深水承台围堰方法有 水中入岩承台围堰施工方案研究

　　摘?要 围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性工程，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑主体结构。入岩承台围堰的施工难度较大，本文就水中入岩承台围堰施工方案进行论述。
　　关键词 水中；入岩承台；围堰施工；方案研究
　　中图分类号 TN914 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0166-02
　　1 工程概况
　　新建吉林至珲春铁路重点控制工程JHSKⅡ标第二松花江特大桥主桥结构为（55.75+96+96+55.75）m预应力混凝土连续梁。主桥采用双线并行等高形式（承台合建、墩身分建），双线客专和双线普速连续梁梁部中心距14.8m，梁外边缘距27m，承台中心距既有长图铁路桥月30 m，钢板桩围堰距既有线最近处约14m。主桥河道覆盖层薄，36#墩位于河道中间，承台嵌入强风化凝灰岩约1 m～4 m。承台尺寸为28m ×14.4m×4.5m，四角设450mm×320mm倒直角，厚4.5 m。钢围堰外形尺寸为31.2m×18.6m（长×宽），钢板桩共252根，使用L=15米的拉森Ⅵ型钢板桩，设置三道内支撑。按照围堰内排水开挖取土，钢板桩插打入岩（无封底），内支撑、圈梁跟进方式施工，强排水，保证承台范围内无水，继续开挖岩层面至承台底以下20cm，浇筑混凝土垫层，进行承台施工。
　　正常的振动打桩锤无法使钢板桩打入设计深度，且对既有线基础的振动较大，存在较大的安全风险。经研究采用静压植桩机插打钢板桩围方案可以有效的减少对基础的扰动，且能快速完成施工。
　　2 钢板桩围堰施工
　　2.1 钢板桩及插打设备选用
　　围堰用钢板桩选用拉森Ⅵ型高强度钢板桩，单根宽度60cm，长15米。
　　钢板桩插打设备为ECO600S无声压入机，设备采用克服坚硬地质工业法，利用GIKEN独自的除芯理论，在保证压入工法优越性的前提下，实现了在坚硬地质的压入施工。螺旋钻装置作为最小限度的压入辅助设备，具有排土量少，不破坏周围地基，并可迅速完成具有强大支持力完成桩的特点。
　　2.2 钢板桩修整
　　将钢板桩运到工地后，详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲，焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
　　修整后的钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每根桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1cm为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。
　　对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每根板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干锯沫=5：3。
　　2.3 钢板桩围堰吊运插打与合龙
　　钢板桩采用汽车通过栈桥运至墩位平台处，由QUY80履带吊机和50t龙门吊机配合作业，负责钢板桩的起吊安装。钢板桩采用ECO600S无声压入机插打，作业顺序按照先定位角桩，然后自上游向下游插打，在中间合龙的方案进行施工，根据钢板桩实际长度和设计意图确定插打后钢板桩底面标高+174m，顶面标高+189m，岩层面标高+177.5m，嵌入岩层约3.5m。
　　2.3.1 钢板桩吊运
　　利用起吊孔起吊钢板桩时，使用气割等在钢板桩轴线上从离端部10cm左右的位置穿好直径5cm大小的吊孔，再使用钩环结结实实的联结；在下端部系好适当的绳索以防止左右摆动。
　　2.3.2 钢板桩插打
　　插打时，在钢板桩和钢护筒之间设置汇水井，第一根钢板桩以导梁为定位、垂直插（此项工作应反复仔细校正钢板桩位，确保垂直）至设计标高+174m。其余各钢板桩，则以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一根钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一根或几根后，将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。整个施工过程中，要用锤球始终控制每根桩的垂直度，及时调整。
　　通过检测确定第一片钢板桩插打合格后，以其为基准，再向两边对称插打钢板桩到设计位置，最后在一侧的中间合龙。整个施工过程中，有激光测垂仪控制每片桩的垂直度，并及时调整；在钢板桩的插打时注意钢板桩的拼接缝不能在围堰的同一断面上，应上下交替错开不小于2m。插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合龙”的施工要点。ECO600S无声压入机施工主要分四个步骤： ①预掘钻头→②拔出螺旋钻→③钻桩的同时，实施压入→④完成压入，拔出螺旋钻。
　　钢板桩插打顺序：先上游侧，后两侧，再下游侧。插打过程中需仔细观察，如发现倾斜需立即采用导链调整以确保钢板桩插打的竖直度。每根钢板桩的插打控制精度为：桩顶标高偏差≤±10cm，钢板桩轴线偏差≤±10cm，钢板桩垂直度≤0.5%。调整工具有千斤顶、木楔、导链等。
　　2.3.3 围堰合龙
　　根据施工布置及工期，在最后插打的1侧围堰中段设置一个合龙口，板桩根数约为3～5根。
　　1）合龙准备。为控制合龙口处钢板桩垂直度，在距合龙口两侧还剩10余根钢板桩时便严格控制钢板桩的倾斜度。每插打一根钢板桩就测量其轴向及法向倾斜度，并根据其倾斜度的累积增加规律及已有的施工经验预计其后几根桩的倾斜度。为保证合龙口处钢板桩的垂直度，在距合龙口还剩几根钢板桩时立即下异形钢板桩，将桩的轴向倾斜度纠正为负数，然后再插打桩至合龙处，使其轴向及法向倾斜度均控制在0.2%以内。
　　2）确定合龙钢板桩尺寸。合龙桩的宽度确定。根据合龙口的形状确定合龙桩的尺寸，其具体方法是：测量合龙口的宽度，12 h后再复测一次。目的是让合龙口各桩向自由端释放插打嵌合过程中的内力和位移，待其充分释放后再测合龙口宽度。 　　复核合龙桩尺寸。按最终实测的合龙口宽度焊接一根合龙桩试样，将试样在合龙口处试插，若试样能在两相邻桩锁口中自由上下移动，即可确定合龙钢板桩的加工尺寸。钢板桩因倾斜无法合龙时，应使用特制楔形钢板桩，楔形的上下宽度之差不得超过桩长的2%。
　　3）插打合龙钢板桩。为了使合龙钢板桩能顺利与相邻桩的锁口相互咬合，插打前应使合龙钢板桩两侧桩高度不同，高差控制在100～200 mm，这样合龙钢板桩的锁口可较方便地先与高桩套好，再套低桩的锁口。
　　插打合龙桩时，使之与相邻桩套好锁口的合龙桩自由落入，并将液压装置垂直降落，使其重量全部压在合龙桩上，开启液压将桩压至预定高程。
　　2.4 36#墩承台围堰拼装内支撑
　　圈梁与内支撑均为焊接结构，圈梁采用2I45组合焊接而成，内支撑采用2[40组合焊接而成，内支撑利用节点板焊接在圈梁中。圈梁与钢板桩焊接固定。
　　拔出钻孔桩施工的钢护筒，向下开挖2.5m深。在设计位置+185.3m散拼上层内支撑并固定。继续排水开挖至承台顶面停止开挖，在设计位置+181.8m散拼下层内支撑并固定。
　　2.5 岩面处理
　　采用强排水，吸泥设备配合，保证承台范围内无水，人工和小挖掘机配合清土开挖至岩层，用改造小型挖机进行凿岩至承台底以下20cm，将凿出碎岩清理出围堰，保证岩层底面平整。
　　3 结束语
　　在施工前，一定要对工程进行认真的分析，根据工程的实际情况综合考虑选择最佳的施工方法。同时在施工时，施工管理人员一定要做好协调与安排，对施工工艺进行严格的把控，施工人员做好质量控制及关键工序的验收工作，确保工程的质量。采用无声植入机插打钢板桩具有对基础扰动较小、施工速度快、效率高，施工人员少、场地占用小、作业方便，有利环保，经济效益可观等特点，经此工法施工的主桥钢板桩围堰插打位置准确、垂直度控制好以及锚固性能可靠、防水性能好，保证了主桥承台的顺利完成。
　　参考文献
　　[1]新建铁路吉林至珲春线施工图 第二松花江特大桥桥梁总体布置图[J].
　　[2]新建铁路吉林至珲春线施工图 第二松花江特大桥桥梁下部结构施工图[J].
　　[3]新建吉林至珲春铁路施工组织设计[J].
　　[4] 钟振云. 深水基础围堰施工方案比选[J].铁道建筑，2009，02.
　　[5] 肖云辉. 深水桥基双壁钢套箱围堰施工[J].华东公路，2004，05.
　　[6] 庞建军，肖建平. 高桩承台钢吊箱围堰施工工艺[J].铁道建筑，2006，05.
　　作者简介
　　艾建强，男，工学学士，2008年毕业于西南交通大学土木工程专业，助理工程师，中铁大桥局吉图珲客专项目部。

推荐访问:围堰 水中 施工方案 研究