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静压植桩机在城区复杂河道岸段紧邻建筑物护岸钢板桩桩基施工技术

拉森钢板桩·静压植入工法 2020年11月18日 项敏 125




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静压植桩机在城区复杂河道岸段紧邻建筑物护岸钢板桩桩基施工技术




摘  要


摘要:随着城市防汛标准的提升,施工条件较好的施工岸段已基本改造完成。未改造实施的基本位于城区复杂岸段,历史遗留问题严重,已有建筑物紧邻河道岸线,常见施工设备无法施工等难题。通过新技术的应用,静压植桩机实现了城区复杂岸段的全部施工任务,为后续类似工况条件提供了一定的技术参考和经验积累。


关键词:静压植桩机;复杂河道岸段;钢板桩

 


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工程概况


苏州河自青浦区赵屯入境,至外白渡桥入黄浦江,在本市境内长53.1km,河道面宽一般为50-70m,流经青浦、嘉定、闵行、长宁、普陀、静安、黄浦、虹口等8个区,是横贯上海中心城区的骨干河道,也是上海的“母亲河”。整个苏四期工程位于苏州河中游,本工程1标东起真北路,西至北周泾,干流河道全长约22.15km,共涉及长宁、普陀、闵行、青浦和嘉定五个辖区。


河道护岸的桩基工程主要类型有:板桩+预制方桩;板桩(保留)+灌注桩;钢板桩+灌注桩。



2


施工现场调查


为做好后续的施工,针对每个岸段进行调查排摸。在施工区域较为开阔,原有桩基不能满足设计要求的情况下采用新建前排板桩,后排预制桩的桩基组合形式,比如中环的东侧(ZX0+045~ZX0+339);在施工区域狭长,原有前排预制板桩可满足设计要求且后方紧邻建筑物的区域,采用保留原有的前排预制板桩,后排采用钻孔灌注桩,比如枫林绿地、古树保护段(ZM0+499~ZM1+242)等;在施工区域狭长原有桩基工程不能满足设计要求且后方紧邻建筑物的区域采用前排PU钢板桩,后排钻孔灌注桩的组合形式,比如:江桥市场,驴妈妈科技园(XF2+963~XF3+149、XF4+550~XF4+885)等。


3


设备比选


针对本工程的施工特点,所使用的设备有锤击桩机、钻机和静压植桩机。本论文按照现有岸段桩基工程不能满足设计要求且后方紧邻建筑物的施工区域进行机械设备的比选。在目前建筑施工技术的条件下,能满足18米钢板桩沉入的施工方法有振动沉入法,代表设备:振动锤;静压沉入法,代表设备:静压植桩机。

 

比选过程主要从:

(1)施工能力;

(2)适应能力;

(3)振动程度;

(4)设备和材料的进场条件;

(5)设备的灵活性;

(6)施工线型;

(7)桩顶高程控制。


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从以上比选结果得出:静压植桩机在施工过程中有着施工效率高、施工线型和桩顶高程控制好、施工过程中无振动等优点。同时对地形适应能力强,能依靠配套的水刀进行地下障碍物的清除,完成桩基的沉入施工。特别适用于城区复杂岸段水下清障困难的水下桩基工程。


 

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施工原理


(1)设备组成:静压植桩机,动力单元,高压油管,起吊设备,镭射仪。


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(2)施工原理:静压植桩机应用作用力与反作用力的基本原理。在施工前使用辅助的沉桩设备将3根钢板桩沉入设计的施工轴线,3根钢板桩为一组小单元,钢板桩锁扣用电焊焊接使其成为一个整体。每组小单元的抗拔力大于单桩沉入的摩擦力即可满足施工要求,单根钢板桩施工完成后锁扣位置和施工完成的钢板桩焊接,循环施工直至施工完成。

 

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主要施工方法


静压植桩机施工前首先采用辅助打桩设备进行3根定位桩的施工,利用辅助起重设备吊放至定位桩的顶部,依靠设备自走装置夹紧定位钢板桩完成设备的就位。然后依靠搬运装置或其他起重设备将钢板桩对准锁扣放入沉桩槽进行沉桩施工。每组钢板桩施工完成后,启动自走装置,进入下组的施工单元,以此往复完成全部的钢板桩施工。

 

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(1)施工工艺。施工准备→测量放样→定位桩施工→静压植桩机就位→镭射仪安装→钢板桩起吊入槽→钢板桩沉入→自走移位→施工完成。


(2)施工准备。在施工前,技术负责人组织施工人员对施工岸段的技术和安全要求进行交底。施工现场安排水上清障设备进行水下表层清障工作,具备施工条件后,静压植桩和钢板桩进场准备后续的施工。


(3)测量放样。测量放样分为二个步骤:第一步:测量人员对定位桩施工位置进行测量,过程中同步测量定位桩的施工轴线和桩顶高程;第二步:静压植桩机就位后,在每段的施工范围内对镭射仪安装的位置进行精确测量。利用周边护岸或自制的龙门架固定镭射仪。在施工过程静压植桩机沿着激光的方向完成桩基施工。

(4)定位桩施工。定位桩静压植桩机无法自身完成,需采用辅助的沉桩设备进行施工,定位桩总计三根。


(5)静压植桩机就位。静压植桩机就位时,采用水上起重设备吊放至定位桩上,定位桩伸入行走系统的卡槽内,启动行走装置三组液压油缸同步收紧设备就位完成。


(6)钢板桩起吊入槽。钢板桩采用船舶运输至指定的位置,静压植桩机自带的起重设备(或船舶自带的起重设备)将钢板桩放入卡槽内。下放过程匀速进行,锁扣对接时人工配合,防止锁扣不必要的碰撞或损坏。


(7)钢板桩沉入。对接完成时首先依靠钢板桩的自重下沉,待稳定后启动设备的下沉油缸使其处于上行程状态,夹紧钢板桩,调整设备的姿态,启动下沉油缸完成一个行程施工,每个行程沉入0.5~0.8米。沉入完成后锁扣顶部与上根钢板桩单面焊接,焊缝长度100mm,使其钢板桩成为一个整体。


(8)自走移位。每组钢板桩施工共计三根,第三根施工时预留2米左右的悬臂端。利用下沉油缸的上行程位置,松开自走装置。启动下沉油缸使静压植桩机整体提升,调整设备位置向前行走2根钢板桩的位置,重新就位。循环往复完成全部的桩基施工。

  

6


施工质量控制


(1)钢板桩进场后,需进行整理,清除锁扣内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等),对缺陷部位加以整修,对锁扣扭曲及死弯等缺陷部位进行校正。


(2)钢板桩对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查,并采取相应措施,以确保正常使用。


(3)在钢板桩施工过程中使用过程质量控制表对整个施工过程、每一道工序实施过程控制,做到每一道工序责任落实到人。


(4)在给全体职工进行详尽的技术交底后,为所有职工及民工按照各自岗位制作操作规程卡,使每人明确各自的任务及操作要求。


(5)钢板桩堆放场地要平整坚实,最下层用软木垫好。


(6)如遇到地下不明障碍物及时停止沉桩,并将障碍物清除后继续施工,以免造成板桩损伤。


(7)钢板桩吊放安排有专人指挥,所使用吊钢板桩钢丝绳、卡扣应勤检查,发现有破损应立即更换。


(8)在植桩过程中,随时测量监控每根桩的倾斜度,沉桩标高误差控制在50mm以内。


(9)打入时有一人专门指挥,随时调整垂直度,保证其垂直,在插入土体比较浅时,用线锤或经纬仪控制U型垂直度。在打U型的过程中,应随即检查其平面位置是否正确,桩身是否垂直,如发现倾斜(不论是前后倾斜或左右倾斜)应立即纠正或拔起重打。

 

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施工安全管控


(1)在打桩前对所有施工人员及机械操作人员进行安全技术交底。


(2)静压打桩机及其他特种机械具有出厂合格证明,打桩机操作人员及其他特种作业人员持证上岗,并严格按照各自的安全操作规程施工。


(3)进入施工现场时佩戴安全帽;所有施工人员严禁酒后作业。


(4)桩起吊前,起吊人员检查安全带及锁扣是否完好,并认真检查钢板桩是否存在开裂等现象。


(5)打桩机械按规定要求夹桩,保证桩在起吊过程中的稳定,避免与他物相碰,防止夹桩脱落。


(6)钢板桩桩吊运有专业起重工指挥,指挥人员应站在明显的安全位置,按规定使用统一信号指挥,吊运重物下严禁站人。


(7)施工人员严禁在起吊的桩下穿行或站立,施工人员要站在安全的地方。


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结  语


本工程所有钢板桩施工证明,静压植桩机在城区复杂岸段护岸结构施工中有着独特的施工优势。施工过程中解决了狭长岸段常规打桩设备无法进入施工的难题,同时又很好解决了紧邻建筑物的保护施工。在很大程度上实现了绿色、环保、高效、文明的施工目的。


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来源:《技术探讨》

编辑整理:项 敏

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