鋼板樁圍堰在水中承臺施工中的應(yīng)用

程 濤

(中國葛洲壩集團(tuán)二公司,成都,610091)

1 工程概況

后湖水庫特大橋位于荊州市八嶺山鎮(zhèn)后湖水庫內(nèi),水庫區(qū)域內(nèi)屬于南北向壟崗地貌,壟崗與寬闊的溝谷相間,地勢平坦開闊,高程30m～50m。壟崗由黏性土及不連續(xù)成層圓礫土、卵石土組成,表層第四系中上更新統(tǒng)硬塑黏性土具有弱～強(qiáng)膨脹性。水深3m～5m,且水庫中淤泥較深。后湖水庫特大橋全長667.3m,中心里程為DK218+607.10m,為雙線橋。該橋樁基采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),均為摩擦樁,樁徑均為φ1.0m,樁基最深27.00m;全橋樁基共180個(gè),承臺21個(gè),其中大部份在庫區(qū)水中,施工難度大。

后湖水庫特大橋承臺尺寸為10.2m×5.4m×2m。樁基施工采用土筑島施工平臺,高出水面約1m,而承臺底面高程一般位于水面下3m～5m。開挖承臺必須要解決滲水、水側(cè)壓、底部涌水等現(xiàn)象,經(jīng)多方考慮,采用拉森Ⅲ型鋼板樁,樁長12m。

2 鋼板樁圍堰施工

2.1 確定鋼板樁圍堰尺寸

因承臺斷面尺寸為10.2m×5.4m,每側(cè)預(yù)留50cm施工空間,鋼板樁圍堰采用11.2m×6.4m。測量放樣出承臺輪廓,然后用石灰做好圍堰輪廓線。

2.2 鋼板樁施打

打拔樁機(jī)為挖掘機(jī) (KATO1250)加振動錘改裝而成,振動錘為日本產(chǎn)NPK-HP-7SXB型,激振力200kN。打樁機(jī)采取逐一施打的方法,首先施打一側(cè)角上的鋼板樁,然后停在離打樁點(diǎn)就近的平臺上,側(cè)向施工,便于人員觀察。掛上振動錘,升高,理順油管及電纜。

在錘下降時(shí)開液壓口,拉一根樁至打樁錘下,鎖口抹上潤滑油,起錘。待鋼板樁尖高出平臺面30cm左右時(shí),停止上升。錘下降,使樁至夾口中,開動液壓機(jī),夾緊樁。上升錘與樁,至打樁地點(diǎn)。對準(zhǔn)樁與定位樁的鎖口,錘下降,靠錘與樁自重壓樁至淤泥以下一定深度不能下降為止。試開打樁錘30s左右,停止振動,利用錘慣性打樁至堅(jiān)實(shí)土層。開動振動錘打樁下降,控制打樁錘下降的速度,盡可能的使樁保持豎直,以便鎖口能順利咬合,提高止水能力。

板樁至設(shè)計(jì)高度前40cm～50cm時(shí),停止振動,振動錘因慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動一定時(shí)間,打樁至設(shè)計(jì)高度。松開液壓夾口,錘上升,打第二根樁,以上類推至打完所有樁。

2.3 鋼板樁圍堰加固

清除圍堰內(nèi)的土及抽取圍堰內(nèi)的水后,為了保證圍堰的穩(wěn)定及整體剛度,應(yīng)立即進(jìn)行圍堰加固。沿鋼板樁圍堰全長設(shè)置圍檁,圍檁用工字鋼組成,通過焊在鋼板樁上的斜撐固定。斜撐為3根角鋼焊成,并在圍堰各轉(zhuǎn)角處用工字鋼做角撐。

2.4 鋼板樁圍堰拆除

2.4.1 鋼板樁拔除施工。鋼板樁拔除采用振動錘,作業(yè)前詳細(xì)調(diào)查每個(gè)板樁的打入情況,以此判斷拔樁作業(yè)的難易程度。在承臺澆筑完成后,進(jìn)行支撐的切割工作,用拔樁機(jī)進(jìn)行拔樁。在內(nèi)支撐全部拆除完成后,進(jìn)行鋼板樁的拔除。拔樁采用振動錘進(jìn)行,拔一根清理一根,并及時(shí)運(yùn)走,以保證場地的清潔。

2.4.2 鋼板樁拔除技術(shù)難點(diǎn)。拔樁起點(diǎn)應(yīng)離開角樁5根以上。可根據(jù)沉樁時(shí)的情況確定拔樁起點(diǎn),必要時(shí)也可用跳拔的方法。拔樁的順序最好與打樁時(shí)相反。

拔樁時(shí)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,可用柴油錘將樁振下100mm～300mm,再與振動錘交替振打、振拔。

起重機(jī)應(yīng)隨振動錘的啟動而逐漸加荷,起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。供振動錘使用的電源為振動錘本身額定功率的1.2～2.0倍。對引拔阻力較大的鋼板樁,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。為防止將臨近板樁同時(shí)拔出,宜將鋼板樁和加固的槽鋼逐根割斷。先割除鋼板樁的支撐,然后再拔圍堰鋼板樁。將鋼板樁用振動錘再復(fù)打一次,可克服土的黏附力。拔出的鋼板樁應(yīng)及時(shí)清除土砂,涂以油脂。變形較大的板樁需調(diào)直,完整的板樁要及時(shí)運(yùn)出工地,堆置在平整的場地上。

3 鋼板樁圍堰施工措施

由于湖底地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且卵石土層卵石粒徑較大,鋼板樁打拔施工中遇到一些難題,可采用以下施工措施。

3.1 當(dāng)打樁過程中遇上大的塊石或其它不明障礙物,導(dǎo)致鋼板樁打入深度不夠時(shí),采用轉(zhuǎn)角樁或弧形樁繞過障礙物;如障礙物較淺時(shí)采用挖掘機(jī)配合抽槽排除。

3.2 在鋼板樁擠進(jìn)過程中受到石塊等側(cè)向擠壓,如因擠壓作用力大小不同鋼板樁發(fā)生偏斜時(shí),采取以下措施糾偏:在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m～2.0m,再往下錘進(jìn),如此上下往復(fù)振拔數(shù)次,可將大的塊石振碎或使其位移,使鋼板樁的位置得到糾正,減小鋼板樁的傾斜度。

3.3 當(dāng)鋼板樁沿軸線傾斜度較大時(shí),采用異形樁糾正;傾斜度較小時(shí),采用卷揚(yáng)機(jī)或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘擊。

3.4 在基礎(chǔ)較軟處,有時(shí)施工會發(fā)生將鄰樁帶入現(xiàn)象,采用的措施是把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起,并且在施打樁的連接鎖口涂上黃油等潤滑劑減少阻力。

4 結(jié)語

樁基施工一般周期較長,如采用鋼板樁圍堰投資較大;如全部用填土圍堰則工程量大且止水、抗側(cè)壓較差,出現(xiàn)問題處理難。施工實(shí)際效果表明,采用鋼板樁圍堰與填土筑島相結(jié)合的施工方法,具有施工進(jìn)度快、安全、周轉(zhuǎn)快、更經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),能有效地保證水中墩承臺施工的安全,滿足高質(zhì)量快進(jìn)度和低費(fèi)用的要求。雖然鋼板樁圍堰在工程中經(jīng)常應(yīng)用,技術(shù)也已成熟,但在施工過程中還是要經(jīng)過綜合考慮,采用最經(jīng)濟(jì)、安全、高效的施工方案。