鋼板樁防滲墻在廣州河堤防滲工程中的應(yīng)用

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摘要：本文簡述了鋼板樁防滲的工藝和方法，并從人員、設(shè)備、環(huán)境等方面論述了其在廣州堤防防滲工程中的注意因素。

關(guān)鍵詞：防滲；鋼板樁；工藝；因素

1.簡述

珠三角是水系比較發(fā)達的地區(qū)，尤其是廣州，共有231條河涌，堤防總長900公里，加上基礎(chǔ)為軟土質(zhì)地基，堤防整治工程中堤防的防滲加固顯得尤其重要。防滲施工的方法較多，其中鋼板樁防滲墻是廣州地區(qū)比較合適且又常用的方法，其就是將鋼板樁打入堤基透水層直至其下的相對不透水層中，攔截透水層的滲水，形成半封閉的防滲墻，從而起到堤基防滲作用。鋼板樁間均以鎖扣連接，有效地防止水流滲透。

堤防加固中的鋼板樁防滲墻一般建在江堤外灘近堤腳軟土上，先沿鋼板樁軸線開挖施工溝槽，安裝施工樣架，沿樣架插打鋼板樁至設(shè)計高程；然后，在鋼板樁頂澆注鋼筋混凝土鎖口梁，鎖口梁頂貼復(fù)合土工膜，膜上覆蓋黏土，與堤身形成防滲整體。鋼板樁及其表面防滲處理布置見下圖。

2.施工工藝和方法

2.1施工流程

鋼板樁防滲墻技術(shù)施工主要工藝流程為：放線、確定施工場地→開挖平整場地→定位放線確定鋼板樁線路→鋼板樁運輸?shù)轿弧驑稒C械安裝到位→導(dǎo)軌設(shè)置→鋼板樁起吊→鋼板樁豎直定位與夾持→插打鋼板樁→安裝監(jiān)測儀器→鋪設(shè)復(fù)合土工膜→黏土鋪蓋→混凝土澆注→工程監(jiān)測。

2.2施工方法

鋼板樁施工一般采用單根插打法，該法施工速度快，樣架高度相對較低。位于斜坡上的鋼板樁需采用二次打樁，必要時采用氧割切斷鋼板樁。為防止鋼板樁傾斜避免先打入的鋼板樁被后打入的樁帶入土中，在一根樁打入后，應(yīng)與前一根焊牢。

打樁前需對鋼板樁逐根檢查，對銹蝕、變形的鋼板樁應(yīng)及時調(diào)整，以減小鋼板樁鎖口阻力。在軟土中打樁時，由于鎖口處阻力大于鋼板樁周圍的土體阻力，使鋼板樁向前進方向傾斜。當(dāng)鋼板樁發(fā)生傾斜時必須及時調(diào)整，或采用特制的異型鋼板樁糾偏。鋼板樁施工程序為：開挖施工平臺、安裝施工樣架、沿樣架插打鋼板樁、拆除施工樣架至另一工作面。

施工樣架安裝及鋼板樁插打時應(yīng)符合以下要求：①選擇鋼板樁的安裝和插打樣架形式，樣架一般采用鋼板樁生產(chǎn)廠家提供的定型樣架。②選擇起重安裝設(shè)備，首先采用小型吊車安裝55～80t油壓履帶式吊車，再采用55～80t油壓履帶式吊車吊裝鋼板樁。③施工樣架的安裝程序應(yīng)為：將樣架的兩根支柱插打人地基；用起重機將框架沿支柱提升至安裝位置并固定；將支柱和框架拼裝成整體，調(diào)整校準(zhǔn)其位置并使其成水平。④鋼板樁的拼裝與插打應(yīng)注意：施工樣架安裝完畢后，便可進行鋼板樁的拼裝工作，采用起重機吊起振動錘連續(xù)作業(yè)；鋼板樁預(yù)先用平板車運到現(xiàn)場，堆放于臨時堆場；吊樁前，先按設(shè)計墻深取料，深度不夠的鋼板樁需要電焊補長至設(shè)計深度，長度大于設(shè)計深度的鋼板樁裁短至設(shè)計深度；最后，按槽型鋼板樁的套接順序逐一打入地基，形成完整的鋼板樁防滲墻。

3.影響的主要因素

鋼板樁施工具有施工效率高的特點，但如果管理不好，這種施工工藝的特點就不能被充分發(fā)揮出來。研究影響鋼板樁施工效率的相關(guān)因素，并找出其對策，有益于在施工中提高工作效率。

3.1施工人員的素質(zhì)

施工人員素質(zhì)的高低對工作效率的影響是顯著的。在實際施工過程中，不同素質(zhì)的工人的工作效率可以相差l0倍以上。鋼板樁生產(chǎn)班組里對工作效率影響最大的兩個崗位是信號員與吊機手。據(jù)對施工過程中用振動錘夾卡鋼板樁和樣架位移安裝這兩道工序進行統(tǒng)計，用振動錘夾卡鋼板樁，一個優(yōu)秀的吊機手可以在30s內(nèi)完成，而技術(shù)不熟練的吊機手要用25min，兩者相差50倍。施工樣架的移位與安裝，在優(yōu)秀信號員的指揮下，這道工序僅需1～2h，但水平差的信號員需要8h才能夠完成這項工作。

3.2機械設(shè)備的不同

鋼板樁施工的主要機械設(shè)備是吊機、振動錘和發(fā)電機。在施工過程中，吊機和發(fā)電機對施工效率的影響不大，但振動錘的功率對施工質(zhì)量的影響是很大的。

在實際工作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)N63.5值為3～8的范圍內(nèi)，在相同的地層情況下時，60kW的振動錘與90kW的振動錘相比較，兩者的施工速度沒有明顯區(qū)別，但60kW振動錘所打樁的質(zhì)量明顯好于90kW振動錘所打樁的質(zhì)量。當(dāng)N63.5值為8～12的范圍內(nèi)時，雖然90kW振動錘的施工速度略快于60kW振動錘，但施工質(zhì)量沒有60kW振動錘的施工質(zhì)量好。

不同功率的振動錘在相同地層中施工的質(zhì)量上的差別見表1（調(diào)查統(tǒng)計數(shù)為每種振動錘施工約80根樁）。

表1 振動錘功率對施工質(zhì)量的影響

標(biāo)貫擊數(shù)值60KW振動錘90KW振動錘

N63.5值為3～8平均質(zhì)量系數(shù)1.4平均質(zhì)量系數(shù)1.8～2.2

N63.5值為8～12平均質(zhì)量系數(shù)1.8平均質(zhì)量系數(shù)2.0

注：N63.5為標(biāo)貫擊數(shù)。

以上統(tǒng)計的情況說明，在松軟地層選擇功率小的振動錘有利于提高鋼板樁的施工質(zhì)量，而在較堅硬的地層，選用功率較大的振動錘有利于提高施工效率。

3.3現(xiàn)場施工布置

鋼板樁施工用的都是大型機械設(shè)備，使用的材料（鋼板樁）也是超長件，一般為14～20m，因此現(xiàn)場施工布置對施工效率的影響是顯而易見的，一般來講要注意以下因素對施工效率的影響。

（1）現(xiàn)場交通通道。要保證施工現(xiàn)場交通的通暢，大型機械設(shè)備相互錯車所需通道的寬度至少要有8m，才能保證正常錯車和安全的需要。

（2）現(xiàn)場施工場地的寬度。當(dāng)施工場地的寬度大于l6m時，不會對施工效率產(chǎn)生影響，當(dāng)施工場地寬度小于l6m時，雖可勉強工作，但施工效率會大大降低。

（3）鋼板樁的堆碼對施工效率的影響是很大的，這主要表現(xiàn)在以下3個方面：①鋼板樁放置的方向。實踐證明當(dāng)鋼板樁的凹面朝上時施工效率會更高一些，而凸面朝上時，既容易發(fā)生安全事故，又降低效率。②鋼板樁的堆碼方向應(yīng)當(dāng)與施工軸線相平行，若鋼板樁的堆碼方向與施工軸線相垂直或是成其他角度，造成起吊鋼板樁時鋼板樁的晃動方向正好在吊車和施工人員的活動范圍內(nèi)，極易造成安全事故。③鋼板樁堆碼的內(nèi)外邊緣與施工軸線的距離。內(nèi)邊緣線與施工軸線的距離一般在2.5m，外邊緣線與施工軸線的距離一般為4.5m。

3.4施工工藝

施工組織設(shè)計中確定的施工工藝一般來講是不變的，但在特殊條件下如改變施工工藝有利于提高施工效率，則應(yīng)當(dāng)變更施工工藝。例如：在鋼板樁施工過程中，工藝流程一般為：測量→放線→溝槽開挖→樣架安裝→鋼板樁施打。

但在雨季，由于連降大雨，造成溝槽邊坡坍塌，溝中大量積水，在這種情況下，可將工藝流程變?yōu)椋簻y量→放線→樣架安裝→鋼板樁施打→溝槽開挖→二次拍打樁頭。

這種工藝的調(diào)整雖然增加了二次拍打樁頭的工作量，但避免了溝槽邊坡的坍塌和溝中大量積水，縮短了作業(yè)面上的輔助工作時間，增加的工作量又是在平行工作時間內(nèi)完成的，有利于縮短工期，提高工效。

3.5施工環(huán)境

施工環(huán)境主要是指人文環(huán)境和自然環(huán)境。

在施工過程中構(gòu)成人文環(huán)境的因素主要有地方政府、地方單位、當(dāng)?shù)?/p>

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