李金金
摘? 要:雙排鋼板樁圍堰是一種新型圍堰,特別適用于水深較大、河道較窄的場(chǎng)地。但是對(duì)于深厚淤泥地基,由于鋼板樁長(zhǎng)度限制,往往不能穿透淤泥,在鋼板樁施工和鋼板樁堰體填筑的時(shí)候,常常發(fā)上鋼板樁下沉以及側(cè)向變形,影響鋼板樁的整體性。該文以新填地泵站雙排鋼板樁圍堰為例,分析了淤泥地基雙排鋼板樁圍堰常見問題以及處理方法,對(duì)類似工程有一定的借鑒參考意義。
關(guān)鍵詞:圍堰? 雙排鋼板樁? 加固方案
中圖分類號(hào):U656.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):1672-3791(2019)04(c)-0046-02
雙排鋼板樁圍堰是一種新型圍堰,相對(duì)于常規(guī)的土圍堰,具有結(jié)構(gòu)剛度大、整體性好、變形小、施工周期短等特點(diǎn)。而且圍堰斷面小,對(duì)河道阻水小,特別適用于水深較大、河道較窄的場(chǎng)地。但是對(duì)于深厚淤泥地基,由于鋼板樁長(zhǎng)度限制,往往不能穿透淤泥,在鋼板樁施工和鋼板樁堰體填筑的時(shí)候,常常發(fā)上鋼板樁下沉以及側(cè)向變形,影響鋼板樁的整體性,需要特別引起注意,下面以新填地泵站雙排鋼板樁圍堰為例,談?wù)動(dòng)倌嗟鼗p排鋼板樁常見問題處理。
新填地雙排鋼板樁圍堰是通過雙排鋼板樁對(duì)拉形成雙排樁相應(yīng),使雙排樁和樁間土形成一個(gè)5m寬,11m長(zhǎng)(入土7.5m,懸臂5.0m)的重力式厚板墻。在施工過程中,先在岸上施打內(nèi)排鋼板樁,之后往外江回填施工道路,施打外排鋼板樁,在回填施工道路時(shí),出現(xiàn)內(nèi)排鋼板樁往外傾斜,在堰體回填的時(shí)候,又出現(xiàn)了外排鋼板樁往內(nèi)傾斜,之后加強(qiáng)了鋼板樁之間的對(duì)撐連接,鋼板樁才趨于穩(wěn)定。
12月25日凌晨,圍堰外江出現(xiàn)最高潮水位2.01m,超過了枯水季節(jié)施工期(10月至翌年3月)圍堰10年一遇設(shè)計(jì)洪水1.74m,圍堰出現(xiàn)漫頂漏水,并造成基坑泡水。
1? 圍堰漫頂漏水原因初步分析
1.1 圍堰沙土流失引起堰頂降低
圍堰外江側(cè)鋼板樁之間連接不夠密實(shí),導(dǎo)致圍堰沙土從鋼板樁間隙流走,引起圍堰中間段約20m長(zhǎng)堰頂下沉到現(xiàn)狀鋼板樁頂高程1.2~1.6m,導(dǎo)致潮水漫頂。
1.2 超標(biāo)準(zhǔn)潮水位
實(shí)測(cè)測(cè)得最高潮水位2.01m,超過了枯水季節(jié)施工期(10月至翌年3月)分期洪水50年一遇的1.97m標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 圍堰鋼板樁施工存在問題影響
(1)設(shè)計(jì)圖紙要求采用船打鋼板樁,以減少施工機(jī)械對(duì)河床地基的擾動(dòng)。實(shí)際施工時(shí),內(nèi)涌側(cè)鋼板樁采用岸上機(jī)械施工,外江側(cè)鋼板樁剛開始是采用由堤圍迎水坡往河道中間填土筑打樁平臺(tái),填土導(dǎo)致已經(jīng)施工的內(nèi)排鋼板樁往河中間傾斜,之后才改用船打外側(cè)鋼板樁。
(2)往河道中間填土筑打樁平臺(tái)引起的不良后果有:
①擾動(dòng)河床軟土,產(chǎn)生了滑坡破壞,導(dǎo)致圍堰中間段河床位置軟土力學(xué)性能大幅下降,進(jìn)而影響圍堰的穩(wěn)定性。
②內(nèi)排鋼板樁傾斜,導(dǎo)致鋼板樁之間連接沒有完全扣起來(lái),鋼板樁沒有形成整體排樁效果。
③內(nèi)排鋼板樁沒有形成整體排樁效果,又影響后續(xù)與外排鋼板樁的對(duì)拉效果,在圍堰回填過程中進(jìn)而外排鋼板樁變形(也有打樁時(shí)部分鋼板樁沒有扣密實(shí)的可能)。
④由于上述影響,兩排樁的整體性不夠,沒有達(dá)到雙排樁整體作用的效果。
(3)由于前期施工的對(duì)河床地基的擾動(dòng),為了加強(qiáng)圍堰穩(wěn)定性,又將鋼板樁往下加深,使外排樁頂高程由設(shè)計(jì)的3.0m打低至2.0m,內(nèi)排樁由設(shè)計(jì)的2.5m高程打低至1.5~2.5m(現(xiàn)狀實(shí)測(cè)最低1.1m左右),2.0~3.0m高程的鋼板樁擋水要改為砂包擋水。
(4)內(nèi)排樁后面原設(shè)計(jì)在基坑開挖后有砂包壓腳,現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)涌側(cè)基坑還沒有完全開挖,砂包壓腳的數(shù)量范圍較大,這部分的土壓力對(duì)圍堰的作用大于外江水壓力對(duì)圍堰的作用,使圍堰有往外側(cè)偏移的表象。
2? 現(xiàn)狀圍堰存在問題初步分析
(1)鋼板樁整體性不夠。
①鋼板樁之間的扣口連接不完整。
②內(nèi)排鋼板樁局部?jī)A斜影響完整性。
③樁頂對(duì)拉連接位置剛度不夠,對(duì)鋼板樁的約束度不夠。
(2)鋼板樁之間間隙大,圍堰沙土容易流失。
(3)中間段河床軟土擾動(dòng)導(dǎo)致圍堰穩(wěn)定性變差。
(4)鋼板樁往下打低之后,上部只能采用砂包擋水,可靠性稍差。
(5)內(nèi)排樁后的砂包填土過高過大,產(chǎn)生土壓力使圍堰有往外側(cè)偏移的跡象。
3? 現(xiàn)狀圍堰安全性分析
(1)圍堰正常工況是外江水壓力作用,圍堰主受力是往內(nèi)。本工程中圍堰外江側(cè)河床高程-2.0~-2.5,基坑側(cè)開挖高程是-1.0m左右,基坑側(cè)還要1m多的被動(dòng)土壓力,計(jì)算反映,這種工況的安全裕量較大。所以向基坑側(cè)傾覆的可能性不大。
(2)目前表象看到,內(nèi)排鋼板樁往外傾斜,外排樁據(jù)說(shuō)也有輕度往外偏移。引起的外力可能有。
①前期鋼板樁施工平臺(tái)填土;
②內(nèi)排樁前的回填砂包平臺(tái);
③外江退潮反向水壓力。
可見主要外力都是施工過程中的臨時(shí)荷載,可以通過卸荷措施改善。
(3)關(guān)于鋼板樁長(zhǎng)度。
①12m鋼板樁沒有完全穿透淤泥質(zhì)土層,對(duì)于單排樁擋土是不滿足問題要求的,但是對(duì)于形成雙排整體受力相應(yīng)則可以滿足穩(wěn)定要求。
②假如圍堰填土作用在河床上,引起軟土從鋼板樁底部擠出,不滿足穩(wěn)定要求,那么外排鋼板樁的變形現(xiàn)狀是樁底往外樁頂往內(nèi),實(shí)際現(xiàn)狀外排樁頂是反方向往外的。
(4)目前整段圍堰除了中間段20m有明顯的堰頂下沉外,其它兩側(cè)段圍堰靠近堤圍,河床高程相對(duì)較高,圍堰絕對(duì)高度相對(duì)較低,目前也沒有明顯部位,可以認(rèn)為處于穩(wěn)定狀態(tài)。
(5)綜上初步分析,圍堰中間段在雙排樁整體性保證的情況下是安全的,兩側(cè)段圍堰目前是安全的。
4? 圍堰加固原則
4.1? 考慮圍堰時(shí)效性
(1)圍堰使用期是枯水季節(jié),維持到明年三月份,只是臨時(shí)工程。
(2)按照施工進(jìn)度,三月份前可以復(fù)堤,復(fù)堤之后的防洪功能可以轉(zhuǎn)由建筑物承擔(dān)??梢约涌齑┑探ㄖ锝ㄔO(shè),縮短圍堰使用時(shí)間。
(3)根據(jù)潮汐規(guī)律,外江潮水水位農(nóng)歷初三和十八最高,基本屬于可知可控。
4.2 考慮圍堰的現(xiàn)狀
(1)圍堰鋼板樁施工先天不足,要大幅提高其可靠性難度大。
①河床深,中間高程達(dá)到-2.5~-3.0m,圍堰凈高最大6m。
②圍堰位置軟土深厚,達(dá)到-15m才能穿過軟土。
③中間段軟土已經(jīng)擾動(dòng),力學(xué)指標(biāo)較低。填筑土圍堰無(wú)法滿足穩(wěn)定要求。
④河道狹窄,圍堰已經(jīng)接近河道的中間,沒有加寬圍堰的空間。
(2)考慮加固施工的可行性。
①圍堰無(wú)法行走施工機(jī)械。
②如果要打樁只能在船上施工。
③穿堤建筑物基坑已經(jīng)打好攪拌樁,大型施工機(jī)械不能行走。
④施工工期過長(zhǎng)反過來(lái)會(huì)影響主體建筑物施工進(jìn)度。
(3)圍堰鋼板樁空隙堵漏難以施工。
①無(wú)法機(jī)械施工。
②填土之下無(wú)法挖開處理。
③迎水側(cè)有水,只能處理水面以上的小部分。
5? 圍堰加固方案
5.1 必須要做的措施
(1)加強(qiáng)雙排鋼板樁的整體性,措施是鋼板樁頂增加20A槽鋼連梁以及雙排樁之間增加槽鋼橫撐。
(2)鋼板樁空隙堵漏,定期補(bǔ)充流失的圍堰土方。堵漏方式。
①在外排鋼板樁后再打密排6m長(zhǎng)鋼板樁。
②在鋼板樁空隙位打入4m長(zhǎng)木樁。
③在鋼板樁空隙位打入3m長(zhǎng)木板。
④外側(cè)用人工在空隙填充泡沫。
(3)圍堰頂高程用砂包加高到原設(shè)計(jì)高程3.0m。
(4)內(nèi)排樁后的砂包填土卸荷,減少圍堰外移趨勢(shì)。
5.2? 增加圍堰穩(wěn)定性措施
按照簡(jiǎn)易程度排列
(1)在基坑距離內(nèi)排樁5m處打12m鋼板樁,樁頂-1.0m,鋼板樁每隔3.2m打一條,鋼板樁頂與圍堰內(nèi)排樁設(shè)直徑300鋼管支撐。
(2)在上述方案中將間隔3.2m一條鋼板樁改為密排鋼板樁,其它不變。
(3)在內(nèi)排鋼板樁后面打一排長(zhǎng)度18m的密排鋼板樁,樁底穿過軟土,樁頂高程3.0m。
5.3 加固方案確定
(1)通過現(xiàn)場(chǎng)檢查,發(fā)現(xiàn)鋼板樁之間咬合基本完好,不存在樁間漏水問題,圍堰漏水是圍堰頂部砂包間隙漏水,帶走圍堰沙土;鋼板樁樁頂之間的對(duì)撐連接也已經(jīng)加強(qiáng)到1m一道,所以鋼板樁整體性是可靠的。
(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果,只需要加高圍堰頂至3.0m高程,采用砂包加高時(shí),增加防滲斑馬布鋪面,確保砂包之間的密實(shí)連接。
6? 結(jié)語(yǔ)
新填地圍堰出現(xiàn)漫頂漏水之后,意見提出再增加15m鋼板樁加固圍堰,筆者在充分分析現(xiàn)狀實(shí)際后,提出簡(jiǎn)單用砂包加高圍堰的方法,費(fèi)用小,時(shí)間快,收到了較好的效果。該文結(jié)合新填地泵站的實(shí)例,分析了淤泥地基雙排鋼板樁圍堰常見問題以及處理方法,對(duì)類似工程有一定的借鑒參考意義。
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