尹曉亮 彭 華

1 工程概況

海城河特大橋?qū)俦P錦至營(yíng)口客運(yùn)專線工程,分為上下兩聯(lián),海城上聯(lián)海城河特大橋154號(hào)、155號(hào)、156號(hào)墩位于水中,下聯(lián)145號(hào)、146號(hào)、147號(hào)墩位于水中。橋墩處地質(zhì)為粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、中砂、粉質(zhì)粘土。河面寬14 m,墩位處水深1.5 m,水流平緩;承臺(tái)最大挖深10 m,采用拉森鋼板樁方案施工。

2 鋼板樁施工技術(shù)

2.1 鋼板樁施工方案

根據(jù)承臺(tái)尺寸決定圍堰內(nèi)尺寸比承臺(tái)每邊放大1.5 m,以方便支模。鋼板樁采用德國(guó)拉森式Ⅳ型鋼板樁,根據(jù)地質(zhì)情況和水位與承臺(tái)底的高差計(jì)算板樁入土深度,板樁入土深度4 m左右,根據(jù)板樁入土深度和水深選擇鋼板樁長(zhǎng)度,決定采用15 m的鋼板樁。

由于承臺(tái)的高度達(dá)4 m～5 m,鋼板樁自由長(zhǎng)度較大,為了保證施工人員的安全,在承臺(tái)中間設(shè)置了一層支撐,待封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除一次性施工承臺(tái)或承臺(tái)分兩次灌注,第一層灌注后,在承臺(tái)內(nèi)灌水平衡外壓力,然后拆除保險(xiǎn)支撐,接著進(jìn)行第二層承臺(tái)灌注。

1)施工放樣及施打定位樁。將施工區(qū)域控制點(diǎn)標(biāo)明并經(jīng)過復(fù)核無誤后加以有效保護(hù)。采用測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確放出控制坐標(biāo)點(diǎn)后打入鋼管樁作為定位樁,在鋼管樁露出地面或水面部分刷上標(biāo)志并焊上牛腿,作為打樁導(dǎo)向位置及高程控制標(biāo)志。2)導(dǎo)向框安裝。安裝導(dǎo)向框時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):a.導(dǎo)向框架通常由型鋼組成,分為內(nèi)外導(dǎo)向,其中間空擋為鋼板樁的插打位置。導(dǎo)向框架一般焊接在定位樁牛腿上。b.導(dǎo)向框的高度要適宜,要有利于控制鋼板樁的施工高度和提高施工工效。c.導(dǎo)向框不能隨著鋼板樁的打設(shè)而產(chǎn)生位移和變形。3)鋼板樁施打。鋼板樁施工關(guān)系到施工止水和安全,是本工程施工最關(guān)鍵的工序之一,在施工中要注意以下施工要求:a.打樁前,對(duì)鋼板樁逐根檢查,剔除連接鎖口銹蝕、變形嚴(yán)重的鋼板樁,不合格者待修整后才可使用。b.在插打過程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控,每塊樁的斜度不超過4‰,當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí),應(yīng)拔起重打。c.打樁順序:選擇從鋼板樁圍堰上游側(cè)中心開始打入第一片鋼板樁,然后逐步向兩邊插打,在河下游中心合龍,最初的一、二片鋼板樁的打設(shè)位置和方向要確保精度,以起到樣板的作用。插打鋼板樁前,應(yīng)在上層導(dǎo)向框上精確標(biāo)出每一片鋼板樁的位置,在中間一片鋼板樁(即第一片鋼板樁)位置兩側(cè)焊角鋼做小導(dǎo)向,確保鋼板樁不發(fā)生橫向位移,每完成4 m測(cè)量校正1次,確保在同一直線上。4)圍堰封底施工。水下混凝土性能:圍堰水下封底應(yīng)全斷面一次連續(xù)澆筑完成。為此,首先組織盡可能大的混凝土供應(yīng)和澆筑能力。其次,研究水下混凝土的配合比設(shè)計(jì),采用低熱水泥和良好的粗、細(xì)骨料,摻加適量粉煤灰和外加劑,從而使混凝土拌合物和易性良好,可泵性好,初凝時(shí)間長(zhǎng),坍落度損失小。混凝土封底應(yīng)有足夠的厚度(擬定不小于1.2 m),以確保圍堰的安全。5)基坑支撐結(jié)構(gòu)。在確保安全的前提下,基坑支撐的施工與基坑內(nèi)水位的下降按“先支撐后降水,分層支撐分層降水”的原則進(jìn)行,基坑支撐的順序如下:加入第一層邊梁→進(jìn)行第一層支撐→抽水至第二層支撐處以下0.5 m→加入第二層邊梁→進(jìn)行第二層支撐→抽水至基坑底(基坑支撐順序依據(jù)圍堰支撐層數(shù)循環(huán)作業(yè))。6)鋼板樁的拔除?；踊靥詈?要拔除鋼板樁,以便重復(fù)使用。拔除鋼板樁前,應(yīng)仔細(xì)研究拔樁方法順序和拔樁時(shí)間及土孔位置。否則,由于拔樁的振動(dòng)影響,以及拔樁帶土過多會(huì)引起地面沉降和位移,會(huì)給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來危害。拔樁方法:采用振動(dòng)錘拔樁,利用振動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)擾動(dòng)土質(zhì),破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力,依靠附加起吊力的作用將樁拔除。

2.2 常見問題及處理措施

2.2.1 鋼板樁施打一定深度后無法繼續(xù)打入

原因分析:遇上較大的塊石或其他不明障礙物。處理措施:將鋼板樁往上拔1.0 m～2.0 m,再往下施打,如此上下往復(fù)振拔數(shù)次,可使大的塊石被振碎或使其發(fā)生位移;如上述方法失效時(shí)采用轉(zhuǎn)角樁或弧形樁繞過障礙物。

2.2.2 帶樁現(xiàn)象

原因分析:鋼板樁所處位置地基松軟。

處理措施:把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起,并且在施打單樁的連接鎖口上涂以黃油等潤(rùn)滑劑減小阻力。

2.2.3 圍堰不能正常合龍

原因分析:1)由于客觀原因或施工不嚴(yán)謹(jǐn)造成實(shí)際圍堰尺寸與設(shè)計(jì)尺寸產(chǎn)生誤差;2)鋼板樁施打過程中監(jiān)測(cè)措施不到位導(dǎo)致傾斜誤差累計(jì)較大且未采取異形樁糾偏措施。

處理措施:根據(jù)合龍口的實(shí)際尺寸制造異形鋼板樁合龍。但要控制異形鋼板樁上下寬度之差不超過樁長(zhǎng)的2%。

2.2.4 圍堰漏水

原因分析:通常是由于鎖口破壞間隙增大或未采取得當(dāng)?shù)闹顾胧┮稹?/p>

處理措施:圍堰內(nèi)抽水時(shí),在圍堰外撒大量細(xì)煤渣、木屑、谷糠等細(xì)物,借漏水的吸力附于鎖口內(nèi)堵水,或者在圍堰內(nèi)用板條、棉絮等楔入鎖口內(nèi)嵌縫,撒煤渣等物堵漏時(shí),要考慮水流方向并盡量接近漏縫,漏縫較深時(shí),用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒;當(dāng)鎖口間隙較大采取上述措施效果不明顯時(shí),可同時(shí)在圍堰外側(cè)包裹彩條布進(jìn)行止水。

2.2.5 鋼板樁側(cè)傾,基坑底土隆起,地面裂縫

原因分析:1)施工區(qū)域土質(zhì)松軟,設(shè)計(jì)的嵌固深度不夠,因而樁后地面下沉,坑底土隆起是管涌現(xiàn)象;2)挖土作業(yè)時(shí)挖掘機(jī)及運(yùn)土車在鋼板樁側(cè),增加土的地面荷載,導(dǎo)致樁頂側(cè)移(筑島鋼板樁圍堰);3)上游水流速過大,圍堰設(shè)計(jì)計(jì)算不嚴(yán)謹(jǐn),導(dǎo)致圍堰整體傾斜(水中鋼板樁圍堰)。

處理措施:鋼板樁嵌固深度必須由計(jì)算確定,根據(jù)多年累計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)入土深度通常需達(dá)到3.5 m以上;挖掘機(jī)、運(yùn)土車不得在基坑邊作業(yè),如必須施工,則應(yīng)將該項(xiàng)荷載增加計(jì)算入設(shè)計(jì)項(xiàng),以增加樁的嵌固深度(筑島鋼板樁圍堰);鋼板樁設(shè)計(jì)時(shí)尚須考慮地基整體穩(wěn)定,特別在上游水流速較大時(shí)需進(jìn)行整體穩(wěn)定性計(jì)算(水中鋼板樁圍堰)。

2.3 施工注意事項(xiàng)

1)施工機(jī)具操作應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)操作規(guī)程。2)嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)方案組織施工,嚴(yán)禁私自改動(dòng)方案及無序施工。3)插打鋼板樁圍堰前,應(yīng)對(duì)打樁機(jī)具進(jìn)行全面檢查。4)機(jī)械設(shè)備應(yīng)設(shè)專人操作。5)插打鋼板樁,如因用機(jī)械高度不足,可向下移動(dòng)吊點(diǎn)位置,但吊點(diǎn)不得低于樁頂下1/3樁長(zhǎng)的位置。6)打樁困難時(shí),不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷使用振動(dòng)錘。7)進(jìn)行內(nèi)支撐安裝作業(yè)時(shí),應(yīng)設(shè)置反向牛腿,按規(guī)定設(shè)置木楔。8)在進(jìn)行拔樁作業(yè)時(shí),應(yīng)做拔樁受力計(jì)算,嚴(yán)禁野蠻拔樁。9)拔出的鋼板樁應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理、保養(yǎng)、歸類,方便重復(fù)使用。10)利用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)在筑島圍堰上施工時(shí),增加了土的側(cè)壓力,應(yīng)注意保證鋼板樁圍堰的穩(wěn)定,及時(shí)支護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著鐵路建設(shè)大規(guī)模開展,涉及鋼板樁施工越來越多,對(duì)于工程的安全、工期、質(zhì)量等要求也越來越高。海城河特大橋水中墩基礎(chǔ)鋼板樁施工技術(shù),使得工期緊湊,施工組織方便、安全,具有過程可控性,為今后的類似工程起到一定的參考價(jià)值。

[1]凌治平,易經(jīng)武.基礎(chǔ)工程[M].北京:人民交通出版社,2002.

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[3]陳永勇,亢士杰.鋼板樁圍堰在高樁承臺(tái)施工中的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007(12):90-92.