橋梁工程鋼板樁倒塌處理施工方法探討
2010-11-09
引言
隨著各客運(yùn)專線及高速鐵路的開工建設(shè)，主要為橋梁基礎(chǔ)采用樁基承臺(tái)，橋梁基礎(chǔ)也開始大面積施工，在基礎(chǔ)的施工過程中遇到了諸多問題，這些鐵路線路多經(jīng)過河流、灌溉渠、低洼水塘等環(huán)境，在施工中這些地段多為深水基坑，常采用鋼板樁圍堰防護(hù)，由于施工和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，時(shí)常導(dǎo)致鋼板樁倒塌。本文介紹了某大橋深水基坑鋼板樁倒塌后的處理方法，供廣大技術(shù)人員參考借鑒。
1 .工程概況
某客運(yùn)專線承臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸大部分為10.6×14.6×3.0m、8.1×12.5×2.5m、8×11×2m等12種結(jié)構(gòu)型式，開挖深度均在5m以上，均屬于深基坑開挖施工?？绾映信_(tái)基礎(chǔ)開挖較深，該部分承臺(tái)的施工擬采用鋼板樁圍堰施工；根據(jù)此橋的水文、地質(zhì)等相關(guān)情況，認(rèn)為采用鋼板樁圍堰施工具有工期短、工藝簡(jiǎn)單、較少占用空間、安全、施工風(fēng)險(xiǎn)易于控制等諸多優(yōu)勢(shì)。鉆孔樁完成后，利用鉆孔用筑搗平臺(tái)作為鋼板樁施工平臺(tái)。
2.施工工藝流程與處理方案
2.1 工藝流程
測(cè)量放線→插打定位鋼板樁→設(shè)置導(dǎo)樁框架→清理鋼板樁→插打鋼板樁→設(shè)置內(nèi)支撐→抽水堵漏→承臺(tái)和墩身施工→拆除內(nèi)支撐→拔除鋼板樁。
2.2 施工處理方案
此基坑為跨河連續(xù)梁主墩，由于工期較緊，鋼板樁合攏后，第一道內(nèi)支撐加固好就開挖，施工期間正值當(dāng)?shù)匮雌?，河水猛漲，鋼板樁受河水沖擊意外倒塌。當(dāng)鋼板樁倒塌后曾試圖就地拔出鋼板樁，由于鋼板樁彎折，無法拔出。然后決定切割掉一部分鋼板樁后回填基坑，防止鋼板樁變形加劇，回填后創(chuàng)造出二次打樁平臺(tái)，采取二次做鋼板樁圍堰，對(duì)倒塌鋼板樁進(jìn)行徹底拆除。
2.2.1 鋼板樁的插打
鋼板樁倒塌后，采取切割掉一部分鋼板樁后回填基坑， 創(chuàng)造出二次打樁平臺(tái)，然后測(cè)量放線，插打鋼板樁。
鋼板樁由50T履帶式吊車吊起插正，然后開啟振動(dòng)錘一邊振動(dòng)，一邊插打。在插打鋼板樁之前，為保證鋼板樁順利合攏，先打?qū)蚣?。在插打鋼板樁時(shí)，第一根鋼板樁必須插正、打正，以免影響后面的鋼板樁。在整個(gè)鋼板樁圍堰施打過程中，開始時(shí)可插一根打一根，即將每一片鋼板樁打到設(shè)計(jì)位置，到剩下最后20片時(shí)，要先插后打，若合攏有誤，用倒鏈或滑車組對(duì)拉使之合攏，合攏后，再逐根打到設(shè)計(jì)深度。
在鋼板樁施工中插打和就位質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：合龍時(shí)楔形樁上下口寬度差不應(yīng)大于樁長(zhǎng)2%；到達(dá)設(shè)計(jì)高程后的傾斜度不應(yīng)大于1%；打鋼板樁過程中，當(dāng)導(dǎo)向設(shè)備失效，鋼板樁頂達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)，平面位置允許偏差：水中打樁為20cm，陸地打樁為10cm。應(yīng)監(jiān)測(cè)是否在允許誤差范圍內(nèi)，超出時(shí)及時(shí)糾正。
插打過程中注意事項(xiàng)：①插打前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物，組拼樁時(shí)用油灰和棉花捻縫，以防漏水；②插打順序按施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行，一般自上游分兩頭插向下游合龍；③插打鋼板樁，一般應(yīng)先將全部鋼板樁逐根或逐組插打到穩(wěn)定深度，然后依次打入至設(shè)計(jì)深度，在能保證鋼板樁垂直沉入條件下，每根或每組鋼板樁也可一次打到設(shè)計(jì)深度；④在插打鋼板樁時(shí)，如起重設(shè)備高度不夠，允許改變吊點(diǎn)位置，但該點(diǎn)位置不得低十樁頂以下1/3樁的長(zhǎng)度；⑤插打鋼板樁必須備有可靠的導(dǎo)向設(shè)備，以保證鋼板樁的正確位置。
2.2.2 鋼板樁內(nèi)支撐
在鋼板樁圍堰合攏后，將設(shè)置內(nèi)支撐，矩形圍堰宜采用平面鋼架支撐為宜，圍周周圍擬采用I45工字鋼，用兩片焊成整體，水平支撐擬采用θ300×10mm鋼管四個(gè)角設(shè)置為三角形，其穩(wěn)定性較好，又可以做成抽水平臺(tái)，內(nèi)支撐的安裝由上往下，一邊開挖，一邊安裝。
基坑支撐的順序如下：加入第一層導(dǎo)梁→進(jìn)行第一層支撐→再開挖至第二層內(nèi)支撐標(biāo)高下0.5米處→加入第二層導(dǎo)梁→進(jìn)行第二層支撐→抽水吸泥至基坑底。
在施工支撐及承臺(tái)的過程中，應(yīng)對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)支撐的變形、鋼板樁的變形、基坑內(nèi)流動(dòng)水量及圍堰的位移等。在施工過程中可能出現(xiàn)如下的情況：①鋼板樁彎曲變形嚴(yán)重。這主要是鋼板樁斷面選用偏小，土壓力計(jì)算偏低，基坑超挖或支撐間距過大等原因造成的。②基坑底部涌水嚴(yán)重。主要是基坑封底時(shí)混凝土澆注質(zhì)量不好，出現(xiàn)開裂、夾泥等情況引起的。嚴(yán)重時(shí)可以致使封底混凝土不能發(fā)揮其作用，而須要進(jìn)行二次封底。
2.2.3 基坑開挖
基坑開挖首次采用挖掘機(jī)開挖，第一次先開挖1.0m，第二次開挖3m，總開挖深度不小于4m，剩余土方采用泥漿泵吸泥法排除基坑外。吸泥法即采用大型泥漿泵配合浮筒將基坑內(nèi)泥漿抽出，抽出的同時(shí)，施工人員用高壓水槍沖刷基坑內(nèi)淤泥，沖散液化后用泥漿泵將泥漿排至指定地點(diǎn)，如此反復(fù)，晝夜不停24小時(shí)施工，直至吸泥到達(dá)承臺(tái)底標(biāo)高50cm以下停止作業(yè)，進(jìn)行混凝土封底。
2.2.4 圍堰內(nèi)排水
由于鋼板樁的鎖口之間連接不緊密，圍堰通常會(huì)漏水，因此在抽水過程中，通常采用細(xì)麻絲、棉條等材料，在鋼板樁內(nèi)側(cè)嵌塞、塞緊，或者用鋸屑加細(xì)煤灰在漏縫外側(cè)周圍放入，隨水流至漏縫處自行堵塞，必要時(shí)可外部堵漏。較深處的滲漏，可將煤渣等沉送到漏水處堵漏。鋼板樁圍堰會(huì)有少量滲水流入基坑，在基坑一角深挖，滲水流入該角，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1～2臺(tái)抽水機(jī)備用。
2.2.5 混凝土封底
視開挖土質(zhì)情況確定墊層厚度或確定是否進(jìn)行水下封底，此基坑為粉砂，進(jìn)行水下混凝土封底，封底厚度為40～60cm，混凝土為樁基C35水下混凝土，采用汽車泵進(jìn)行封底施工。
2.2.6 鋼板樁處理
當(dāng)基坑封底完畢后，利用承臺(tái)旁的施工平臺(tái)作為鋼板樁拔出的工作平臺(tái)，采用50T履帶式吊車，配合振動(dòng)錘及200KW專用（三相220V）發(fā)電機(jī)進(jìn)行鋼板樁的拔除。先對(duì)承臺(tái)底以上倒塌鋼板樁進(jìn)行拆除，先切割出一個(gè)缺口，再嘗試單根整體將鋼板樁拔出，先拔出受力及變形較小（一般在圍堰四角）的鋼板樁，依次逐根向中間施工。對(duì)彎折變形嚴(yán)重的鋼板樁，無法直接拔出時(shí)，可以在承臺(tái)底位置，將鋼板樁切斷，再拔出。整個(gè)過程中要及時(shí)監(jiān)控，當(dāng)鎖口變形嚴(yán)重影響拔樁時(shí)，應(yīng)立即將變形處割除，再將鋼板樁拔出。對(duì)拔樁過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)處理，整個(gè)施工過程要求作業(yè)人員要穩(wěn)、準(zhǔn)、鋼板樁拔出后，即進(jìn)行清理、整修，并分類堆場(chǎng)。
3.結(jié)束語
通過上述措施，在最短的時(shí)間內(nèi)將倒塌鋼板樁進(jìn)行簡(jiǎn)單、有效的拆除，保證了施工工期，為連續(xù)梁的施工贏取了寶貴的時(shí)間，同時(shí)減少了鋼板樁的損失及破壞，節(jié)約了成本，減少了浪費(fèi)，效果明顯。
參考文獻(xiàn)：
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