深水區(qū)承臺(tái)鋼板樁圍堰先支法施工工藝

【摘 要】鋼板樁圍堰在橋梁深水基礎(chǔ)中有著廣泛的應(yīng)用。其施工方法分為先支法和后支法。本文從理論出發(fā)，結(jié)合A大橋工程，對(duì)現(xiàn)有鋼板樁圍堰施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。具體從拼裝下層圍檁支撐框架并沉放、安裝上層圍檁支撐框架、鋼板樁圍堰施工、承重體系轉(zhuǎn)換等方面綜合進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】深水區(qū)；鋼板樁；先支法；施工工藝

A大橋深水區(qū)整體式承臺(tái)，結(jié)構(gòu)形式為矩形倒橢圓端形，長(zhǎng)25.03米，高3米，承臺(tái)頂標(biāo)高為+2.5m，底標(biāo)高為-0.5m，其中整體式承臺(tái)寬6.6米，基礎(chǔ)為10根直徑1.6m鉆孔灌注樁；由于地處淺海區(qū)，承臺(tái)基礎(chǔ)施工主要受漲落潮影響。地質(zhì)揭露層表現(xiàn)為流塑狀淤泥，粘性較好，土質(zhì)較均勻。承臺(tái)所在位置水深為6.5～8.6m。為了保證圍堰的施工安全性及提高深水區(qū)承臺(tái)施工效率，采取鋼板樁圍堰對(duì)深水區(qū)承臺(tái)范圍進(jìn)行基坑支護(hù)，堰內(nèi)控制水位，借助鋼護(hù)筒搭設(shè)承臺(tái)澆注支架。鋼板樁圍堰的施工采用先支法，即設(shè)置先支圍檁兩道：底圍檁為鋼筋混凝土預(yù)制梁與型鋼圍檁所組成的支撐框架；頂圍檁為型鋼加工而成的支撐框架。鋼筋混凝土預(yù)制梁充當(dāng)承臺(tái)支架的承重梁，并放置在護(hù)筒的承重牛腿上，預(yù)制梁上放置預(yù)制板，為承臺(tái)施工提供施工平臺(tái)。圍堰施工完成如圖1所示。

圖1 圍堰施工完成示意圖

1 安裝下層圍檁及支撐

1. 1 預(yù)制鋼筋混凝土梁、板

每個(gè)深水區(qū)整體式承臺(tái)有5榀鋼筋混凝土預(yù)制梁，10塊鋼筋混凝土板。鋼筋混凝土梁呈井字型，其中預(yù)制板中央、縱梁1與縱梁2之間為鉆孔灌注樁的鋼護(hù)筒。預(yù)制梁，預(yù)制板示意圖如圖2所示：

圖2 預(yù)制梁、預(yù)制板示意圖

鋼筋混凝土梁、板的預(yù)制加工均在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，所用的模板采用小塊組合木模板，生產(chǎn)過(guò)程中按照先綁扎鋼筋，根據(jù)護(hù)筒偏位確定梁體吊點(diǎn)預(yù)埋孔的位置，再安裝模板的順序進(jìn)行。

1.2 安裝臨時(shí)施工平臺(tái)

臨時(shí)施工平臺(tái)是在水面以上為拼裝預(yù)制梁和型鋼圍檁，形成預(yù)制梁及支撐框架的臨時(shí)結(jié)構(gòu)物。臨時(shí)施工平臺(tái)由三角支架加工而成，橫梁為雙拼工32型鋼，壓桿為雙拼工10型鋼，預(yù)制鋼筋混凝土梁、板的同時(shí)，在承臺(tái)樁基護(hù)筒+2.50的標(biāo)高上焊接成型。

1.3 拼裝預(yù)制梁及支撐框架并沉放

1.3.1 拼裝預(yù)制梁及圍檁

臨時(shí)施工平臺(tái)完成后，將達(dá)到強(qiáng)度要求的預(yù)制梁使用汽車(chē)吊安裝到施工平臺(tái)上。安裝時(shí)，預(yù)制梁的橫梁軸線保持在一條直線上。預(yù)制梁施工完成后拼裝雙拼工40圍檁，圍檁與預(yù)制梁間使用雙拼工25焊接相連。

1.3.2 沉放前的準(zhǔn)備工作

預(yù)制梁及支撐框架利用在鋼護(hù)筒上放置挑梁作為臨時(shí)承重梁，使用吊桿及液壓千斤頂進(jìn)行框架沉放施工，為保證后續(xù)承重牛腿安裝方便，支撐框架下放前，在對(duì)應(yīng)位置上將承重牛腿反掛于預(yù)制梁下方。

1.3.3 預(yù)制梁及支撐框架的沉放

預(yù)制梁及支撐框架的下放是通過(guò)6個(gè)75噸穿心千斤頂實(shí)現(xiàn)的，為保證支撐框架的準(zhǔn)確下放，在鋼護(hù)筒上焊接導(dǎo)向架。下放過(guò)程中專(zhuān)人指揮，6臺(tái)千斤頂同步下放，每下放12cm應(yīng)進(jìn)行一次標(biāo)高調(diào)整，以確保各點(diǎn)同步均勻受力。底梁下放過(guò)程中，由測(cè)量員測(cè)量工10限位型鋼的頂標(biāo)高，以確定支撐框架下放到位。支撐框架下放到位后，固定吊桿螺帽，并拆除千斤頂。

2 安裝上層圍檁及支撐，并進(jìn)行鋼板樁圍堰施工

2.1 安裝上層圍檁及支撐

根據(jù)工10型鋼限位，在護(hù)筒上安裝導(dǎo)向架，導(dǎo)向架可由臨時(shí)施工平臺(tái)的三角架代替。根據(jù)導(dǎo)向架及限位，安裝雙拼工32圍檁及支撐。

2.2 鋼板樁圍堰施工

鋼板樁圍堰的尺寸為26.76m×9.00m，選用拉森U型NSP-IVw-600且長(zhǎng)為18m、23m的鋼板樁。

2.2.1 鋼板樁施工前準(zhǔn)備工作

首先在板樁堆放基地對(duì)鋼板樁進(jìn)行分類(lèi)、整理，選用同種型號(hào)的板樁，進(jìn)行彎曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量的鋼板樁。

鋼板樁進(jìn)場(chǎng)前需要檢查整理，發(fā)現(xiàn)缺陷隨時(shí)調(diào)整，整理后在運(yùn)輸和堆放時(shí)盡量不使其彎曲變形，避免碰撞，尤其不能將鎖口碰壞。

樁打入前將樁尖處的凹槽底口封閉，避免泥土擠入，鎖口宜涂以黃油或其它油脂，對(duì)鎖口變形、銹蝕嚴(yán)重的鋼板樁，整修矯正。轉(zhuǎn)角處采用90度的轉(zhuǎn)角樁。

2.2.2 鋼板樁施工過(guò)程控制

待上層圍檁安裝完畢后，開(kāi)始進(jìn)行鋼板樁插打。鋼板樁從圍堰中心開(kāi)始打入第一片鋼板樁，然后逐步向兩邊插打，在下游合攏。最初的一、二塊鋼板樁的打設(shè)位置和方向要確保精度，以起到樣板的作用。每完成3米測(cè)量校正1次，確保在同一直線上。每根鋼板樁施打完畢后，即與圍檁焊接牢固。根據(jù)起吊能力確定逐根插打到穩(wěn)定的深度，一般為2～3m，待所有鋼板樁插打完畢后再依次打到設(shè)計(jì)標(biāo)高。鋼板樁合攏通過(guò)精確計(jì)算，確定合攏口位置，配置相應(yīng)規(guī)格的異形鋼板樁，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)異形鋼板樁的角度和尺寸，根據(jù)實(shí)際切割焊接異形鋼板樁，以確保整個(gè)圍堰的密封性。為保證圍堰在淤泥層上有較好的穩(wěn)定性，經(jīng)計(jì)算，每隔4塊18m的鋼板樁插打一塊23m的加長(zhǎng)鋼板樁。

3 承重體系的轉(zhuǎn)換

鋼筋混凝土預(yù)制梁不僅是圍堰支撐，而且還是承臺(tái)施工時(shí)的承重梁，在圍堰施工過(guò)程中，底架的重量由挑梁和吊桿承擔(dān)。由于承臺(tái)施工時(shí)需要割除護(hù)筒，因此需要對(duì)承重體系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將施工荷載及結(jié)構(gòu)荷載轉(zhuǎn)由承重牛腿承擔(dān)。

3.1 圍堰抽水、堵漏

圍堰抽水堵漏前，先驗(yàn)收圍堰第一道圍檁的穩(wěn)定性。驗(yàn)收通過(guò)后，使用兩個(gè)7.5kW的潛水泵進(jìn)行抽水，并由潛水工使用止水布條，對(duì)鋼圍堰外側(cè)鎖口進(jìn)行堵漏施工。

抽水過(guò)程中，要時(shí)刻留意圍堰的變形情況，如發(fā)現(xiàn)特殊情況，應(yīng)及時(shí)停止抽水，并回補(bǔ)水頭，待查明原因后，立刻采取加固措施。當(dāng)堰內(nèi)水位到達(dá)標(biāo)高-2.00m時(shí)，加固下層圍檁，并在圍檁與鋼板樁上加焊三角勁板。

3.2 焊接承重牛腿

當(dāng)承臺(tái)圍堰水位降至-2.00m時(shí)，檢查下層圍檁的加固情況后，即可焊接承重牛腿。承臺(tái)底架承重牛腿采用雙拼H500型鋼，長(zhǎng)70cm，頂標(biāo)高為-0.95m，沿橫橋向每個(gè)護(hù)筒上分別安裝兩個(gè)。

施工時(shí)，使用吊車(chē)將反掛在預(yù)制梁下方的牛腿提起，施工人員利用反吊掛籃到梁下方進(jìn)行安裝、焊接。安裝過(guò)程中要求牛腿頂面處于水平位置，并貼緊預(yù)制梁下放，焊縫飽滿(mǎn)密實(shí)，確保牛腿滿(mǎn)足受力要求。

驗(yàn)收牛腿焊接質(zhì)量后，可進(jìn)行承重體系的轉(zhuǎn)換，即由挑梁及吊桿承重轉(zhuǎn)換至牛腿承重。施工時(shí)，先拆吊桿，再拆挑梁，注意對(duì)吊桿螺母移動(dòng)位置抹上黃油，以減小摩擦力。

在承重體系成功轉(zhuǎn)換為牛腿受力后，深水區(qū)承臺(tái)圍堰先支法及牛腿支撐施工工藝即完成。接著可進(jìn)行割護(hù)筒、鑿樁頭、安裝預(yù)制板及澆筑找平層。當(dāng)找平層完成澆筑后，即可進(jìn)入承臺(tái)的實(shí)體施工。

4 結(jié)語(yǔ)

該工程深水區(qū)承臺(tái)采用的鋼板樁圍堰先支法和牛腿支撐施工工藝與鋼套箱圍堰相比具有工期短、施工成本低、工藝簡(jiǎn)單、占用水面較少、安全、施工風(fēng)險(xiǎn)易于控制等諸多優(yōu)勢(shì)；與型鋼底架支撐施工工藝相比，節(jié)約了大量型鋼等施工材料，減小了鋼板樁圍堰的變形和拆除型鋼底架所帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)降低了施工成本，縮短了施工工期。

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