大直徑圓形鋼板樁圍堰施工技術(shù)

                                  李仁民1劉偉2陳曉鳳1

                                 (1.東南大學(xué)巖土工程研究所 ;2.中交三公局第二工程有限公司)

摘要:水中承臺(tái)施工目前多采用雙臂鋼圍堰、鎖口鋼套箱、雙排鋼板樁圍堰和鋼板樁圍堰等方案，上述方案整體性好,剛度大,抗變形能力強(qiáng),但造價(jià)較高。鋼板樁圍堰由于施工周期短、綜合成本低等特點(diǎn),越來(lái)越多的深水基礎(chǔ)開始采用。鋼板樁剛度小，變形大，一般深圍堰均采用多道內(nèi)支撐，挖土不方便,工期長(zhǎng),造價(jià)高。徐明高速淮河特大橋 20# 承臺(tái)為直徑 26.0m 的圓形承臺(tái),采用圓形鋼板樁圍堰,直徑31.64m,樁長(zhǎng)27m，布設(shè)了7道H型鋼圍檁,沒(méi)有設(shè)置水平對(duì)撐。本文結(jié)合該實(shí)例介紹了鋼板樁的打拔、圍囹安裝、鋼板樁鎖口漏水處理、硬粘土層濕挖、封底混凝土澆筑等大直徑圓形鋼板樁圍堰施工成套技術(shù)。

關(guān)鍵詞:圓形圍堰 鋼板樁 無(wú)內(nèi)支撐 H型鋼圍檁 施工技術(shù)

4 施工技術(shù)

3.4基坑開挖及圍檁內(nèi)支撐安裝

板樁合攏第一層圍檁固結(jié)后,第二、三層圍檁安裝,采取分層抽水分層安裝方法施工。進(jìn)入土層后采用挖掘機(jī)配合吊斗對(duì)承臺(tái)范圍內(nèi)土體進(jìn)行分層開挖，開挖至+8.0m處安裝第四層圍檁并固結(jié)開挖至+6.0m處，安裝第五層圍檁并固結(jié)，開挖至+4.4m處安裝第六層圍檁并固結(jié),第六層圍檁在粘土層上面，由干挖法施工至粘土層上面在理論上和經(jīng)驗(yàn)上是可以的。第七層圍檁的施工要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)滲水量確定是水下開挖還是干挖。從前面的計(jì)算來(lái)看,干開挖在理論上是成立的。做為應(yīng)急措施，若圍堰內(nèi)滲水量過(guò)大則改為水下開挖方式(估計(jì)在第六層圍檁安裝之后)施工,先往圍堰內(nèi)注水至圍堰外面水位，然后采用高壓水槍配合泥漿泵清除圍堰內(nèi)土體至封底混凝土標(biāo)高，灌注水下封底混凝土。

硬粘土層的濕挖方式:當(dāng)開挖至標(biāo)高為7.5m處時(shí)，由于地質(zhì)為粘土層,土質(zhì)較硬且含砂礫石，部分已形成沉積巖。水下開挖難度大，高壓水槍難以把粘土液化，本項(xiàng)目采用了“水刀”的方式進(jìn)行切碎，然后再用抓斗進(jìn)行抓土。具體做法如下:

(1)由于粘土層厚度為3m,下為砂層,利用振動(dòng)錘把鋼管打到粘土層下方，然后再把鋼管拔出來(lái)，鋼管內(nèi)的粘土隨鋼管一并帶出，形成一個(gè)孔。把吸泥泵放進(jìn)孔內(nèi)，抽空粘土下方的砂層，使粘土與砂土分開,制孔間距為1米見(jiàn)方,呈梅花形布置。

(2)制作水刀,水刀所用材料為工字鋼或鋼板樁。就是在鋼板樁兩側(cè)布置2個(gè)高壓水槍。如下圖所示:

(3)用振動(dòng)錘夾住水刀往下振，如同切豆腐一樣，一塊塊切把粘土切下來(lái)。由于粘土層下方是空的,水刀切粘土?xí)r亦變得非常容易。

圖4“水刀”示意圖

由于鋼板樁在插打過(guò)程中受多方面的影響，整個(gè)圍堰的側(cè)面順直度會(huì)有一定影響，型鋼安裝后與鋼板樁之間有一定的間隙。為防止圍堰的變形，要求將型鋼與鋼板樁之間的間隙較大的采用C50細(xì)石早強(qiáng)混凝土填充，較小間隙填塞鋼片。當(dāng)圍堰內(nèi)淤泥開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)觀察基底開挖質(zhì)量，如欠挖或超挖較多時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)措施加以處理。對(duì)欠挖處進(jìn)行補(bǔ)挖,超挖過(guò)多處利用碎石回填,確保封底混凝土的厚度滿足要求。

最后，潛水工潛入水底,用高壓水槍將樁頭四周及鋼板樁四周淤泥沖洗干凈,以保證封底砼與護(hù)筒、鋼板樁接觸嚴(yán)密，減小縫隙滲水量。