探讨钢板桩围堰施工过程
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摘要：本文简述了钢板桩围堰的施工方法、施工工艺及质量保证的措施。
关键词：钢板桩 围堰 施工技术
1工程实例介绍
我司承建的某桥梁工程基础施工的基本情况。根据施工图纸,并结合现场水位调查,在桥位区内,水位变化不大,常水位1.4米,15#主墩承台顶高程为-1.8米,承台底标高为-5.3米;16#主墩承台顶高程为-0.1米,承台底标高为-3.6米;考虑到河区汛期的冲刷、地下水位较高以及开挖深度较大,基坑开挖采用钢板桩围堰,钢板桩长度为15m。围堰采用方型结构,围堰内平面尺寸分别为: 12.8m×12.8m。
2钢板桩整理
钢板桩运到工地后,需进行整理。
2.1锁口检查:用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准件,将所有同型号的钢板桩作锁口通过检查。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。
2.2宽度检查:通过宽度检查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。对于每片钢板桩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1cm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尽量不用。
2.3锁口及防渗措施: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:黄油沥青干锯沫粘土=2221。
3钢板桩围堰施工
对于处理好的钢板桩,在堆放和运输中,要避免碰撞,防止弯曲变形。钢板桩采用驳船运至主墩施工点。钢板桩围堰采用用60型振动打桩锤逐片插打。
各项准备工作就绪后,将事先加工好的定位桩精确垂直安设于上游中心(钻孔平台钢管桩),并用与导梁工字钢焊接牢固,确保插打第一片钢板桩的垂直度。第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插打至设计标高,插打过程中仔细校正钢板桩位且确保垂直。其余各钢板桩,则以已插好的钢板桩为准,起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口,然后用振动锤振动下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一片或几片后,将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。整个施工过程中,用锤球始终控制每片桩的垂直度,及时采用千斤顶、木楔、导链等进行调整。插打过程中,须遵守“插桩正直,分散即纠,调整合拢”的施工要点。
4围囹支撑施工
围囹支撑上下共设置二道。第二道围框为双拼56a工字钢,第二道围囹顺桥向支撑采用三拼40a工字钢,其他围框、支撑均采用双拼40a工字钢。按设计高程预先焊好10槽钢牛腿作为临时支撑,待各围囹安装并连接就位后,再与钢板桩焊接牢固。
第一道围囹支撑高程为+1.8米,钢板桩施工完毕后即可抽水进行第一道围囹支撑的施工。支撑施工步骤为:在支撑位置施焊三角限位钢板(牛腿)安装围框、支撑设上限位钢板支撑与围框加焊。支撑制作完成后用硬木楔塞紧板桩与围框之间的间隙。施工中各斜撑平面位置采用坐标定位,误差控制在5cm之内。
水下封底完成后,抽水至承台顶面高程位置,进行第二道围囹支撑的施工,第二道围囹高出承台50cm,施工步骤同上。施工中各支撑平面位置采用坐标定位,误差控制在5cm之内。各连接部位焊缝满足规范要求。
5水下开挖
由于承台埋深较深,采用射水、吸泥和抓泥交替进行施工。
5.1吸泥时吸出的泥土严禁堆放在钢板桩四周,需及时用船外运,以免增大堰外侧压力。
5.2吸泥后堰内土面平整度应控制在±15cm左右。
5.3吸泥后要注意桩头周围土后板桩槽内土必须清除干净,须经验收合格后方可终止。清基时不要过分扰动钢板桩边缘土层。靠近钢板桩附近的泥砂较难吸出,可由潜水工以软管射水,用0.3～0.5Mpa的水压将泥砂冲向吸泥机附近吸出。施工中应让潜水员下水用手摸,尤其注意钢板桩角隅泥土应清除到位。
5.4吸泥后15#墩围堰内土面标高为-7.3m,16#墩围堰内土面标高为-5.6米。
5.5围堰淤泥清完后立即用石子找平。
6水下封底
6.1施工准备
在水下开挖施工的同时进行浇筑平台的搭设,平台支承在钻孔平台管桩上。
钢板桩施工结束后,15#墩围堰内土面标高为-7.3m,16#墩围堰内土面标高为-5.6米。承台高3.5m,封底平均2.0m,承台施工时水位按2.4m考虑,封底混凝土需要承受最大水头差9.7m。每个主墩封底混凝土方量328m3,封底混凝土方量1312m3,采用导管法水下混凝土封底的施工工艺,在实施前进行了封底混凝土设计和导管与储料斗准备等技术准备工作:
6.2浇筑顺序与工艺
6.2.1首灌阶段
混凝土运输车将砼运至施工现场,用砼泵车将4立方砼泵入料斗,当料斗将满时,换下一辆砼运输车对准泵车进行下料,而后由浮吊迅速提起塞板,混凝土进入导管,泵车继续将砼泵入管内,这样施工相当于首灌达到10立方。当测量人员报告导管埋深符合要求后,即可进行下步施工,直至达到封底标高要求。
6.2.2进行下一根导管封底施工,方法同上。
6.2.3结束阶段
封底混凝土顶面标高按承台底高程,控制允许偏差±10cm。施工时每10m2布置一个测点,采用测绳进行测量。标高基准点设于浇筑平台上,以严格控制封底厚度及顶面高程。
当导管下口混凝土顶面接近封底控制标高时,加大测量频率,特别是对相邻导管的交界面、护筒四周、围堰内侧等位置,根据所测结果有针对性地进行各导管混凝土灌注,力求混凝土顶面均匀平整。当测点达到规定标高后,终止该处混凝土浇注,上拨导管冲洗收集。
7抽水
待封底混凝土达到强度后,即抽水至封底混凝土,密切观测钢板桩的变形,并配备好备用泵,以免万一发生问题及时向堰内回水。及时进行堵漏工作,对于大的缝隙由潜水工下水利用棉絮塞缝;对于小的缝隙,利用煤渣、黄油、木屑的混合物在板桩外侧随水夹至漏缝处自行堵塞。
抽水至封底顶面标高后进行封底顶面冲洗、整修找平工作,并破除桩头,桩基动测合格后进行后续承台的施工工作。
8钢板桩的拆除
待承台施工结束后,在靠塔吊一侧10m范围内承台与钢板桩间回填土,回水至承台顶下20cm处;待完成墩身及0#块件水中支架预埋后回水至第二道围囹下40cm处,开始第二道围囹的拆除;再次回水至第一道围囹下40cm处,进行第一道围囹的拆除;第一道围囹拆除后向围囹回水保持围堰内外水位平衡,即可进行钢板桩的拔除。