某塑料排水板施工工程典型斷面結構型式為排水板半直立式護岸結構。流泥層部分保留,自下而上依次為0.5~1.0m厚石渣墊層,1.0m厚碎石墊層,打設塑料排水板,2層土工格柵,0.5m厚碎石墊層,10~100 kg塊石基床,安裝大直徑混凝土圓筒,圓筒前后分級加荷,四角空心方塊護坡和現澆混凝土胸墻結構。
主要軟土層自上而下分別為流泥、淤泥、淤泥質粉質粘土。塑料排水板打設量大、工期緊,施工期為夏季臺風季節(jié),所以排水板打設的質量控制為重中之重。
施工順序按橫向每排進行,一排一排縱向推進。將排水板放入套管,安裝管靴,在套管上用GPS測出下沉的位置并從樁頭起標記刻度。打設時,根據潮位變化用GPS隨時調整套管入水深度及平面位置,套管在水面位置偏差不超過±50mm,用GPS監(jiān)測套管的垂直度,偏差超過1.5%時,通過調整打設船的壓倉水及打設架的仰俯,調整打設架的垂直度,打設過程中,隨時注意套管的下沉情況,當發(fā)現下沉速度突然減緩、套管發(fā)生過量彎曲等現象時,立即停止沉管,分析水下障礙情況,處理后再繼續(xù)施工,提前剪斷排水板待套管下沉至設計標高后,再提升套管。計算機顯示器監(jiān)控施工,技術人員跟班作業(yè),監(jiān)督檢查打設塑料板質量并做好施工記錄。打設架上從水面向上每10 cm用油漆標記一個刻度,套管下沉至設計標高后,即達到預先計算的標記刻度時,提升套管,鴨嘴銷鐵鏈拉直,鴨嘴銷脫離,排水板被周圍淤泥擠住,鴨嘴銷隨套管一起提升出水面。技術人員跟班作業(yè),監(jiān)督檢查打設塑料板質量并做好施工記錄,見圖1。
圖1 塑料排水板打設網格定位
打設深度控制計算H=L-h1-h2
式中:H為套管頂端法蘭盤對應井架上標注的刻度;L為套管從底端到頂端法蘭盤的長度;h1為砂墊層頂面至水面距離;h2為排水板打設深度。
1)排水板下料多30 cm長度(其中20 cm用于鴨嘴銷),可以同時滿足排水板打設深度不低于設計標高及外露長度>30 cm兩方面的要求。
2)在井字架上做好標記格線,按設計要求控制塑料排水板的打設標高。
3)回帶控制。將套管內的排水板頂部穿上細鋼絲繩,從套管頂部出來并反到船上,系上紅繩作為標記。當打設完畢勻速提升套管時,觀察紅繩情況,如果紅繩勻速上升,則說明沒有產生回帶;如果紅繩向上移動速度明顯慢于套管提升速度甚至向下移動,則說明產生了回帶現象,應立即停止提升套管,采用加振或者注水的方法解決回帶。塑料排水板打設可以有設計總量的5%出現“回帶”現象,但“回帶”長度不許超過300mm。
4)施工員檢查并記錄每根板的施工情況,潛水員及時抽查排水板的外露長度,符合驗收標準時才能移機,否則在鄰近板位處補打。
5)采用2 000 t打板作業(yè)船施工,移船錨機的拉力和性能能保證移船靈活、定位準確,定位后不會發(fā)生晃動,保證板位誤差在設計和規(guī)范規(guī)定的允許范圍內。
6)在井字架下部焊接一個正方形架限制套管最大的垂直度偏差為1%,用GPS監(jiān)測打板船的垂直度,偏差超過0.5%時,通過調整打板船的壓倉水,調整打板船的垂直度,這樣就可以保證排水板打設的垂直度1.5%以內。
7)由于排水板打設為海船作業(yè),受風浪影響較大,因此掌握準確的天氣情況對排水板打設質量及工作人員安全顯得尤為重要。
8)塑料排水板打設允許偏差、檢驗數量和方法見表1。
表1 塑料排水板打設允許偏差、檢驗數量和方法
打板船駐位、套管定位、沉設套管等工藝總體上是可行的,質量是可以得到保證的,檢查質量情況達到規(guī)范和設計要求。采用這種施工工藝,打板船24 h作業(yè)日平均打設排水板數量為2 400根,最高打設排水板數量為2 900根,極大地提高了施工效率。另外通過在拉繩上做標記來檢查排水板回帶情況,通過潛水員水下檢查,是可靠和有效的。
排水板的材料質量滿足設計和規(guī)范要求,嚴格進行排水板進場的檢測能控制其質量。排水板下料時考慮了外露長度和富余長度(與砂墊層貫通,保證排水順暢),滿足了設計打設標高和外露長度要求。通過在拉繩上做標記來檢查排水板回帶情況,通過潛水員水下檢查,是可靠和有效的。導管與樁尖要銜接得當,避免錯縫,防止淤泥進入,增大導管壁與排水板的摩擦力,防止排水板被帶出。此外現場堆放塑料排水板要加以覆蓋(特別是夏季),以防止暴露在空氣中老化。
排水板套管通過正方形架來限制,使其相對于船的垂直度偏差在1%以內,利用GPS測量并計算打板船的垂直度,打板船調節(jié)艙內壓水以調整的垂直度在0.5%以內,最終達到排水板打設垂直度在規(guī)范允許偏差1.5%內是有效可行的,而且有力的保證了突風對施工造成的影響。
本工程所采用的打設工藝方法較以前施工工藝改進的地方:一是手動絞錨改為電動絞錨不僅縮短了時間、而且定位更加精準;二是剪好固定長度排水板裝入套管內改為排水板在套管內剪切極大的提高了施工效率;三是采用GPS校核測量定位,排水板打設平面位置偏差符合規(guī)范要求,同時大大縮短了移船定位時間,也減少了GPS使用頻率和數量,節(jié)省了施工成本。
由于現場排水板打設的高效率,縮短了合同工期,為后續(xù)施工奠定了良好的基礎。利用現代技術,高標準、高質量進行施工,確保工程進度目標的順利實施,從而獲取工程項目最佳的經濟效益。按1月工作量計算,打設按2 400根/d考慮,普通工藝打設按1 500根/d考慮,每月提前10 d天完成原有工作量,由此每月節(jié)省成本122 500元。
本工程塑料排水板施工工藝處理軟土地基取得良好效果,達到了提高強度的目的,保證了后續(xù)工程的順利進行。工藝的改進不僅大大的提高了施工效率,加快施工進度,而且質量控制優(yōu)良,此施工工藝通過打設效率高、GPS定位等方法有效的節(jié)約了施工成本。
[1]JTS 257—2008,水運工程質量檢驗標準[S].
[2]JTJ 300—2000,港口及護岸工程設計與施工規(guī)范[S].
[3]JTJ/T 256—96,塑料排水板施工規(guī)程[S].