钢结构、钢板桩及井点降水施工工艺

1、1.1.1 钢结构施工1.1.1.1 钢结构预制1) 拼板施工前应根据图纸要求进行钢材表面进行喷砂或抛光除锈处理。根据施工条件，我单位在场外集中预制，大型构件采用自动焊接，现场拼装。2) 拼板处理好后根据构件长度进行布置，布置原则尽量减少对接接头数量，且腹板与翼板，翼板与翼板间接头焊缝应错开不少200mm。拼接料长度与宽度不少于300 mm。拼板下料采用半自动切割机或火焰切割，坡口采用半自动切割机或刨边机加工。1.1.1.2 钢结构焊接1) 焊接前应对采用的钢材，焊接材料，焊接方法，焊后热处理进行焊接工艺评定，并确定焊接工艺。2)3) 焊工应经过考试并取得合后证后方可从事焊接工作。 焊接时不得

2、使用药皮脱落和焊芯生锈的焊条和受潮结块焊剂及已熔过的渣壳。焊条、焊剂按使用说明书规定烘焙时间和温度进行烘焙。烘焙好后放入保温筒内，随用随取。4) 所有焊缝的焊波应均匀，不得有裂纹，夹渣、焊瘤、咬边、烧穿弧坑和针状气孔等缺陷。1.1.1.3 钢结构安装1) 钢结构安装前应具备的条件a) 构件安装前，应对建筑物的定位轴线，基础轴线和标高，地脚螺栓位置等进行检查，并应进行基础检测和办理交接验收。b)2) 现场已经畅通、水、电已经接通现场有足够的防火器具、机具、人员已经到位。 钢结构运输和存放a)b) 钢构件应根据安装顺序，分单元成套供应。 运输钢构件时，应根据重量、长度选用合适的车辆；在运输过程中不

3、得损坏构件并防止变形，不损伤涂层。c) 钢构件存放场应平整坚实、无积水。按种类、型号、安装顺序分区存放；相同型号的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，防止钢构件被压和变形。3) 钢结构安装和校正a) 钢结构安装前，应对钢构件质量进行检查，钢构件的变形，缺陷超出允许偏差时，应进行处理。b) 钢结构的柱、梁、支撑等主要构件安装就位后，立即进行校正、固定。当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。c) 钢结构安装、校正时，还应根据风力、温度与外界环境和焊接变形等因素的影响，采取相应措施，吊车梁和轨道的调整应在主要构件固定后进行。4) 钢结构连接和固定a)b) 钢构件的连接接头经检查合格后方可

4、紧固或焊接。 安装定位焊缝应符合规范规定和设计要求，连接部位的搭接、焊缝长度不得小于100mm，焊缝高度不得小于8mm（除注明外）。c) 焊接和高强度螺栓并用的连接，当设计无特殊要求时，按先栓后焊的顺序施工。5) 钢结构吊装吊装方法及步骤a)b) 对吊车梁、吊车梁检修平台（制动梁），均采用25t汽车吊吊装。 钢屋架采用每两榀组装成空间体系形成一个吊装单元，利用两台50吨汽车吊车站位车间两侧整体吊装。c) 具体的吊装方法，施工前我方编制吊装施工方案，上报有关主管部门审批。6) 钢结构的防腐：a) 材料施工准备钢结构防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料的品种、规格、性能应符合现行国家产品标准和设计要求。

5、全数检查产品的质量合格证明文件及检验报告等。钢结构涂料的品种和技术性能符合设计要求，并应经过具有资质的检测机构检测，符合国家现行有关标准的规定。全数检查产品的质量合格证明文件及检验报告等。 防腐涂料和防火涂料的型号、名称、颜色、及有效期应与其质量证明文件相符。开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现象。按桶数抽查5%，且不应少于3桶，观察检查。b) 钢丝网、钢筛卡、塑料布等。 作业条件防腐涂装工程前钢结构工程已检查验收，并符合设计要求。基层处理：彻底清除钢结构件表面的灰尘、浮锈、油污。防腐涂装作业场地应有安全防护措施，有防火和通风措施，防止发生火灾和人员中毒事故。露天防腐施工作业应选择适当的天气，

6、大风、遇雨、严寒均不应作业。对钢构件碰损或漏刷部位应补刷防锈漆两遍，经检查验收方准许喷涂。c) 喷涂前将操作场地清理干净，靠近门窗、隔断墙等部位，用塑料布加以保护。 作业人员熟悉本专业的施工工艺及较熟练的操作技能。油漆工施工作业应有特殊工种作业操作证。工艺流程d) 钢结构防腐涂料涂装基面清理油漆涂刷前，应将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。基面清理除锈质量的好坏，直接关系到涂层质量的好坏。因此涂装工艺的基面除锈质量分级达到要求。为了保证涂装质量，本工程采用喷砂除锈工艺，考虑场地原因决定外委给有一定能力的钢结构厂家进行除锈。底漆涂装：钢结构除锈检查合格后，在4小时

7、内应进行底漆涂装。 调制准备防锈底漆时，对双组分或多组分涂料，严格按说明书要求称量配合，调制中应控制油漆稠度，兑制时应充分的搅拌，使漆液混合均匀，色泽一致。刷第一层底漆时涂刷方向应该一致，接槎整齐。 刷漆时应采用勤沾、短刷的原则，做到既涂刷均匀，覆盖完全，又要避免刷子带漆太多而流坠。待第一遍刷完后，应保持一定的时间间隙，防止第一遍未干就上第二遍，避免产生咬底、发皱等缺陷。待第一遍干燥后，再刷第二遍，第二遍涂刷方向应与第一遍涂刷方垂直，这样会有利于使漆膜厚度均匀一致。底漆涂装后至少需4-8h后才能达到表干，表干前不应涂装面漆。e) 连接磨擦面、需要焊接的部位在规定范围内严禁涂刷涂料。 面漆涂装：

8、建筑钢结构涂装底漆与面漆一般中间间隙时间较长。钢构件涂装底漆后送到工地去组装，组装结束后才统一涂装面漆。这样在涂装面漆前需对钢结构表面进行清理，清除安装焊缝焊药，对烧去或碰去漆的构件，还应事先补漆。面漆的调制应选择颜色完全一致的面漆，兑制的稀料应合适，面漆使用前充分搅拌，保持色泽均匀。其工作粘度、稠度应保证涂装时不流坠，不显刷纹。面漆在使用过程中应不断搅和，涂刷的方法和方向与上述工艺相同。 涂装工艺采用喷涂施工时，应调整好喷嘴口径、喷涂压力，喷枪胶管能自由拉伸到作业区域，空气压缩机应在0.4-0.7MPa。喷涂时应保持好喷嘴与涂层的距离，一般喷枪与作业面距离应在100MM左右，喷枪与钢结构基面

9、角度应该保持垂直，或喷嘴略为上倾为宜。喷涂时喷嘴应平行移动，移动时应平稳，速度一致，保持涂层均匀。但是采用喷涂时，一般涂层厚度较薄，故应多喷几遍，每层喷涂时应待上层漆膜已干燥时进行。1.1.1.4 钢板桩的选用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，选用拉森号钢板桩，拉森号钢板桩宽度适中，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度12m长，要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。1.1.1.5 打桩设备拟采用Z550型液压振动沉桩机，作为沉设拉森桩主要动力，为确保基坑开挖安全，并采用焊接14圆钢1m均布，拉森号钢板作锚桩，对围护实施拉锚加固。投入钢板桩打拔桩机1

10、台用于施工。打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成，激振力220kN。1.1.1.6 计算拉森桩入土深度根据钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算，假定上端为简支，下端为自由支承。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，计算简图如下。11主动土压力 Ea=2ea(H+t)=2y(H+t)2Ka11被动土压力Ep=2ept =2yt2Kp式中：ea主动土压力最大压强，ea=y(H+t)Ka;ep被动土压力最大压强, ea=ytKp;20Ka主动土压力系数 tg2(45°2)tg2(45°2)0.4920Kp

11、被动土压力系数Kp= tg2(4502)tg2(4502)2.04 土的内摩擦角 20°y土的重度y=17.5kN/m3;H基坑开挖深度为了使钢板桩保持稳定，在A点的力矩等于零，即MA=0，亦即22EaHa一EpHp=Ea3(H+t)- Ep(H+3t)=0生化池基坑开挖深度H=5.6m将以上数据代入上式中，整理后即可求得所需的最小入土深度t=5.29m所以污泥池钢板桩总长度为：L=5.6+5.29=10.89m，选择11m拉森桩作为围护是合理的1.1.1.7 钢板桩稳定性验算板桩入土深度除保证本身的稳定性外，还应保证基坑底部在施工期间不会出现隆起和管涌现象。在软土中开挖较深的基坑，

12、当桩背后的土柱重量超过基坑底面以下地基土的承载力时，地基的平衡状态受到破坏，常会发生坑壁土流动，坑顶下陷，坑底隆起的现象（如下图），为避免这种现象发生，施工前，需对地基进行稳定性验算。x转动力距Mov=G2x2 =(q+rh)2x稳定力距Mr=x0xd土层为均质土时，则Mr=x2式k 地基土不排水剪切的抗剪强度，在饱和性软粘土中，=0地基稳定力矩与转动力矩之比称抗隆起安全系数，以K表示，若K满足下式，则地基土稳定，不会发生隆起。 MK=M12当土层为均质土时，则 2cK=q+yh12式中c内聚力地质报告提供c=23.5kPa;q坑侧上部荷载回填土取q=5.0kN/m2;K>12故地坑不会

13、产生隆起。式中Mr未考虑土体与板桩间的摩擦力以及垂直面AB上土体的抗剪强度对土体下滑的阻力，故偏于安全。1.1.1.8 钢板桩施工工艺1) 钢板桩施工的一般要求a) 钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于水池施工，即在水池底板最突出的边缘外留有支模、拆模的余地1.5-2m。b) 基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。c) 整个水池施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。2) 钢板桩施工的顺序根据施工图及高程放设沉桩

14、定位线实施表层回填土剥离根据定位线控设沉桩导向槽整修平整施工机械行走道路沉设围护桩将围护桩送至指定标高焊接锚固拉筋挖土水池施工填土拔除钢板桩。3) 钢板桩的检验、吊装、堆放a) 钢板桩的检验钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。锁口检查的方法：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩

15、分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1 为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。钢板桩的其它检查，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。锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫5：5：3。b)钢板桩吊运装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通

16、常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。c) 钢板桩堆放钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便； 钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明； 钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。4) 导向架的安装在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，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，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向

17、架，亦称“施工围檩”。导向架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2535m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大815mm。安装导向架时应注意以下几点：5) 采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。 导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。 导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。 导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。 钢板桩打设钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基础施工的要求，对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。根据现场施工条件，采用单独打入

18、法。此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。a) 先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线，在轴向法向要求搞的情况下，采用导向架。b)c)d) 准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。 单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。 在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。6) 挖土a) 土方开挖应分层分区连续施工

19、，并对称开挖，土方开挖至板桩顶以下1米处，进行锚固施工。b) 锚固制做安装：采用14圆钢100均布作拉杆,拉杆与锚点焊接的支附方法,具体做法见附图。c) 土方开挖前在基坑外进行井点降水，保持基坑内无水，便于挖土，机械进出口通道及四周采用换填并铺垫钢板以扩散压力，减小侧压力。d)e)f)g) 基坑周边（约一倍桩长）范围内严禁堆载。 地面及坑内设排水措施。 开挖过程中注意支护体系的变形观察。 基坑内作业时，有专职安全员负责。7) 钢板桩的拔除基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间，否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给己

20、施工的地下结构带来危害。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。 先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复可将桩拔出来。 拔桩时应注意事项：拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可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，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下1

21、00300mm，再与振动锤交替振打、振拔。对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。1.1.2 轻型井点降水根据业主提供的地质报告显示工程所在地的地下水位较浅，常年稳定水位埋深-2.0m左右，为保证工程施工的安全和进度，决定生化池和污泥池施工时采用轻型井点降水的方法降低地下水位。 轻型井点降水是在基坑开挖前预先在基坑四周埋设一定数量的井管，在基坑开挖前和开挖过程中，不断的抽出地下水，使地下水位降低到坑底下，从根本上解决地下水涌入基坑的问题，防止边坡由于受地下水流的冲刷而引起坍方；使坑底的土层消除了地下水压力，使钢板桩减少了水平荷载；由于没有地下水

22、的渗流，也就消除了流沙现象；降低地下水位后，由于土体固结还能使土层密实，增加地基土的承载能力。1.1.2.1 施工工艺1) 轻型井点降水设备轻型井点降水设备一般由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管、及总管；2) 滤管（井点管）：滤管为轻型井点降水的进水设备；滤管为直径48mm 钢管，一端封头，封头一端在长度一米范围内钻有直径1219mm的呈星棋状排列的滤孔；在有孔处，用尼龙纱布缠紧，外侧用铁丝扎牢。滤管长度根据基坑深度决定，一般为滤管有效部分（具体须经计算决定），上端至基坑顶面。井点管上端设有弯管，弯管和总管用软管连接。为避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用铁丝绕成螺旋壮隔开

23、。滤网外面再围一层8号粗铁丝保护层。3) 总管为直径5075mm的无缝钢管，每段长6m，其上装有和井点管连接的短接头，短接头钢管直径和井点管直径相同，短接头间距为1.2m。总管之间连接也用软管连接。4) 抽水设备是由真空泵、离心泵和水气离器（又叫集水箱）等组成。其工作原理：抽水时，先开动真空泵，将集水箱内部抽成一定程度的真空，使土中的水分和空气受真空吸力作用而吸出，经管路系统、过滤箱进入集水箱，然后用离心泵抽出。5) 轻型井点的布置：根据基坑大小和深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度等要求决定降水井点管采用一级环形布置。1.1.2.2 施工纲要1) 井点管施工用高压水枪在安装井点管处冲刷成

24、孔，冲孔直径为300mm，深度至开挖基底下两米;冲孔完成后，拔出冲孔管；放入预先准备好的井点管；由成孔洞口处放入粗砂，粗砂放入数量以盖住滤管下部有孔部位以上 0.5m。 在冲孔处，用黏土封口。2) 井点管全部安装完成,即安装横管.用软管把井点管和横管的短接头连接并用铁丝或其它紧固件固定牢固。3)4) 横管安装完成，用软管把横管和预先安装好的真空设备连接。 进行试抽水，同时检查各接口是否有漏气,漏水，出水是否正常，有无於塞等现象，如有异常情况，检修好后方可使用。5)6) 试验抽水正常，即可连续开机抽水以降低地下水位。 设置水位观测孔，随时注意水位变化采取相应措施。1.1.2.3 轻型井点使用注意

25、事项1)2) 轻型井点一经使用，就不能停止。保证井点连续不断的抽水。 在使用中，经常观测真空度，以判断轻型井点系统工作是否正常。真空度一般应不低于55.366.7kN/m2。3)4)5) 如发现某些井管发生堵塞，影响降水效果时，应逐根用高压水枪反向冲洗或拔出重埋。 井点管正常出水规律是：“先大后小、先混后清”。 井点降水结束后所留的井孔，必须用沙砾或黏土填塞。1.1.2.4 降水计算1) 二沉池的计算根据设计图，二沉池基坑宽8.9m，长21.8m，深3.8m。地下水位2m。根据地质勘察资料，该处地面下0.7m，为回填土，土的渗透系数K5m/d.a) 井点系统布置该基坑顶部平面尺寸为15m

26、15;25m，布置环状井点，井点管离钢板桩0.5m。要求降水深度s4.720.53.2m，因此，用一级轻型井点系统即可满足要求，总管和井点布置在同一水平面上。设井点管长度为7.2m（井管长6m，滤管1.2m，直径0.05m）.基坑总涌水量降水深度：s4.720.53.2m基坑假想半径：由于该基坑长宽比不大于5，所以可化简为一个假想半径为x0的圆井进行计算：x0F/ 15×253.14 11m抽水影响半径：R1.95 sH K 1.95×3.26×5 34m基坑总涌水量：Q1.366K （2H-S）S/ ( lgRlgx0 )1.366×5 ×（2×7.2-3.2）×3.2/( Lg34lg11 )394 m3/db) 计算井点管数量和间距单井出水量：q65dl 3 K65 ×3.14 ×0.05×1.2× 3 520.9 m3/d井点管数量：nmQ/q1.1× 394/20.921根井点管间距平均为：D(A+B)×2/n =(15+25)×2/21=3.81 m 取3.5m实际井点管数量N=(A+B)×2/D=(15+25)×2/3.5=23（根）在基坑四角处井点管应加密，如考虑每个角加2根井管，采用的井点管数量为23