(湖南和天工程項目管理有限公司 湖南 長沙 410000)
某大橋距大海大堤1.8km左右。按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,堤頂設(shè)防洪搶險通道,橋址處通明灣不通航。該橋于DDK16C+525a~DDK19+200之間跨越通明灣,采用1-80m有碴橋面鋼桁梁于DDK21+448~DDK21+501.6之間跨越疏港公路左轉(zhuǎn)匝道(預(yù)留)和疏港公路。線路與左轉(zhuǎn)匝道(預(yù)留)交角75°,線路與疏港公路交角70°。83#~84#墩、155#~156#墩位于海堤堤腳,為防止基礎(chǔ)施工導(dǎo)致海堤滲水,施工時先對受施工影響的海堤坡面采用水泥土攪拌樁加固,基坑開挖采用鋼板樁防護(hù)開挖,減小對海堤的擾動。施工后,對海堤邊坡進(jìn)行達(dá)標(biāo)加固,加固長度為上下游各100m范圍內(nèi)。
鉆孔樁施工完成后拆除鉆孔平臺,進(jìn)行鋼板樁圍堰施工。84#~178#墩鋼板樁圍堰均做內(nèi)支撐及導(dǎo)框。
鋼板樁施工順序:施工準(zhǔn)備→施工放樣及施打定位樁→導(dǎo)向框安裝→施打鋼板樁→清淤→封底混凝土→排水→堵漏→鋼板樁內(nèi)支撐安裝→(與上層支撐的豎向支撐安裝)→排水→堵漏如此往復(fù)直到鋼板樁內(nèi)支撐完成→進(jìn)行承臺、底節(jié)墩柱施工→鋼板樁圍堰拆除。
鉆孔樁施工完畢,拆除鉆孔平臺橋面板及貝雷梁,只保留支棧橋作為施工輔助平臺。鋼板樁圍堰施工步驟如下:
(1)安裝圈梁及內(nèi)支撐。①將底層、頂層圈梁在加工區(qū)預(yù)先加工完畢,并在底層、頂層圈梁間設(shè)置設(shè)計圈梁間距長度的鋼絲繩連接。將底層、頂層圈梁捆綁在一起。②利用棧橋上履帶吊機(jī),將兩層圈梁及內(nèi)支撐,整體吊裝到位(下放時在鋼護(hù)筒和鋼管上設(shè)置導(dǎo)向。在鋼護(hù)筒上設(shè)置鋼牛腿,將內(nèi)支撐固定于鋼牛腿。
(2)下放第二層圈梁及內(nèi)支撐。先將倒鏈滑車掛于鋼護(hù)筒上后松開底層、頂層圈梁捆綁,下放第二層圈梁及內(nèi)支撐。內(nèi)支撐與鋼護(hù)筒臨時固定。
(3)鋼板樁施工。圈梁及內(nèi)支撐安裝完成后,依次插打鋼板樁。鋼板樁打入之前應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物。當(dāng)鎖口不緊密漏水時,用棉絮等在內(nèi)側(cè)嵌塞,外側(cè)包裹一層防水彩條布,起到防水和減小水壓力的雙重效果。鋼板樁施打過程中設(shè)置觀測點和儀器跟蹤,避免圍堰偏位。施打前,應(yīng)在圍堰上下游一定距離設(shè)置全站儀觀測點,用于控制圍堰鋼板樁的施打定位。
(4)開挖及封底?,F(xiàn)場開挖主要采用水下射水吸泥。在鋼板樁插打完成后開始用泥漿泵配合高壓射水將圍堰內(nèi)的土方清除,過程中同時使用抽水機(jī)對圍堰內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水,需保持內(nèi)外水位一致,以保證圍堰安全。吸泥時及時測量坑底標(biāo)高,如達(dá)到設(shè)計底標(biāo)高,停止高壓射水。吸泥過程中盡量保持泥面均勻下降。
(5)承臺施工。封底混凝土澆筑完成后進(jìn)行圍堰內(nèi)抽水,抽水過程中要加強(qiáng)鋼板樁的止水堵漏措施。抽水時同時在外側(cè)水中漏縫處撒大量木屑或谷糠和爐渣的混合物,使其由水夾帶至漏水處自行堵塞,在樁腳漏水處,采用局部混凝土封底等措施。若漏水嚴(yán)重,堵漏困難時,在鋼板樁外側(cè)補(bǔ)打木樁圍堰,木樁圍堰內(nèi)側(cè)鋪設(shè)彩條布,在彩條布與鋼板樁圍堰間填筑粘土進(jìn)行封堵。在鋼板樁圍堰擋水期間,定期對鋼板樁頂?shù)奈灰七M(jìn)行觀測,監(jiān)測樁頂向基坑內(nèi)外的偏移量。抽水完成后將底部淤泥清理干凈,割除多余的鋼護(hù)筒。鑿除樁頭并進(jìn)行樁基檢測。水下澆注的封底,施工承臺。
(1)鋼板樁圍堰的插打與連接。內(nèi)支撐框架必須下放(設(shè)置)到設(shè)計位置。用固定的臨時導(dǎo)向架插打鋼板樁,在穩(wěn)定的條件下安置樁錘。對于檢查合格的鋼板樁,為保證鋼板樁在施工過程中能順利插拔,并增加鋼板樁在使用時防滲性能。每片鋼板樁鎖口都須均勻涂以混合油,其體積配合比為黃油:干膨潤土:干鋸沫=5:5:3。鋼板樁插打從上游端開始,沿兩側(cè)向下游端進(jìn)行,最后在下游端閉合。插打分兩階段進(jìn)行,先進(jìn)行預(yù)打,形成閉合結(jié)構(gòu)后,再復(fù)打到位。由于圍堰大,鋼板樁數(shù)量多,鎖口間隔累計增大,施打時,鋼板樁容易傾斜,因此,每次打插完5片,用短鋼筋頭將鋼板樁點焊固定于頂層內(nèi)支撐框架上,以減少累積偏斜位移,利于鋼板樁圍堰合攏。
(2)鋼板樁圍堰支撐轉(zhuǎn)換和拆除。每層承臺澆筑完畢后,將部分鋼板樁圍堰內(nèi)支撐框架轉(zhuǎn)換到承臺或承臺預(yù)埋件上,然后再進(jìn)行后續(xù)承臺和墩身施工。待墩身施工完畢后,往圍堰內(nèi)注水,拆除鋼板樁圍堰。鋼板樁圍堰拆除工作與圍堰施工程序應(yīng)相反進(jìn)行。鋼板樁拔除先行由下游方向開始,對稱施工至上游方向,采用振拔錘配履帶吊進(jìn)行施工。拆除過程必須注意施工安全。
封底平臺充分利用內(nèi)支撐和鋼護(hù)筒作為支撐,同時兼顧封底導(dǎo)管布設(shè),封底平臺主梁由工32型鋼制成,采用小型鋼將主梁連接成整體,上面鋪設(shè)木板和竹架板形成平臺。
封底混凝土厚約2m。抽水后浮力較大,所以必須保證圍堰內(nèi)混凝土封底的質(zhì)量。封底采用泵送混凝土法多點快速灌注,整個封底利用2排(每排2根)4根導(dǎo)管,導(dǎo)管直徑為250mm,作用半徑為3m。從下游端開始依次倒移向上游前進(jìn)施工。導(dǎo)管頂面設(shè)置2m3的小料斗,導(dǎo)管使用前進(jìn)行水壓、水密性試驗,試驗水壓取導(dǎo)管理論壓力的1.2倍。導(dǎo)管布置遠(yuǎn)離鋼板樁1.0m以上,每根導(dǎo)管灌注到設(shè)計高程后,根據(jù)封底混凝土高程情況,轉(zhuǎn)移至較低的位置,導(dǎo)管底口距離混凝土頂面15~20cm,按照首批混凝土灌注要求進(jìn)行導(dǎo)管二次封口。根據(jù)計算首盤混凝土方量,加工大型儲料斗,按水下混凝土灌注方法進(jìn)行封底施工。混凝土灌注過程中應(yīng)隨時測量混凝土頂面設(shè)計標(biāo)高。為了防止封底時圍堰內(nèi)水位高于箱外水位,可在封底平臺上安裝水泵抽水,使圍堰內(nèi)外水面基本持平,封底時抽出箱內(nèi)封底混凝土置換出的水量。應(yīng)待封底混凝土強(qiáng)度≮10Mpa時,進(jìn)行圍堰內(nèi)抽水。
封底混凝土采用自流平、自密實混凝土,標(biāo)號為C20,坍落度控制不小于22cm,初凝時間不小于12小時,7天強(qiáng)度不小于28天強(qiáng)度的90%;另外,為提高混凝土的流動性和延長混凝土的初凝時間,在混凝土拌制中可摻加粉煤灰和高效緩凝型減水劑。封底混凝土下放完后,要求導(dǎo)管埋深0.4~0.6m,在導(dǎo)管口及附近布設(shè)測點,及時測量其埋深和流動范圍。
通過本文的技術(shù)探討,我們發(fā)現(xiàn)某大橋水中墩鋼板樁圍堰施工是個復(fù)雜的工程,其中有很多需要注意的問題。文章也提出了一系列的解決措施和注意事項,希望以后工程人員能在這個問題上投入更多精力,提出更多更好解決類似問題的方案。
【參考文獻(xiàn)】
[1]彭柳圣.混凝土圍堰施工技術(shù)探析[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2010(07)
[2]蘇思念.水中深基坑施工技術(shù)[J].廣東建材.2010(01)