鋼板樁在震后道路加固工程中的應(yīng)用
鋼板樁在震后道路加固工程中的應(yīng)用
(中冶集團(tuán)成都勒察研究總院彭波鄧宇米小友)
摘要：拉森鋼板樁因其具有承載力強(qiáng)、自身結(jié)構(gòu)輕其構(gòu)成的連續(xù)墻體具有較高的強(qiáng)度與剛性，施工簡(jiǎn)使，作業(yè)高放、環(huán)保且可再生利用等特點(diǎn)常被廣泛應(yīng)用于裝卻碼頭、推土墻，平流堤、船竭、水閘、漁港、止水墻、路橋的護(hù)岸結(jié)構(gòu)等永久性工程和基統(tǒng)支護(hù)、臨時(shí)護(hù)岸、橋墩止水圍、臨時(shí)筑島等臨時(shí)性工程。本文結(jié)合工程實(shí)例，敘述了拉森鋼板樁支護(hù)體系在受“5.12汶川大地震”破壞后的都江堰拉法基水泥有限公司廠區(qū)主工藝生產(chǎn)線道路加固工程中的永久性支護(hù)實(shí)踐應(yīng)用，從設(shè)計(jì)、施工工藝、工藝流程、施工方法以及沉樁質(zhì)量控制和保證措施分別進(jìn)行了闡述，說(shuō)明了森鋼板柱在震害加因工程中的優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞：拉森鋼板樁 震害 加固 應(yīng)用
1 工程概況
都江堰拉法基水泥有限公司位于四川省都江堰市蒲陽(yáng)鎮(zhèn)金風(fēng)鄉(xiāng)金鳳村，距離成都市55公里。
都江堰拉法基水泥有限公司是由法國(guó)拉法基集團(tuán)與四川省都江堰市建工建材有限責(zé)任公司于1999年2月共同投資組建的一家合資企業(yè)?？偼顿Y為2.58億美元，其中拉法基占75%的股份并全面負(fù)責(zé)公司的經(jīng)營(yíng)管理，是當(dāng)時(shí)中國(guó)西南地區(qū)最大的外商投資項(xiàng)目之一。都江堰拉法基水泥公司生產(chǎn)廠區(qū)是一條從石灰石儲(chǔ)存到水泥發(fā)運(yùn)的日產(chǎn)4000噸水泥生產(chǎn)線。二線3500t/d擴(kuò)建工程，于2006年10月18日正式點(diǎn)火投產(chǎn)，近期拉法基三線4600t/d生產(chǎn)線總投資7億元，于2010年上半年建成投產(chǎn)。由于5月12日四川汶川發(fā)生強(qiáng)烈地震，該廠地處于重災(zāi)區(qū)，生產(chǎn)線受損嚴(yán)重。二線廠區(qū)主工藝生產(chǎn)線道路及邊坡?lián)鯄υ诘卣鹬斜黄茐?，道路邊坡?lián)鯄?/font>的破壞直接威脅到二線主工藝生產(chǎn)線的安全。見(jiàn)圖1。
工程道路緊鄰水泥廠二線生產(chǎn)線設(shè)備，總長(zhǎng)度627.7m。該道路平常用于重型車(chē)輛原材料輸送，道路外側(cè)為高6.0m的漿砌塊石擋墻，該擋墻在這次地震中同樣嚴(yán)重受損。受該公司委托，我院承擔(dān)該震害工程的加固設(shè)計(jì)與治理。根據(jù)本工程實(shí)際情況結(jié)合外籍專家意見(jiàn)，本工程采用了由拉森鋼板樁和H型鋼，預(yù)力錯(cuò)索所組成的支護(hù)體系進(jìn)行道路及邊坡的加固處理，以達(dá)到二線的恢復(fù)正常生產(chǎn)、恢復(fù)道路通行，道路外側(cè)擋墻的開(kāi)挖修復(fù)以及擋墻外側(cè)三線超深排水溝的修筑。
2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況
場(chǎng)地所處區(qū)域的大地構(gòu)造環(huán)境較為復(fù)雜，從北往南有三個(gè)一級(jí)大地構(gòu)單元，分別為秦嶺褶皺系，松潘-甘孜褶皺系和揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)。總體上講，地臺(tái)區(qū)以地殼振蕩運(yùn)動(dòng)為特征，是相對(duì)穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境，地槽區(qū)則以大幅度的沉降繼以強(qiáng)烈的褶皺造山和巖漿侵入為特征，是相對(duì)活動(dòng)的大地構(gòu)造環(huán)境。擬建場(chǎng)地位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西北側(cè)龍門(mén)山山前凹陷帶，龍門(mén)山不斷上升剝蝕，川西臺(tái)陷作為它的補(bǔ)償盆地接受堆積。
根據(jù)四川省地震局工程地震研究所1999年4月提的《四川省都江堰水泥廠工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》，擬建場(chǎng)地位于成都斷陷西北側(cè)龍門(mén)山斷裂前緣，該斷裂距場(chǎng)地約200m。根據(jù)武勘院巖土測(cè)試中心提出的《都江堰拉法基水泥廠有限公司（3200t/d）場(chǎng)地詳勘物探報(bào)告書(shū)》，場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂。
2.1 地形地貌
擬建場(chǎng)地位于成都平原西北部邊緣的岷江沖洪積扇體的北側(cè)，地形總體由西北向東南緩傾，地勢(shì)起伏不大，現(xiàn)已人工填平呈階梯狀。
2.2 地層巖性
場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)土層主要由第四系上~中更新統(tǒng)(Q2-3al+pl)層構(gòu)成，場(chǎng)地勘探深度內(nèi)各巖土層的巖性敘述如下：
2.2.1 人工堆積(Q4ml)層
素填土
以褐黃色為主，主要由粘性土構(gòu)成，含少量碎石和磚塊等，呈濕的，稍密狀態(tài)，層厚為0.80-9.40m，分布在整個(gè)場(chǎng)第。
2.2.2 第四系上~中更新統(tǒng)(Q2-3al+pl)層
2.2.2.1 粉質(zhì)粘土
黃灰色、灰色，含約5-20%強(qiáng)~中風(fēng)化卵石、漂石，其中約70%為強(qiáng)風(fēng)化，約30%為中風(fēng)化，卵石和漂石成為砂巖，偶見(jiàn)石英巖及石英砂巖等，粒徑在40~300mm之間，并含有少量有機(jī)質(zhì)。呈飽和、軟塑狀態(tài)，層厚400-7.20m分布于場(chǎng)地鉆孔No57和58。
2.2.2.2 粉質(zhì)粘土
黃灰色、灰色，含約5-20%強(qiáng)~中風(fēng)化卵石、漂石，其中約50%為強(qiáng)風(fēng)化，約40%為中風(fēng)化，卵石和漂石成份主要為砂巖，偶見(jiàn)石英巖及石英砂巖等，粒徑在40~300mm之間，并含有少量有機(jī)質(zhì)。呈濕的、可塑狀態(tài)，層厚0.90-6.20m，分布于場(chǎng)地西側(cè)地區(qū)。
222.3 粉質(zhì)粘土
灰色~灰褐色，含有約2~4%的有機(jī)質(zhì)，局部可見(jiàn)未完全分解的腐植物，含有約5~15%的中風(fēng)化卵、礫石。呈稍濕的、硬塑狀態(tài)，層厚0.50~14.00m，分布于場(chǎng)地西側(cè)
和中部地區(qū)。
2.2.2.4 粘土
灰色，含約5~20%強(qiáng)~中風(fēng)化卵石、漂石，其中約55%為強(qiáng)風(fēng)化，約45%為中風(fēng)化，卵石和漂石成份主要為泥質(zhì)砂巖，偶見(jiàn)石英巖及石英砂巖等，粒徑在40~300mm之間，并含有少量有機(jī)質(zhì)。呈濕的、可塑狀態(tài)，層厚0.60~10.60m，分布于場(chǎng)地東側(cè)地區(qū)。
2.2.2.5 粘士
灰色~灰褐色，含有約2~4%的有機(jī)質(zhì)，局部可見(jiàn)未完全分解的腐植物，含有約5~15%的強(qiáng)~中風(fēng)化卵、礫石。呈稍濕的、硬塑狀態(tài), 層厚1.30~9.20m，分布于場(chǎng)地東側(cè)地區(qū)。
2.2.2.6 稍密卵石
卵石成份主要為砂巖，偶見(jiàn)石英巖、石英砂巖等，多呈亞園形，卵石含量為50%~60%，含有塊石和漂石，一般粒徑40~80mm，最大粒徑600mm，充填物主要為可塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土，有少量有機(jī)質(zhì)，呈飽和、稍密狀態(tài)，分布于場(chǎng)地大部分地區(qū)。
該層卵石風(fēng)化狀態(tài)呈強(qiáng)~中風(fēng)化，強(qiáng)風(fēng)化卵石約占總重40%-50%、中風(fēng)化卵石約占總重5%~15%。根據(jù)鉆探揭露，強(qiáng)風(fēng)化卵石強(qiáng)度很低，手捏即散。中風(fēng)化卵石能基本保持卵石原有形狀，巖芯多呈短柱狀，輕錘敲擊便碎。
2.2.2.7 中密卵石
卵石成份主要為砂巖，偶見(jiàn)石英巖、石英砂巖等，多呈亞園形，卵石含量為50%-60%，含有塊石和漂石，一般粒徑40-80mm，最大粒徑600mm，充填物主要為可塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土，有少量有機(jī)質(zhì)，呈飽和、中密狀態(tài)，分布于整個(gè)場(chǎng)地。
該層卵石風(fēng)化狀態(tài)呈強(qiáng)~中風(fēng)化，強(qiáng)風(fēng)化卵石約占重30%-35%、中風(fēng)化卵石約占總重20%-25%。根據(jù)鉆探揭露，強(qiáng)風(fēng)化卵石強(qiáng)度很低，手捏即散。中風(fēng)化卵石能基本保持卵石原有形狀，輕錘敲擊便碎。
2.2.2.8 密實(shí)卵石
卵石成分主要為砂巖，多呈亞園形，卵石含量約為55-65%，含有漂石和塊石，一般粒徑40-120mm,最大粒徑600mm，充填物主要為可塑~硬塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土，含少量有機(jī)質(zhì)。呈飽和的、密實(shí)狀態(tài)，整個(gè)場(chǎng)地均有分布。
該層卵石風(fēng)化狀態(tài)以強(qiáng)風(fēng)化為主，強(qiáng)風(fēng)化卵石占總重的45-50%。手捏易碎，中等風(fēng)化卵石約占總重的10-20%，能基本保持卵石原有形狀，若芯多呈短柱狀，輕錘敲擊便碎。
2.2.2.9有機(jī)質(zhì)粘土
灰褐~灰黑色，含有約5-17%的有機(jī)質(zhì)及約10%強(qiáng)風(fēng)化卵石，偶見(jiàn)未完全分解植物殘?jiān)?。?/font>嗅味，呈飽和的、流塑狀態(tài)，層厚2.60-6.20m，僅在No8和22有分布。
2.3 水文地質(zhì)條件
場(chǎng)地地下水主要為賦存卵石中的潛水，主要受大氣降水、地表水和地下水徑流補(bǔ)給，總體本由西向東徑流。地下水埋深在1.00-7.20m之間，相當(dāng)于標(biāo)高719.55~ 727.38m。據(jù)調(diào)查，地下水位年變化量約為1.50-4.00m。
3拉森鋼板樁支護(hù)體系設(shè)計(jì)方案
3.1設(shè)計(jì)目的
受“5.12汶川大地震”的影響，二線廠區(qū)道路在地震中被破壞，在余震持續(xù)不斷的情況下，本次震后廠區(qū)道路加固工程設(shè)計(jì)的目的是：
1) 加固該條長(zhǎng)為627.7m的道路，使道路穩(wěn)定。
2) 通過(guò)對(duì)道路的加固穩(wěn)定，確保水泥廠二線工藝設(shè)備基礎(chǔ)的穩(wěn)定，保證二線的恢復(fù)生產(chǎn)，防范余震對(duì)生產(chǎn)線的破壞。
3) 確保道路正常通行。
4) 為后期道路外側(cè)擋墻修復(fù)開(kāi)挖及擋墻墻底的新建超深排水溝開(kāi)挖提供安全保障。
3.2設(shè)計(jì)依據(jù)
《熱軋U型鋼板》GB/T20933-2007
《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》CECS22 2005
《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ 120- 99
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002
《建筑邊坡工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50330-2002
《鋼板樁從設(shè)計(jì)到施工》鋼管樁協(xié)會(huì) 新日本制鐵株式會(huì)社
3.3拉森鋼板樁支護(hù)體系方案確定
在起初從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等角度出發(fā)，根據(jù)設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)依據(jù)曾考慮過(guò)由抗滑樁組成的樁板式擋墻、預(yù)制鋼筋混凝土排樁墻、深層攪拌樁墻、復(fù)合微型樁擋墻、拉鋼板樁等多種方案。最終由于拉森鋼板樁加固方案具有如下優(yōu)點(diǎn)而被確認(rèn)：
1) 高品質(zhì)(熱軋定型產(chǎn)品、高強(qiáng)度、輕型)
2) 施工快捷工期短、耐久性良好壽命50年以上
3) 安全環(huán)保可再生利用
4) 救災(zāi)搶險(xiǎn)靈活應(yīng)用如防洪、塌方、塌陷、流沙等。
結(jié)合本工程的特殊性(地震后搶險(xiǎn)加固，工期短，效果突出)，因此最終選擇了由拉森鋼板樁、H型鋼、樁間預(yù)應(yīng)力錨索組成的復(fù)合式支護(hù)體系進(jìn)行震害加固。
在擋墻內(nèi)側(cè)設(shè)置一排連續(xù)的拉森鋼板樁墻，根據(jù)主動(dòng)土壓力及被動(dòng)土壓力計(jì)算以及抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果結(jié)合擋墻高度分別選取SP-IV和SP-IVw型鋼板樁。在鋼板樁外側(cè)設(shè)置一排400×400H型鋼樁作為支撐樁，樁間距3.0m，樁長(zhǎng)12.0m。在鋼板樁樁頂位置與H型鋼間設(shè)置共一排400×400H型鋼圍檁。在鋼板樁墻內(nèi)側(cè)8m處H型鋼鋼樁支撐樁又對(duì)稱位置處設(shè)置一排400×400H型鋼錨樁，支撐樁與錨樁之間采用4股φ15.2鋼絞線和錨具組成的拉森鋼的錨索相連，錨索外加50KN預(yù)應(yīng)力。具體內(nèi)容詳見(jiàn)圖2、圖3。
(1) 鋼板樁選用：
根據(jù)工程所在地場(chǎng)地特點(diǎn)，結(jié)合鋼板樁的特性、施工等方面進(jìn)行考慮，選用拉森SP-Ⅳ和SP-IVw型鋼板樁，因?yàn)樵撔吞?hào)拉森鋼板樁寬度適中，抗彎性能好，根據(jù)計(jì)算結(jié)果及作業(yè)條件決定選用SP-IV鋼板樁長(zhǎng)度12長(zhǎng)，共1361根、SP-Ⅳw型鋼板柱長(zhǎng)度15長(zhǎng)，共138根。
(2) H型鋼及鋼絞線選用：
H型鋼選用12米長(zhǎng)400×400型熱軋H型鋼樁作為鋼板樁外側(cè)的支撐樁和鋼板樁背側(cè)錨拉樁，鋼板樁與支撐樁之間設(shè)置由400×400H型鋼構(gòu)成圍檁。H型鋼樁共474支。支撐樁和錨拉樁之間選用4股φ15.2(1×7 標(biāo)準(zhǔn)型)鋼絞線相連接，鋼絞線長(zhǎng)度8.5。
4.1 施工工藝流程
4.2施工方法
4.2.1 H型鋼的防腐處理
4.2.1.1表面處理
涂裝表面在除裝前必進(jìn)切底清理，要求達(dá)到無(wú)銹，無(wú)氧化皮、無(wú)油污，無(wú)水和灰塵，除銹標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足GB8923-88涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)中Sa2.5級(jí)的要求。
4.2.1.2 涂裝工藝
涂裝前，配料時(shí)先將甲、乙組分按配比重量混合均勻，再按比例加入丙組分混合并攪勻。配好的涂料應(yīng)盡快用完,25℃時(shí)適用期約為30min，因此每次配料不宜過(guò)多，以每次3kg為宜。各組分比例與氣溫有關(guān)，參照下表調(diào)配：
為保證涂層附著力，經(jīng)表面處理合格后先用稀釋的配方涂一道，再按上表要求配料進(jìn)行涂裝。稀釋的配方具體配比如下：甲：乙：丙：H02稀釋劑=100：(15-25):100：(5 -10)。
應(yīng)嚴(yán)格控制涂膜厚度，做到90%的被測(cè)點(diǎn)達(dá)到規(guī)定的厚度，未達(dá)到膜厚的被測(cè)點(diǎn)，其膜厚應(yīng)達(dá)到規(guī)定值的90%。允許對(duì)涂層破壞處或缺陷處進(jìn)行修補(bǔ)，將待修補(bǔ)處及其周?chē)?/font>20mm范圍內(nèi)的涂層用砂紙或鋼絲刷打毛，刮涂本涂料與周?chē)繉酉嗥郊纯伞?/font>
由于環(huán)境條件的差異，會(huì)影響到漆膜表面的質(zhì)量，必要時(shí)，在甲、乙組份混合時(shí)加入甲組份量1%的Z01助劑。
4.2.1.3注意事項(xiàng)
(1)涂膜干透前，應(yīng)避免受到雨水或其它液體的沾染，更不得有人員踐踏。
(2)型鋼表面在夏季受烈日直接照射及雨、雪、霧等天氣時(shí)不得施工。
(3)涂料配料間及施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁明火作業(yè)，禁止吸煙，也應(yīng)避免因摩擦或電器等引發(fā)的火花。如發(fā)生起火，應(yīng)使用泡沫、二氧化碳或干粉滅火器撲滅火焰。
(4)施工現(xiàn)場(chǎng)，尤其是在狹小空間作業(yè)時(shí)，應(yīng)確保通風(fēng)良好，操作人員應(yīng)配戴必要的防護(hù)用具，如感不適，應(yīng)立即將其調(diào)離現(xiàn)場(chǎng)至有新鮮空氣的地方。
(5)涂料丙組分應(yīng)妥善存放，防止受潮。
4.2.2 拉森鋼板樁插打
4.2.2.1拉森鋼板樁的采購(gòu)、檢驗(yàn)、吊裝及堆放
1) 采購(gòu)：根據(jù)建設(shè)單位要求，本工程采用的拉森鋼樁的插打。根據(jù)特點(diǎn)鋼板樁施工要正確選擇打樁方法配板樁為全新樁，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)走訪調(diào)查最終選定新日本制鐵株式會(huì)社生產(chǎn)的SP-IV和SP-Ⅳw型拉森鋼板樁。
2)檢驗(yàn)：鋼板樁運(yùn)到工地后，進(jìn)行整理。清除鎖口內(nèi)雜物(如電焊瘤渣、廢填充物等)，對(duì)缺陷部位加以整修或退還處理。
①鎖口檢查的方法：用一塊長(zhǎng)約2米的同類(lèi)型、同規(guī)格的鋼板樁作標(biāo)準(zhǔn)，將所有同型號(hào)的鋼板樁做鎖扣通過(guò)檢查。檢查采用卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁平車(chē)，從樁頭至樁尾作鎖口通過(guò)檢查。對(duì)于檢查出的鎖口扭曲及“死彎”進(jìn)行校正。
②為確保每片鋼板樁的兩側(cè)鎖口平行。同時(shí)，盡可能使鋼板樁的寬度都在同一寬度規(guī)格內(nèi)。需要進(jìn)行寬度檢查，方法是：對(duì)于每片鋼板樁分為上中下三部分用鋼尺測(cè)量其寬度，使每片樁的寬度在同一尺寸內(nèi)，每片相鄰數(shù)差值以小于lmm為宜。對(duì)于肉眼看到的局部變形可進(jìn)行加密測(cè)量。對(duì)于超出偏差的鋼板樁進(jìn)行更換。
③鋼板樁的其它檢查，對(duì)于樁身殘缺、殘跡、不整、銹皮、卷曲等都要做全面檢查，并采取相應(yīng)措施，以確保正常使。
④鎖口潤(rùn)滑及防滲措施，對(duì)于檢查合格的鋼板樁，為保證鋼板樁在施工過(guò)程中能順利插打，并增加鋼板樁在使用時(shí)防滲性能。每片鋼板樁鎖口宜均勻涂抹混合油，其體積配合比建議值為黃油：干膨潤(rùn)土：干鋸沫=5:5:3。
⑤對(duì)于新采購(gòu)的拉森鋼板樁宜根據(jù)《熱軋U型鋼板樁》GB/T20933-2007進(jìn)行抽樣復(fù)試。
3）吊運(yùn)：裝卸鋼板樁宜采用兩點(diǎn)吊。吊運(yùn)時(shí)，每次起吊的鋼板樁根數(shù)不宜過(guò)多，根據(jù)樁長(zhǎng)及規(guī)格型號(hào)綜合吊車(chē)理論吊重,4-8根為宜，并應(yīng)注意保護(hù)鎖口免受損傷。吊運(yùn)方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎，而單根吊運(yùn)常用專用的吊具。
4）鋼板樁堆放的地點(diǎn)，要選擇在不會(huì)因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅(jiān)固的場(chǎng)地上，并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場(chǎng)。堆放時(shí)應(yīng)注意：
①堆放的順序、位置、方向和平面布置等應(yīng)以后的施工方便；
②鋼板樁要按型號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度分別堆放，并在堆放設(shè)置標(biāo)牌說(shuō)明；
③鋼板樁應(yīng)分層堆放，每層堆放數(shù)量一般不超過(guò)5根，各層間要墊枕木，墊木間距一般為3-4米，且上、下層墊木應(yīng)在同一垂直線上，堆放的總高度不宜超過(guò)2米。
4.2.2.2 拉森鋼板樁插打
理解設(shè)計(jì)意圖及完成技術(shù)交底后，開(kāi)始進(jìn)行拉森板樁的插打。根據(jù)特點(diǎn)鋼板樁施工要正確選擇打樁方法、配備合理打樁機(jī)械和合理流水段劃分，以便使插打后的板樁墻有足夠的剛度和良好的止水效果。
1)測(cè)量定位：插打前先由測(cè)量人員定出鋼板樁的軸線，根據(jù)測(cè)量的軸線每隔一定距離(本工程距離3.0m)設(shè)置導(dǎo)向木樁，然后掛繩線作為導(dǎo)線，打樁時(shí)利用導(dǎo)線控制鋼板樁的軸線。
2)插打順序：根據(jù)工程特點(diǎn)，本工程采用從中間開(kāi)始，向兩邊推進(jìn)的順序進(jìn)行插打，該順序樁機(jī)行走路線短，施工簡(jiǎn)便，打設(shè)速度快。有效保證了板樁墻的連續(xù)性。
3)打樁機(jī)械及工業(yè)的確定
根據(jù)設(shè)計(jì)及地質(zhì)勘察資料，先選用的是打拔樁機(jī)，即由兩臺(tái)液壓挖掘機(jī)(小松PC400和日立EX450H)加液壓高頻振動(dòng)錘(DZM60)改裝而成，激振力420kN。前期試柱比較成功地能將一根整樁插打到位。到后期大規(guī)模插打時(shí)發(fā)現(xiàn)因本工程地質(zhì)條件復(fù)雜，回填上層中夾雜有大量回填漂石，在樁搭扣的情況下，大部分樁根本不能一次性沉樁到位。我公司積極組織相關(guān)力量，先從引孔角度從地層入手進(jìn)行試驗(yàn)，先后采用了單管深層攪拌樁機(jī)、螺旋鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)進(jìn)行引孔但最終以效率低下告終。然后從打樁力上人手，采用了90KW振動(dòng)錘進(jìn)行輔打樁，也未成功。最后，將整根樁分成兩道工序施工即先采用振動(dòng)機(jī)械進(jìn)行插樁至硬質(zhì)土層后，采用重錘式柴油打樁機(jī)進(jìn)行夯打到設(shè)計(jì)標(biāo)高。主要機(jī)械設(shè)備數(shù)量見(jiàn)下表：
5) 插樁及后期夯打
①液壓打樁機(jī)吊起鋼板樁，人工扶正就位在吊打前鎖口均勻涂抹混合油。
②插樁施工中保證鋼板樁的鎖口兩兩相搭結(jié)。
③在插打過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每根樁的斜度不超過(guò)2%，當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔起重打。
④當(dāng)液壓打樁機(jī)插樁至硬質(zhì)土層不能繼續(xù)下插時(shí)，換用重錘式柴油打樁機(jī)進(jìn)行夯打。
⑤單樁逐根連續(xù)施打，同時(shí)通過(guò)送樁器將樁沉到設(shè)計(jì)高程。注意樁頂高程不宜相差太大。
4.2.3 H型鋼插打
鋼板樁施工結(jié)束后，安裝H型鋼圍檁后進(jìn)行鋼板樁前側(cè)H型鋼支撐樁和背側(cè)的H型鋼錯(cuò)拉樁插打，其插打方法同鋼板樁。
4.2.4 樁間預(yù)應(yīng)力錨索施工
4.2.4.1 施工準(zhǔn)備
1)鉆孔
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，按設(shè)計(jì)要求，將描孔位置準(zhǔn)確測(cè)放據(jù)設(shè)計(jì)及在400*400HEB型鋼面上，孔位誤差不得超過(guò)土3mm。
2) 開(kāi)槽
根據(jù)錨拉樁的位置，在兩者連線之間，以樁頂面為準(zhǔn)，開(kāi)鑿深0.4m，寬0.2m的溝槽。
3) 錨索制作
①錨索制作前應(yīng)對(duì)400*400HEB型鋼拉樁與錨樁的實(shí)際間距進(jìn)行測(cè)量，并按實(shí)際長(zhǎng)度截取索體長(zhǎng)度；鋼鉸線宜使用機(jī)械切割，不得用電弧切割，制作好的錨索應(yīng)按對(duì)應(yīng)樁號(hào)進(jìn)行編號(hào)；編束前，要確保每根鋼紋線順直，不扭不叉，排列均勻，對(duì)有死彎，機(jī)械損傷處應(yīng)剔出。無(wú)粘結(jié)絞線外套PE管不得有破損。
②錨索制作應(yīng)進(jìn)行防腐處理，鋼鉸線全長(zhǎng)涂刷防銹劑，采用全長(zhǎng)套管防護(hù)；
4.2.4.2張拉、鎖定
1) 只有當(dāng)錨固頭固定后才能進(jìn)行錨索張拉，通過(guò)給錨索施加預(yù)應(yīng)力，使錨索主動(dòng)受力，達(dá)到設(shè)計(jì)加固效果。采用小型千斤頂進(jìn)行單根對(duì)稱和分級(jí)循環(huán)張拉，可減少錨索的受力不均勻。張拉作業(yè)前必須對(duì)張拉機(jī)具設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，張拉機(jī)具應(yīng)與錨具配套。
2) 張拉時(shí)，加載速率不宜太快，宜控制在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)行力值的0.1/min左右，達(dá)到每一級(jí)張拉應(yīng)力的預(yù)定值后，應(yīng)使張拉設(shè)備穩(wěn)定一定時(shí)間，在張拉系統(tǒng)出力值不變時(shí)，確信油壓表無(wú)壓力向下漂移后再進(jìn)行鎖定。卸荷速率宜控制在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的0.2/min左右。
3) 錨索超張拉力為錨索設(shè)計(jì)拉力值的1.05倍，錨索張拉應(yīng)分次分級(jí)進(jìn)行，按對(duì)稱張拉原則進(jìn)行，必須待每根絞線張拉完一級(jí)后方可進(jìn)行下一級(jí)的張拉。依次按此進(jìn)行，直至張拉噸位。每次分級(jí)張拉時(shí)，除第一級(jí)需穩(wěn)定10-15分鐘外，其余每一級(jí)需要穩(wěn)定2-5分鐘，并分別記錄每一級(jí)鋼絞線的伸長(zhǎng)量。張拉時(shí)鋼絞線受力要均勻。并做好分級(jí)絞線的標(biāo)記。錨具回縮等原因造成的預(yù)應(yīng)力損失采用超張拉的方法加以克服，超張拉值一般為設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的5%-10%，其程序如下。張拉完成48小時(shí)內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失大于設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的10%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。
4) 在張拉時(shí)，應(yīng)采用張拉系統(tǒng)出力與錨索體伸長(zhǎng)值來(lái)綜合控制錨索應(yīng)力，當(dāng)實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論值差別較大時(shí)，應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采用相應(yīng)措施后方可張拉；
5) 張拉到位后，即鎖定。機(jī)械切除多余鋼絞線，嚴(yán)禁電割、氧割，并應(yīng)留≥10cm以防滑脫，最后用C15砼封錨。
5拉森鋼板樁支護(hù)體系的安全技術(shù)保障及措施
1、為保證支護(hù)體系對(duì)道路加固的安全可靠，須對(duì)拉森樁的入土深度進(jìn)行理論數(shù)據(jù)的計(jì)算，并對(duì)板樁墻的強(qiáng)度及穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證，確保加固工程施工的可靠性。
2、、施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，鋼板樁、圍檁與支撐樁應(yīng)可靠連接，從而保證了其整體受力效果。
3、拉森板樁兩兩通過(guò)鎖口可靠連接，保障拉森樁防漏性能，保證下道擋墻工序順利開(kāi)挖。
4、拉森板樁支護(hù)體系及后期擋墻開(kāi)挖施工嚴(yán)格按照施工規(guī)范實(shí)施每道工藝的施工，靠近鋼板樁施工場(chǎng)地的道路禁止重型車(chē)輛通行，在10m-15m范圍內(nèi)禁止堆原材料，確保道路的安全。
5、后期擋墻及排水溝開(kāi)挖施工時(shí)，應(yīng)分段開(kāi)挖。開(kāi)挖過(guò)程中建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
6、建立嚴(yán)格的工序交接程序，制定科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、可行的施工計(jì)劃，最大程度的調(diào)動(dòng)施工群體的主觀能動(dòng)性，擬定合理的獎(jiǎng)罰條律，堅(jiān)持以人為本，安全第一的原則，加強(qiáng)協(xié)作意識(shí)，高度重視施工質(zhì)量，如期完成施工任務(wù)。
6 結(jié) 論
1、從都江堰拉法基水泥有限公司震后廠區(qū)道路加固工程拉森鋼板樁應(yīng)用的實(shí)際效果來(lái)看，非常理想，既起到了支擋加固的目的，也確保了設(shè)備基礎(chǔ)穩(wěn)定并為后期道路恢復(fù)以及擋墻開(kāi)挖恢復(fù)、擋墻前超深(8m)排水溝的修筑提供了安全保障。從施工情況看拉森鋼板樁具有施工進(jìn)度快、安全、占地空間小等優(yōu)點(diǎn)，適用于類(lèi)似地震后搶險(xiǎn)工程支護(hù)。
2、當(dāng)鋼板樁作為臨時(shí)性支護(hù)可以重復(fù)使用，節(jié)省投資，但因本工程選擇為永久性支護(hù)雖不具有該特點(diǎn)但從安全環(huán)?？稍偕慕嵌润w現(xiàn)外資方的不同價(jià)值觀。同時(shí)放鋼板樁能起到防滲的作用，能為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。而且鋼板樁施工受余震及雨季的影響較小，能保證整個(gè)工廠震后加固工程的順利推進(jìn)。
3、采用鋼板樁支護(hù)，對(duì)周?chē)h(huán)境影響較小，無(wú)噪音污染。鋼板樁施工簡(jiǎn)便，工序簡(jiǎn)單，質(zhì)量易控制，工期短合且現(xiàn)場(chǎng)整潔。
4、鋼板樁支護(hù)后期施工期間可以通過(guò)變形觀測(cè)對(duì)鋼板樁的位移進(jìn)行有效控制，從而有效地保證了安全。
參考文獻(xiàn)
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