橋梁深水基礎鋼板樁圍堰施工技術

2022-10-04 17:00:06 字數 4193 閱讀 6733

各位領導、同事,大家好!

提前給大家拜個年,祝大家新年好!

根據公司統一安排,結合寧啟一分部施工實際情況,下面給各位簡單介紹一下,一分部施工的通榆運河特大橋和l2線通榆運河特大橋跨通榆運河處深基坑鋼板樁圍堰施工情況,大體按照以下順序介紹:

一、工程相關簡介

二、施工方法選擇

三、鋼板樁施工方案編制

四、方案現場實施

五、效果檢驗及總結

六、檢算資料簡介

一、工程相關簡介

一分部施工的通榆運河特大橋和l2線通榆運河特大橋均位於南通市海安縣境內,該地區屬於長江三角洲平原區,地貌單元為衝海積平原地貌,地勢平坦,地面高程一般在3.0到5.0m之間。

通榆運河特大橋全長3002公尺,線路設計為時速200km雙線鐵路。l2線通榆運河特大橋全長1322公尺,線路設計為時速160km單線鐵路。

相關資料表

二、施工方法選擇

1、氣候因素

35#墩鑽孔樁於2023年3月19日施工,7月6日完成;36#墩鑽孔樁於2023年5月23日施工,8月10日完成。承臺施工剛好處於雨季,放坡開挖危險性太大,只能選擇比較安全的鋼板樁圍堰法。

2、設計因素

設計檔案要求36#墩採用拉森鋼板樁圍堰築島施工。

三、鋼板樁施工方案編制

由於為初次接觸鋼板樁施工,各方面經驗嚴重不足,通過網路查詢相關資料和公司楊總提供資料進行初步方案編制。後經過與鋼板樁租賃廠家溝通,了解鋼板樁效能,以往打設方法等,進行方案優化,最終形成定稿方案,其中相對比較複雜的是鋼板樁檢算資料。

本工程選用拉森iv型鋼板樁,寬40cm,重76.1kg/m,考慮到本工程地質情況的需要,採用樁長為18公尺的鋼板樁。

1、施工方案選擇

36#墩採用先草袋圍堰築島施工鑽孔樁後鋼板樁圍堰施工承臺及墩身方案,築島後平台高程3.80m。草袋圍堰及鑽孔樁施工詳見本橋施工組織設計相關內容。

採用鋼板樁圍護後,進行圍堰內部土層開挖及混凝土封底施工,單個承臺的鋼板樁圍護範圍為17.30m×25.10m,板樁距承臺邊沿均為1.

5m。採用拉森ⅳ鋼板樁,樁長為18m。

2、鋼板樁施工順序

35#:施工準備(平整場地)→測量定位→插打抗滑鋼管→插打鋼板樁→開挖基坑(機械開挖至第一道圍囹0.5m以下)→第一道圍囹安裝→沖水吸泥(至設計底標高)→澆築封底水下混凝土→逐層抽水安裝第

二、第三道圍囹(按照設計圍囹抽水至圍囹底部30cm)→抽水、樁頭處理、樁檢測→承臺分層施工→基坑分層回填→逐步拆除內支撐→墩身施工→基坑回填→鋼板樁拔出→抗滑鋼管拔出。

36#:施工準備(築島、平整場地)→測量定位→插打抗滑鋼管→插打鋼板樁→開挖基坑(機械開挖至第一道圍囹0.5m以下)→第一道圍囹安裝→沖水吸泥(至第二道圍囹0.

5m以下)→第二道圍囹安裝→沖水吸泥(至第三道圍囹0.5m以下)→第三道圍囹安裝→沖水吸泥(至設計坑底)→澆築封底混凝土→樁頭處理、樁檢測→承臺分層施工→基坑分層回填→逐步拆除內支撐→墩身施工→基坑回填→鋼板樁拔出→抗滑鋼管拔出。

鋼板樁施工工藝流程圖

3、鋼板樁施工示意圖

鋼板樁圍堰立面圖(36#墩)

鋼板樁圍堰立面圖(35#墩)

第一道橫支撐平面圖

第二、三道橫支撐平面圖

4、圍堰內開挖

根據設計提供地質斷面和現場鑽孔樁施工實際核對,35#墩基坑範圍內地質以砂層為主,現場主要採用水下射水吸泥;36#墩與設計差距較大,4m以下全部為粘土層,需使用其它挖掘裝置。基坑上層2m左右土層全部採用挖掘機開挖,運輸車外運。

35#墩基坑在插打完成並清除上層土體後,開始用泥漿幫浦配合高壓射水將圍堰內的土方清除。圍堰內取土,為不排水取土,過程中同時使用抽水機對圍堰內進行補水,需保持內部水位和地面標高基本一致,以保證圍堰安全。開挖時及時測量坑底標高,如達到設計底標高,停止高壓射水。

36#墩粘土層採用抓斗進行開挖,高壓水槍配合施工。

5、圍堰抽水與支撐

35#墩採用水下吸泥,鋼板樁圍堰封閉後進行吸泥抽水,首先進行第一道圍囹安裝,然後吸泥抽水至設計底面標高並澆築封底混凝土,逐層降水安裝焊接

二、三層圍囹及支撐,抽水過程中應嚴格控制抽水速度和抽水高度。當抽水達到預定的深度後,應及時加支撐防護。圍堰抽水期間,隨著水位下降,逐步安裝圍囹內撐,安完一層,降一層水,不得超出。

36#墩採用高壓水槍配合抓斗進行,每次開挖至鋼圍囹下30cm左右即進行圍囹安裝,後繼續開挖直至設計高程,封底後即可。

圍囹按設計高程預先焊好工字鋼短牛腿作為臨時支撐,待各圍囹安裝並連線就位後,再與鋼板樁焊接牢固。圍囹合攏段按實際丈量長度在現場加工改制。

6、封底混凝土澆注

封底混凝土強度等級採用c35,經過計算厚度採用1.5m。35#墩按水下混凝土設計配合比。

在完成第一道圍囹安裝後,注水使圍囹內水頭與外側地面齊平,高壓水槍配合吸泥裝置清除多餘土方至設計位置,再使用導管法進行水下灌注。36#墩封底混凝土按照普通配合比設計。

重點介紹水下封底混凝土施工:要注意封底混凝土澆築順序和方法,避免影響混凝土的澆築質量,造成封底失效或滲漏。採用分塊澆築,澆築過程中根據導管布置位置使用汽車吊移動導管連續分塊進行澆築,經計算混凝土擴充套件度半徑不超過3m。

布管圖如下:

剪球和澆築的順序為:由底往高,從邊到中;同時嚴防先剪球的導管混凝土擴散到附近未剪球的導管位置;導管停注時間不宜超過30min;派專人探測混凝土高程,做好各處的測深記錄,保證導管埋深不少於50cm,控制澆築中混凝土高差小於1m,澆完時平面高差小於50cm。同時應注意剪球時,導管下口至底部距離不宜過大和過小,防止隔水栓(球)卡管事故,或者首批混凝土擴散後埋置深度不足。

混凝土澆築完成後,安排專業人員水下檢查混凝土澆築質量,不足部位進行補充。

7、防滲與堵漏

鋼板樁打入之前一般應在鎖口內塗以黃油、鋸末等混合物。當鎖口不緊密漏水時,用棉絮等在內側嵌塞,外側包裹一層防水彩條布,起到防水作用

鋼板樁圍堰抽水過程中要加強鋼板樁的止水堵漏措施。抽水時同時在外側水中漏縫處撒大量木屑或穀糠和爐渣的混合物,使其由水夾帶至漏水處自行堵塞,在樁腳漏水處,採用區域性砼封底等措施。

8、變形觀測

鋼板樁施打過程中應設定觀測點和儀器跟蹤,避免圍堰偏位,尤其板樁的偏位累積很難校正。施打前,在圍堰上下游一定距離和兩岸陸地上設定全站儀觀測點,用於控制圍堰長短方向鋼板樁的的施打定位。觀測點布置圖詳見下圖4-9。

在鋼板樁圍堰擋水期間,每天對鋼板樁的高程和外側土體位移觀測均不少於2次,監測樁頂向基坑內外的偏移量。位移觀測樁使用長度不小於2m的φ16螺紋鋼筋打設至地下,頂部使用砂漿圍固,觀測樁離鋼板樁距離在15m左右。

圖4-9 觀測點布置示意圖

四、方案現場實施

現場嚴格按照方案執行,開挖深度、鋼板樁插打深度進行嚴格控制,水下混凝土封底過程中專案部班子成員全天值班,嚴格控制施工質量,取得了非常好的效果。

五、效果檢驗及總結

經過通榆運河特大橋35#、36#墩深基坑施工及後期施工的l2線17#、18#墩深基坑施工,大體總結以下經驗,僅供參考。

1、鑽孔樁施工過程中,對於設計樁頂以上土層必須仔細核對確認。

通榆運河特大橋事例較為典型,兩個墩間距125m分別位於通榆運河東西兩岸,但地質條件差別較大,35#墩適合採用水下高壓水槍衝泥,泥漿幫浦吸泥,水下混凝土封底;而36#則適用抓斗開挖。若35#不採用水下吸泥,則容易出現流沙、湧砂情況,36#適用水下吸泥、封底則根本無法實現。

2、詳細調查現場情況,理論計算後制定鋼板樁插打方案。

鋼板樁的方案安全性要求較高,必須經過計算並經過集團公司工程技術部審批後方可執行。目前計算書有兩種方式,一是人工按照公式計算,一是採用理正軟體進行計算。

3、現場插打要嚴格控制質量

鋼板樁安全性主要體現在其截面剛度大可抵抗較大壓力而變形較小,槽口咬合緊密可確保整體性及封閉性,起到整體受力和封水作用。但若插打過程中控制不嚴格則容易造成槽口處分離,影響使用質量。通過通榆運河施工實際情況來看,施工中此類問題出現比較多,35#由於為水下吸泥,開挖過程中鋼板樁情況無法查明,但存在鋼板樁外側部分土體下沉情況,抽水時發現鋼板樁有槽口咬合分離立即使用條狀鋼板進行層層焊接補強可起到一定效果。

鋼板樁合攏位置問題最為嚴重,當前的鋼板樁施工隊伍在合攏時都是多插打幾根樁重疊起來起到合攏作用,但基坑開挖後該處漏水、漏泥一般較為嚴重需要進行堵漏。

4、封底質量要引起足夠重視

深基坑封底關係到整個施工的成敗,以本工程為例:36#為乾封,施工過程中需嚴格檢查基坑周邊土體變化情況和坑內土體變化情況,發現周邊土體下降或者坑內土體上拱或者地下水出現管湧情況後要立即處理,本工程下部地層為粘土層和鋼板樁整體粘結性較好,未發生任何異常情況。35#墩採用水下封底,混凝土採用導管法灌注,通過現場嚴格控制混凝土質量,加強監測,封底效果較好,底部表面較為平整,承臺施工過程中未出現任何滲水、上湧現象。

5、出現問題要及時處理

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