一种拉森钢板桩支护结构及其施工方法与流程

文档序号:33623544发布日期:2023-03-25 13:55阅读:56来源:国知局
一种拉森钢板桩支护结构及其施工方法与流程

1.本技术涉及建筑工程的技术领域,尤其是涉及一种拉森钢板桩支护结构及其施工方法。


背景技术:

2.拉森钢板桩又叫u型钢板桩,其利用每块板桩两边的“u型突出”设计连锁相邻的板桩,互锁结构可以形成一个较高强度水密结构,使拉森钢板桩广泛应用于基坑开挖时的临时支护,其不仅施工简单、速度快、费用低,而且可重复利用。而在拉森钢板桩沉桩过程中,在遇到硬质粘土土质时,拉森钢板桩打入较为困难,钢板桩沉桩轴线位置、桩的垂直度等质量控制较难,精度控制较差,而且板桩容易出现弯曲变形,影响重复使用,增加工程成本。


技术实现要素:

3.为了保证拉森钢板沉桩垂直度,提高拉森钢板桩支护质量,本技术提供一种拉森钢板桩支护结构及其施工方法,其采用如下的技术方案:一种拉森钢板桩支护结构,包括一号支护模组,一号支护模组包括拉森钢板和桩击挂件,桩击挂件底面设有夹槽,夹槽内插接拉森钢板上部,桩击挂件的顶面设有承力平台,承力平台上贯通槽,桩击挂件两侧面均分别设有竖向滑槽,竖向滑槽内侧面设有限位导槽;一号支护模组两侧分别设有相同结构的二号支护模组和三号支护模组,一号支护模组、二号支护模组和三号支护模组之间连接有限位滑杆,限位滑杆中部陷入于一号支护模组桩击挂件的贯通槽内,限位滑杆两端分别位于二号支护模组和三号支护模组的桩击挂件竖向滑槽内,限位滑杆端部设有的凸耳配入限位导槽内。
4.通过采用上述技术方案,在桩机施打时,承力平台为拉森钢板与桩锤提供更大的接触面,减少施打时因拉森钢板与桩锤中心不齐导致将拉森钢板打偏斜的情况,有助于保持拉森钢板垂直度和施打效率;同时利用夹设在二号支护模组和三号支护模组之间的限位滑杆对一号支护模组进行抵压限位,施工时,限位滑杆因为陷入承力平台内,不受桩锤撞击,而是随着拉森钢板的下沉向下滑动,对拉森钢板起到导向作用,进一步防止拉森钢板倾倒偏斜。
5.可选的,所述一号支护模组和二号支护模组之间、一号支护模组和三号支护模组之间的限位滑杆上均分别穿设有一拉绳,拉绳端部连接悬挂有一配重块。
6.通过采用上述技术方案,限位滑杆上设置的配重块可以有效降低整体支护结构的重心,增加限位滑杆对一号支护模组的抵压作用,提高结构的稳定性。
7.可选的,所述限位滑杆上拉绳贴靠的位置设有刻度盘或倾斜报警装置。
8.通过采用上述技术方案,在限位滑杆即拉森钢板倾斜时,限位滑杆上的拉绳在配重块的拉动下偏转,此时就可以在刻度盘上直观的看出拉绳偏转情况,从而判断拉森钢板倾斜程度,便于施工人员判断和发现拉森钢板倾斜问题和及时纠偏。
9.可选的,所述倾斜报警装置包括与限位滑杆连接的装置本体,装置本体中部设有
扇形槽,拉绳穿过扇形槽,扇形槽内的两侧分别设有第一压力传感器和第二压力传感器,第一压力传感器和第二压力传感器连接有控制芯片,控制芯片连接有电池和报警器,当拉绳摆动压在第一压力传感器或第二压力传感器上时,控制芯片获取并判断到第一压力传感器压力值或第二压力传感器的压力值大于设定阈值,控制芯片控制报警器发出警报。
10.通过采用上述技术方案,在拉森钢板倾斜时,扇形槽内的拉绳在配重块作用下摆动,摆动后拉绳压在一侧的第一压力传感器或第二压力传感器上,使第一压力传感器或第二压力传感器采集到的压力值增大,控制芯片接收到采集的压力值过大时,触发报警器发出警报,提醒工作人员及时采取纠偏措施,克服了对于拉森钢板倾斜肉眼判断不准确,发现不及时问题,提高施工质量和效率。
11.可选的,所述竖向滑槽侧面的桩击挂件上设有刻度线。
12.通过采用上述技术方案,施工时可以通过查看与拉森钢板顶面平行的限位滑杆在刻度线上的位置,从而准确判断拉森钢板的打进深度,无需反复测量,为施工提供便利。
13.可选的,所述一号支护模组的桩击挂件和拉森钢板之间穿设有螺栓紧固组件。
14.通过采用上述技术方案,螺栓紧固组件将桩击挂件和拉森钢板锁紧固定,一方面防止桩锤撞击时桩击挂件的跳动,提高结构稳固性,另一方面桩击挂件和拉森钢板成为整体后,在拔桩时,可以通过将吊绳固定在桩击挂件上,如螺栓紧固组件上,提高拔桩的便利性。
15.可选的,所述二号支护模组和三号支护模组的拉森钢板上下部均分别设有一个桩击挂件。
16.通过采用上述技术方案,桩击挂件作为拉森钢板的底基,可以防止二号支护模组和三号支护模组倾翻,进一步提高了拉森钢板的稳固性。
17.可选的,所述限位滑杆由两个t形钢制件拼接组成,t形钢制件包括中钢板,中钢板端部锁接有两个作为凸耳的角钢;所述两个t形钢制件之间锁接有连接件,连接件陷设于贯通槽内,连接件设有用于配入限位导槽的定位挡块。
18.通过采用上述技术方案,由两个t形钢制件拼接组成的限位滑杆结构简洁,组装式结构便于运输,细化体型耗材成本低,定位挡块与限位导槽配合,进一步对限位滑杆与一号支护模组的位置关系进行限位,防止一号支护模组上的限位滑杆滑动和拉森钢板倾斜,提高结构稳固性。
19.可选的,所述一号支护模组的拉森钢板两侧设有u形锁口,多块拉森钢板通过u形锁口首尾连接构成拉森钢板桩主体,拉森钢板桩主体内侧面设有h型钢梁,h型钢梁与拉森钢板桩主体的桩击挂件之间连接有t形钢制件,t形钢制件设有凸耳的一端卡设于竖向滑槽底部,t形钢制件另一端通过角钢与h型钢梁一侧锁接,h型钢梁另一侧连接有横撑钢管,横撑钢管用于合拢的拉森钢板桩主体内两相对侧的h型钢梁之间的连接。
20.通过采用上述技术方案,在拉森钢板打桩时,桩击挂件和限位滑杆作为导向组件,在进行拆卸重组后,还可以作为支护组件加固合拢的拉森钢板桩主体,组件使用灵活,利用率高,减轻了原料库存和运输压力,实用性高。
21.一种如上所述的拉森钢板桩支护结构的施工方法,包括以下步骤:步骤一,根据施工图纸布施工坐标线,采用旋挖机沿着施工坐标线进行注浆引孔,每间隔一段距离,设置引孔间距更小的加密段;
步骤二,选用质量合格的拉森钢板,将一桩击挂件的夹槽与拉森钢板上部插接构成一号支护模组,将相同结构的二号支护模组和三号支护模组分别竖立于一号支护模组两侧,然后将一限位滑杆从上往下放置于桩击挂件的贯通槽和竖向滑槽内,一号支护模组、二号支护模组和三号支护模组连接组成三脚支撑结构,使一号支护模组稳定竖立;步骤三,采用屏风式打入法施工,在一号支护模组的拉森钢板一端衔接另一根拉森钢板,若干根拉森钢板成排衔接后呈屏风状;步骤四,采用打桩机对拉森钢板进行施打,施打时桩锤撞击在一号支护模组的桩击挂件承力平台上,限位滑杆两端随着一号支护模组的拉森钢板的下沉向下滑动,施打中承力平台受到限位滑杆的导压始终保持水平,使拉森钢板保持垂直打入地基内。
22.通过采用上述技术方案,引孔间距密度分段式设置,即可以避免引孔密度过大,桩基松动,又方便了拉森钢板u形锁口的打入,提高了板桩的贯入度和引孔施工效果。同时利用拉森钢板作为打桩导梁,不仅节省了额外的导梁购置、存放、运输成本,而且相比于传统导梁需要与地面锁接,以防止打桩时导梁被拉森钢板挤压移位,在由三根拉森钢板与限位滑杆组成的三脚支撑结构中,两侧拉森钢板无需另外与地面锁接,施工更加方便,稳固性也达到施工要求。
23.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:1.本技术就地取材利用拉森钢板作为导梁,不仅节省了额外的导梁购置、存放、运输成本,而且作为导梁的拉森钢板无需与地面锁接,施工更加方便,同时桩击挂件为拉森钢板与桩锤提供更大接触面的承力平台,减少施打时因拉森钢板与桩锤中心不齐导致将拉森钢板打偏斜的情况,有助于保持拉森钢板垂直度和施打效率;采用本技术结构施工,拉森钢板沉桩轴线位置、桩的垂直度等质量和精度更便于控制,提高桩的贯入度,减少板桩弯曲变形,提高板桩支护质量。
24.本技术采用旋挖机引孔、履带式打桩机施打的施工方案,保证了岩层段钢板桩施工的顺利实施,引孔间距密度分段式设置,即可以避免引孔密度过大,桩基松动,又方便了拉森钢板u形锁口的打入,提高了板桩的贯入度和引孔施工效果,增加效益。
附图说明
25.图1是本技术沉桩施工结构示意图。
26.图2是本技术一号支护模组结构示意图。
27.图3是本技术倾斜报警装置结构示意图。
28.图4是本技术桩内侧支护结构示意图。
29.图5是本技术施工流程图。
30.附图标记说明:1、一号支护模组;2、拉森钢板;21、u形锁口;3、桩击挂件;31、夹槽;32、承力平台;33、贯通槽;34、竖向滑槽;35、限位导槽;36、刻度线;4、二号支护模组;5、三号支护模组;6、限位滑杆;61、凸耳;62、拉绳;63、配重块;7、倾斜报警装置;71、装置本体;72、扇形槽;73、第一压力传感器;74、第二压力传感器;75、控制芯片;76、电池;77、报警器;8、螺栓紧固组件;9、t形钢制件;91、中钢板;92、角钢;93、连接件;94、定位挡块;10、h型钢梁;11、横撑钢管。
具体实施方式
31.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
32.参照图1-2,本技术实施例公开一种拉森钢板桩支护结构,包括一号支护模组1,一号支护模组1包括拉森钢板2和桩击挂件3,桩击挂件3底面设有夹槽31,夹槽31位矩形槽,其内顶面为与拉森钢板2厚度匹配的平面,由于拉森钢板2具有一定厚度和硬度,桩击挂件3通过夹槽31插接在拉森钢板2上部后,桩击挂件3稳定性好,不易歪斜掉落。同时本实施例中还将桩击挂件3和拉森钢板2之间通过穿设螺栓紧固组件8进行固定,具体的,是在桩击挂件3侧面和拉森钢板2上设置若干对应的穿孔,然后将螺栓穿设于穿孔后通过螺母锁紧,使桩击挂件3与拉森钢板2的整体性提高,结构强度增加,也有利于后续利用桩击挂件3进行拔桩作业。桩击挂件3的顶面设有承力平台32,承力平台32上贯通槽33,桩击挂件3两侧面均分别设有竖向滑槽34,竖向滑槽34侧面的桩击挂件3上设有刻度线36。竖向滑槽34内侧面设有限位导槽35;一号支护模组1两侧分别设有相同结构的二号支护模组4和三号支护模组5,一号支护模组1、二号支护模组4和三号支护模组5之间连接有限位滑杆6,限位滑杆6中部陷入于一号支护模组1桩击挂件3的贯通槽33内,限位滑杆6两端分别位于二号支护模组4和三号支护模组5的桩击挂件3竖向滑槽34内,限位滑杆6端部设有的凸耳61配入限位导槽35内。一号支护模组1和二号支护模组4之间、一号支护模组1和三号支护模组5之间的限位滑杆6上均分别穿设有一拉绳62,拉绳62端部连接悬挂有一配重块63。限位滑杆6上拉绳62贴靠的位置设有刻度盘或倾斜报警装置7。
33.参照图3,本实施例中采用倾斜报警装置7,倾斜报警装置7包括与限位滑杆6连接的装置本体71,装置本体71中部设有扇形槽72,拉绳62穿过扇形槽72,扇形槽72内的两侧分别设有第一压力传感器73和第二压力传感器74,第一压力传感器73和第二压力传感器74连接有控制芯片75,控制芯片75连接有电池76和报警器77,当拉绳62摆动压在第一压力传感器73或第二压力传感器74上时,控制芯片75获取并判断到第一压力传感器73压力值或第二压力传感器74的压力值大于设定阈值,控制芯片75控制报警器77发出警报。
34.另外,本实施例中二号支护模组4和三号支护模组5的拉森钢板2上下部均分别设有一个桩击挂件3。底部的桩击挂件3主要作为二号支护模组4和三号支护模组5支撑基座,防止二号支护模组4和三号支护模组5拉森钢板2与地面的滑动或拉森钢板2倒斜,提高二号支护模组4和三号支护模组5组成的导梁结构的稳固性。
35.参照图2,限位滑杆6由两个t形钢制件9拼接组成,t形钢制件9包括中钢板91,中钢板91端部锁接有两个作为凸耳61的角钢92。一号支护模组1的拉森钢板2两侧设有u形锁口21,多块拉森钢板2通过u形锁口21首尾连接构成拉森钢板2桩主体。两个t形钢制件9之间锁接有连接件93,连接件93陷设于贯通槽33内,连接件93设有用于配入限位导槽35的定位挡块94。本实施例中连接件93由两片侧钢板组成,两片侧钢板的两端分别与两个t形钢制件9的中钢板91螺栓锁接,侧钢板侧面设有用于配入限位导槽35的定位挡块94。
36.参照图4,桩击挂件3除了可以用于打桩时作为桩击介质,提高沉桩质量,还可以在沉桩结束后,用于拉森钢板2桩主体内的支护组件。具体的,在沉桩结束后,拉森钢板2桩主体内侧面设置h型钢梁10,h型钢梁10与拉森钢板2桩主体的桩击挂件3之间连接有t形钢制件9,该t形钢制件9为沉桩结束后取下并拆卸的限位滑杆6一部分或直接选用还未进行限位滑杆6拼接的原件。t形钢制件9设有凸耳61的一端卡设于竖向滑槽34底部,t形钢制件9另一
端通过角钢92与h型钢梁10一侧锁接,h型钢梁10另一侧连接有横撑钢管11,横撑钢管11用于合拢的拉森钢板2桩主体内两相对侧的h型钢梁10之间的连接。
37.参照图5,一种上述拉森钢板桩支护结构的施工方法,包括以下步骤:步骤一,根据施工图纸布施工坐标线,采用旋挖机沿着施工坐标线进行注浆引孔,每间隔一段距离,设置引孔间距更小的加密段,加密段用于拉森钢板2u形锁口21的打入。
38.步骤二,选用质量合格的拉森钢板2,将一桩击挂件3的夹槽31与拉森钢板2上部插接构成一号支护模组1并用螺栓将桩击挂件3与拉森钢板2锁接,同样方式制作得到结构相同的二号支护模组4和三号支护模组5。将相同结构的二号支护模组4和三号支护模组5分别竖立于一号支护模组1两侧,然后将一由两个带有配重块63和倾斜报警装置7的t形钢制件9锁接组成的限位滑杆6从上往下放置于桩击挂件3的贯通槽33和竖向滑槽34内,t形钢制件9的凸耳61配入二号支护模组4和三号支护模组5桩击挂件3的限位导槽35内,t形钢制件9中部定位挡块94配入一号支护模组1桩击挂件3的限位导槽35内,使一号支护模组1、二号支护模组4和三号支护模组5连接组成三脚支撑结构,使一号支护模组1稳定竖立。
39.步骤三,采用屏风式打入法施工,在一号支护模组1的拉森钢板2一端衔接另一根拉森钢板2,若干根拉森钢板2成排衔接后呈屏风状。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸,打入精度高,易于实现封闭合拢。屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此,施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是:当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时,应采用正向顺序施打;反之,用逆向顺序施打;当屏风墙两端板桩保持垂直状况时,可采用往复顺序施打;当板桩墙长度很长时,可用复合顺序施打。
40.步骤四,采用打桩机依次对拉森钢板2进行施打,施打时桩锤撞击在一号支护模组1的桩击挂件3承力平台32上,限位滑杆6两端随着一号支护模组1的拉森钢板2的下沉向下滑动,施打中承力平台32受到限位滑杆6的导压始终保持水平,使拉森钢板2保持垂直打入地基内。为了确保拉森钢板2桩主体合拢效果,拉森钢板2桩主体四个角要使用转角板桩,若没有此类板桩,则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。
41.步骤五,在拉森钢板2桩主体沉桩结束后,为了加强合拢的拉森钢板2之间的稳固性,在拉森钢板2桩主体内侧面设置h型钢梁10,利用拆卸后的限位滑杆6的t形钢制件9将h型钢梁10锁接固定,t形钢制件9的凸耳61的一端卡设于竖向滑槽34底部,t形钢制件9另一端通过角钢92与h型钢梁10一侧锁接,然后在两相对侧的h型钢梁10之间锁接横撑钢管11形成完整的支护结构。
42.同时在施工前,需对拉森钢板2进行材质检验和外观检验,对板桩逐根检查,对不合要求的板桩进行矫正,剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通板桩,在板桩的锁口内涂油脂,以方便打入拔出。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。在板桩吊运装卸宜采用两点吊。打桩机采用日立450型履带式液压振锤打拔设备,施打前要认真放出准确的支护桩中线。
43.待主体结构施工完成、基坑回填后,拔除板桩,以便重复使用。拔除板桩前,应避免拔桩带土过多,引起地面沉降和位移,给已施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。钢板桩拔出后,基孔隙用水泥浆或中粗砂及时填充密实。
44.本实施例中工程拔桩采用日立450振拔设备拔桩:利用液压振动设备产生的强制振动,扰动土质,破坏板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠振拔力的作用将桩拔除。拔桩时应注意拔桩起点和顺序:对封闭式板桩墙,拔桩起点应离开角桩5 根以上。根据沉桩时的情况确定拔桩起点,必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。振打与振拔:拔桩时,可先用液压振动设备将板桩锁口振活以减小土的粘附,然后边振边拔。振拔设备应随振动而逐渐加荷,振拔力一般略小于减振器的压缩极限。对引拔阻力较大的板桩,采用间歇振动的方法,每次振动15min。
45.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,故:凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内。
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