高頻錘打拔組合鋼板樁施工技術(shù)在某碼頭工程中的應(yīng)用

張 強(qiáng)

(1.福建省巖土與環(huán)境企業(yè)工程技術(shù)研究中心;2.福建永強(qiáng)巖土股份有限公司 福建龍巖 364000)

引 言

鋼板樁適用于許多臨時(shí)性和永久性的工程結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是以最少的用鋼量提供最佳的強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)保證其打樁性能。鋼板樁之間通過拼接形成連續(xù)墻，起到支擋作用。在臨時(shí)工程中，鋼板樁的高強(qiáng)度、便于施工及可以重復(fù)利用的基本性能得到了充分利用。打拔樁設(shè)備的選擇往往要考慮到工程規(guī)模、土質(zhì)情況、設(shè)備能否滿足噪聲、振動(dòng)等環(huán)境要求。常規(guī)的鋼板樁的打樁設(shè)備按打樁方式有自由落錘、蒸汽錘、空氣錘、柴油錘等沖擊式打樁錘，該打樁方法振動(dòng)噪音大。高頻液壓振動(dòng)錘由于施工具有振感小、噪音小、環(huán)保高效，同時(shí)能兼起拔樁功能的特點(diǎn)，最近幾年在工程施工中應(yīng)用越來越廣泛本文結(jié)合尼日利亞巴若港口碼頭工程，詳細(xì)闡述采用高頻液壓振動(dòng)錘打拔鋼板樁的施工關(guān)鍵技術(shù)。

圖1 鋼板樁安裝區(qū)平面圖

1 工程概況

擬建港口擋土墻位于尼日爾河岸邊，岸邊分布著稀疏的灌木和喬木，河水水位隨潮汐變化的影響波動(dòng)較大。對擬建的港口采用鋼板樁錨定墻進(jìn)行支擋圍護(hù)。鋼板樁安裝區(qū)平面圖詳見(圖1)。

圖2 ESC－EU24鋼板樁剖面圖

圖3 ESC－EU45鋼板樁剖面圖

2 地質(zhì)概況

場地土層自上而下為:①粉砂:透水、松散的高密度細(xì)砂粒層與淤泥混合而成，揭露厚度0.50～5.10m;②粉質(zhì)粘土:可塑性粘土與高密度粉質(zhì)混合而成，揭露厚度1.50m～6.60m;③砂質(zhì)粘土:密實(shí)的粘土與砂土混合而成，揭露厚度3.60m～8.10m;④含粘土砂:適量的砂與基本固結(jié)的粘土混合而成，揭露厚度0.05m～14.10m;⑤細(xì)砂:密實(shí)，細(xì)顆粒狀，揭露厚度3.0m～17.10m;⑥尖砂:堅(jiān)硬，中顆粒狀，揭露層厚0.05m ～27.60m。

3 設(shè)計(jì)概況

3.1 設(shè)計(jì)方案

對擬建的港口采用鋼板樁錨定墻進(jìn)行支擋圍護(hù)。主墻鋼板樁采用ESC-EU45型(Q345B)，其他區(qū)域采用 ESC-EU24型(Q345B)。鋼板樁樁長 6m-20m，其中20m的176片，6m的171片。鋼板樁支護(hù)剖面圖詳見(圖2、圖3)。

3.2 施工工藝流程

圖4 鋼板樁施工工藝流程圖

4 施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 導(dǎo)向制作安裝

鋼板樁插打之前，先插導(dǎo)樁和導(dǎo)框，以控制鋼板樁的平面尺寸和垂直度。導(dǎo)樁采用鋼板樁，如在河中，導(dǎo)樁露出水面1m，間距8～10m。在鋼板樁的內(nèi)外側(cè)設(shè)置導(dǎo)框，導(dǎo)框用[24槽鋼或工字鋼，內(nèi)外導(dǎo)框用[10槽鋼固定，鋼板樁距導(dǎo)框邊緣5cm。導(dǎo)向架焊接要牢固，以便打樁時(shí)提高精確度，板樁插打、起吊后人力將樁插入鎖口，速度要緩慢，防止損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入(圖5)。

圖5 鋼板樁導(dǎo)向架示意圖

4.2 鋼板樁插打

根據(jù)現(xiàn)場施工條件，采用單獨(dú)打入法。即從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束中途不停頓。由于單塊打入，易向一邊傾斜，累計(jì)誤差不易糾正，墻面平直度難以控制。

因此，第一片鋼板樁是插打的關(guān)鍵，插打前在導(dǎo)向架上設(shè)置限位裝置，大小比鋼板樁每邊放大1cm，插打時(shí)，鋼板樁樁背緊靠導(dǎo)向架，邊插邊將吊鉤緩慢下放，這時(shí)在相互垂直的兩個(gè)方向用錘球進(jìn)行觀測，以確保鋼板樁插正、插直。

通過檢測，確定第一片鋼板樁插打合格后，然后以第一根鋼板樁為基準(zhǔn)，再向兩邊對稱插打每一根鋼板樁到設(shè)計(jì)位置。插打過程中，須遵守“插樁正直，分散即糾，調(diào)整合攏”的施工要點(diǎn)。首先保證導(dǎo)向的水平和垂直，鋼板樁是否彎曲變形，鎖扣是否完好。施工時(shí)，注意插打順序，從兩側(cè)向中間合攏，一邊插打一邊糾偏調(diào)整，如鋼板樁合攏口傾斜，可在頂端使用千斤頂向外側(cè)張拉調(diào)整間距。每打5片用短鋼筋將鋼板樁與內(nèi)導(dǎo)框連接固定。

(1)履帶吊停在離打樁點(diǎn)近河堤上，側(cè)向有施工人員監(jiān)控。掛上振動(dòng)錘，升高，理順油管及電纜。

圖6 高頻振動(dòng)沉鋼板樁

圖7 鋼板樁鎖扣裝置

圖8 工程實(shí)景

(2)夾住一根由汽車吊喂至打樁錘下的鋼板樁，錘下降，開液壓口，鎖口抹上潤滑油，起錘。

(3)上升錘與樁，至打樁地點(diǎn)。

(4)板樁插打、起吊后人力將樁插入鎖口，速度要緩慢，防止損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，靠振動(dòng)錘與樁自重壓樁至表層軟弱土以下一定深度不能下降為止。

(5)試開打樁錘30秒左右，停止振動(dòng)，利用錘慣性打樁至堅(jiān)實(shí)土層，開動(dòng)振動(dòng)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。

(6)板樁至設(shè)計(jì)高度前40cm時(shí)，停止振動(dòng)，振動(dòng)錘因慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間，打樁至設(shè)計(jì)高度。

(7)松開液壓夾口，錘上升，打第二根樁，以上類推至打完所有樁。

4 結(jié)語

(1)鋼板樁咬合聯(lián)成樁墻具有擋土止水作用，對周圍影響較小，工序簡單、質(zhì)量容易控制、工期短、能重復(fù)利用，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)采用高頻錘打拔鋼板樁，與其他沉樁設(shè)備比較，具有施工振感小、噪音小、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

(3)組合型鋼板樁可應(yīng)用于粉砂層或粉土層、砂層等透水層的擋土墻、碼頭及建橋圍堰。

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