鋼板樁圍堰施工技術(shù)與組織

鋼板樁圍堰施工技術(shù)與組織施工原理和組成施工原理先利用振動(dòng)錘打入鋼板樁形成阻水結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)水中吸泥清基至設(shè)計(jì)位置，最后進(jìn)入水下混凝土封底。這樣通過(guò)鋼板樁及封底混凝土，為承臺(tái)施工提供無(wú)水的施工環(huán)境。適用范圍鋼板樁圍堰適用于淺水低樁承臺(tái)并且水深4m以上，河床覆蓋層較厚的砂類(lèi)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)，鋼板樁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。鋼板樁圍堰內(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(guò)檢算進(jìn)行確定。采用鋼板樁圍堰時(shí)，需認(rèn)真核實(shí)地質(zhì)條件，如基底有大塊孤石或基底很硬則不適合采用鋼板樁圍堰。組成鋼板樁主要包括薄板樁、組合支撐樁和管狀支承樁。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(duì)較低，位于斜坡上的鋼板樁需采用二次打樁，必要時(shí)采用氧割切斷鋼板樁，為防止鋼板樁傾斜，在一根樁打入后應(yīng)與前一根焊牢，它可避免先打入的鋼板樁被后打的樁帶入土中。鋼板樁施工的主要機(jī)械為振動(dòng)錘及相應(yīng)的起吊設(shè)備，振動(dòng)錘與鋼板樁呈剛性連接,依靠錘內(nèi)偏心塊產(chǎn)生上下振動(dòng),強(qiáng)迫與之接觸的土體發(fā)生振動(dòng),大大降低土體的沉樁阻力，從而使鋼板樁在自重及振動(dòng)錘的壓重作用下順利沉入土體。A鋼板樁：鋼板樁為熱軋鎖口，防滲能力較強(qiáng)。從形式分為U形、H形、Z形等。其中U形應(yīng)用最多。根據(jù)需要可將鋼板樁焊接接長(zhǎng)，接長(zhǎng)應(yīng)先對(duì)焊，再焊加強(qiáng)板，最后調(diào)直。類(lèi)型主要包括薄板樁、組合支撐樁和管狀支承樁。施工一般采用單根插打法，該法施工速度快，樣架高度相對(duì)較低，位于斜坡上的鋼板樁需采用二次打樁，必要時(shí)采用氧割切斷鋼板樁，為防止鋼板樁傾斜，在一根樁打入后應(yīng)與前一根焊牢，它可避免先打入的鋼板樁被后打的樁帶入土中。施工的主要機(jī)械為振動(dòng)錘及相應(yīng)的起吊設(shè)備，振動(dòng)錘與鋼板樁呈剛性連接,依靠錘內(nèi)偏心塊產(chǎn)生上下振動(dòng),強(qiáng)迫與之接觸的土體發(fā)生振動(dòng),大大降低土體的沉樁阻力，從而使鋼板樁在自重及振動(dòng)錘的壓重作用下順利沉入土體。B內(nèi)撐：為了保證鋼板樁圍堰在完成混凝土封底并抽干吊香水后側(cè)壁不致產(chǎn)生較大變形，需設(shè)內(nèi)撐。內(nèi)撐由內(nèi)圈梁，水平支撐柱組成。內(nèi)圈梁一般采用型鋼，水平支撐一般采用φ50鋼管或型鋼，內(nèi)撐的布置根據(jù)水深及水流的速度而定。二、鋼板樁圍堰施工工藝（1）施工準(zhǔn)備鋼板樁運(yùn)到工地現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)進(jìn)行檢查、分類(lèi)、編號(hào)。鋼板樁里面應(yīng)平直，以一塊長(zhǎng)約1.5m且鎖口合乎標(biāo)準(zhǔn)的同型板樁為基準(zhǔn)進(jìn)行檢查，凡鎖口不合者，均應(yīng)修正合格后再使用（可用千斤頂頂壓或火烘等方法進(jìn)行修正）。鋼板樁打設(shè)先由測(cè)量人員定出鋼板樁圍堰的軸線和邊線。鋼板樁打入前，鎖口應(yīng)涂以黃油或其他油脂。插打前應(yīng)先打入導(dǎo)向樁，并安裝導(dǎo)向架。導(dǎo)向架的作用是保持鋼板樁垂直打入且打入后鋼板樁樁面平直具體的操作步驟是:（1）履帶吊停在離打樁點(diǎn)就近的鋼平臺(tái)，側(cè)向施工，便于測(cè)量人員觀察。掛上振動(dòng)錘，升高，理順油管及電纜。（2）錘下降，開(kāi)液壓口，拉一根樁至打樁錘下，鎖口抹上潤(rùn)滑油，起錘。（3）待鋼板樁尖離開(kāi)水面30cm時(shí)，停止上升。錘下降，使樁至夾口中，開(kāi)動(dòng)液壓機(jī)，夾緊樁。上升錘與樁，至打樁地點(diǎn)。（4）對(duì)準(zhǔn)樁與定位樁的鎖口，錘下降，靠錘與樁自重壓樁至淤泥以下一定深度不能下降為止。插樁時(shí)鎖口要對(duì)準(zhǔn)。為防止鎖口中心線產(chǎn)生平面位移，可在打樁行進(jìn)方向的鋼板樁鎖口處設(shè)卡板，不讓板樁移動(dòng)，同時(shí)在導(dǎo)向架上預(yù)先算出每塊板樁的位置，以便隨時(shí)檢查糾正。待板樁打到設(shè)計(jì)深度后，立即用鋼筋或鋼板與導(dǎo)向架焊接固定。（5）試開(kāi)打樁錘30秒左右，停止振動(dòng)，利用錘慣性打樁至堅(jiān)實(shí)土層，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)錘打樁下降，控制打樁錘下降的速度，盡可能的使樁保持豎直，以便鎖口能順利咬合，提高止水能力。（6）板樁至設(shè)計(jì)高度前40cm時(shí)，停止振動(dòng)，振動(dòng)錘因慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間，打樁至設(shè)計(jì)高度。（7）松開(kāi)液壓夾口，錘上升，打第二根樁，以上類(lèi)推至打完所有樁。打樁前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物，在打完鋼板樁后，開(kāi)始進(jìn)行鋼板樁圍堰內(nèi)的止水處理。（8）鋼板樁沿軸線傾斜度較大時(shí)，采用異形樁來(lái)糾正。異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的板樁，異形樁可根據(jù)實(shí)際傾斜度進(jìn)行焊接加工；傾斜度較小時(shí)也可以用卷?yè)P(yáng)機(jī)（或葫蘆）和鋼索將樁反向拉住再錘擊。施工注意事項(xiàng)：（1）導(dǎo)向樁打好之后，以槽鋼焊接牢固，確保導(dǎo)向樁不晃動(dòng)，以便打樁時(shí)提高精確度。（2）線樁插打，鋼板樁起吊后人力將樁插入鎖口，動(dòng)作緩慢，防止損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入。（3）鋼板樁振動(dòng)插打到小于設(shè)計(jì)標(biāo)高40cm時(shí)，小心施工，防止超深發(fā)生。（4）封口時(shí)，精確計(jì)算異形鋼板樁的尺寸，確保止水質(zhì)量。角樁的制作由于鋼板樁圍堰形樁的需要，通常要配備改變打樁軸線方向的特殊形樁的鋼板樁，在方形圍堰中，一般采用90°的角樁。角樁一般是將工程所用的鋼板樁從背面中心線處切斷，再根據(jù)選擇的截面進(jìn)行焊接。3、圍堰抽水與支撐鋼板樁圍堰封閉后進(jìn)行抽水，抽水過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制抽水速度和抽水高度，并在圍堰頂端設(shè)置一道安全支撐。當(dāng)抽水達(dá)到預(yù)定的深度后，應(yīng)及時(shí)加支撐防護(hù)。鋼板樁全部焊接牢固到導(dǎo)向槽鋼上。內(nèi)部利用型鋼做成骨架進(jìn)行支撐，以保證安全，考慮到有1.5m厚封底混凝土，故內(nèi)部支撐共分兩層，以確保鋼板樁圍堰的穩(wěn)定性。兩端采用雙拼I36工字鋼做成斜撐。水中清基水中清基多用高壓水槍?zhuān)▔毫?.5~3.0MPa）將土層破碎稀釋成泥漿，在抽水及進(jìn)行內(nèi)部支撐的過(guò)程中，用泥漿泵配合高壓射水將圍堰內(nèi)的淤泥清除，然后用水力吸泥機(jī)將泥漿排出圍堰外，圍堰內(nèi)的水位要時(shí)刻與圍堰外平齊，保證內(nèi)外水頭差不大于50cm，以保證圍堰安全。如土層較硬，則可用起重機(jī)吊抓斗進(jìn)行挖土。作業(yè)時(shí)，一般先清理圍堰中央部分的土，形成鍋底形，然后再均勻沖抓周邊。清除過(guò)程中同時(shí)使用抽水機(jī)對(duì)圍堰內(nèi)進(jìn)行清淤補(bǔ)水，清淤時(shí)及時(shí)測(cè)量坑底標(biāo)高，如達(dá)到設(shè)計(jì)底標(biāo)高，停止高壓射水。如果抽水后發(fā)現(xiàn)清淤不到位，用人工清除剩余淤泥。圍堰封底由于采用水下封底可能造成鋼板樁無(wú)法拔出，所以采用先抽水、支撐，后封底。當(dāng)清淤達(dá)到要求后，即可按常規(guī)進(jìn)行干封底施工。封底時(shí)在鋼板樁圍堰內(nèi)側(cè)支模，封底混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20，厚度計(jì)算校核后方可實(shí)施，封底的方法采用導(dǎo)管灌注法，封底混凝土標(biāo)號(hào)為C20，坍落度控制在18~20cm。另外，為提高混凝土的流動(dòng)性和延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間，在混凝土拌制中可摻加粉煤灰和高效緩凝型減水劑。抽水混凝土試件強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，立即進(jìn)行圍堰內(nèi)抽水。當(dāng)抽水至設(shè)計(jì)支撐位置時(shí)即停止。然后安裝內(nèi)撐。內(nèi)撐安裝完畢后，再繼續(xù)抽水。抽水派專(zhuān)人負(fù)責(zé)，為防止在抽水過(guò)程中發(fā)生圍堰變形，需在圍堰內(nèi)外均設(shè)水泵。如發(fā)生情況，應(yīng)立即停止向外抽水，馬上向吊箱內(nèi)抽水，保持吊箱內(nèi)外水壓平衡。為防止漏水，采用一邊抽水一邊順著鋼板樁的鎖口下溜干細(xì)砂的方法，借助水壓力將細(xì)砂吸入接縫內(nèi)而達(dá)到堵漏的目的，對(duì)于變形較大的接縫用棉絮塞填。鋼板樁打入之前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物。當(dāng)鎖口不緊密漏水時(shí)，用棉絮等在內(nèi)側(cè)嵌塞，外側(cè)包裹一層防水彩條布，起到防水和減小水壓力的雙重效果，抽水時(shí)同時(shí)在外側(cè)水中漏縫處撒大量木屑或谷糠和爐渣的混合物，使其由水夾帶至漏水處自行堵塞，在樁腳漏水處，采用局部砼封底等措施。若漏水嚴(yán)重，堵漏困難時(shí)，在鋼板樁外側(cè)補(bǔ)打木樁圍堰，木樁圍堰內(nèi)側(cè)鋪設(shè)彩條布，在彩條布與鋼板樁圍堰間填筑粘土進(jìn)行封堵。拔樁墩臺(tái)身施工完畢后即可安排拔樁。先用打拔樁機(jī)夾住鋼板樁頭部振動(dòng)1~2min，使鋼板樁與周?chē)幕炷练蛛x，減少混凝土對(duì)樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時(shí)注意樁機(jī)的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來(lái)時(shí)應(yīng)停止拔樁，先振動(dòng)1~2min后往下錘0.5~1.0m再往上振拔，如此反復(fù)可將樁拔出來(lái)。三、機(jī)械設(shè)備、勞動(dòng)力安排、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1）機(jī)械設(shè)備及勞動(dòng)力安排機(jī)械設(shè)備主要包括振動(dòng)錘、運(yùn)輸船及水上浮吊。勞動(dòng)力安排：鋼板樁圍堰施工一般分為兩個(gè)施工隊(duì)，一隊(duì)負(fù)責(zé)鋼板樁圍堰的打入，拔除及水中清基（18人）；一隊(duì)負(fù)責(zé)封底混凝土的澆注（15人）。（2）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)平面位置偏差±5cm；高程偏差±3cm。四、安全保證措施（1）在通航橋孔進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)事先與港監(jiān)、海事部門(mén)協(xié)商設(shè)置航標(biāo)等事宜，并發(fā)出公告，使過(guò)往船只注意航行。（2）在施工過(guò)程中，應(yīng)配備水上救生船和救生設(shè)備，救生船應(yīng)?？吭谶m當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，船上人員執(zhí)行24h輪流值班制，堅(jiān)守崗位。水上作業(yè)人員一律配發(fā)救生衣，進(jìn)場(chǎng)必穿。（3）使用水上浮吊時(shí)，必須按吊機(jī)的吊重曲線操作，不得強(qiáng)行起載、起距，并用錨碇固定。（4）拖靠水上浮吊就位前，應(yīng)事先與港監(jiān)、海事部門(mén)聯(lián)系，請(qǐng)他們協(xié)助護(hù)航配合，以免發(fā)生碰船事故。（5）調(diào)度人員應(yīng)每天與當(dāng)?shù)貧庀缶帧庀笳炯八牟块T(mén)聯(lián)系，掌握準(zhǔn)確的氣象及水情預(yù)報(bào)，有6級(jí)以上大風(fēng)時(shí)應(yīng)停止一切作業(yè)，并加強(qiáng)檢查錨碇設(shè)備的情況。（6）在水上浮吊和鋼板樁圍堰上配備足夠的信號(hào)及通信設(shè)備，并按航行安全規(guī)定懸掛旗幟、燈光信號(hào)和警鐘。（7）施工船只在航行中應(yīng)認(rèn)真觀