彭文喜 徐光黎 陳香月 田華通 張繼超
(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院,湖北 武漢 430074)
松花江佳木斯鋼板樁圍堰工程采用雙排鋼板樁圍堰,內(nèi)外排鋼板樁間距10m,外排圍堰面積9856m2,內(nèi)排圍堰面積 6280m2(圖1);外排鋼板樁長 24m,入土深度16m,內(nèi)排鋼板樁長18m,入土深度12.3m,需要進入砂層、砂礫層和圓礫石層,兩排樁采用Φ40拉桿連接,雙排樁間填砂,為保證順利施工雙壁鋼板樁間設(shè)有8m寬棧橋,棧橋下采用鋼管樁+貝雷架支撐,鋼管樁跨徑12m。本工程采用拉森式SP-Ⅳw型熱軋鋼板樁,有效幅寬W=600mm,有效高度 h=210mm,厚度 t=18mm,材質(zhì)為 Q390鋼。
(1)在水中打設(shè)導(dǎo)樁導(dǎo)梁:導(dǎo)樁采用直徑為 φ630×12mm鋼管樁,導(dǎo)梁采用兩根I36a型工字鋼鋼制作,間距44cm。采用上下兩層導(dǎo)梁進行限位控制鋼板樁的垂直度[1];
(2)在棧橋上設(shè)置單層導(dǎo)向限位裝置:在棧橋頂面進行限位,鋼板樁一側(cè)與鎖口連接,另一側(cè)固定在限位裝置內(nèi);
(3)棧橋上設(shè)置雙層導(dǎo)向限位裝置:采用了雙層導(dǎo)向限位裝置,下層在棧橋鋼管樁上焊接牛腿搭設(shè)雙拼I50a型工字鋼作為導(dǎo)梁,上層在橋面上設(shè)置限位裝置。采用此方法限位,對鋼板樁垂直度控制較好,且施工效率較高。
鋼板樁插打過程中,通常會發(fā)生垂直軸線方向的傾斜,主要原因有以下幾點:
(1)振動錘存在一定的偏心,對鋼板樁的打擊力作用方向不垂直,使鋼板樁沉樁過程中發(fā)生傾斜;
(2)鋼板樁鎖口存在一定的間隙,在沉樁過程中,入土部分樁體之間的鎖口相對緊密,土面以上部分鎖口相對松弛,形成下壓上拉的狀態(tài),多根樁累計后形成扇形變形;
(3)地層軟硬不均造成樁下端扭轉(zhuǎn)偏斜。主要解決措施:
(1)采用雙層導(dǎo)向架,控制傾斜;
(2)精確測量放樣鋼板樁軸線位置;
(3)重視過程控制,及時測量垂直度;
(4)調(diào)整振動錘的方向進行控制傾斜;
(5)固定已打入的鋼板樁防止移位。
鋼板樁插打過程中,會發(fā)生沿軸線方向傾斜方向的傾斜,主要原因有以下幾點:
(1)鋼板樁上部由于導(dǎo)向架的固定而呈直線,但下部卻會因為地層軟硬不均,或因鋼板樁垂直軸向傾斜度不一致等原因而產(chǎn)生彎曲,使鋼板樁在軸線方向上上部長度大于下部長度而向前進方向傾斜;
(2)作用于鋼板樁上的土壓力隨深度增加而增大,鋼板樁受到作用而發(fā)生傾斜;
(3)打樁行進方向貫人阻力小,使阻力向阻力小的方向位移。
主要解決措施:
(1)采用限位架限制鋼板樁軸向傾斜;
(2)用手拉葫蘆拉緊已打人的鋼板樁,這樣可使鋼板樁上部向后拉回一微小位移,同時避免已打人的樁一起向前進方向傾斜;
(3)打樁時,讓振動錘略微傾斜。
鋼板樁圍堰的合攏一直是鋼板樁施工中需要攻克的重點和難點,能否正常合攏,決定著鋼板樁的止水情況。
(1)合攏前的準備
在即將合攏時,提前測量并計算出鋼板樁底部的直線距離,再根據(jù)鋼板樁的寬度,計算出所需鋼板樁的片數(shù),進而確定下一步鋼板樁如何插打(是增加鋼板樁,還是鋼板樁插打時向外繞圓?。?/p>
(2)合攏時樁的調(diào)整處理
合攏應(yīng)選擇在圍堰短邊的角樁附近,如果距離有差距,可調(diào)整合攏邊相鄰一邊離導(dǎo)向架的距離,向內(nèi)(向外)減?。ㄔ龃螅┚嚯x。為了防止合攏處兩片樁不在一個平面內(nèi),一定要調(diào)整好角樁方向,讓其一面鎖口與對面的鋼板樁鎖口盡量保持平行。插打到剩下最后5根時,先全部拼插好,再插打,若合攏有誤,用倒鏈或滑車組對拉使之合攏,合攏后,再逐根打到設(shè)計深度;
(3)針對合攏處,提前進行準確測量,精確焊接制作異形鋼板樁,進而幫助鋼板樁圍堰進行提前糾正、合攏;
(4)針對部分合攏特別困難的,本工程采用了高壓旋噴樁結(jié)合鋼板樁止水的施工工藝。合攏鋼板樁的打入需借助倒鏈或手扳葫蘆調(diào)整合攏口的間距,保證最后一根合攏鋼板樁打入土層以下至少2m,土層下16m采用高壓旋噴樁進行止水。結(jié)果證明,該合攏方案止水效果較好。
依托松花江佳木斯鋼板樁圍堰工程,總結(jié)鋼板樁圍堰工程中鋼板樁糾偏施工的成功經(jīng)驗,有效地滿足了工程質(zhì)量、進度、安全等方面的要求,具有一定的經(jīng)濟效益和社會效益,為后續(xù)類似工程提供了借鑒。