1、工程概況
錫澄運河大橋跨越錫澄運河,河寬約74m,常水位標(biāo)高1.8m,最高洪水位3.04m。11#主墩兩個承臺位于運河西側(cè)岸邊水中。單個承臺長14.50m×寬10.10m,承臺設(shè)計底標(biāo)高為-4.00m,頂標(biāo)高為-0.5m。土層主要為粉質(zhì)粘土,土質(zhì)情況較為穩(wěn)定。
2、方案比選
根據(jù)該承臺所處區(qū)域的地形地質(zhì)和工期緊張的實際情況以及錫澄運河航道較深、運行繁忙的特點,提出了兩種可行方案供比選:
方案一:采用單雙壁組合的鋼板樁
圍堰:11#墩臨河一側(cè)設(shè)計為雙壁鋼圍堰,中間填土壓實,拉桿穩(wěn)定,其余三面由于處于岸邊均為單壁圍堰,內(nèi)設(shè)一道圍檁支撐,需要船舶作為施工平臺;
方案二:采用單壁鋼板樁圍堰施工法,內(nèi)設(shè)加固圍檁支撐一道;
經(jīng)比選:方案一整體安全及防滲性能較好,但是時間較長,工期需要50天,同時
材料租賃費用也較高,后期拆除困難;方案二整體安全性能較好,但需要做好防滲漏措施,工期短,只需10~15天,因為耗材少所以租賃費用相對方案一大幅度降低,且拔除鋼板樁比較方便,無需船舶協(xié)助。經(jīng)綜合考慮,采用方案二。
3、鋼板樁圍堰選型
根據(jù)地質(zhì)情況,采用閉合單壁鋼板樁圍堰。選用寬度適中、抗彎性能好的拉森Ⅳ型鋼板樁,要求鋼板樁入土深度達(dá)樁長0 .5倍以上,同時要求鋼板樁與承臺之間需預(yù)留1.5m的施工平臺。
4、板樁施工工藝
4.1鋼板樁施工的順序:施工放樣→平整場地→打設(shè)鋼板樁→樁基礎(chǔ)施工→開挖→焊接圍檁支撐及安裝対撐→承臺施工→拔除鋼板樁。
4.2打樁方法:要正確選擇打樁方法、
打樁機械和流水段劃分,以便使板樁墻有足夠的剛度和良好的防水作用。該圍堰打樁和拔樁機械均采用50T履帶式起重機加液壓高頻60KW振動錘、人工配合。
4.2.1起重機行走不能超過作業(yè)半徑范圍,用振動錘上的保險鋼絲繩扣好拉森鋼板樁的一端,起重機將鋼板樁慢慢提升至呈現(xiàn)豎直狀態(tài),利用地面控制箱打開振動錘夾緊裝置,夾緊鋼板樁,提升起重機小鉤,移動至樣樁位置,插入河底0.5m時,校正樁身垂直度,導(dǎo)向
夾具輔件夾住鋼板樁使之不能位移,啟動振動裝置,將樁慢慢沉至要求標(biāo)高,樁與樁之間必須咬口緊密。
4.2.2單樁逐根連續(xù)施打,人工扶正,注意樁頂高程不宜相差太大。
4.2.3在插打過程中隨時監(jiān)控每根樁的斜度,當(dāng)偏斜過大不能用拉齊方法調(diào)正時,拔起重打。
5、打樁質(zhì)量保證措施
5.1鋼板樁送到現(xiàn)場后,應(yīng)及時檢查、分類、編號;鋼板樁鎖口應(yīng)以一塊長1.5~2.0m標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁進(jìn)行滑動檢查,凡鎖口不合應(yīng)進(jìn)行修正合格后方能使用。
5.2質(zhì)量要求:樁的垂直度控制在1%以內(nèi);樁底高程誤差控制在10cm左右;沉樁要連續(xù);樁的平面位移控制在15cm以內(nèi)。
5.3在使用拼接接長的鋼板樁時,鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上,相鄰樁的接頭錯開至少2m,在組拼鋼板樁時要預(yù)先配樁;在運輸、存放時,按插樁順序堆碼,插樁時按規(guī)定的順序吊插。
6、基坑開挖及圍檁安裝質(zhì)量保證措施
6.1土方開挖應(yīng)分層分區(qū)連續(xù)施工并對稱開挖,開挖至板樁頂以下1米處,進(jìn)行圍檁支撐施工。
6.2圍檁制做安裝:圍檁及支撐設(shè)置在標(biāo)高+0米處,根據(jù)設(shè)計位置在鋼板樁內(nèi)壁上焊圍檁托架,然后吊裝兩層雙拼[32a槽鋼圍檁并焊接加固,支撐采用Ф600×10mm鋼管,支撐兩端焊接80cm×80cm厚。
6.3土方開挖前做好排水措施,保持基坑內(nèi)無水,便于挖土,機械進(jìn)出口通道及四周采用換填并鋪墊鋼板以擴散壓力,減小側(cè)壓力。
6.4基坑周邊(約一倍樁長)范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載。
6.5開挖過程中注意支護(hù)體系的變形觀察,全程跟蹤監(jiān)測。
6.6在基坑開挖過程中需注意的問題:
6.6.1首先是板樁的垂直度及搭接十分重要,當(dāng)鋼板樁未貼靠在圍檁上部分,需用鋼楔或木楔加襯處理,使鋼板樁承受的側(cè)壓力傳到圍檁上,圍檁的材料、制作、焊接必須嚴(yán)格按要求施工。
6.6.2其次是挖土和支撐的架設(shè)施工過程必須緊密配合,挖土過程要保證安全的前提下,迅速為支撐施工創(chuàng)造工作面,支撐結(jié)構(gòu)必須能較快地產(chǎn)生整體剛度或預(yù)緊力,兩者配合就能較好地利用軟土施工中的時空效應(yīng),有效地控制圍護(hù)體系在受力后的變形。施工中切不可超挖和不及時施加支撐,開挖要求分層均勻高效,以使支護(hù)結(jié)構(gòu)處于正常的受力狀態(tài)。
6.6.3鋼板樁圍堰在使用過程中,防止圍堰內(nèi)水位高于圍堰外水位,在低水位處設(shè)置連通管或集水井。抽水時鎖口漏水,在圍堰外撒大量細(xì)煤渣、木屑、谷糠或細(xì)砂等細(xì)物,借漏水的吸力附于鎖口內(nèi)堵水,或在圍堰內(nèi)用板條、棉絮等楔入鎖口內(nèi)嵌縫;撒煤渣等物堵漏時,要考慮水流方向并盡量接近漏縫,漏縫較深時,用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒,同時當(dāng)圍堰內(nèi)抽水至圍檁和內(nèi)支撐處,將圍檁與鋼板樁之間的縫隙用木楔楔緊,使鋼管均勻受力。
7、鋼板樁的拔除
基坑回填后,拔除鋼板樁,以便重復(fù)使用。拔除鋼板樁前,應(yīng)仔細(xì)研究拔樁方法順序和拔樁時間,否則,由于拔樁的振動影響,以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移,會給已施工的地下結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境帶來危害。設(shè)法減少拔樁帶土十分重要,現(xiàn)場主要采用灌水、灌砂等措施。
先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min~2min,使鋼板樁周圍的土松動,產(chǎn)生“液化”,減少土對樁的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機的負(fù)荷情況,發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時,應(yīng)停止拔樁,可先行往下施打少許,再往上撥,如此反復(fù)可將樁拔出來。拔樁時應(yīng)注意事項:
①拔樁起點和順序:對封閉式鋼板樁墻,拔樁起點應(yīng)離開角樁5根以上??筛鶕?jù)沉樁時的情況確定拔樁起點,必要時也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時相反。
?、谡翊蚺c振拔:拔樁時,可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的粘附,然后邊振邊拔。對較難拔除的板樁可先用柴油錘將樁振下100~300mm,再與振動錘交替振打、振拔。
?、蹖σ巫枇^大的鋼板樁,采用間歇振動的方法,每次振動15min,振動錘連續(xù)不超過1.5h。
8、安全技術(shù)措施
8.1為提高深基坑圍護(hù)的安全可靠性,須對拉森樁的入土深度進(jìn)行計算,并對圍護(hù)樁的強度及穩(wěn)定性進(jìn)行驗證,確保深基坑施工的可靠性。
8.2打樁施工中,基坑四角必須采用角樁,盡量提高小齒口拉森樁防漏性能。
8.3采用鋼圍檁支撐,并增設(shè)對角斜撐;現(xiàn)場配備壓密注漿機,對個別滲漏處進(jìn)行止漏處理。
8.4開挖土堆放至1倍樁長以外,盡量減小堆土對鋼板樁的側(cè)壓力,及時對坑內(nèi)積水進(jìn)行抽排。在開挖時,盡量減小挖土機械單位受力面積,杜絕沖擊荷載,確?;影踩?br />
9、應(yīng)用總結(jié)
9.1從現(xiàn)場使用鋼板樁圍堰的應(yīng)用效果來看,具有施工進(jìn)度快、安全、占地空間小、經(jīng)濟等優(yōu)點。
9.2采用鋼板樁圍護(hù),截滲和集中抽排水降低水位后,使基坑能迅速挖至預(yù)定高程;基坑面經(jīng)處理后,即可澆筑砼墊層,從而為后續(xù)施工創(chuàng)造了有利條件,提高了工作效率。
9.3采用鋼板樁支護(hù),對周圍環(huán)境影響較??;而且工序簡單、質(zhì)量容易控制、工期短、現(xiàn)場整潔。
9.4在進(jìn)行鋼板樁的支護(hù)施工中要特別注意地下水的影響。遇到有水的情況一定要采取有效措施進(jìn)行堵塞,防止突涌。
9.5基坑開挖和承臺施工期間可通過變形觀測對鋼板樁的位移進(jìn)行有效控制,保證基坑安全。
9.6鋼板樁圍堰在該橋中的應(yīng)用取得了較好的工程效果,為同類工程施工積累了豐富資料。