趙勇

摘要：鋼板裝防滲在工程中的應(yīng)用以來(lái)取得了很好的成果。本文介紹了某水域工程中利用鋼板樁加固圍堰的施工過程，以及鋼板樁穩(wěn)定系數(shù)、安全系數(shù)的解算。探討了具體的打設(shè)、施工方法。具體探究了施工過程中的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)以及安全防護(hù)措施。對(duì)相似工程的安全施工有一定的指導(dǎo)作用。

Abstract： Steel plate anti-seepage has achieved good results in the application along the these years. This paper introduces the construction process of using steel sheet piles to reinforce cofferdams in a section of the project engineering， and the calculation of the stability coefficient and safety factor of steel sheet piles， having discussed the specific design and construction methods. There is a common guiding role for the safe construction of similar projects.

關(guān)鍵詞：鋼板樁；安全系數(shù)；監(jiān)測(cè)；施工

Key words： steel plate；safety factor；monitor；construction

中圖分類號(hào)：TV871.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2019）02-0134-04

1 工程概況

近年來(lái)鋼板樁，在長(zhǎng)江沿線工程中應(yīng)用以來(lái)，取得了很好的成果。學(xué)者徐衛(wèi)軍[1]等研究了鋼板樁的防滲性能，發(fā)現(xiàn)利用鋼板樁以后施工區(qū)域內(nèi)建筑物的穩(wěn)定性顯著提高了。本文介紹的工程中某水域其中一段落成洲丁壩根部位置處有一在建甘泉水閘的鋼板樁施工。由于落成洲整治建筑物完工后，丁壩根部一定范圍內(nèi)將產(chǎn)生淤泥，為防止淤泥對(duì)水閘引水，排水產(chǎn)生影響，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容，在水閘相接處新建箱涵，箱涵為鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。地基處理采用旋噴樁進(jìn)行加固。施工內(nèi)容共包括旋噴樁393根，取排水箱涵9個(gè)。端部斷面圖1所示。

施工順序?qū)τ阡摪鍢兜姆€(wěn)定性影響很大，李亮[2]將傳統(tǒng)的施工方法改進(jìn)為先抽水后設(shè)置支撐系統(tǒng)，最后再一次性抽水到底的方法，通過工程應(yīng)用發(fā)現(xiàn)該方法能有效地控制鋼板樁及土體的變形。為了后續(xù)作業(yè)的干地施工，進(jìn)行鋼板樁臨時(shí)圍堰的施工。箱涵結(jié)構(gòu)段端頭（里程K0+064.68和K0+067.08）采用雙層拉森鋼板樁，樁間采用回填粘性土的方式完成鋼板樁臨時(shí)圍堰的施工，箱涵結(jié)構(gòu)段兩側(cè)（里程上約為：K0+042.48～K0+067.08）以上打設(shè)雙層鋼板樁（見鋼板樁布置示意圖）。鋼板樁打設(shè)順序?yàn)樗舷蜿憘?cè)施工。學(xué)者蘭文斌[3]也就鋼板樁的施工細(xì)節(jié)以及檢測(cè)問題進(jìn)行了探討。

2 鋼板樁穩(wěn)定系數(shù)、安全系數(shù)解算

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

鑒于本次施工期限與施工區(qū)域地質(zhì)情況，采用有效應(yīng)力參數(shù)計(jì)算分析。

2.1.1 高程、平面坐標(biāo)系統(tǒng)

本工程高程采用85國(guó)家高程系統(tǒng)；水深基準(zhǔn)面為理論最低潮面；坐標(biāo)采用北京54坐標(biāo)系。

2.1.2 設(shè)計(jì)水位

本方案在枯水期臨時(shí)施工，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，施工期平均水位為+2.0m，低水位為-0.47m，施工期高水位為

+3.0m。

2.1.3 其它計(jì)算參數(shù)

①樁頂高程：+4.0m

②河床標(biāo)高：A-A為-1.5m，B-B為+0.5m，C-C和D-D為+3.2m。

③本工程按臨時(shí)建筑物考慮。

④本工程鋼板樁三面布置，總體布置呈U形，并與土石圍堰構(gòu)成矩形封閉區(qū)域。

⑤鋼板樁采用國(guó)產(chǎn)SP-Ⅲ型拉森鋼板樁。

2.1.4 本次施工所用的鋼板樁規(guī)格表如表1所示。

2.2 計(jì)算方法

2.3.1 泥面高程-1.5m情況

本區(qū)域鋼板樁頂高程距泥面距離較大，需要較大的入土深度來(lái)維持穩(wěn)定，較深的入土深度對(duì)鋼板樁約束較大，可認(rèn)為樁端固定支承，為懸臂式鋼板樁擋土墻。

本區(qū)域采用長(zhǎng)度為12m的鋼板樁并在鋼板樁圍堰內(nèi)側(cè)采用黏土加壓確保穩(wěn)定[4]。加壓黏土頂高程由試算確定。試算理論依據(jù)為主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力對(duì)樁趾的力矩相等。樁趾高程為4-12=-8m設(shè)加壓黏土頂高程為x。

3 鋼板樁打設(shè)、拆除施工方法

3.1 鋼板樁打設(shè)施工方法

3.1.1 設(shè)備選擇

鋼板樁計(jì)劃采用SP-Ⅲ型拉森鋼板樁，拉森Ⅲ型鋼板樁寬度適中，抗彎性能好，其主要技術(shù)參數(shù)為：W=1600cm3，g=6 0kg/m，依地質(zhì)資料及作業(yè)條件決定選用端部鋼板樁長(zhǎng)度為12m，計(jì)劃鋼板樁入土深度達(dá)樁長(zhǎng)0.5倍以上。鋼板樁打設(shè)采用鋼板樁打拔樁機(jī)進(jìn)行施工。打拔樁機(jī)為挖掘機(jī)（日立400）加振動(dòng)錘改裝而成 ，激振力400kN。李紹敏[5]等研究了22m長(zhǎng)的拉森桿在蓄水工程中做永久圍堰的應(yīng)用，結(jié)果證明效果很好。

3.1.2 施工方法

3.1.2.1 測(cè)量定位

首先采用測(cè)量設(shè)備精確定位鋼板樁位置，并沿線做好標(biāo)記，定出鋼板樁圍堰的軸線，每隔一定距離設(shè)置導(dǎo)向樁，導(dǎo)向樁直接使用鋼板樁，然后掛繩線作為導(dǎo)線，打樁時(shí)利用導(dǎo)線控制鋼板樁的軸線。

3.1.2.2 鋼板樁打設(shè)

完成測(cè)量放線后，由震動(dòng)式打樁機(jī)逐根打設(shè)，打樁機(jī)吊起鋼板樁，人工扶正就位注意樁頂高程不宜相差太大，現(xiàn)場(chǎng)以泥面標(biāo)高-0.5m為分界線，低處采用12m長(zhǎng)的樁，高處采用9m長(zhǎng)的樁。部分鋼板樁需要在水上進(jìn)行打設(shè)施工，將振動(dòng)式打樁機(jī)吊裝至方駁上，按照水上旋噴樁定位方法進(jìn)行定位施工，打設(shè)控制偏差采用旋噴樁偏差控制標(biāo)準(zhǔn)。為確保成品質(zhì)量，鋼板樁與旋噴樁施工間隔時(shí)間在13天左右。鋼板樁打設(shè)順序示意圖（內(nèi)側(cè)A-B-C-D-E-F、外側(cè)H-I-J-K-L-M）如圖3所示。

3.1.2.3 雙層鋼板樁內(nèi)部填充

箱涵端頭鋼板樁打設(shè)完成后，在鋼板樁內(nèi)側(cè)加裝撐桿拉固，最后采用粘性土進(jìn)行填充（填充標(biāo)高+3m），確保鋼板樁的密閉性。鋼板樁打設(shè)頂標(biāo)高為+4m，其余部分盡量全部入泥，兩層鋼板樁間距控制為2.4m，現(xiàn)場(chǎng)備一臺(tái)潛水泵（型號(hào)QW32-12-15-1.1，揚(yáng)程15m），如發(fā)現(xiàn)鋼板樁內(nèi)有滲透現(xiàn)象及時(shí)排水。

鋼板樁施工過程中，應(yīng)按照預(yù)設(shè)位置準(zhǔn)確定位，在已施工旋噴樁區(qū)域應(yīng)放緩施工速度，嚴(yán)密觀測(cè)施工區(qū)域，發(fā)現(xiàn)偏位現(xiàn)象應(yīng)立即停止施工，矯正位置以后重新打設(shè)鋼板樁。

3.1.2.4 鋼板樁穩(wěn)性觀測(cè)

鋼板樁施工完成后，每3天/次對(duì)鋼板樁的滲水、位移、沉降等情況進(jìn)行觀測(cè)，若有異常情況需加密觀測(cè)頻率。

跟蹤觀測(cè)滲水情況，若發(fā)現(xiàn)局部滲水較多，可采取抽水、填充粘土等措施。

若發(fā)現(xiàn)鋼板樁有位移情況，可采用增加拉桿，增加鋼絲纜鏈接等措施。

3.2 鋼板樁拆除施工方法

根據(jù)施工方案，在完成回填塊石后，需對(duì)鋼板樁進(jìn)行拆除，以進(jìn)行后續(xù)的施工。鋼板樁拆除時(shí)，先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動(dòng)1min～2min，使鋼板樁周圍的土松動(dòng)，減少土對(duì)樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時(shí)注意樁機(jī)的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來(lái)時(shí)，停止拔樁，先振動(dòng)1min～2min后再往下錘0.5m～1.0m再往上振拔，如此反復(fù)將鋼板樁逐根拔出。鋼板樁在拆除過程中應(yīng)注意已施工旋噴樁的成品保護(hù)。

3.3 打拔拉森鋼板樁安全操作規(guī)程

①吊機(jī)或震錘工作時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即停車檢查。

②作業(yè)點(diǎn)地面應(yīng)平坦，挖掘機(jī)吊鋼板樁轉(zhuǎn)頭時(shí)應(yīng)注意勻速，防止船舶晃動(dòng)劇烈造成事故。

③吊樁時(shí)要用專用的鋼絲繩和鎖扣扣緊樁身，并輕起輕放。打拔樁前要檢查震錘是否夾緊，防止應(yīng)震錘未夾緊損壞鋼板裝或造成事故。

④作業(yè)范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人，以防各種突發(fā)事件造成事故。

⑤打拔樁嚴(yán)禁超負(fù)荷作業(yè)，不準(zhǔn)超力矩，仰角也不得超過限度，以防“翻車”“折臂”事故。

⑥嚴(yán)禁非專業(yè)人員作業(yè)。回轉(zhuǎn)操作要平穩(wěn)地進(jìn)行，盡量減少鋼板裝的擺動(dòng)。

⑦不得在風(fēng)力超過6級(jí)及大雨、雪、霧等惡劣天氣下作業(yè)。

⑧隨時(shí)檢查鋼板樁是否完好，發(fā)現(xiàn)彎曲要及時(shí)加撐并采取安全措施。

⑨嚴(yán)禁非司機(jī)作業(yè)。回轉(zhuǎn)操作要平穩(wěn)地接觸回轉(zhuǎn)離合器，盡量減少鋼板裝的擺動(dòng)，起吊時(shí)應(yīng)先鳴笛示警，要穩(wěn)妥操作。

⑩要統(tǒng)一信號(hào)，專人指揮，夜間作業(yè)，必須有良好的照明。

4 結(jié)語(yǔ)

在水域工程施工的過程中，鋼板樁是使用增大了建筑物的安全系數(shù)，減少了事故的發(fā)生，對(duì)提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益有很大的作用。本文針對(duì)某落成洲施工中圍堰的鋼板樁應(yīng)用，計(jì)算了鋼板樁的穩(wěn)定性，及其安全系數(shù)。并且針對(duì)施工中的打設(shè)拆除等探討了相應(yīng)的操作方法，并且布置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，提出了相應(yīng)的監(jiān)測(cè)控制要點(diǎn)。對(duì)類似工程具有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐衛(wèi)軍，馬水山.長(zhǎng)江堤防鋼板樁防滲工程安全監(jiān)測(cè)[J].人民長(zhǎng)江，2001（04）：6-8.

[2]李亮.施工順序?qū)︿摪鍢秶甙踩缘挠绊慬J].交通科技，2018（03）：94-97.

[3]蘭文斌.某橋梁工程鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測(cè)[J].科技展望，2016，26（16）：23.

[4]趙挺生，周萌，唐菁菁，杜婷.某鋼板樁圍堰施工監(jiān)測(cè)與分析[J].結(jié)構(gòu)工程師，2012，28（01）：140-145.

[5]李紹敏，王鵬.拉森鋼板樁在蓄水池工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2017，17（03）：138-140.