鋼板樁圍堰在水中橋墩施工中的應(yīng)用

鋼板樁圍堰在水中橋墩施工的應(yīng)用摘要：本文介紹鋼板樁圍堰在橋梁水中墩施工中的理論計(jì)算方法及有效施工方法，施工中存在的問(wèn)題及解決辦法。關(guān)鍵詞：鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)計(jì)算方法、施工方法和監(jiān)測(cè)要求。1、概述橋梁工程施工中，水中橋墩施工是橋梁工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)工程，在某些不利的條件下水中基坑的支護(hù)形式就成為重點(diǎn)需要解決的。本文以XX城際鐵路橋梁承臺(tái)在水中施工的工程實(shí)例，介紹鋼板樁圍堰在橋梁水中墩施工中的理論計(jì)算方法及有效施工方法，水中基坑開(kāi)挖施工中。2、鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法2.1、地質(zhì)情況本工程為XX城際鐵路XX特大橋位于XX湖，水深在5～7m。施工所處部位地層巖性主要有：1、第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al），粉質(zhì)黏土，承載力基本值σ0=80~120kPa；2、更新統(tǒng)沖洪積層(Q2al+pl）粉質(zhì)黏土、黏土，承載力基本值σ0=150kPa。2.2、鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)基坑開(kāi)挖、承臺(tái)及下部墩身施工均需采用鋼板樁圍堰支護(hù)。鋼板樁選用拉森Ⅳ型，其截面尺寸為B*H*T=400mm×170mm×15.5mm，長(zhǎng)度根據(jù)水深和入土深度確定；鋼板樁圍堰內(nèi)部支撐、圍囹采用H型鋼（400mm×400mm×13mm×21mm），內(nèi)部支撐、圍囹采用三道。鋼板樁與圍囹、圍囹與支撐進(jìn)行焊接。圍堰平面布置見(jiàn)下圖2-1防護(hù)方式見(jiàn)下圖：圖2-1鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)示意圖2.3、鋼板樁圍堰受力計(jì)算要求該結(jié)構(gòu)鋼板樁為非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算包括強(qiáng)度破壞和穩(wěn)定性破壞。強(qiáng)度破壞包括內(nèi)部支撐壓曲、支護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度和鋼板樁承受的最大彎矩值。穩(wěn)定性破壞包括墻后土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)、坑底隆起、管涌。該結(jié)構(gòu)為有支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)與變形計(jì)算根據(jù)各種工況條件下進(jìn)行計(jì)算：第一次降水至第一層支架安裝處，此工況為一懸臂的圍護(hù)墻；待第一層支撐形成后繼續(xù)降水至第二層支撐至第二層支架安裝后進(jìn)行降水到第三層支撐；最后進(jìn)行基坑清理及坑底砼澆筑；完成后拆除第三層支撐。鋼板樁圍堰受力計(jì)算方法很多，目前常用的有“等值梁法”“彈性曲線法”“豎向彈性地基梁法”（m”法）和“有限元法”?？拥追€(wěn)定與支護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度有關(guān)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度還與支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形有關(guān)。但只要能保證坑底不失穩(wěn)和入土深度滿足需要即可，過(guò)多的增加入土深度，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力并無(wú)有利影響。入土深度的計(jì)算采用Caguot進(jìn)行驗(yàn)算。水中鋼板樁圍堰支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗(yàn)算主要包括整體滑動(dòng)失穩(wěn)、坑底隆起和管涌。整體滑動(dòng)失穩(wěn)驗(yàn)算，對(duì)于支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)，如支撐不發(fā)生壓曲，一般亦不會(huì)產(chǎn)生整體滑動(dòng)失穩(wěn)；坑底隆起驗(yàn)算，圍堰內(nèi)水位下降和基坑清理中，由于墻后外側(cè)水壓和土重作用下引起坑底隆起，將支護(hù)結(jié)構(gòu)底平面作為求極限承載力的基準(zhǔn)面，參照Prandtl和Terzaghi地基承載力公式計(jì)算Nc，Nq的地基承載力系數(shù)；管涌驗(yàn)算主要是基坑開(kāi)挖后，地下水形成水頭差h’，使地下水由高處向低處滲流，因此基坑清理出后的墻后水頭差產(chǎn)生的動(dòng)水壓力作用下，繞過(guò)鋼板樁圍堰涌入基坑。3、鋼板樁圍堰施工方法3.1安裝導(dǎo)向鋼圍囹座測(cè)量定位碎打樁圍囹襪支架，保辮證鋼板樁啟沉樁的垂蕉直度及施希打板樁墻傘墻面的平站整度。打印樁圍囹支醉架采用雙更面布置，絨雙面圍囹脖之間的凈仍距應(yīng)比鋼掏板樁杰寬楊8態(tài)～辛10m虜m白。導(dǎo)向圍家囹采翁用寄H撕型鋼組成脾，圍囹與宵鋼平臺(tái)之壟間用連接或板焊接。齡3.厲2直鋼板樁插仁打捧鋼板樁采泡用日衰立狡45嗽0英型液壓振師動(dòng)打、拔味樁機(jī)進(jìn)行蒙插打。貴為羅增加鋼板角樁在使用增時(shí)防滲性驢能胡，賞每片鋼板箭樁鎖口都綠須均勻濤涂抹暖混合油飼（混合油色按副體積衫比，喬黃油：干誦膨潤(rùn)土：惜干鋸沫顛＝岔5錦：廣5非：窩3鞠進(jìn)行配制雹）。交打樁機(jī)夾仰緊鋼板樁茫并安裝好榜輔助鋼絲棉纜，根據(jù)宋導(dǎo)向架上朗測(cè)放的位慮置，鋼板椅樁在人工鏡配合下，縮沿著導(dǎo)向議架并對(duì)準(zhǔn)冶定位線后尾，自由下稼沉，自重接下沉穩(wěn)定拔后，開(kāi)動(dòng)斜振動(dòng)錘沉脊樁，直到店第一根鋼滔板樁沉放取到位。勇第二根鋼報(bào)板樁起吊筆后，其底弱口對(duì)準(zhǔn)已梁經(jīng)施打的龜鋼板樁，柏施工人員情協(xié)助嘆使兩根板芳樁鎖口對(duì)蘇接，然后城自重下沉蹤及振動(dòng)沉舉樁到位。圍以后每根淋板樁都遵盜循此施工可順序，直瓶至全部板鏡樁打設(shè)完圖成。鋼板熄樁放線施肉工，樁頭歲就位必須武正確、垂墻直、沉樁國(guó)過(guò)程中，偽隨時(shí)檢測(cè)井，發(fā)現(xiàn)問(wèn)雄題，及時(shí)異處理。沉齊樁容許偏廈差：平面啦位置縱款向出10暗0盜㎜，橫向館為慌-5腔0遼㎜壺～乖0險(xiǎn)㎜，垂直濟(jì)度為不大瞧于撈5見(jiàn)。偏3.且3稻圍囹及支交撐安裝蜓根據(jù)圖紙里要求現(xiàn)場(chǎng)餅測(cè)量標(biāo)記強(qiáng)圍囹軸線傻，并用紅守色油漆標(biāo)狀記。在圍買囹上測(cè)定遍斜撐軸線匙位置并標(biāo)毅記。撤抽水至第轟一道支撐情設(shè)計(jì)標(biāo)高把下感1壓m露處停止抽寬水，在吊農(nóng)車的配合嫂下安裝第淘一道圍囹唐及斜向支赤撐，然后單用相同的抗方式依次卡安裝第二壞道、第三睬道圍囹及濟(jì)斜撐。第貫三道支撐誕作為臨時(shí)秋支撐，待靠封底混凝泰土澆筑完萍后即可拆脊除，以便陳承臺(tái)施工降。局3.酒4剛混凝土封已底焰承臺(tái)開(kāi)挖撕至設(shè)計(jì)高底度后，在虛基坑四周盈設(shè)排水溝范，在鋼板鼠樁的對(duì)角竭設(shè)集水溝諒用水泵集菠中排水。館然后進(jìn)行茶混凝土封襖底施工。租若基坑內(nèi)傅水流加大背時(shí)，采取搜水下混凝危土灌注的降方法進(jìn)行予封底，封舅底混凝土遼強(qiáng)度等級(jí)駐采擠用丸C2痛0拋，厚度錫為擇0.5例m形。賺3.戚5乞防滲與堵片漏措施戴水中鋼板期樁圍堰的淋防滲水、陵漏水效果歪直接影響芝著基坑開(kāi)兔挖、圍囹白安裝、承泡臺(tái)施工的每順利進(jìn)行瞎，因此，扛在施工過(guò)芝程中采取碰以下防滲煎與堵漏措秒施：冒（倆1孟）峽鋼板樁運(yùn)聰至現(xiàn)場(chǎng)捏后需進(jìn)行床檢查、處吵理，臉清除鎖口文內(nèi)雜強(qiáng)物應(yīng)(鋼如電焊瘤勿渣、廢填綱充物龜?shù)染?攀，對(duì)缺陷飼部位加以匙整修蝕，振增加鋼板如樁使用時(shí)賊防滲性能炕；經(jīng)（姓2黎）鋼板樁倍在插打之囑前應(yīng)在鎖矮口內(nèi)涂以齡黃油、鋸婚末等混合冠物，增加壺鎖扣的密灶實(shí)性；形（瓶3緞）鋼板樁堅(jiān)插打過(guò)程愚中若鎖口追不緊密漏殖水時(shí)，可瀉用棉絮等權(quán)在內(nèi)側(cè)嵌短塞；波（瑞4前）鋼板樁姓插打完成齒后出現(xiàn)漏股水，可在己其外側(cè)包求裹一層防緩水彩條布場(chǎng)，起到防勞水減小水甩壓力的雙堂重效果，決抽水時(shí)同酷時(shí)在外側(cè)貝水中漏縫紅處撒大量面木屑或谷承糠和爐渣痕的混合物軋，使其由語(yǔ)水夾帶至稀漏水處自弊行堵塞；里（東5甘）在樁腳缸漏水處，愧采用局部緊混凝土封縣底措施；衣（少6它）若漏水財(cái)嚴(yán)重，堵狹漏困難時(shí)鍛，在鋼板房樁外側(cè)補(bǔ)秋打木樁圍柳堰，木樁列圍堰內(nèi)側(cè)掀鋪設(shè)彩條露布，在彩搭條布與鋼幟板樁圍堰余間填筑黏魂土進(jìn)行封挽堵。疼4海、案圍堰監(jiān)測(cè)碑該種圍堰闊監(jiān)測(cè)主要魂對(duì)鋼圍堰罷的穩(wěn)定狀陪態(tài)、安全靠程度和支頁(yè)護(hù)效果贈(zèng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)核，夸以便隨時(shí)曾調(diào)整設(shè)計(jì)百參數(shù)及基稻坑施工方飼案敬，證確保基坑咸安全可靠把。阿鋼板樁監(jiān)玩測(cè)彎曲應(yīng)紀(jì)力和變形告，在鋼板煩樁上設(shè)置渡沉降及水膝平位移觀忘測(cè)點(diǎn)，采庭用全站儀睬和水準(zhǔn)儀虧進(jìn)行觀測(cè)攝；鋼支撐礙采用應(yīng)變鏈計(jì)或傳感額器進(jìn)行內(nèi)鐘力計(jì)算的勇驗(yàn)證；孕通過(guò)變形習(xí)觀測(cè)對(duì)鋼玻板樁的位寶移然監(jiān)測(cè)，以悄便內(nèi)力計(jì)耗算的數(shù)值成與實(shí)際值休進(jìn)行復(fù)核事。在施工蚊過(guò)程中的及圍堰監(jiān)測(cè)蒜在設(shè)計(jì)計(jì)膜算的范圍