周晨
(上海愉凱建設(shè)工程有限公司,上海市 200072)
淺談鋼板樁圍堰在實(shí)際施工過(guò)程中的應(yīng)用
周晨
(上海愉凱建設(shè)工程有限公司,上海市 200072)
圍堰是指在水利工程建設(shè)中,為建造永久性水利設(shè)施,修建的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其作用是防止水和土進(jìn)入建筑物的修建位置,以便在圍堰內(nèi)排水,開(kāi)挖基坑,修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中,除作為正式建筑物的一部分外,圍堰一般在用完后拆除。
鋼板樁、圍堰、應(yīng)用、控制
常見(jiàn)的圍堰種類(lèi)有土石圍堰、麻袋圍堰、木板樁圍堰、鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰法、鋼筋混凝土圍堰、鎖扣管柱圍堰,本文將結(jié)合大蘆線(xiàn)航道整治工程二期施工實(shí)踐這一事例,談一下施工中鋼板樁圍堰具體措施,以便同行們?cè)谑┕せ蚬こ瘫O(jiān)理時(shí)參考。
大蘆線(xiàn)航道(大治河段)位于上海浦東地區(qū),自西至東幾乎成一直線(xiàn),起于黃浦江,經(jīng)過(guò)大治河西閘,止于大治河?xùn)|閘。
大蘆線(xiàn)閔行段航道整治工程起點(diǎn)浦星公路橋以東180 m,工程終點(diǎn)為閔行浦東區(qū)界,整體位于閔行區(qū)浦江鎮(zhèn),長(zhǎng)約5.69 km。大蘆線(xiàn)航道整治二期工程(閔行浦江段)1標(biāo)分三段,分別為(2+069~2+982)、(3+054~3+917)、(3+992~4+236),總計(jì)2.02 km。
本工程護(hù)岸圍堰長(zhǎng)度3.623 km,護(hù)岸結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為+0.00~+1.00 m,為提供護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工的干作業(yè)條件,進(jìn)行圍堰施工。圍堰工程長(zhǎng)度約3.62 km,寬度為3 m。圍堰施工隨征地拆遷進(jìn)度進(jìn)行,結(jié)構(gòu)緊隨圍堰施工,分段施工的圍堰長(zhǎng)度為300~500 m。
受大治河通航影響,施工圍堰采用單面施工方式,一側(cè)結(jié)構(gòu)施工完成并拆除圍堰后,再安排另一側(cè)的圍堰和結(jié)構(gòu)施工,確保大治河航道正常通航。
臨時(shí)圍堰的長(zhǎng)度一般不超500 m,且在航道的南岸和北岸交錯(cuò)進(jìn)行。臨時(shí)圍堰距護(hù)岸前沿線(xiàn)5 m,圍堰寬度為3 m,距航道底邊線(xiàn)11 m。
根據(jù)設(shè)計(jì)文件的建議及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,確定了圍堰的平面位置,見(jiàn)圖1。
圖1 圍堰平面布置圖(單位:mm)
工程圍堰的主要作用是擋水,為護(hù)岸施工創(chuàng)造干施工條件。嚴(yán)防滲漏,避免堰堤管涌坍塌是圍堰成敗的關(guān)鍵,本項(xiàng)目護(hù)岸跨年度施工,圍堰必須確保安全,以滿(mǎn)足基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)施工要求。本工程圍堰設(shè)在臨水側(cè),邊上通過(guò)過(guò)往船只,需設(shè)置警示燈和標(biāo)牌,保證結(jié)構(gòu)和過(guò)往船只的安全。護(hù)岸結(jié)構(gòu)底標(biāo)高均處在+0.00 m~+1.00 m,為滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)施工能有干作業(yè)條件,需在沿護(hù)岸方向做圍堰圍護(hù),然后利用井點(diǎn)降水進(jìn)行干施工作業(yè)。臨時(shí)圍堰的施工的拆除隨相應(yīng)護(hù)岸段結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度進(jìn)行。圍堰頂高程為+4.25 m,根據(jù)地質(zhì)水文資料,圍堰滿(mǎn)足渡汛安全需要。
圍堰分區(qū)進(jìn)行施工,形成隔水功能,待圍堰沉降穩(wěn)定后,開(kāi)始施工護(hù)岸結(jié)構(gòu)。
計(jì)劃大治河北岸靠近浦星公路E型護(hù)岸段先施工,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,由于沒(méi)有陸上施工條件,故考慮采用水上船舶施工。
具體的結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖2。
施工流程見(jiàn)圖3。
圖2 圍堰結(jié)構(gòu)形式(單位:mm)
圖3 施工流程示意圖
3.1 測(cè)量放樣
根據(jù)提供的原始控制點(diǎn),使用全站儀在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)基準(zhǔn)控制點(diǎn),組成一個(gè)測(cè)量控制網(wǎng),以控制整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)軸線(xiàn)及樁位的施放精準(zhǔn)度。
3.2 圍堰樁施工
為確保圍堰的穩(wěn)定性,在圍堰施工前,對(duì)河床泥面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)泥面標(biāo)高選擇圍堰樁的長(zhǎng)度,保證圍堰樁入土深度大于0.5倍樁長(zhǎng)。
考慮圍堰樁的強(qiáng)度和周轉(zhuǎn)利用,采用[25#槽鋼做為圍堰樁,槽鋼長(zhǎng)7~9 m,間距為50 cm,頂標(biāo)高至+4.25 m,見(jiàn)圖4。
3.3 安裝竹笆、填土
雙排圍堰樁施工完畢后在內(nèi)外圍堰樁內(nèi)側(cè)插入竹籬笆至原泥面以下,竹籬笆插入后應(yīng)用鉛絲與鋼板樁綁扎牢固并在內(nèi)側(cè)鋪土工布。然后利用岸側(cè)挖機(jī)或挖泥船向鋼板樁中間填土,土質(zhì)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)優(yōu)土,所用填入材料內(nèi)不得含有有機(jī)雜質(zhì)、淤泥,填土應(yīng)分層分批回填并夯實(shí),確保圍堰整體穩(wěn)定性。填土應(yīng)分層填筑,層厚50 cm,采用蛙夯方式逐層夯實(shí)。
3.4 堰內(nèi)排水
圍堰填筑完成穩(wěn)定后,采用2臺(tái)6寸泵抽水,抽水時(shí)注意圍堰情況,圍堰內(nèi)水位每下降50 cm,則對(duì)鋼板圍堰的整體情況進(jìn)行巡查,避免內(nèi)外水位差引起的壓力對(duì)鋼板圍堰整體失穩(wěn),若發(fā)現(xiàn)圍堰有坍塌等情況出現(xiàn),立即對(duì)鋼板圍堰進(jìn)行加固處理,抽水速度應(yīng)控制,特別剛開(kāi)始排水時(shí)速度宜緩,保證圍堰整體自然下降。
3.5 圍堰拆除、清淤
待護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工完畢,具備放水條件時(shí),封閉圍堰兩側(cè)便道,并設(shè)立警示標(biāo)志,進(jìn)行圍堰拆除。
圍堰采用分段施工分段拆除方式,堰內(nèi)護(hù)岸結(jié)構(gòu)工程完工后,用作業(yè)船舶拔除鋼板板,拔樁時(shí)先易后難,逐個(gè)將鋼板樁拔除,拔出來(lái)的鋼板樁安排專(zhuān)人進(jìn)行修整,堆碼保存,然后用挖泥船對(duì)圍堰土方清除后恢復(fù)河道流通。
4.1 水文地質(zhì)情況
(1)施工期間最高水位:由于施工期間不斷航,存在波浪涌高,取最高洪水位加超高,3.75 m+ 0.5 m=4.25 m;施工防護(hù)水位:取最高洪水位,為3.75 m。
圖4 鋼板樁施工和撥除時(shí)船位示意圖
(2)土的力學(xué)指標(biāo):
圍堰內(nèi)回填土采用素填土:φ1=18°,r1=18.5 kN/m3;
圍堰入土土層為淤泥質(zhì)土:φ2=10°,r2=15.0 kN/m3。
圍堰相關(guān)參數(shù):
圍堰頂標(biāo)高4.25 m,填土高度4.25 m,寬度為3 m,樁長(zhǎng)7 m,河床標(biāo)高1.3 m~1.4 m,見(jiàn)圖5。
圖5 圍堰立面示意圖(單位:mm)
4.2 圍堰穩(wěn)定性計(jì)算
雙層圍堰整體穩(wěn)定性:按最高水位4.25 m計(jì)算,圍堰內(nèi)已抽水,見(jiàn)圖6。
抗傾覆安全系數(shù) K=MB/MB′=241.43/42.78= 5.64,符合要求。
4.3 圍堰穩(wěn)定滲流驗(yàn)算
雙排鋼板樁滲流穩(wěn)定驗(yàn)算:
圖6 圍堰穩(wěn)定性示意圖(單位:mm)
兩種滲流方式見(jiàn)圖7。圖7中:1-沿雙排鋼板樁滲流;2-滲過(guò)第一排鋼板樁,沿第二排鋼板樁發(fā)生滲流。
圖7 滲流方式示意圖(單位:mm)
滲流計(jì)算采用滲徑系數(shù)法,并滿(mǎn)足下列公式要求:
計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。
滿(mǎn)足滲流穩(wěn)定要求。
上述以大“蘆線(xiàn)航道整治二期工程”為事例,闡述在實(shí)際施工過(guò)程中鋼板樁圍堰的應(yīng)用,結(jié)合圍堰穩(wěn)定性、防滲性的理論計(jì)算;在施工中的工期節(jié)省、降低成本、及水土保護(hù)等各方面取得了的寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
TV6
B
1009-7716(2015)08-0160-03
2015-05-14
周晨(1974-),男,上海人,工程師,從事施工技術(shù)管理工作。
表1 滲流穩(wěn)定計(jì)算(單位:m)