鋼板樁圍堰適用于水深4m以上,河床覆蓋層較厚的砂類土、碎石土和半干性粘土,風(fēng)化巖層等基礎(chǔ)工程。

鋼板樁圍堰有矩形、多邊形、圓形等。鋼板樁有直形、Z形、槽形、工字形等,可作成單層與雙層圍堰。在一般橋梁工程基坑施工中,淺基多用矩形及木導(dǎo)框,較深基坑多用圓形及型鋼。

因其防水性能好,多用單層圍堰。如用雙層圍堰時(shí),在雙層圍堰的夾層中間一般填粘土,特殊情況下,在夾層下部灌注水下砼提高防滲能力,在鋼板樁圍堰的施工中,多用槽形鋼板樁。

在施工鋼板樁圍堰時(shí),圍堰頂面比施工期間可能出現(xiàn)的最高水位高出0.5m以上。圍堰內(nèi)側(cè)工作面的大小,要滿足基坑頂邊緣之間要保留不小于1.0m的距離。

當(dāng)基礎(chǔ)較深,坑壁土質(zhì)不良,滲水量大,邊坡(坑壁)容易坍塌,則圍堰內(nèi)側(cè)坡腳至基坑頂邊緣的距離,適當(dāng)增大,確保安全。同時(shí),鋼板樁的入土深度及是否使用支撐,要通過檢算進(jìn)行確定。

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1、施工方法:

1.1施工準(zhǔn)備:

將新舊鋼板樁運(yùn)到工地后,詳細(xì)對其檢查、丈量、分類、編號,同時(shí)對兩側(cè)鎖口用一塊同型號長2~3m的短樁作通過試驗(yàn),以2~3人拉動通過為宜,或采用卷揚(yáng)機(jī)拖拉,最大牽引力≤KN,有條件時(shí),采用檢查小車進(jìn)行(如圖1),

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鎖口通不過或樁身有彎曲、扭曲、死彎等缺陷,采用冷彎,熱敲(溫度不超過800~1000℃),焊補(bǔ)、鉚補(bǔ)、割除、接長等方法加以整修。

同時(shí)接頭強(qiáng)度與其它斷面相等,接長焊接時(shí),用堅(jiān)固夾具夾平,以免變形,在焊接時(shí),先對焊,再焊接加固板,對新樁或接長樁、在樁端制作吊樁孔。

在采用組樁插打時(shí),每隔4~5m設(shè)有一道夾板,夾木在板樁起吊前夾好,插打時(shí),逐付拆除,周轉(zhuǎn)使用。

組樁及單樁的鎖口內(nèi),涂以黃油混合物油膏(重量配合比為:黃油:瀝青:干鋸末:干粘土=2:2:2:1),以減少插打時(shí)的摩阻力,并加強(qiáng)防滲性能。

1.2導(dǎo)框安裝與插打方法

在進(jìn)行安裝導(dǎo)框時(shí),先進(jìn)行定位測量。水中導(dǎo)框距岸邊或已成墩(或施工便橋)較遠(yuǎn)者,用前方交會法定位。導(dǎo)框的安裝,一般是先打定位樁或作臨時(shí)施工平臺。

導(dǎo)框采用在工廠或現(xiàn)場分段制作,在平臺上組裝,固定在定位樁上。當(dāng)不設(shè)定位樁時(shí),直接懸掛在浮臺上,待插打入少量鋼板樁后,逐漸將導(dǎo)框固定到鋼板樁上。

1.3鋼板樁的吊運(yùn)插打與合攏

鋼板樁檢查合格后,由兩組平車運(yùn)至碼頭,按插樁順序堆碼最多允許堆放四層,每層用墊木隔開高差不得大于10mm,上下層墊木中線要在同一垂直線上,允許誤差不得大于20mm。

安插鋼板樁使用高架索道對鋼板樁進(jìn)行水平和垂直運(yùn)輸,將鋼板樁運(yùn)至指定位置,然后運(yùn)用兩個(gè)吊鉤的吊起和放下,使鋼板樁成垂直狀態(tài),脫出小鉤,移向安插位置,插入已就位的鋼板樁鎖口中。

起吊前,鎖口內(nèi)嵌填黃油瀝青混合料。箍緊鋼板用的弧度卡箍,待插入鎖口時(shí)逐個(gè)解除。

鋼板樁逐塊(組)插打到底或全圍堰(矩形圍堰可為一邊),先插合攏后,再逐塊(組)打入,矩形圍堰一般先插上游邊,在下游合攏,圓形鋼板樁圍堰,插打順序有以下三種,如下圖:

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從圖中看出,a與b較c少一個(gè)合攏點(diǎn),b點(diǎn)累計(jì)誤差大于c,ab都可能在合攏前遭受回流影響而使樁腳外移,造成合攏困難,c受回流影響較小,在流速較大處,用c式插打。

在a式插打方式中,由兩側(cè)對稱向下游按順序加插,到下游合攏,兩側(cè)增插數(shù)大致相等,最多允許相差8組。

在鋼板樁的垂直度較好時(shí),一次將樁打到要求深度;垂直度較差時(shí),分兩次施打,即先將所有的樁打入約一半深度后,再第二次打到要求深度。

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1.4抽水堵漏

鋼板樁插打完,即可抽水開挖。設(shè)計(jì)有支撐的圍堰,先支撐再抽水,并檢查各節(jié)點(diǎn)是否頂緊,板樁與導(dǎo)框間木楔是否敲緊,防止因抽水而出現(xiàn)事故。

抽水速度不能過快,且要隨時(shí)觀察圍堰的變化情況。當(dāng)鎖口不緊密漏水時(shí),用棉絮等在內(nèi)側(cè)嵌塞,同時(shí)在漏縫處撒大量木屑或谷糠,使其由水夾帶至漏水處自行堵塞,在樁腳漏水處,采用以下3種辦法,或采用砼封底等措施。

1.5拔樁

鋼板樁拔樁前,先將圍堰內(nèi)的支撐,從下到上陸續(xù)拆除,并陸續(xù)灌水至高出圍堰外水位1~1.5m,使內(nèi)外水壓平衡,使板樁擠壓力消失,并與部分砼脫離(指有水下砼封底部份)。

再在下游選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁,先略錘擊振動各拔高1~2m,然后挨次將所有鋼板樁均拔高1~2m,使其松動后,再從下游開始分兩側(cè)向上游挨次拔除,對樁尖打卷及鎖口變形的樁,可加大拔樁設(shè)備的能力,將相鄰的樁一齊拔出,必要時(shí)進(jìn)行水下切割。

2.施工工藝流程

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3.機(jī)械設(shè)備配置

在岸邊或淺水處,用簡易腳手架或直接用打樁機(jī)或吊機(jī)、扒桿等機(jī)械打樁,在較深水中打樁時(shí),要根據(jù)工地使用機(jī)械及水上作業(yè)的設(shè)備要求安排。

打鋼板樁時(shí)選用較輕型樁架,一般錘重宜大于樁重、錘擊能要適當(dāng)。下表是復(fù)打汽錘打單根鋼板樁所需的錘擊能,用組合樁時(shí),可按樁數(shù)加倍機(jī)械設(shè)備配置數(shù)量表附后:

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4.質(zhì)量控制

4.1在拼接鋼板樁時(shí),兩端鋼板樁要對正頂緊夾持于牢固的夾具內(nèi)施焊,要求兩鋼板樁端頭間縫隙不大于3mm,斷面上的錯(cuò)位不大于2mm,使用新鋼板樁時(shí),要有其機(jī)械性能和化學(xué)成份的出廠證明文件,并詳細(xì)丈量尺寸,檢驗(yàn)是否符合要求。

4.2對組拼的鋼板樁兩端要平齊,誤差不大于3mm,鋼板樁組上下一致,誤差不大于30mm,全部的鎖口均要涂防水混合材料,使鎖口嵌縫嚴(yán)密。

4.3為保證插樁順利合攏,要求樁身垂直,并且圍堰周邊的鋼板數(shù)要均分,為保證樁身垂直,于第一組鋼板樁設(shè)固定于圍堰支撐上的導(dǎo)向木,順導(dǎo)向木下插,使第一組鋼板樁樁身垂直,由于鋼板樁樁組上下寬度不完全一致,鎖口間隙也不完全一致,樁身仍有可能傾斜,在施工中加強(qiáng)測量工作,發(fā)現(xiàn)傾斜,及時(shí)調(diào)整,使每組鋼板樁在順圍堰周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于5‰;

同時(shí)為了使圍堰周邊能為鋼板樁數(shù)所均分,事先在圍堰導(dǎo)梁上按鋼板樁組的實(shí)際寬度畫出各組鋼板樁的位置,使寬度誤差分散,并在插樁時(shí),據(jù)此調(diào)整鋼板樁的平面位置,使誤差不大于±15mm,當(dāng)仍有困難時(shí),將合龍口兩邊各幾組鋼板樁不插到河床,在懸掛狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)整。

在無法順利合攏時(shí),則根據(jù)合攏口的實(shí)際尺寸制造異形鋼板樁合攏如圖。但要控制異形鋼板樁上下寬度之差不超過樁長的2%。

4.4在使用拼接接長的鋼板樁時(shí),鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上,而且相鄰樁的接頭上下錯(cuò)開至少2m,所以,在組拼鋼板樁時(shí)要預(yù)先配樁,在運(yùn)輸、存放時(shí),按插樁順利堆碼,插樁時(shí)按規(guī)定的順序吊插。

4.5在進(jìn)行鋼板樁的插打時(shí),當(dāng)鋼板樁的垂直度較好,一次將樁打到要求深度,當(dāng)垂直度較差時(shí),要分兩次進(jìn)行施打,即先將所有的樁打入約一半深度后,再第二次打到要求的深度。

4.6打樁時(shí)必須在樁頂安裝樁帽,以免樁頂破壞(如圖為三組組合樁的樁帽圖)切忌錘擊過猛,以免樁尖彎卷,造成拔樁困難。

4.7鋼板樁圍堰在使用過程中,防止圍堰內(nèi)水位高于圍堰外水位。在低水位處設(shè)置連通管,到圍堰內(nèi)抽水時(shí),再予封閉,在圍堰內(nèi)抽水時(shí),鋼板樁鎖口漏水,在圍堰外撒大量細(xì)煤渣、木屑、谷糠等細(xì)物,借漏水的吸力附于鎖口內(nèi)堵水,或者在圍堰內(nèi)用板條、棉絮等楔入鎖口內(nèi)嵌縫,撒煤渣等物堵漏時(shí),要考慮水流方向并盡量接近漏縫,漏縫較深時(shí),用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒,同時(shí)當(dāng)圍堰內(nèi)抽水至各層支撐導(dǎo)梁處,逐層將導(dǎo)梁與鋼板樁之間的縫隙用木楔楔緊,使導(dǎo)梁受力均勻。

4.8圍堰使用完畢,拔除鋼板樁時(shí),首先將鋼板樁與導(dǎo)梁木板焊接物切除,然后在圍堰內(nèi)灌水至高出圍堰外水位1~1。5m,平衡內(nèi)外的水壓力使其與封底砼脫離,再在下游選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁,先略錘擊振動后拔高1~2m,然后挨次將所有鋼板均拔高1~2m,使都松動后,再從下游開始分兩側(cè)向上游挨次拔除。

5.安全措施

為確保施工中的安全,在進(jìn)行鋼板樁圍堰施工時(shí),必須將安全工作放在首位,預(yù)防為主。

5.1對操作人員進(jìn)行安全思想教育,提高安全意識,實(shí)行持證上崗制度,不經(jīng)培訓(xùn)或無證者,不得進(jìn)行上崗操作。

5.2用高架索道進(jìn)行水平和垂直運(yùn)輸時(shí),對兩端的地垅埋設(shè)要牢固,同時(shí)對索道的起重能力進(jìn)行實(shí)測,保證在運(yùn)輸時(shí),索道有足夠的承受能力。

5.3設(shè)專人負(fù)責(zé)日常檢查和養(yǎng)護(hù)工作,在使用索道時(shí)設(shè)專人給信號,避免人多時(shí)亂指揮,出現(xiàn)安全事故。

5.4對打樁機(jī)主塔架,設(shè)浪風(fēng)繩固定,防止風(fēng)大時(shí),樁架搖晃嚴(yán)重發(fā)現(xiàn)意外事故。

5.5打樁機(jī)在軌道上的輪子要經(jīng)常檢查不能有懸空的,如有時(shí)應(yīng)調(diào)整輪子或塞墊等辦法,使輪子壓在軌道上。

5.6當(dāng)人爬上打樁機(jī)塔架和走在臨水的導(dǎo)向環(huán)上時(shí),應(yīng)戴好安全帽,系好安全帶。

5.7拔樁時(shí)要先震動1~2分鐘,再慢慢啟動卷揚(yáng)機(jī)拔樁。在有松動后再邊震邊拔,防止蠻干。

5.8對所有滑輪和鋼絲繩每天進(jìn)行檢查,特別是要注意滑輪的軸和鋼絲繩摩損情況,危及安全的要及時(shí)維修、更換。

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