摘要:鋼板樁圍堰憑借著施工快捷方便,防滲效果良好等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用與水中圍堰施工,本文通過鋼板樁圍堰施工案例簡述鋼板樁圍堰的施工方法和施工工藝,為類似工程施工提供借鑒。
摘要:鋼板樁圍堰憑借著施工快捷方便,防滲效果良好等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用與水中圍堰施工,本文通過鋼板樁圍堰施工案例簡述鋼板樁圍堰的施工方法和施工工藝,為類似工程施工提供借鑒。
關(guān)鍵詞:鋼板樁,圍堰,支撐,施工。
一工程概況
海門電廠引水明渠在1、2號機組和3、4號機組之間設(shè)置一道臨時鋼板樁圍堰,目的是保證3、4號機組引水明渠及循環(huán)水泵房干施工作業(yè)。根據(jù)地質(zhì)勘查資料此處為殘積粉質(zhì)粘土層,兩岸標(biāo)高+4.8m,邊坡坡度1:1.5,渠底寬10m,標(biāo)高-6.5m,明渠與大海相連,10%高潮位1.27m。鋼板樁圍堰由前排擋水鋼板樁、后排鋼管樁支撐系統(tǒng)、上面鋼棧橋作業(yè)平臺組成。
圍堰長41m,鋼板樁采用拉森Ⅳ型,單根樁長15m,樁頂標(biāo)高2.0m;鋼管樁由四根Φ630*10鋼管抱箍連接成一組,共九組間距2m均勻布置,單根管長17m,管樁頂標(biāo)高2.0m,在1.0m和-2.5m處設(shè)置2道內(nèi)支撐,支撐采用Φ530*8鋼管,并與鋼板樁和鋼管樁上的2HM500*300導(dǎo)梁進行剛性連接。
二施工前準(zhǔn)備
施工前需對鋼板樁、鋼管樁等材料進行全面檢查,鋼板樁檢驗標(biāo)準(zhǔn)如下:樁垂直度<1%;樁身彎曲度<2%L;全數(shù)進行短樁通過試驗檢查鎖口,不合格的要進行整修,嚴重的禁止使用。
施打前,為保證鋼板樁順利插拔,并增加防滲性能,每片鋼板樁鎖口都須均勻涂以混合油,其體積配合比為黃油:干膨潤土:干鋸沫=5:5:3。
施工主要機械設(shè)備為30噸汽車吊,45KW重力式振動錘(90KW重力式振動錘備用),200KW發(fā)電機(振動錘啟動瞬間需要較大的功率)。
三施工過程
3.1施工順序
打設(shè)從明渠北岸向南側(cè)全面推進,鋼板樁、鋼管樁、首層支撐、鋼棧橋依次推進,每次推進約2m。從邊坡+2.0m處開始施工,至對岸邊坡+2.0m處,共41m。
施工順序為:鋼板(管)樁試打→測量定位放線→第一段鋼板樁打設(shè)→第一段鋼管樁打設(shè)→安裝導(dǎo)梁→第一段首層支撐連接→第一段鋼結(jié)構(gòu)棧橋安裝→第二段施工(每段長度根據(jù)吊車作業(yè)長度確定)→最后一段施工→堵漏及-3.0m以上抽水→第二層支撐施工→抽水完成→圍堰后結(jié)構(gòu)施工→鋼板樁圍堰拆除。
3.2鋼板樁打設(shè)
正式施工前,需進行試打確定各項參數(shù);在明渠兩側(cè)邊坡上放樣出鋼板樁和鋼管樁軸線位置,并用細線南北向拉設(shè)。
每塊鋼板樁定長15m,一次性打設(shè)到設(shè)計高程。若地質(zhì)較硬,可采取分兩次打入。打樁機吊起鋼板樁,人工站立于小船上輔助插入前一根鋼板樁鎖口內(nèi)。施工過程中隨時監(jiān)控每塊樁的斜度,每組鋼板樁垂直方向的傾斜度不大于5‰,當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時,拔起重打。
可能遇到的問題及處理方法:
、俅驑哆^程中若遇上大的塊石或不明障礙物,導(dǎo)致鋼板樁無法打入,則采用轉(zhuǎn)角樁或弧形樁繞過障礙物。
、阡摪鍢对谟倌噘|(zhì)地段擠進過程中受到淤泥中塊石或不明障礙物等側(cè)向擠壓發(fā)生偏斜,采取以下措施進行糾偏:在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m~2.0m,再往下錘進,如此上下往復(fù)振拔數(shù)次,可使大的塊石等障礙物被振碎或使其發(fā)生位移,讓鋼板樁的位置得到糾正。
、垆摪鍢堆剌S線傾斜度較大時,采用異形樁來糾正,異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的板樁,異形樁可根據(jù)據(jù)實際傾斜度進行焊接加工;傾斜度較小時也可以用卷揚機或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘擊。
3.3鋼管樁打設(shè)
鋼管樁施工和鋼板樁施工類似,每組打完后,焊接首層抱箍,固定鋼管樁。經(jīng)試打數(shù)據(jù)得知,鋼管樁打設(shè)難度要比鋼板樁大,需分次打至設(shè)計高程。
打設(shè)鋼管樁前,需在管樁頂端附近對稱氣割兩個小孔穿鋼絲繩,作為吊車起吊鋼管樁用,吊車將鋼板樁吊至設(shè)計位置,靠鋼管樁自重適當(dāng)沉入土內(nèi)達到平衡,然后吊振動錘咬住鋼管樁頂部邊沿施設(shè),為避免振動錘咬邊一側(cè)鋼管樁的破壞和鋼管樁位置的傾斜,打設(shè)2m左右進行換邊打設(shè)。接樁采用坡口焊,焊接前,應(yīng)將下節(jié)樁頂部變形損壞部分修整,上節(jié)樁管端部用角向磨光機磨光,并打焊接坡口,并將內(nèi)襯箍放置在下節(jié)樁內(nèi)側(cè)的擋塊上,緊貼樁管內(nèi)口并分段焊接,然后吊接上節(jié)樁,使其坡口擱在焊道上,在接口部位外加焊加筋板,保證接長處的強度和抗彎性,焊接完成后應(yīng)自然冷卻5~8min,再行錘擊打樁。
樁在沉入過程中,如果樁身突然傾斜錯位,貫入度突然增大,同時當(dāng)樁錘跳起后,樁身隨之出現(xiàn)回彈現(xiàn)象要暫停沉樁,待分析原因、問題解決之后再進行沉樁施工。(可能的原因:樁身斷裂;遇較硬土層;與大塊堅硬障礙物,把樁尖擠向一側(cè);兩節(jié)樁的連接處產(chǎn)生彎曲)。
3.4支撐體系連接
支撐體系包括導(dǎo)梁、抱箍鋼管樁、連接水平梁等。支撐采用逆作法施工,第一層支撐標(biāo)高1.0m,在水位以上,支撐和鋼板樁棧橋等同時推進,每節(jié)鋼管樁和鋼板樁打設(shè)完成,根據(jù)實測距離,在陸地上加工支撐各部件,吊運至所需部位,然后進行焊接,焊接完成后吊車松扣。先焊接鋼管樁之間抱箍,然后焊接導(dǎo)梁,最后焊接鋼板樁與鋼管樁之間水平支撐,然后用楔型硬木塞將鋼板樁與導(dǎo)梁之間空隙塞實,若間隙過大,需采用厚鋼板塊將鋼板樁與導(dǎo)梁焊接硬性連接。漲潮時水位已到第一層支撐位置,所以安裝第一道支撐需錯開最高潮位時間,嚴禁支撐在水面下作業(yè)。
待圍堰后方水位抽至-3.0m時,開始第二道支撐施工,導(dǎo)梁及鋼管支撐架設(shè),導(dǎo)梁下面一道采用2[16槽鋼短牛腿作為支撐,間距3.8m,牛腿與鋼板樁焊接,將導(dǎo)梁放上,導(dǎo)梁與鋼板樁點焊固定,安裝水平鋼管支撐形成內(nèi)支撐體系。
3.5鋼結(jié)構(gòu)棧橋施工
鋼結(jié)構(gòu)棧橋作業(yè)平臺由鋼管樁、上下橫梁、貝雷梁、鋼板組成。先打設(shè)下部Φ630*10鋼管樁,縱橫向間距為5.8*6.8m,樁長18m,頂標(biāo)高3.0m,鋼管樁端部開槽焊接300×300H鋼為下橫梁,在下橫梁上沿棧橋方向鋪架貝雷梁,6m一個節(jié)段全部預(yù)先拼裝完,貝雷梁間對接,縱向用10號槽鋼每間隔3米按X形進行焊接,連成整體,貝雷梁與下橫梁及上橫梁均用U型螺栓連接加固,貝雷梁上均勻鋪設(shè)300×300H鋼上橫梁,縱向間距450,面鋪10厚鋼板,與上橫梁點焊。
首段棧橋平臺安裝完成后需做簡單的靜載試驗,消除鋼管樁的下沉量。24小時下沉量小于5mm時方可投入使用。
3.6堵漏及抽水
待鋼板樁、鋼管樁、首層支撐、鋼棧橋完成后,邊抽水邊由潛水員對鋼板樁咬口部位迎水面貼20cm寬防滲棉條,對于部分受壓鎖口變形處,用棉絮楔入鎖口內(nèi)嵌縫進行堵漏;若鋼板樁腳底滲漏,可采取水下腳底澆筑混凝土封底,并在混凝土表面貼棉條方法堵漏;對于鋼板樁本身因銹蝕或焊接造成的細小孔洞,可采取在迎水面滲漏處涂抹混合物再在表面覆蓋棉絮條措施。抽水不可過快,邊抽水邊堵漏及檢查,抽至-3.0m標(biāo)高處進行第二道支撐施工,然后抽出剩余水。
3.7變形監(jiān)測
在鋼板樁圍堰擋水期間,沿鋼板樁圍堰及鋼管樁支撐南北向每隔15m設(shè)一水平位移和沉降觀測點,施工期間觀測周期1~2天,待圍堰位移穩(wěn)定后觀測周期可改為每周一次,抽水期間每下降一米觀測一次。如遇位移變化較大應(yīng)加密觀測,當(dāng)水平位移大于30mm,或引水明渠兩岸地面沉降量大于25mm時應(yīng)及時通知有關(guān)單位研究,及時作出處理措施進行加固。
四、圍堰拆除
待后方結(jié)構(gòu)施工完成后進行鋼板樁拆除通水,拆除順序與安裝順序相反,此處不做詳述。
五、總結(jié)
本工程的成功實施充分體現(xiàn)鋼板樁圍堰施工的快捷,經(jīng)濟,簡便等特點。通過本工程的施工技術(shù)和工藝的分析,為鋼板樁圍堰施工提供借鑒。鋼板樁圍堰施工的關(guān)鍵是鋼板樁、鋼管樁、支撐等位置要準(zhǔn)確,連接要緊密,以及鋼板樁鎖口及腳底的防滲漏。
參考文獻:
【1】《建筑施工手冊(第四版)》,中國建筑工業(yè)出版社;
【2】JGJ120-99,建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].
作者簡介:許恒濤(1983-),男,本科,現(xiàn)主要從事電力建設(shè)施工,一級建造師。