鄭乃金

摘要：本文根據(jù)特大橋工程，對橋梁基礎(chǔ)工程鋼板樁圍堰施工技術(shù)進(jìn)行了分析，介紹了拉森型鋼板形狀、施工準(zhǔn)備、導(dǎo)向架安裝、鋼板樁的吊運(yùn)插打與合攏、基坑開挖、拔樁并對圍堰進(jìn)行基坑底穩(wěn)定性、板樁受力檢算最小埋深檢算。為施工人員提供一定參考。

關(guān)鍵詞：鋼板樁 圍堰 穩(wěn)定性 最小埋深

1 工程概況

特大橋7號、8號、17號墩基坑開挖深度在6m左右.地質(zhì)情況為從原地面依次為0-5m左右為粉質(zhì)粘土，5m-11m為粉砂，11-13m為粉土，13-16m為粉質(zhì)粘土，16m以下為泥巖。上述橋墩采用鋼板樁圍堰施工，圍堰平面結(jié)構(gòu)形式采用矩形，高度為20m。圍堰尺寸30號墩13.6m×13.6m，31-32號墩18.4m×13.6m，46-50號墩14.4 m×11.6m；38號墩14.4m×11.5m；42號墩14.2 m×9.1m；3號橋1-2號墩14.4m×9.5m。圍堰內(nèi)部設(shè)置H型鋼矩形支撐（加設(shè)角撐）。

2 鋼板樁圍堰施工技術(shù)分析

2.1 施工準(zhǔn)備

把新舊鋼板樁運(yùn)到工地后，需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，首先應(yīng)該對這些鋼板樁進(jìn)行詳細(xì)的檢查、丈量、分類、編號，然后進(jìn)行通過試驗(yàn)，采用的方法是取一塊同型號長2-3m的短樁使其經(jīng)過兩側(cè)鎖口，如果2-3人拉動就可以通過，這是最好的結(jié)果，但是如果采用卷揚(yáng)機(jī)拖拉仍通不過鎖口，或者在通過的過程中鋼板樁自身產(chǎn)生缺陷，比如樁身有彎曲、扭曲、死彎等，應(yīng)該采取必要的措施進(jìn)行整修，可供選擇的方法有冷彎、熱敲、焊補(bǔ)、鉚補(bǔ)、割除、接長等。同時接頭強(qiáng)度與其它斷面相等，接長焊接時用堅(jiān)固夾具夾平以免變形，在焊接時先對焊再焊接加固板，對新樁或接長樁、在樁端制作吊樁孔。在采用組樁插打時每隔4-5m設(shè)有一道夾板，夾木在板樁起吊前夾好，插打時逐付拆除，周轉(zhuǎn)使用。組樁及單樁鎖口內(nèi)，涂以黃油混合物油膏以減少插打時的摩阻力，并加強(qiáng)防滲性能。

2.2 導(dǎo)向架安裝

在進(jìn)行安裝導(dǎo)向架時先進(jìn)行定位測量。對導(dǎo)向架設(shè)置進(jìn)行基坑開挖，開挖尺寸為1m×1.5m，然后插打兩根鎖口鋼板樁，使用200號槽鋼進(jìn)行導(dǎo)向架布置。

2.3 鋼板樁吊運(yùn)插打與合攏

經(jīng)檢查鋼板樁合格后，應(yīng)該把其由兩組平車運(yùn)到碼頭，之后按照插樁順序進(jìn)行堆碼，堆碼的過程應(yīng)該遵循相關(guān)的規(guī)定，要求堆碼時最多允許堆放四層，并且每層之間應(yīng)該用墊木隔開，且高差不得大于10mm，上下層墊木中線要在同一垂直線上允許誤差不得大于20mm。將鋼板樁運(yùn)至指定位置運(yùn)用兩個吊鉤吊起和放下，使鋼板樁成垂直狀態(tài)，脫出小鉤，移向安插位置，插入已就位鋼板樁鎖口中。起吊前鎖口內(nèi)嵌填黃油瀝青混合料。箍緊鋼板用弧度卡箍，待插入鎖口時逐個解除。鋼板樁逐塊插打到底，先插合攏后再逐塊打入，在鋼板樁垂直度較好時一次將樁打到要求深度；垂直度較差時分兩次施打，將所有樁打入約一半深度后再第二次打到要求深度。

2.4 基坑開挖

鋼板樁插打完利用抓斗取土開挖，當(dāng)基坑內(nèi)積水到一定深度時抽水，繼續(xù)開挖。設(shè)計(jì)有支撐圍堰，如果挖到了支撐位置應(yīng)該及時的進(jìn)行加設(shè)，堅(jiān)決杜絕超挖。完成支撐工作后再進(jìn)行抽水工作，然后再進(jìn)行詳細(xì)的檢查，比如各節(jié)點(diǎn)是否頂緊，板樁與導(dǎo)框間木楔是否敲緊等。抽水速度不能過快且要隨時觀察圍堰變化情況。當(dāng)鎖口不緊密漏水時用棉絮等在內(nèi)側(cè)嵌塞，在漏縫處撒大量木屑使其由水夾帶至漏水處自行堵塞，當(dāng)挖至基坑底以下1m時進(jìn)行混凝土封底處理，封底混凝土采用C25標(biāo)號，封底厚度為1.0m。

2.5 拔樁

為了使內(nèi)外水壓平衡，使板樁擠壓力減小能夠和部分砼脫離，在進(jìn)行鋼板樁拔樁之前應(yīng)該把圍堰內(nèi)的支撐全部拆除，在拆除的過程中應(yīng)該按照從下到上的順利，然后不斷的往里面灌水，直到高出圍堰外水位1-1.5m。在下游選擇一組易拔除鋼板樁，先略錘擊振動各拔高1-2m，然后按照順利把所有的鋼板樁都拔高1-2m，如此一來，鋼板樁會松動，之后開始分兩側(cè)按照從下游到上游的順利進(jìn)行拔除，如果在拔除的過程中遇到異常情況，比如樁尖打卷、鎖口變形樁等，應(yīng)該提高拔樁設(shè)備的能力，如果在拔除的過程中把周圍的另一根鋼板樁也一起拔出了，在必要的情況下需要進(jìn)行水下切割。

3 圍堰檢算

31#墩位于老魚塘中，圍堰時水位標(biāo)高為20.6m，承臺底設(shè)計(jì)標(biāo)高為16.95m，圍堰頂面標(biāo)高為21.6m，承臺尺寸為14.4m×9.6m×2.5m.樁基為9φ1.25m三排鉆孔樁。地質(zhì)從圍堰頂下依次為0-2.5m圍堰填土，2.5m-

9.5m流塑狀淤泥，9.5-24.5m為黏土，24.5-30m圓礫土，30m以下為砂巖。圍堰平面結(jié)構(gòu)形式采用矩形，高度為20m，圍堰尺寸為18.4m×13.6m，圍堰內(nèi)部設(shè)置H型鋼矩形支撐（加設(shè)角撐）。

3.1 基坑底穩(wěn)定性檢算

根據(jù)地質(zhì)情況判斷承臺底地質(zhì)土層為7m厚流塑狀淤泥，再下為9.5m厚粘土，鋼板樁深入淤泥底面6.35m，即圍堰底口標(biāo)高為9.6m，位于粘土層。轉(zhuǎn)動力矩：

■=W·x/2=（q+γh）x·x/2

q為上部荷載，取值為0，即■=γh·x2/2

穩(wěn)定力矩Mτ=πτx2

τ為地基土不排水剪切抗剪強(qiáng)度，τ=σtgφ+c

均勻土層，τ=c 則抗隆起安全系數(shù)K=Mτ/■

當(dāng)K≥1.2時地基土穩(wěn)定，即K=πτx2/γh·x2/2

γ為土重度18KN/m3 h為水位至基坑底高差，

31#墩根據(jù)計(jì)算h=20.6-15.95=4.65m。

根據(jù)設(shè)計(jì)鉆探提供資料，基坑土為粘性土，粘聚力c取值20KN/m2。

則K=（2×π×20）/（18×4.65）=1.5>1.2 符合要求。

3.2 板樁受力檢算最小埋深

采用盾恩近似法，假定主動土壓力在地面上為三角形分布，入土為矩形分布，并假定RD一半傳到坑下，由被動土壓力承擔(dān)，則由幾何關(guān)系可得：

1/2DFIM=EMN

γKa·H（l4+x）/2=γ（Kp-ka）·x·x/2

簡約后的公式為：Ka·H（l4+x）/2=（Kp-ka）·x·x/2

L4=4.85m（按基坑開挖至灰土換填底面時最不利狀況考慮）

H=9m Ka=0.53 Kp=1.89（計(jì)算得）

代入公式有0.53×9×（4.85+x）=（1.89-0.53）x2

1.36x2-6.17x-15.44=0 解得x=5.02m

埋深達(dá)到5.02m滿足鋼板樁受力要求，該方案中對x取值6.35m.

4 結(jié)論

本文通過對鋼板樁圍堰施工技術(shù)進(jìn)行分析，分別從施工準(zhǔn)備、導(dǎo)向架安裝、基坑開挖、鋼板樁的吊運(yùn)插打與合攏、拔樁等工序進(jìn)行了分析，同時對圍堰進(jìn)行了基坑底穩(wěn)定性檢算、根據(jù)板樁受力檢算最小埋深，圍堰進(jìn)行了基坑底穩(wěn)定性檢算結(jié)果1.5>1.2符合要求，根據(jù)板樁受力檢算最小埋深為6.35m，

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