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摘要:本文通过对合蚌客运专线站前一标官沟上行线特大桥钢板桩围堰施工的实践,介绍了钢板桩施打、加固施工及钢板桩防渗漏措施。总结了钢板桩围堰的施工工艺和技术措施。
关键词:特大桥;钢板桩;围堰;施工工艺
1工程概况及工程地质
合蚌客运专线站前一标官沟上行线特大桥下部结构工程施工组织。起讫里程DSK5+165.965～DSK9+973.315,桥全长4807.35m。136-148#并置段墩台及基础。44#与既有等级公路相邻,51#墩位于河滩上,因施工位置受限,同时为确保基坑安全,采用陆上打设钢板桩围堰防护,然后进行承台及墩身施工。
本桥主要跨沟渠及水塘,本桥于DSK8+87.13处跨亮蚌路。桥址地貌以沟谷平原为主,沟渠纵横,稍有起伏。桥址处地质构造较简单,根据区域地质资料及本次勘探,未发现大型构造破碎带经过本桥。桥址处无不良地质现象。桥址区除水沟沟底,河塘底淤积厚0.1-0.3m的淤泥质土外,无软土分布。桥址区地表水主要为池塘水、渠水。水流量主要受大气降水影响。地下水的主要类型为松散岩类孔隙水,孔隙水多为潜水。DSK8+200～DSK9+973段地下水对混凝土具有硫酸盐侵蚀,环境作用等级为H1级,其余段无。
2钢板桩型号选定
钢板桩围堰采用IV型钢板桩。围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸,各边再加上不小于0.5的操作宽度,高度依据水深,并考虑大于0.5m的超高和入土深度不小于0.5m来确定其几何尺寸。确定钢板桩规格后运至施工现场,并对其进行检查、分类、编号,对于锁口不合格的、弯曲的整修,修好以后两侧锁口均在插打前涂抹黄油,以减少摩阻力和增加防渗能力。打桩前提前制造好桩帽。
3钢板桩的施打
1)钢板桩的定位。采用打入河床的钢护筒做为定位导向,在其合适位置处用20槽钢对扣在钢护筒外侧焊成闭合矩形,焊制内支撑,使其成为框架式导向框。
2)施打顺序。首先施打角上的钢板桩,施打完成后测量检测平面位置和垂直度,满足要求后利用锁口导向和定位导向依次施打其余钢板桩。
3)钢板桩接长。2号承台钢板桩长度20m,顶标高+4.0m,底标高-16.0m。常规施工钢板桩长度模数为16m、12m、10m等,因此需要对现有模数钢板桩进行接长。钢板桩接长采用坡口对焊,“U”形内侧焊接加劲板,焊接完成后,用2m长钢板桩从焊接钢板桩一端插人、穿出到另外一端,检查锁口质量。
4)钢板桩插打
钢板桩采用30t筒式打桩机,打桩时自上游一端打入第一根桩,然后逐个插打至下游合拢。插打的第一根钢板桩力求垂直度良好,并与钢管桩固定牢固。
插打钢板桩时,第一根钢板桩必须插正、打正,以免影响后面的钢板桩。整个钢板桩围堰施打过程中,开始时可插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置;到剩下最后20片时,要先插后打;若合龙有误,用倒链或滑车组对拉,使之合龙;合龙后,再逐根打到设计深度。
为保证钢板桩在施工过程中能顺利进尺,并增加钢板桩在使用时防渗性能。在每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油,其体积配合比为黄油:干膨润土:干锯沫=5:5:3。打桩时注意桩顶高程不宜相差太大。打桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物,导致钢板桩打入深度不够,则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
5)钢板桩围堰的合龙。钢板桩围堰合龙段选在承台短边侧面,在合龙时,两侧锁口不一定会平行。为此要在钢板桩顶端使用千斤顶或复滑车组调整两侧锁口的平行,而且在合龙段采取先插合龙、再逐根施打到位,使钢板桩围堰合龙。
4钢板桩加固
1)钢板桩加固措施。钢板桩围檩的支撑包括围檩及内撑,采用两层布置,两层标高分别为0.0m、-4.8m。围檩采用HW500mmx300mm型钢,内撑采用800mmx8mm钢管,上下两层,围檩固定于钢板桩内壁,钢管桩八字撑两端均用三角加劲板加固。
2)钢板桩加固原则。在确保安全的前提下,基坑支撑的施工与基坑内水位或泥面的下降按“先支撑后降水或吸泥,分层支撑分层降水或吸泥”的原则进行。具体支撑顺序如下:抽水至第一层支撑处→加第一层围檩及内撑→吸泥至第二层支撑处→加第二层围檩及内撑→吸泥至基坑底。
3)钢板桩围檩安装。围檩型钢安装,首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的临时短型钢,然后吊人围檩型钢就位。由于部分钢板桩侧面与围檩型钢之间存在空隙,将每片有空隙处的钢板桩用短型钢支撑在围檩型钢上并焊接固定,尤其注意钢板桩围堰四角与围檩型钢的固定。
4)钢板桩内撑安装。按照设计图纸安装内撑,对围檩型钢和内撑接头位置用三角加劲板焊接,同时加强焊缝质量检查。
5钢板桩防渗漏措施
钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏,但是如果锁口不密、外侧水压力过大,钢板桩围堰会出现渗漏。根据2号墩施工经验,可采取如下措施进行预防和处理。
1)施工时的预防渗漏措施。钢板桩渗漏一般出现在锁口位置,因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验,检查钢板桩锁口松紧程度,过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏;施打前在钢板桩锁口内抹黄油;施打时控制好垂直度,不得强行施打,损坏锁口。
2)施工后的小渗漏处理。抽水后发现钢板桩锁口漏水,但不太严重时,可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。
3)施工后的大渗漏处理。对于退潮后不渗漏但涨潮时渗漏较大时,则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵;渗漏严重时,在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物(如木屑、炉渣、谷糠等),内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。
6钢板桩的施工中遇到的问题及处理
由于河床地质结构复杂,钢板桩打拔施工中常遇到一些难题,常采用如下几点办法解决:
1)钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜,采取以下措施进行纠偏:在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m,再往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的块石被振碎或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩的倾斜度。
2)钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩,异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工;倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
3)在基础较软处,有时发生施工当时将邻桩带入现象,采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起,并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。
关键词:特大桥;钢板桩;围堰;施工工艺
1工程概况及工程地质
合蚌客运专线站前一标官沟上行线特大桥下部结构工程施工组织。起讫里程DSK5+165.965～DSK9+973.315,桥全长4807.35m。136-148#并置段墩台及基础。44#与既有等级公路相邻,51#墩位于河滩上,因施工位置受限,同时为确保基坑安全,采用陆上打设钢板桩围堰防护,然后进行承台及墩身施工。
本桥主要跨沟渠及水塘,本桥于DSK8+87.13处跨亮蚌路。桥址地貌以沟谷平原为主,沟渠纵横,稍有起伏。桥址处地质构造较简单,根据区域地质资料及本次勘探,未发现大型构造破碎带经过本桥。桥址处无不良地质现象。桥址区除水沟沟底,河塘底淤积厚0.1-0.3m的淤泥质土外,无软土分布。桥址区地表水主要为池塘水、渠水。水流量主要受大气降水影响。地下水的主要类型为松散岩类孔隙水,孔隙水多为潜水。DSK8+200～DSK9+973段地下水对混凝土具有硫酸盐侵蚀,环境作用等级为H1级,其余段无。
2钢板桩型号选定
钢板桩围堰采用IV型钢板桩。围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸,各边再加上不小于0.5的操作宽度,高度依据水深,并考虑大于0.5m的超高和入土深度不小于0.5m来确定其几何尺寸。确定钢板桩规格后运至施工现场,并对其进行检查、分类、编号,对于锁口不合格的、弯曲的整修,修好以后两侧锁口均在插打前涂抹黄油,以减少摩阻力和增加防渗能力。打桩前提前制造好桩帽。
3钢板桩的施打
1)钢板桩的定位。采用打入河床的钢护筒做为定位导向,在其合适位置处用20槽钢对扣在钢护筒外侧焊成闭合矩形,焊制内支撑,使其成为框架式导向框。
2)施打顺序。首先施打角上的钢板桩,施打完成后测量检测平面位置和垂直度,满足要求后利用锁口导向和定位导向依次施打其余钢板桩。
3)钢板桩接长。2号承台钢板桩长度20m,顶标高+4.0m,底标高-16.0m。常规施工钢板桩长度模数为16m、12m、10m等,因此需要对现有模数钢板桩进行接长。钢板桩接长采用坡口对焊,“U”形内侧焊接加劲板,焊接完成后,用2m长钢板桩从焊接钢板桩一端插人、穿出到另外一端,检查锁口质量。
4)钢板桩插打
钢板桩采用30t筒式打桩机,打桩时自上游一端打入第一根桩,然后逐个插打至下游合拢。插打的第一根钢板桩力求垂直度良好,并与钢管桩固定牢固。
插打钢板桩时,第一根钢板桩必须插正、打正,以免影响后面的钢板桩。整个钢板桩围堰施打过程中,开始时可插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置;到剩下最后20片时,要先插后打;若合龙有误,用倒链或滑车组对拉,使之合龙;合龙后,再逐根打到设计深度。
为保证钢板桩在施工过程中能顺利进尺,并增加钢板桩在使用时防渗性能。在每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油,其体积配合比为黄油:干膨润土:干锯沫=5:5:3。打桩时注意桩顶高程不宜相差太大。打桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物,导致钢板桩打入深度不够,则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
5)钢板桩围堰的合龙。钢板桩围堰合龙段选在承台短边侧面,在合龙时,两侧锁口不一定会平行。为此要在钢板桩顶端使用千斤顶或复滑车组调整两侧锁口的平行,而且在合龙段采取先插合龙、再逐根施打到位,使钢板桩围堰合龙。
4钢板桩加固
1)钢板桩加固措施。钢板桩围檩的支撑包括围檩及内撑,采用两层布置,两层标高分别为0.0m、-4.8m。围檩采用HW500mmx300mm型钢,内撑采用800mmx8mm钢管,上下两层,围檩固定于钢板桩内壁,钢管桩八字撑两端均用三角加劲板加固。
2)钢板桩加固原则。在确保安全的前提下,基坑支撑的施工与基坑内水位或泥面的下降按“先支撑后降水或吸泥,分层支撑分层降水或吸泥”的原则进行。具体支撑顺序如下:抽水至第一层支撑处→加第一层围檩及内撑→吸泥至第二层支撑处→加第二层围檩及内撑→吸泥至基坑底。
3)钢板桩围檩安装。围檩型钢安装,首先在安装位置下方焊接承受围檩自重的临时短型钢,然后吊人围檩型钢就位。由于部分钢板桩侧面与围檩型钢之间存在空隙,将每片有空隙处的钢板桩用短型钢支撑在围檩型钢上并焊接固定,尤其注意钢板桩围堰四角与围檩型钢的固定。
4)钢板桩内撑安装。按照设计图纸安装内撑,对围檩型钢和内撑接头位置用三角加劲板焊接,同时加强焊缝质量检查。
5钢板桩防渗漏措施
钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏,但是如果锁口不密、外侧水压力过大,钢板桩围堰会出现渗漏。根据2号墩施工经验,可采取如下措施进行预防和处理。
1)施工时的预防渗漏措施。钢板桩渗漏一般出现在锁口位置,因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验,检查钢板桩锁口松紧程度,过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏;施打前在钢板桩锁口内抹黄油;施打时控制好垂直度,不得强行施打,损坏锁口。
2)施工后的小渗漏处理。抽水后发现钢板桩锁口漏水,但不太严重时,可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。
3)施工后的大渗漏处理。对于退潮后不渗漏但涨潮时渗漏较大时,则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵;渗漏严重时,在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物(如木屑、炉渣、谷糠等),内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。
6钢板桩的施工中遇到的问题及处理
由于河床地质结构复杂,钢板桩打拔施工中常遇到一些难题,常采用如下几点办法解决:
1)钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜,采取以下措施进行纠偏:在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m,再往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的块石被振碎或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩的倾斜度。
2)钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩,异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工;倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
3)在基础较软处,有时发生施工当时将邻桩带入现象,采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起,并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。