概述
一、雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
雙壁鋼圍堰為圓形圍堰,其堰壁鋼殼是由有加勁肋的內(nèi)外壁板和若干層水平桁架所組成,水平桁架的間距根據(jù)圍堰灌水下沉和圍堰內(nèi)抽水各階段的水頭壓力計(jì)算,為1.0~1.4m不等。堰壁底端設(shè)刃腳,以利于下沉入土。在堰壁內(nèi)腔,用隔艙板等分為若干個(gè)密封的隔艙,借助向密閉隔艙注水或抽水來控制雙壁鋼圍堰在下沉?xí)r的傾斜。
雙壁鋼圍堰一般用以配合深水中的大直徑鉆孔群樁基礎(chǔ)施工,雙壁鋼圍堰法修筑基礎(chǔ)即為浮式(著床型與非著床型)沉井加鉆孔基礎(chǔ),鋼沉井只起施工圍堰的作用,不參與主體結(jié)構(gòu)受力、其基底不采取大面積清理基底淤泥方式,而是鉆孔嵌入巖石。浮式鋼沉井浮運(yùn)就位時(shí),不是在沉井內(nèi)加設(shè)鋼氣筒壓氣排水來增加浮力,而是將中空的井壁向上延伸來增加浮力。同時(shí)不設(shè)隔墻,由于從下至上均為雙壁結(jié)構(gòu),且中空的雙壁較厚,空艙內(nèi)壁有水平桁架支撐,其剛度較大、強(qiáng)度較高,能夠抵抗很大的水頭差,一般在30米以上,鋼板樁在20米以下。能夠承受較大的壓力,能夠承受洪水沖擊。圍堰內(nèi)無支撐體系,工作面開闊,吸泥下沉、清基鉆孔、灌注水下混凝土均很方便。由于鋼圍堰在施工中僅僅起臨時(shí)圍堰作用,工程完成到一定階段后,要進(jìn)行水下切割拆除回收,可以進(jìn)行重復(fù)利用。下部不能切除部分可以對(duì)鉆孔樁基礎(chǔ)起到保護(hù)作用,可以防止因河床變遷引起的基礎(chǔ)沖刷和對(duì)風(fēng)化巖的破壞。
二、雙壁鋼圍堰鉆孔基礎(chǔ)施工工序
制作底節(jié)沉井圍堰,浮運(yùn)至墩位處定位,通過水上起重設(shè)備起吊,放入水中浮起,并用導(dǎo)向船和纜繩將其在流水中定位,在向空壁中注水壓重下沉并逐層接高壓重,同時(shí)吸泥下沉。當(dāng)圍堰下沉至巖面時(shí),可以將刃腳與巖面空隙填實(shí),再向空壁中注水壓重使其不再懸浮。雙壁鋼圍堰下沉穩(wěn)定后,可在其頂部搭設(shè)施工平臺(tái),安裝固定鉆孔護(hù)筒,灌注水下混凝土封底,安放鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔樁施工。完成鉆孔樁水下混凝土灌注后,可將圍堰內(nèi)的水抽干,修筑承臺(tái)和礅身,礅身出水后,適時(shí)切除鋼殼圍堰,進(jìn)入下一個(gè)施工循環(huán)。
三、雙壁鋼圍堰法修筑基礎(chǔ)施工要點(diǎn)
1、圍堰應(yīng)根據(jù)工地起重運(yùn)輸條件,分層分塊制造。塊件應(yīng)在胎具上焊接組拼,壁板應(yīng)用夾具夾緊,防止焊接變形。焊接時(shí)由于焊接變形的不可避免性,因此應(yīng)采取有效措施,避免過大的焊接變形,以及制定相應(yīng)的對(duì)變形的矯正措施和方法。
2、圍堰的浮運(yùn)應(yīng)根據(jù)潮水漲落規(guī)律來決定,圍堰在浮運(yùn)過程中處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)水的沖擊和浪涌比較敏感,應(yīng)采取有效措施保持穩(wěn)定和位置的準(zhǔn)確。
3、圍堰各層拼裝時(shí),以竣工底節(jié)的實(shí)際中心線為準(zhǔn),要求圍堰上口半徑的誤差不大于30㎜.內(nèi)外壁板允許互相搭接,亦可加蓋板焊接,但上下層艙板應(yīng)對(duì)準(zhǔn),所有搭接縫應(yīng)滿焊,并經(jīng)煤油滲透水密試驗(yàn),確保不漏水。
4、圍堰在著床前,受水流影響,河床必然在一定程度和一定范圍上受到?jīng)_刷,為了減少?zèng)_刷,可以采取拋一定數(shù)量大小均勻的碎石或卵石,以保護(hù)河床,減少局部沖刷。
5、采用圍堰內(nèi)壁艙注水壓重下沉的方法進(jìn)行圍堰著床時(shí),應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)幾臺(tái)水泵均勻?qū)ΨQ向各個(gè)對(duì)應(yīng)隔艙注水,以盡快著床。著床過程中,發(fā)現(xiàn)刃腳有部分著床而大部分任然懸空時(shí),可采取局部吸泥,使得刃腳全部嵌入河床,待圍堰著床達(dá)到穩(wěn)定后,再接高下一節(jié)圍堰。
6、當(dāng)圍堰下層困難時(shí),為加大沉降系數(shù)及加強(qiáng)圍堰抽水時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,可在圍堰井壁內(nèi)從刃腳起一定高度內(nèi)灌注水下混凝土。水下混凝土灌注高度應(yīng)滿足下列要求:圍堰自重能夠滿足沉降要求;圍堰內(nèi)抽水時(shí)的水位要求;圍堰水下切割后最低水位要求。
7、圍堰在覆蓋層中下沉,初期應(yīng)以糾偏為主;下沉中期及后期以糾正傾斜為主;當(dāng)圍堰接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)以清基為主。
8、圍堰封底前,應(yīng)將護(hù)筒與護(hù)筒之間、護(hù)筒與圍堰設(shè)置支撐予以固定,以防變形和變位。護(hù)筒與基巖間縫隙也應(yīng)堵住。
9、鋼圍堰的燒割亦在圍堰內(nèi)進(jìn)行。由于鋼殼內(nèi)填充的混凝土表面不平整,一般燒割線距離混凝土面不宜低于1米,同時(shí)應(yīng)沿?zé)罹先焊接一圈鋼筋,以便潛水工能夠準(zhǔn)確摸到燒割位置。
10、圍堰燒割成上下兩半節(jié)時(shí),上節(jié)圍堰受到水流沖擊將向下游移動(dòng),而且在圍堰斷開的一瞬間突然移動(dòng),為了使?jié)撍畣T安全施工,可以在燒割線的上下各焊接一個(gè)連接件,其間以倒插螺桿連接,并能夠承受水平力,起吊圍堰時(shí),可以將螺桿拔出,同時(shí)用方木將圍堰上節(jié)支撐于礅身,以防止圍堰傾倒。