交通车辆增多,现有左岸路面宽度已经不能满足日益繁忙的交通要求。为提高河道的排涝能力,---中心河左岸道路的交通状况,荷塘镇于2008年对中心河田心段进行了综合整治。整治内容包括在河道位置新建箱涵,箱涵顶兼作交通道路,建成后结合原有左岸路面重新规划为双向双车道沥青路面,断面见图1,钢板桩规格,首期整治长度为648m。
新建箱涵基本布置在原河道位置,由于受到工程地形条件的制约,箱涵的基础不能大开挖,必须进行支护。据以往的经验,一般采用松木桩、钢板桩、灌注桩等进行支护,根据本工程属在河道上建设有度汛要求的特点,工程水下部分必须在枯水期完成,要求施工速度快。经比选,钢板桩结构具有重量轻,强度高,锁口紧密,施工方便,施工速度快等优点,因此,采用钢板桩支护作为本工程的支护方案。
根据地质勘查报告显示,基岩面起伏较大,强风化花岗岩岩面高程-6.5~-21m,岩面以上主要为砂壤土及填筑土层,地质条件---。
2钢板桩支护方案
2.1钢板桩初步布置
根据工程所在地场地特点,结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑,初步选用拉森ⅳ号钢板桩,拉森ⅳ号钢板桩宽度适中,抗弯性能好。钢板桩采用密扣,选用长度9~12m,要求钢板桩入土---不小于桩长0.5倍,实际桩长按以下计算确定。为减少桩顶位移,桩顶采用φ400钢管作为横向支撑,间距4m,钢板桩桩顶与钢管之间设h400围檩,相互之间焊接牢固,以增强钢板桩整体性。钢板桩布置见图2、图3。
(1)钢板桩参数:截面抵抗矩:拉森-ⅳ型;每根w=362cm3,每m钢板桩w=2270cm3/m。
(2)钢材抗弯强度设计值:钢板桩钢材采用q235钢,抗弯强度设计值f=215n/mm2。
以上钢板桩参数来自厂家,不同厂家生产的钢板桩上述参数可能稍有差异,但对本计算影响不大。
2.2计算钢板桩入土---
根据钢板桩入土的---较浅,按单支撑挡土桩桩计算,假定上端为铰结无移动,下端简支。这种板桩相当于单跨简支梁,作用在桩后为主动土压力,作用在桩前为被动土压力,压力坑底以下的土重度不考虑浮力影响,计算简图如图4。
无导向架施工免去了导向架制作及安装,在工时和设备方面有相应缩减,在施工操作方面更为简便,其他流程基本相同,主要在对桩、限位和---沉桩---上有一定的差别。
(1)对桩操作。因撤除导向架后无对桩作业平台,对桩过程较为麻烦,可以将锁扣作5cm切割,以方便钢板桩对接(图2)。
(2)桩体限位。在打设过程中无导向架承担支撑结构,可使用挖掘机辅助施工。在机斗上焊接限位板,防止钢板桩倾倒(图3)。
(3)---沉桩---。无导向架施工单根沉桩不宜过低,应至少预留1/5的搭接长度供后续钢板桩对桩,钢板桩施工单位,以防止钢板桩倾倒及其引发的桩体变形情况发生。主要采用逐根打入法。
在基坑围护施工中,为加强拉森桩墙的整体刚度,我们需要采用支撑材料进行支撑,下面就来看看拉森桩支撑的方法:
1、板桩各构件的连接:所有的支撑体系节点必须采用平接方式焊接,所有节点内角处还应加设水平长度为300mm的连接钢板;构件连接处采用接触边满焊,焊缝高度不小于8mm;在围檩与支撑连接处的腹板上加焊厚度为10mm的肋板,以增强腹板的稳定性及抗扭刚度。
2、为使围檩与板桩之间接触紧密,传力均匀,水平支撑杆件设置时应在相应部位对围檩施加预加应力。
3、为---水平支撑体系的安装精度及施工便利,拉森桩送入设定的---和桩顶标高后,应在板桩相应部位设置钢牛腿,围檩及支撑构件安装就位及校核高程后方可进行构件节点的连接
4、钢制构件的施工及安装应有严格的检验措施,检验应符合<钢结构工程施工验收规范>的规定。
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