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        水中墩高樁承臺(tái)筑島施工淺析

        2019-09-10 14:29:01安永賓
        青年生活 2019年25期
        關(guān)鍵詞:處理方案

        安永賓

        摘要:水中墩筑島圍堰施工是橋梁施工的常用方法,但在實(shí)際施工中,由于具體工程環(huán)境、水流及河床情況有較大差異,筑島圍堰具體操作不盡相同,本文就水流湍急、水位較深、透水的情況進(jìn)行專門論述,結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)論證,有效解決了一些具體操作的難題,有一定的參考意義。

        關(guān)鍵詞:水中墩;流速大;高樁承臺(tái);筑島;透水;處理方案

        1.工程背景

        海城市牛高線小姐廟渡改橋新建工程K5+994太子河特大橋跨越太子河,46#位于太子河河道內(nèi),設(shè)計(jì)為高樁承臺(tái),承臺(tái)底比河床底高2m,該墩在河道轉(zhuǎn)折處外側(cè),由于上游水在轉(zhuǎn)折處聚集,沖刷力較大,水深8.5m,給筑島帶來一定困難,另外,該處河床底以下6m范圍內(nèi)為淤泥質(zhì)粘土,6m以下為卵石土,樁基必須用沖擊鉆進(jìn)行鉆進(jìn)施工。最終確定的施工流程為:筑島→插打鋼板樁→下長(zhǎng)護(hù)筒→鉆孔樁施工→承臺(tái)墩柱施工→圍堰撤除清理。

        2.問題的提出

        問題一:筑島材料既要考慮能抵抗水流沖刷,同時(shí)要考慮將來沖擊鉆施工時(shí)能夠提供可靠穩(wěn)定的地基承載力,另外還需要考慮鋼板樁及長(zhǎng)護(hù)筒能順利打入。

        問題二:在筑島施工過程中,西南角因存在透水性硬層,9根鋼板樁無(wú)法打入河床以下,長(zhǎng)度為4m,因此在承臺(tái)開挖時(shí)此處的及透水如何處理、鋼板樁圍堰穩(wěn)定性如何保證成為施工安全控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

        3.問題一處理方案

        高樁承臺(tái)常規(guī)施工方法為鋼吊箱圍堰進(jìn)行施工,此方案安全系數(shù)高,但工藝相對(duì)復(fù)雜、施工周期較長(zhǎng)、且成本較高,第二種種就是筑島采用鋼管樁或鋼板樁圍堰的施工方案,但要采用此種方案,針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,必須解決面臨的水流沖刷、為鉆機(jī)提供足夠承載力的作業(yè)平臺(tái)、長(zhǎng)護(hù)筒能夠順利打入等問題,常用的筑島材料有以下幾種:一是采用素土直接填筑,二是采用土袋進(jìn)行圍堰施工,三是拋填片石進(jìn)行筑島。由于水流沖刷較大,采用素土填筑完全不可行,這種方法已現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。采用土袋圍堰雖可以解決水流沖刷的問題,但此方式人工工作量大,而且占用河面寬度2/3,造成河道上游水流不暢,進(jìn)一步威脅圍堰安全,另外土袋圍堰在沖擊鉆施工時(shí)并不能為鉆機(jī)提供足夠穩(wěn)定的地基承載力。采用拋填片石雖可以解決水流沖擊、沖擊鉆穩(wěn)定等問題,且施工采用機(jī)械作業(yè)即可完成,工藝簡(jiǎn)單,但拋填片石會(huì)造成后期鋼板樁及長(zhǎng)護(hù)筒不能打入,這是致命缺點(diǎn)。因此經(jīng)過分析論證,采用碎石進(jìn)行填筑可有效解決上述問題。筑島用碎石指標(biāo)不需太高,風(fēng)化巖、含有一定雜質(zhì)不影響使用,進(jìn)一步降低工程成本,但碎石粒徑不宜過大,控制在10~20mm,里面嚴(yán)禁摻雜過大粒徑,防止后期鋼板樁和長(zhǎng)護(hù)筒不能正常打入。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施,共計(jì)填筑碎石2000立方,成本費(fèi)用在10萬(wàn)元上下,相比鋼吊箱圍堰成本大大節(jié)省,筑島從開始至結(jié)束,共計(jì)用時(shí)3天,工效也比較理想。施工結(jié)束后,若工地有條件將筑島材料利用填筑施工便道、臨建場(chǎng)地等方式進(jìn)行二次利用,還可進(jìn)一步降低工程成本。

        4.問題二處理方案

        針對(duì)問題二必須解決以下問題:一是在承臺(tái)抽水開挖過程中,必須保證圍堰的整體穩(wěn)定。二是基坑開挖完成后,透水部位大量涌水,必須防止水流掏空鋼板樁底部,造成鋼板樁整體失穩(wěn)。三是對(duì)管涌風(fēng)險(xiǎn)高度重視,充分評(píng)估管涌產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性。

        在基坑開挖時(shí)先利用挖機(jī)帶水開挖,開挖至第一層內(nèi)撐位置后再進(jìn)行基坑抽水,抽水完畢后換用長(zhǎng)臂挖機(jī)繼續(xù)挖進(jìn),開挖至第二層內(nèi)撐高度后,立即進(jìn)行抽水安裝第二層內(nèi)撐。第二層內(nèi)撐安裝完畢后,繼續(xù)開挖至承臺(tái)底。

        為解決東南角鋼板樁底透水問題,基坑開挖時(shí)在透水部位適當(dāng)超挖80cm,采用填筑沙袋進(jìn)行堵漏的措施,進(jìn)行透水處理必須采用堵、排結(jié)合的方式,若“只堵不排”會(huì)造成水流積聚在鋼板樁圍堰外側(cè),水壓過大,很容易沖破坑底造成管涌事故,若“只排不堵”大量透水很容易掏空鋼板樁底部造成基坑失穩(wěn)。因此施工中需注意以下事項(xiàng):

        1、必須采用透水性較好的沙袋,不得采用粘土,每袋裝沙約2/3,人工交錯(cuò)布置排列。

        2、在超挖80cm時(shí),必須開挖一段,利用沙袋填筑一段,一般控制在1m左右,嚴(yán)禁一次開挖完成后再填筑沙袋。

        3、進(jìn)行沙袋填筑施工時(shí),利用大功率水泵進(jìn)行抽水,同時(shí)在基坑四周挖排水溝引流至集水坑。水泵抽水量必須根據(jù)透水量嚴(yán)格計(jì)算,已滿足抽水要求、保持坑內(nèi)不積水為原則。

        5.結(jié)束語(yǔ)

        每種施工工藝都有他的使用范圍及條件,本文闡述的方案對(duì)淤泥質(zhì)粘度有可靠的安全性,但對(duì)于沙類土等透水性較強(qiáng)的地質(zhì),本方案并不適用,管涌及鋼板樁失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增加。因此采用何種方案進(jìn)行施工,要充分站在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上實(shí)施。在方案實(shí)施過程中,必須完善變形觀測(cè)方案,加大觀測(cè)頻次,有異常情況隨時(shí)處理。另外現(xiàn)場(chǎng)配備足夠的逃生及防護(hù)設(shè)施,編制切實(shí)可行的安全應(yīng)急預(yù)案,對(duì)管涌進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算,確保施工安全。

        參考文獻(xiàn)

        1.遼寧省海城市牛高線小姐廟渡改橋新建工程施工設(shè)計(jì)圖紙;

        2.遼寧省海城市牛高線小姐廟渡改橋新建工程太子河特大橋46#水中墩施工專項(xiàng)方案;

        3.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》;

        4.張會(huì)洲;陳玉鑫;李恩宏;;鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)與施工[J];黑龍江水專學(xué)報(bào);2006年02期;

        5.周漢林;易家平;;鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與施工[J];石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年02期;

        6.溫利強(qiáng);高順平;;淺談鋼板樁圍堰的設(shè)計(jì)與施工[J];山西建筑;2010年02期。

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