摘要:鋼板樁圍堰憑借著施工快捷方便,防滲效果良好等優點,已廣泛應用與水中圍堰施工,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,防滲效果良好等優點,已廣泛應用與水中圍堰施工,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水泵房干施工作業。根據地質勘查資料此處為殘積粉質粘土層,兩岸標高+4.8m,邊坡坡度1:1.5,渠底寬10m,標高-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、上面鋼棧橋作業平臺組成。
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,管樁頂標高2.0m,在1.0m和-2.5m處設置2道內支撐,支撐采用Φ530*8鋼管,并與鋼板樁和鋼管樁上的2HM500*300導梁進行剛性連接。
二施工前準備
施工前需對鋼板樁、鋼管樁等材料進行全面檢查,鋼板樁檢驗標準如下:樁垂直度<1%;樁身彎曲度<2%L;全數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
打設從明渠北岸向南側全面推進,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→第一段鋼管樁打設→安裝導梁→第一段首層支撐連接→第一段鋼結構棧橋安裝→第二段施工(每段長度根據吊車作業長度確定)→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→圍堰后結構施工→鋼板樁圍堰拆除。
3.2鋼板樁打設
正式施工前,需進行試打確定各項參數;在明渠兩側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。
每塊鋼板樁定長15m,一次性打設到設計高程。若地質較硬,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。施工過程中隨時監控每塊樁的斜度,每組鋼板樁垂直方向的傾斜度不大于5‰,當偏斜過大不能用拉齊方法調正時,拔起重打。
可能遇到的問題及處理方法:
①打樁過程中若遇上大的塊石或不明障礙物,導致鋼板樁無法打入,則采用轉角樁或弧形樁繞過障礙物。
②鋼板樁在淤泥質地段擠進過程中受到淤泥中塊石或不明障礙物等側向擠壓發生偏斜,采取以下措施進行糾偏:在發生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m~2.0m,再往下錘進,如此上下往復振拔數次,可使大的塊石等障礙物被振碎或使其發生位移,讓鋼板樁的位置得到糾正。
③鋼板樁沿軸線傾斜度較大時,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準寬度的板樁,異形樁可根據據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
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。經試打數據得知,鋼管樁打設難度要比鋼板樁大,需分次打至設計高程。
打設鋼管樁前,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計位置,靠鋼管樁自重適當沉入土內達到平衡,然后吊振動錘咬住鋼管樁頂部邊沿施設,為避免振動錘咬邊一側鋼管樁的破壞和鋼管樁位置的傾斜,打設2m左右進行換邊打設。接樁采用坡口焊,焊接前,應將下節樁頂部變形損壞部分修整,上節樁管端部用角向磨光機磨光,并打焊接坡口,并將內襯箍放置在下節樁內側的擋塊上,緊貼樁管內口并分段焊接,然后吊接上節樁,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,同時當樁錘跳起后,樁身隨之出現回彈現象要暫停沉樁,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;兩節樁的連接處產生彎曲)。
3.4支撐體系連接
支撐體系包括導梁、抱箍鋼管樁、連接水平梁等。支撐采用逆作法施工,第一層支撐標高1.0m,在水位以上,支撐和鋼板樁棧橋等同時推進,每節鋼管樁和鋼板樁打設完成,根據實測距離,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。
待圍堰后方水位抽至-3.0m時,開始第二道支撐施工,導梁及鋼管支撐架設,導梁下面一道采用2[16槽鋼短牛腿作為支撐,間距3.8m,牛腿與鋼板樁焊接,將導梁放上,導梁與鋼板樁點焊固定,安裝水平鋼管支撐形成內支撐體系。
3.5鋼結構棧橋施工
鋼結構棧橋作業平臺由鋼管樁、上下橫梁、貝雷梁、鋼板組成。先打設下部Φ630*10鋼管樁,縱橫向間距為5.8*6.8m,樁長18m,頂標高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一個節段全部預先拼裝完,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標高處進行第二道支撐施工,然后抽出剩余水。
3.7變形監測
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加密觀測,當水平位移大于30mm,或引水明渠兩岸地面沉降量大于25mm時應及時通知有關單位研究,及時作出處理措施進行加固。
四、圍堰拆除
待后方結構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
本工程的成功實施充分體現鋼板樁圍堰施工的快捷,經濟,簡便等特點。通過本工程的施工技術和工藝的分析,為鋼板樁圍堰施工提供借鑒。鋼板樁圍堰施工的關鍵是鋼板樁、鋼管樁、支撐等位置要準確,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)》,中國建筑工業出版社;
【2】JGJ120-99,建筑基坑支護技術規程[S].
作者簡介:許恒濤(1983-),男,本科,現主要從事電力建設施工,一級建造師。