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      冶河大橋水中深基礎(chǔ)鋼板樁圍堰施工技術(shù)

      2011-09-06 06:16:56龐游江
      黑龍江交通科技 2011年6期
      關(guān)鍵詞:鋼板樁基坑開(kāi)挖圍堰

      龐游江

      (張家口市公路管理處)

      冶河大橋水中深基礎(chǔ)鋼板樁圍堰施工技術(shù)

      龐游江

      (張家口市公路管理處)

      摘 要:根據(jù)冶河大橋汛期內(nèi)地質(zhì)情況的變化,確定了拉森式(U型)鋼板樁圍堰施工法,詳細(xì)介紹了該施工工藝,并提出了穩(wěn)定性驗(yàn)算方法以及安全保證措施,施工結(jié)果顯示,達(dá)到了預(yù)期效果。

      關(guān)鍵詞:鋼板樁;圍堰;基坑開(kāi)挖;打樁

      1 工程概況

      西柏坡高速公路冶河特大橋20號(hào),21號(hào)墩位于槽內(nèi),樁間系梁基底標(biāo)高分別為15.8 m,17.3 m,挖基深度大致為11.4 m,9.9 m,地層地質(zhì)從河床往下1.5~2 m內(nèi)為淤泥質(zhì)粘土2~10 m為亞砂土,據(jù)以往的工程實(shí)踐中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,在較高的水頭壓力下,挖基過(guò)程中易發(fā)生“流砂”現(xiàn)象,且基底易發(fā)生管涌。

      2 方案制定

      根據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)河流水深只有2 m,且流量也不大。據(jù)當(dāng)?shù)鼐用窠榻B河流高水位出現(xiàn)在7,8月份且不會(huì)持續(xù)太久。因此初定方案采用筑島放坡開(kāi)挖、下沉鋼護(hù)筒的方法施工,但由于6月初突然連降幾場(chǎng)暴雨,致使鋼護(hù)筒內(nèi)流砂嚴(yán)重,同時(shí)由于土側(cè)壓力太大鋼護(hù)筒變形嚴(yán)重,而如果加密支撐勢(shì)必影響承臺(tái)的施工,鑒于以上原因,該方案已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工要求,最后經(jīng)技術(shù)人員研究,考慮到雨季施工且此兩個(gè)橋墩為橋梁能否按期完成的控制工程,為保證施工的順利進(jìn)行和施工工期,決定對(duì)以上兩個(gè)墩位采用鋼板樁圍堰施工。

      3 鋼板樁施工

      3.1 材料及機(jī)具

      結(jié)合河床地質(zhì)情況及施工要求,擬采用國(guó)產(chǎn)拉森式(u型),按IV型鋼板樁進(jìn)行圍堰施工,長(zhǎng)度為15 m,寬度為40 cm,厚度為18 cm。圍堰頂面標(biāo)高擬定為26.7 m,高出最高水位1.0 m。鋼板樁長(zhǎng)度可依據(jù)開(kāi)挖深度及入土深度適當(dāng)調(diào)整。采用DZ-60Y型振動(dòng)樁錘,35t履帶吊配合作業(yè)。在基坑開(kāi)挖時(shí),準(zhǔn)備兩臺(tái)2 kW的水泵、一臺(tái)16 t吊車(chē)(配吊斗)。

      3.2 作業(yè)平臺(tái)

      首先依據(jù)原施組方案,進(jìn)行筑島施工,然后平整場(chǎng)地。根據(jù)履帶吊車(chē)作業(yè)面積及實(shí)際施工要求修整作業(yè)平臺(tái)。為防止陷車(chē)及其他安全事故的發(fā)生,平臺(tái)范圍內(nèi)土體要相對(duì)密實(shí),并鋪2 cm鋼板分散壓力、振動(dòng)力,有利于施工作業(yè)。必要時(shí)采用木樁擠密加固法穩(wěn)定地基。

      3.3 測(cè)量定位

      依據(jù)樁間承臺(tái)基坑開(kāi)挖后所需要的工作面積,鋼板樁防護(hù)平面尺寸定為11.2 m×4 m,據(jù)此尺寸通過(guò)全站儀放線定位。

      3.4 打樁

      (1)施打前,鋼板樁的鎖口應(yīng)用防水材料填縫,以防漏水。一般的做法是在鋼板樁施打過(guò)程中用棉絮、黃油等填充物填塞接縫。剛開(kāi)始時(shí)采用此法,效果不是很理想,后在鋼板樁全部插打完畢開(kāi)始抽水安裝圍囹時(shí),采用一邊抽水一邊順著鋼板樁的接縫下溜較干細(xì)砂的方法,借助水壓力將細(xì)砂吸入接縫內(nèi)而達(dá)到堵漏的目的,對(duì)于變形較大的接縫在圍囹安裝后用棉絮塞填。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施,效果非常明顯。(2)施工打樁的順序?yàn)橛缮嫌畏謨深^向下游合攏。施打時(shí)應(yīng)先將鋼板樁逐根或逐組施打到穩(wěn)定深度,然后依次施打至設(shè)計(jì)深度。在垂直度有保證的條件下,也可一次打到設(shè)計(jì)深度。接長(zhǎng)的鋼板樁,其相鄰兩鋼板樁的接頭位置應(yīng)上下錯(cuò)開(kāi)。在最后剩余2 m時(shí)進(jìn)行鋼板樁圍堰的合攏施工,首先把鋼板樁插入1/3,然后對(duì)鋼板樁進(jìn)行調(diào)整,使企口卡好密封,最后再把鋼板樁打入到位。(3)同一圍堰內(nèi)使用了不同類(lèi)型的鋼板樁,方法是將兩種不同類(lèi)型的鋼板樁的各半塊拼焊成一塊異型鋼板樁以便連接。施打過(guò)程中,隨時(shí)檢查其位置是否正確,樁身是否垂直,對(duì)不符合要求的立即糾正或拔起重新施打。(4)圍堰整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。鋼板樁圍堰的整體穩(wěn)定性?xún)H表現(xiàn)圍堰在土壓力作用下的抗傾覆能力。該土壓力與鋼板樁入土深度范圍內(nèi)所受的土壓力相平衡。根據(jù)鋼板樁圍堰底部嵌入地基中的深度,驗(yàn)算其整體穩(wěn)定性。

      式中:C為土的積聚力,kPa;q為坑側(cè)荷載,kN/m2;γ為土容量,kN/m3;h為基坑深度,m。

      降低地下水位時(shí),向鉆孔內(nèi)灌水,以保證原地下水位不變化,從而防止地面產(chǎn)生沉降對(duì)鄰近建筑物的危害。

      (5)由于底部存在亞砂土層,故對(duì)其底部進(jìn)行管涌計(jì)算

      式中:K為安全系數(shù),取1.5~2.0;γ'土的負(fù)容量;h為地下水位至基坑底距離。

      3.5 水下挖基

      (1)施工前先把圍堰內(nèi)的水排出,并邊抽水邊進(jìn)行內(nèi)圍囹加固,所有內(nèi)圍囹均采用56b工字鋼制作,節(jié)點(diǎn)采用焊接(施工中嚴(yán)格執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范)。為確保整個(gè)圍囹的剛度和穩(wěn)定性,對(duì)每層中間一道工字鋼上面加焊型鋼并將上下四道工字鋼用25號(hào)槽鋼焊接連接。在施工期間安排專(zhuān)人值班以防吊物碰撞。(2)水下挖基開(kāi)挖前先在基坑四周設(shè)排水溝并挖集水坑用2 kW水泵排水,開(kāi)挖順序?yàn)橛伤倪呄蛑行拈_(kāi)挖,每一循環(huán)50 cm。至下—循環(huán)時(shí)再沿四周挖排水溝,排水開(kāi)挖,依次類(lèi)推。每開(kāi)挖3 m加一道內(nèi)圍囹。值得注意的是工字鋼與鋼板樁的連接,由于鋼板樁在插打過(guò)程中受多方面的影響,整個(gè)圍堰的側(cè)面順直度較差,工字鋼安裝后與鋼板樁之間有較大的間隙。為防止圍堰的變形,特將工字鋼與鋼板樁之間的間隙全部用型鋼焊接支撐連接,圍堰的四個(gè)角特別加強(qiáng)。(3)土的運(yùn)輸采用16 t吊車(chē)配吊斗吊運(yùn),施工過(guò)程中專(zhuān)人負(fù)責(zé)吊車(chē)作業(yè)的安全,在圍堰高度范圍內(nèi)設(shè)隔離防護(hù)柵,以保證作業(yè)人員的安全。挖至基底后發(fā)現(xiàn)基底狀況不穩(wěn)定,故采用30 cm碎石墊層換填,然后打C20混凝土墊層。(4)為加快施工進(jìn)度,保證工期,組織了三個(gè)工班進(jìn)行24 h輪流作業(yè),在施工中全力保證材料和機(jī)具的供應(yīng)。

      3.6 拔樁

      拔樁前應(yīng)向圍堰內(nèi)灌水使內(nèi)外水位持平并從下游側(cè)開(kāi)始拔樁,拔樁采用振動(dòng)法。拔出來(lái)的板樁進(jìn)行檢修涂油,堆碼保存。

      4 安全與質(zhì)量保證

      為保證施工一次成優(yōu)與施工中人員和機(jī)具的安全,制定了質(zhì)量和安全責(zé)任制,由專(zhuān)人負(fù)責(zé)鋼板樁圍堰施工,制定了嚴(yán)格的獎(jiǎng)罰制度,對(duì)違規(guī)操作人員決不姑息。在打樁完成后,在圍堰四角設(shè)四個(gè)觀測(cè)點(diǎn),采用徠卡TC905全站儀進(jìn)行觀測(cè),每天觀測(cè)兩次,觀測(cè)數(shù)據(jù)在1鋤以?xún)?nèi),并及時(shí)將結(jié)果反饋進(jìn)行信息跟蹤,確保了施工安全。記錄的觀測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

      表1 記錄的觀測(cè)數(shù)據(jù) mm

      5 結(jié)語(yǔ)

      以此法對(duì)特大橋20#,21#墩4個(gè)基坑進(jìn)行了開(kāi)挖,通過(guò)采用鋼板樁施工防治亞砂土高水頭的“流砂”難題,并使施工順利、快捷,達(dá)到了預(yù)期效果。

      :

      [1]胡雋,劉建瑞.深水鉆孔平臺(tái)施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2004,33(9):20,22.

      中圖分類(lèi)號(hào):U445

      C

      1008-3383(2011)06-0130-01

      收稿日期:2011-04-11

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