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型钢组合钢板桩技术

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龙行天下 发表于 2016-7-24 20:51:38 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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1、技术背景

在经济高速发展、基础设施和民用建筑建设规模不断扩大的背景下,在密集的城市中心开发利用地下空间成为一种必然。一些开挖深度较浅,土质条件较好的基坑往往采用拉森钢板桩作为挡土和止水结构,例如防波堤、护岸、船坞、码头、人工岛、船闸、地下隧道、路堤、挡土墙、防渗墙、地基加固等永久性工程和围堰、基坑围护等临时性工程。然而,在江、河内及周边软黏土地区进行围堰施工,往往由于拉森钢板桩的刚度不能满足安全性要求;而采用其他支护形式,例如钻孔灌注桩、SMW工法等虽可以满足设计要求,但施工成本显著增加且难以在滩涂、河流中施工。

为解决在软黏土地区基坑及围堰的支护,可以采用组合型钢钢板桩的支护形式,例如钢板结合H型钢、拉森钢板桩结合H型钢等(见图1、2),通过钢板或者拉森钢板桩的连续锁扣搭接形成一道连续密封的止水结构,同时在钢板桩内侧施工一排H型钢以满足整个支护结构的刚度及稳定性要求。




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图1钢板和H型钢组合


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图2拉森钢板桩和H型钢组合


2、应用实例

武汉市某工程位于汉口后湖地区,该项目为一河流明渠改箱涵工程。围堰基坑开挖深度约5~7m,围堰为狭长型,长约420m,宽约42m。为确保河流的正常通流,该围堰项目分东西两个区块先后进行。该区域上部淤泥质土、淤泥质粘土层深厚达12m~15m,地质条件较差,围护结构初步采用上部放坡,下部拉森钢板桩结合钢支撑支护,在河流中间分区部位北侧采用填土挡土坝作为临时反压土坝。经大量的分析计算,在局部软土层深厚区块采用拉森钢板桩难以满足强度及稳定性的要求,而其他支护形式如钻孔灌注桩等由于场地条件施工困难、造价昂贵,因而考虑采用组合型钢钢板桩这一支护形式,如下图3支护剖面图。


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图中所示,围堰内插为15m长H500X300型钢,围堰外侧为9m长4号拉森钢板桩,在设计计算时,强度、变形及稳定性计算按H型钢单独作为支护结构的模型计算,拉森钢板桩的抗力可以作为安全储备;而围堰的止水全部由拉森钢板桩承担,为满足围堰的止水性能,拉森钢板桩插入坑底以下软黏土地层不小于4m,且满足渗流稳定性的要求。因而图中H型钢的长度要远长于拉森钢板桩的长度。

为确保拉森钢板桩与H型钢的紧密贴合,满足组合型钢钢板桩整体性能,施工时必须确保质量,外侧钢板桩通过锁扣紧密搭接,施工H型钢时与钢板桩贴合紧密,在H型钢的上部翼缘板与拉森钢板桩满焊焊接牢固(如图4组合型钢钢板桩连接节点),以确保H型钢与拉森钢板桩的整体变形,提高组合型钢钢板桩的整体抗力性能。




3、小结

采用组合型钢钢板桩技术可以满足更深、更为复杂地质条件下的围堰工程,拉森钢板桩可以满足止水性要求,同时H型钢的高强度和刚度能满足各种不同深度和复杂地质条件下的基坑围护要求,可以根据支护结构刚度的不同采用不同型号的H型钢。施工H型钢和钢板桩时,可以采用震动冲击工艺,在噪音控制要求高的地区还可以采用静压植桩机技术,施工快捷、便利;且型钢组合钢板桩结构在施工完成后便可以直接开挖,施工效率高、工期短;在围堰工程完成后,H型钢和钢板桩可以回收并重复利用,不仅节约了钢材,降低了工程造价,且施工过程无泥浆污染问题,主体结构完成后型钢可以拔出回收,避免围护结构成为永久障碍物遗留在地下。

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