论文部分内容阅读
摘要：水中墩筑岛围堰施工是桥梁施工的常用方法，但在实际施工中，由于具体工程环境、水流及河床情况有较大差异，筑岛围堰具体操作不尽相同，本文就水流湍急、水位较深、透水的情况进行专门论述，结合实际工程进行了现场论证，有效解决了一些具体操作的难题，有一定的参考意义。
关键词：水中墩;流速大;高桩承台;筑岛;透水;处理方案
1.工程背景
海城市牛高线小姐庙渡改桥新建工程K5+994太子河特大桥跨越太子河，46#位于太子河河道内，设计为高桩承台，承台底比河床底高2m，该墩在河道转折处外侧，由于上游水在转折处聚集，冲刷力较大，水深8.5m，给筑岛带来一定困难，另外，该处河床底以下6m范围内为淤泥质粘土，6m以下为卵石土，桩基必须用冲击钻进行钻进施工。最终确定的施工流程为：筑岛→插打钢板桩→下长护筒→钻孔桩施工→承台墩柱施工→围堰撤除清理。
2.问题的提出
问题一：筑岛材料既要考虑能抵抗水流冲刷，同时要考虑将来冲击钻施工时能够提供可靠稳定的地基承载力，另外还需要考虑钢板桩及长护筒能顺利打入。
问题二：在筑岛施工过程中，西南角因存在透水性硬层，9根钢板桩无法打入河床以下，长度为4m，因此在承台开挖时此处的及透水如何处理、钢板桩围堰稳定性如何保证成为施工安全控制的关键环节。
3.问题一处理方案
高桩承台常规施工方法为钢吊箱围堰进行施工，此方案安全系数高，但工艺相对复杂、施工周期较长、且成本较高，第二种种就是筑岛采用钢管桩或钢板桩围堰的施工方案，但要采用此种方案，针对现场实际情况，必须解决面临的水流冲刷、为钻机提供足够承载力的作业平台、长护筒能够顺利打入等问题，常用的筑岛材料有以下几种：一是采用素土直接填筑，二是采用土袋进行围堰施工，三是抛填片石进行筑岛。由于水流冲刷较大，采用素土填筑完全不可行，这种方法已现场驗证。采用土袋围堰虽可以解决水流冲刷的问题，但此方式人工工作量大，而且占用河面宽度2/3，造成河道上游水流不畅，进一步威胁围堰安全，另外土袋围堰在冲击钻施工时并不能为钻机提供足够稳定的地基承载力。采用抛填片石虽可以解决水流冲击、冲击钻稳定等问题，且施工采用机械作业即可完成，工艺简单，但抛填片石会造成后期钢板桩及长护筒不能打入，这是致命缺点。因此经过分析论证，采用碎石进行填筑可有效解决上述问题。筑岛用碎石指标不需太高，风化岩、含有一定杂质不影响使用，进一步降低工程成本，但碎石粒径不宜过大，控制在10～20mm，里面严禁掺杂过大粒径，防止后期钢板桩和长护筒不能正常打入。经现场实施，共计填筑碎石2000立方，成本费用在10万元上下，相比钢吊箱围堰成本大大节省，筑岛从开始至结束，共计用时3天，工效也比较理想。施工结束后，若工地有条件将筑岛材料利用填筑施工便道、临建场地等方式进行二次利用，还可进一步降低工程成本。
4.问题二处理方案
针对问题二必须解决以下问题：一是在承台抽水开挖过程中，必须保证围堰的整体稳定。二是基坑开挖完成后，透水部位大量涌水，必须防止水流掏空钢板桩底部，造成钢板桩整体失稳。三是对管涌风险高度重视，充分评估管涌产生风险的可能性。
在基坑开挖时先利用挖机带水开挖，开挖至第一层内撑位置后再进行基坑抽水，抽水完毕后换用长臂挖机继续挖进，开挖至第二层內撑高度后，立即进行抽水安装第二层內撑。第二层內撑安装完毕后，继续开挖至承台底。
为解决东南角钢板桩底透水问题，基坑开挖时在透水部位适当超挖80cm，采用填筑沙袋进行堵漏的措施，进行透水处理必须采用堵、排结合的方式，若“只堵不排”会造成水流积聚在钢板桩围堰外侧，水压过大，很容易冲破坑底造成管涌事故，若“只排不堵”大量透水很容易掏空钢板桩底部造成基坑失稳。因此施工中需注意以下事项：
1、必须采用透水性较好的沙袋，不得采用粘土，每袋装沙约2/3，人工交错布置排列。
2、在超挖80cm时，必须开挖一段，利用沙袋填筑一段，一般控制在1m左右，严禁一次开挖完成后再填筑沙袋。
3、进行沙袋填筑施工时，利用大功率水泵进行抽水，同时在基坑四周挖排水沟引流至集水坑。水泵抽水量必须根据透水量严格计算，已满足抽水要求、保持坑内不积水为原则。
5.结束语
每种施工工艺都有他的使用范围及条件，本文阐述的方案对淤泥质粘度有可靠的安全性，但对于沙类土等透水性较强的地质，本方案并不适用，管涌及钢板桩失稳风险会大大增加。因此采用何种方案进行施工，要充分站在现场调查的基础上实施。在方案实施过程中，必须完善变形观测方案，加大观测频次，有异常情况随时处理。另外现场配备足够的逃生及防护设施，编制切实可行的安全应急预案，对管涌进行数据计算，确保施工安全。
参考文献
1.辽宁省海城市牛高线小姐庙渡改桥新建工程施工设计图纸;
2.辽宁省海城市牛高线小姐庙渡改桥新建工程太子河特大桥46#水中墩施工专项方案;
3.《公路桥涵施工技术规范》;
4.张会洲;陈玉鑫;李恩宏;;钢板桩围堰设计与施工[J];黑龙江水专学报;2006年02期;
5.周汉林;易家平;;钢板桩围堰结构设计计算与施工[J];石家庄职业技术学院学报;2006年02期;
6.温利强;高顺平;;浅谈钢板桩围堰的设计与施工[J];山西建筑;2010年02期。
关键词：水中墩;流速大;高桩承台;筑岛;透水;处理方案
1.工程背景
海城市牛高线小姐庙渡改桥新建工程K5+994太子河特大桥跨越太子河，46#位于太子河河道内，设计为高桩承台，承台底比河床底高2m，该墩在河道转折处外侧，由于上游水在转折处聚集，冲刷力较大，水深8.5m，给筑岛带来一定困难，另外，该处河床底以下6m范围内为淤泥质粘土，6m以下为卵石土，桩基必须用冲击钻进行钻进施工。最终确定的施工流程为：筑岛→插打钢板桩→下长护筒→钻孔桩施工→承台墩柱施工→围堰撤除清理。
2.问题的提出
问题一：筑岛材料既要考虑能抵抗水流冲刷，同时要考虑将来冲击钻施工时能够提供可靠稳定的地基承载力，另外还需要考虑钢板桩及长护筒能顺利打入。
问题二：在筑岛施工过程中，西南角因存在透水性硬层，9根钢板桩无法打入河床以下，长度为4m，因此在承台开挖时此处的及透水如何处理、钢板桩围堰稳定性如何保证成为施工安全控制的关键环节。
3.问题一处理方案
高桩承台常规施工方法为钢吊箱围堰进行施工，此方案安全系数高，但工艺相对复杂、施工周期较长、且成本较高，第二种种就是筑岛采用钢管桩或钢板桩围堰的施工方案，但要采用此种方案，针对现场实际情况，必须解决面临的水流冲刷、为钻机提供足够承载力的作业平台、长护筒能够顺利打入等问题，常用的筑岛材料有以下几种：一是采用素土直接填筑，二是采用土袋进行围堰施工，三是抛填片石进行筑岛。由于水流冲刷较大，采用素土填筑完全不可行，这种方法已现场驗证。采用土袋围堰虽可以解决水流冲刷的问题，但此方式人工工作量大，而且占用河面宽度2/3，造成河道上游水流不畅，进一步威胁围堰安全，另外土袋围堰在冲击钻施工时并不能为钻机提供足够稳定的地基承载力。采用抛填片石虽可以解决水流冲击、冲击钻稳定等问题，且施工采用机械作业即可完成，工艺简单，但抛填片石会造成后期钢板桩及长护筒不能打入，这是致命缺点。因此经过分析论证，采用碎石进行填筑可有效解决上述问题。筑岛用碎石指标不需太高，风化岩、含有一定杂质不影响使用，进一步降低工程成本，但碎石粒径不宜过大，控制在10～20mm，里面严禁掺杂过大粒径，防止后期钢板桩和长护筒不能正常打入。经现场实施，共计填筑碎石2000立方，成本费用在10万元上下，相比钢吊箱围堰成本大大节省，筑岛从开始至结束，共计用时3天，工效也比较理想。施工结束后，若工地有条件将筑岛材料利用填筑施工便道、临建场地等方式进行二次利用，还可进一步降低工程成本。
4.问题二处理方案
针对问题二必须解决以下问题：一是在承台抽水开挖过程中，必须保证围堰的整体稳定。二是基坑开挖完成后，透水部位大量涌水，必须防止水流掏空钢板桩底部，造成钢板桩整体失稳。三是对管涌风险高度重视，充分评估管涌产生风险的可能性。
在基坑开挖时先利用挖机带水开挖，开挖至第一层内撑位置后再进行基坑抽水，抽水完毕后换用长臂挖机继续挖进，开挖至第二层內撑高度后，立即进行抽水安装第二层內撑。第二层內撑安装完毕后，继续开挖至承台底。
为解决东南角钢板桩底透水问题，基坑开挖时在透水部位适当超挖80cm，采用填筑沙袋进行堵漏的措施，进行透水处理必须采用堵、排结合的方式，若“只堵不排”会造成水流积聚在钢板桩围堰外侧，水压过大，很容易冲破坑底造成管涌事故，若“只排不堵”大量透水很容易掏空钢板桩底部造成基坑失稳。因此施工中需注意以下事项：
1、必须采用透水性较好的沙袋，不得采用粘土，每袋装沙约2/3，人工交错布置排列。
2、在超挖80cm时，必须开挖一段，利用沙袋填筑一段，一般控制在1m左右，严禁一次开挖完成后再填筑沙袋。
3、进行沙袋填筑施工时，利用大功率水泵进行抽水，同时在基坑四周挖排水沟引流至集水坑。水泵抽水量必须根据透水量严格计算，已满足抽水要求、保持坑内不积水为原则。
5.结束语
每种施工工艺都有他的使用范围及条件，本文阐述的方案对淤泥质粘度有可靠的安全性，但对于沙类土等透水性较强的地质，本方案并不适用，管涌及钢板桩失稳风险会大大增加。因此采用何种方案进行施工，要充分站在现场调查的基础上实施。在方案实施过程中，必须完善变形观测方案，加大观测频次，有异常情况随时处理。另外现场配备足够的逃生及防护设施，编制切实可行的安全应急预案，对管涌进行数据计算，确保施工安全。
参考文献
1.辽宁省海城市牛高线小姐庙渡改桥新建工程施工设计图纸;
2.辽宁省海城市牛高线小姐庙渡改桥新建工程太子河特大桥46#水中墩施工专项方案;
3.《公路桥涵施工技术规范》;
4.张会洲;陈玉鑫;李恩宏;;钢板桩围堰设计与施工[J];黑龙江水专学报;2006年02期;
5.周汉林;易家平;;钢板桩围堰结构设计计算与施工[J];石家庄职业技术学院学报;2006年02期;
6.温利强;高顺平;;浅谈钢板桩围堰的设计与施工[J];山西建筑;2010年02期。