黃岡橋南引橋陸地承臺鋼板樁圍堰施工技術(shù)
高盛錦

【摘要】 鋼板樁是一種帶鎖口的型鋼，鋼板樁圍堰是用鋼板樁拼裝而成的，大都使用在水中承臺，而本承臺鋼板樁圍堰是使用在陸地上的，即在無水的條件下插打鋼板樁、焊接內(nèi)支撐、開挖，對開挖基坑做支護(hù)，從而進(jìn)行承臺施工。
【關(guān)鍵詞】 承臺 鋼板樁插打 內(nèi)支撐 施工技術(shù)
【Abstract】Interlocking steel sheet pile is a mouth of steel, steel sheet pile cofferdam is made ​​of steel sheet pile assembly, most use the cap in the water, and this cap is the use of steel sheet pile cofferdam on land, that in the anhydrous Inserted to play under the conditions of steel sheet pile, welding the support, excavation, foundation excavation done on the support, so the pile cap construction.
【Keywords】Caps Plug play steel sheet pile Internal support Construction Technology
一、工程概況
黃岡公鐵兩用長江大橋南引橋下部橋墩編號為S1#～S41#，共41個橋墩，其中S1#～S10#墩為公鐵合建橋墩，S11#墩為公鐵合建與公鐵分建的過渡墩，S12#～S41#墩為鐵路單建橋墩。
承臺的基坑開挖深度均超過5m，屬于深基坑開挖，對安全防護(hù)要求高。
二、工程地質(zhì)概況
長江大橋南岸段線路位于沖洪積平原及湖積平原區(qū)，線路跨越長江一級階地和高階地。一級階地，地勢低平、平坦、開闊，帶狀分布。覆蓋層主要為第四系全新統(tǒng)地層，厚度較大，高階地，呈壟崗地貌，波狀起伏，“梳狀”坳溝發(fā)育，地表以第四系上更新統(tǒng)黏土為主，厚10至25米，具弱膨脹性，階地區(qū)及湖區(qū)表層軟土層強(qiáng)度低、壓縮性高。
三、主要技術(shù)難題
黃岡橋南引橋S1～S41#墩，墩位大部分在池塘中，池塘淤泥層厚，地質(zhì)情況復(fù)雜，基坑開挖深，紅線征地較窄，承臺施工常規(guī)的放坡開挖方法不適合本橋，而且工期緊、任務(wù)重。因此，為確保承臺施工的快速進(jìn)行，采用鋼板樁圍堰的施工方法是解決這一問題的關(guān)鍵。選擇鋼板樁施工的主要理由：
1、承臺尺寸大，挖深深度深。最大的承臺尺寸為27.2×11.8×3.6m，挖深為5m。
2、地質(zhì)情況復(fù)雜，軟土地層厚度不一，具有弱膨脹性。大部分為淤泥，不成型，極易造成塌方、滑坡等事故。
3、征地紅線較窄，采用放坡開挖需增加征地。
4、放坡開挖承臺需要的工期長、機(jī)械多、棄土外運(yùn)大。開挖土方量增加超過1000m3。
四、鋼板樁圍堰施工技術(shù)
1、插打鋼板樁前的準(zhǔn)備工作
1）、鋼板樁經(jīng)過裝卸、運(yùn)輸、會出現(xiàn)撞傷、彎扭及鎖口變形，鋼板樁在拼組前必須進(jìn)行檢查、剔除撞傷、彎扭及鎖口變形鋼板樁。并對其長度、截面尺寸進(jìn)行復(fù)核。
2）、插打鋼板樁的導(dǎo)向設(shè)備按照常規(guī)施工方法，一般先打定位樁，在定位樁上安置導(dǎo)梁，組成框架式的圍籠作為插樁時的導(dǎo)向設(shè)備。由于本橋承臺為陸上，基本無水，且鋼板樁圍堰作支護(hù)使用，要求精度不高，因此在施打前不必制作繁瑣的導(dǎo)向架，只需用一根Ⅰ56型鋼即可，在兩端用小型鋼插入土中，固定Ⅰ56，保證鋼板樁圍堰的精度。
2、施工技術(shù)
1）、鋼板樁的插打
鋼板樁由廠家運(yùn)送到施工現(xiàn)場，鋼板樁插打采用機(jī)械手打樁機(jī)。由打樁機(jī)吊起插正，然后開啟振動錘一邊振動，一邊插打。在插打鋼板樁之前，為保證鋼板樁順利合攏，應(yīng)先放置、固定導(dǎo)向。在插打鋼板樁時，第一根鋼板樁必須插正、打正，作為以后插打的鋼板樁的豎向?qū)�向，且可以避免影響到后面鋼板樁的插打的垂直度。在整個鋼板樁圍堰施打過程中，開始時可插一根打一根，即將每一片鋼板樁打到設(shè)計位置，到剩下最后十幾片時，要先插后打，若合攏有誤，用倒鏈或滑車組對拉使之合攏，合攏后，再逐根打到設(shè)計深度。
2）、鋼板樁內(nèi)支撐焊接、基坑開挖
在鋼板樁圍堰合攏后，將設(shè)置內(nèi)支撐，本橋?yàn)榫匦螄�堰，因此采用平面型鋼支撐，四周由四組3工28a的工鋼組形成矩形框，矩形框內(nèi)四個角設(shè)置為三角形，矩形框中間設(shè)置兩道橫稱（小承臺可設(shè)置一道橫稱），其穩(wěn)定性較好，安全系數(shù)高。內(nèi)支撐的安裝先四周邊框、四角斜撐再中間橫稱。首先清除圍堰范圍內(nèi)1米深度的土，為內(nèi)支撐安裝提供平臺，然后根據(jù)承臺頂面標(biāo)高安裝內(nèi)支撐（內(nèi)支撐底面標(biāo)高必須高于承臺面標(biāo)高），其數(shù)量根據(jù)土壓力計算決定。鋼圍堰內(nèi)基礎(chǔ)開挖，采用的方法是：內(nèi)支撐安裝完成后，采用兩臺挖機(jī)（一長臂挖機(jī)、一正常挖機(jī)）進(jìn)行配合開挖。開挖時挖機(jī)及運(yùn)土車輛離鋼板樁距離為1.5米，禁止挖機(jī)挖斗撞擊內(nèi)支撐。
3）、圍堰內(nèi)排水
圍堰內(nèi)排水是利用抽水機(jī)進(jìn)行排水，其排水量應(yīng)大于圍堰內(nèi)滲水量的1.5-2倍，抽完圍堰內(nèi)水，要留有1臺抽水機(jī)備用。
4）、拔樁
圍堰內(nèi)承臺承臺模板拆除后，處理完拉桿孔，回填土至承臺頂面，割除內(nèi)支撐后才能進(jìn)行拔樁。拔樁時，可以借助千斤頂松動鋼板樁，減少鋼板樁與土、鋼板樁之間的摩擦力，然后由打樁機(jī)拔起，當(dāng)鋼板樁還有較大的摩擦力，打樁機(jī)不能拔起時，應(yīng)在鋼板樁上設(shè)立支點(diǎn)，用千斤頂繼續(xù)向上松動，直到能拔起為止。
3、鋼板樁的插打作業(yè)步驟和技術(shù)要點(diǎn)
1）、在鋼板樁鎖口內(nèi)涂黃油。
2）、鋼板樁就位下插，第一片鋼板樁沿水平導(dǎo)向下插是整個圍堰的基準(zhǔn)，要反復(fù)測量檢查，使其方向垂直，位置準(zhǔn)確，必要時可加輔助設(shè)施，控制樁在導(dǎo)向內(nèi)的左右位置。
3）、將鋼板樁下插穩(wěn)定后，進(jìn)一步復(fù)核樁的垂直度、位置，檢查合格后進(jìn)行插打。使鋼板樁（第一片）下沉到設(shè)計標(biāo)高，其它鋼板樁則以插打好的樁為準(zhǔn)。對準(zhǔn)鎖口，控制好方向，利用打樁機(jī)振動下插。
4、鋼板樁圍堰合攏措施保證
鋼板樁圍堰插打至合攏面時，應(yīng)精確丈量尺寸，考慮到鋼板樁鎖口的間隙和鋼板樁本身的性能，合攏面尺寸應(yīng)大于理論尺寸15-20厘米為宜，避免合攏口尺寸過小的出現(xiàn)：同時與合攏口相鄰的10-15片鋼板樁采取先插至樁的穩(wěn)定標(biāo)高，主要是有利于鋼板樁的調(diào)整，并且合攏口兩側(cè)鋼板樁具有高差，便于插樁，待合攏后，再將樁打至設(shè)計標(biāo)高。合攏口解決措施如下：
1）、鋼板樁合攏口尺寸上下都大時
a、當(dāng)尺寸上大下小時，在合攏口兩側(cè)鋼板樁上下平行吊耳，位置根據(jù)尺寸大小的差值而定，利用倒鏈或轉(zhuǎn)向滑輪進(jìn)行對位，直至符合要求合攏為止。其優(yōu)點(diǎn)是：鋼板樁對向平行受拉能保證樁的兩側(cè)鎖口在同一平面內(nèi)，通過對拉，使兩側(cè)鋼板樁連接有利于穩(wěn)定，便于插樁合攏。
b、當(dāng)尺寸下大上小時，鋼板樁上設(shè)置的吊耳，應(yīng)盡量向樁的下部安置，直至合攏。
2）、合攏口尺寸上下都小時，此時應(yīng)將合攏口的位置設(shè)置在合攏面一側(cè)的角樁附近。用千斤頂在鋼板樁頂端頂推和設(shè)置吊耳，將合攏口向兩側(cè)張拉，調(diào)整上下尺寸，但要采取保證兩側(cè)鋼板樁鎖口在同一平面內(nèi)，一般是在樁內(nèi)外安置水平導(dǎo)向，迫使鋼板樁在導(dǎo)梁平面內(nèi)移動。鋼板樁圍堰布置示意圖見下圖；鋼板樁圍堰安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)見下表。

 

五、鋼板樁圍堰強(qiáng)度及土壓力計算
1、工程概況
圍堰采用拉伸Ⅲ型鋼板樁，其截面模量W＝1600cm3。
承臺基坑深度：H=5m
土的重度： r=18KN/m3。
內(nèi)摩擦角度：φ=200。
鋼板樁入土深度：t
距離鋼板樁外側(cè)1.5m處考慮1輛攪拌車荷載，攪拌車總重量（包括混凝土重量）取30噸，攪拌車長寬取8.8m×2.5m，則荷載為：q=30t÷8.8÷2.5=13.6KN/m2。
內(nèi)導(dǎo)梁及內(nèi)支承均采用3工28a制作。距離鋼板樁頂部50cm。
鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)圖如下：

2、檢算內(nèi)容
1）、驗(yàn)算鋼板樁圍堰強(qiáng)度；
2）、內(nèi)支承初步設(shè)計的強(qiáng)度。
3、計算荷載
1）鋼板樁計算
鋼板樁按照上端為簡支，下端為固定支承，計算采用等值梁法。
①、計算鋼板樁上的土壓力強(qiáng)度

鋼板樁上的土壓力強(qiáng)度分布圖見下圖：

 

為保證施工的安全，基坑在開挖過程中，施工車輛距離圍堰的距離必須大于1.5米，在圍堰外1.5米以外方可堆土。在承臺施工前，必須制定安全技術(shù)措施，進(jìn)行技術(shù)交底，學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)定和相應(yīng)的施工要求，按照相應(yīng)的要求進(jìn)行安全防護(hù)。
六、結(jié)語
黃岡大橋南引橋地質(zhì)情況復(fù)雜，承臺混凝土方量大，施工難度大。根據(jù)這一特點(diǎn)，使用鋼板樁圍堰施工承臺的方案取得了成功，解決了施工用地有限的問題，并且確保承臺施工的快速進(jìn)行，在施工岸上承臺時值得推廣。為承臺施工的順利完成奠定了基礎(chǔ)。

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/jiaotongyunshulw/15054.html