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橋梁工程鋼板樁倒塌處理施工方法
2013年12月09日

 隨著各客運專線及高速鐵路的開工建設,主要為橋梁基礎采用樁基承臺,橋梁基礎也開始大面積施工,在基礎的施工過程中遇到了諸多問題,這些鐵路線路多經過河流、灌溉渠、低洼水塘等環境,在施工中這些地段多為深水基坑,常采用鋼板樁圍堰防護,由于施工和技術經驗的缺乏,時常導致鋼板樁倒塌。本文介紹了某大橋深水基坑鋼板樁倒塌后的處理方法,供廣大技術人員參考借鑒。

  1、工程概況

  某客運專線承臺結構尺寸大部分為10.6×14.6×3.0m、8.1×12.5×2.5m、8×11×2m等12種結構型式,開挖深度均在5m以上,均屬于深基坑開挖施工。跨河承臺基礎開挖較深,該部分承臺的施工擬采用鋼板樁圍堰施工;根據此橋的水文、地質等相關情況,認為采用鋼板樁圍堰施工具有工期短、工藝簡單、較少占用空間、安全、施工風險易于控制等諸多優勢。鉆孔樁完成后,利用鉆孔用筑搗平臺作為鋼板樁施工平臺。

  2、施工工藝流程與處理方案

  2.1工藝流程

  測量放線→插打定位鋼板樁→設置導樁框架→清理鋼板樁→插打鋼板樁→設置內支撐→抽水堵漏→承臺和墩身施工→拆除內支撐→拔除鋼板樁。

  2.2施工處理方案

  此基坑為跨河連續梁主墩,由于工期較緊,鋼板樁合攏后,第一道內支撐加固好就開挖,施工期間正值當地汛期,河水猛漲,鋼板樁受河水沖擊意外倒塌。當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,回填后創造出二次打樁平臺,采取二次做鋼板樁圍堰,對倒塌鋼板樁進行徹底拆除。

  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,創造出二次打樁平臺,然后測量放線,插打鋼板樁。

  鋼板樁由50T履帶式吊車吊起插正,然后開啟振動錘一邊振動,一邊插打。在插打鋼板樁之前,為保證鋼板樁順利合攏,先打導向架。在插打鋼板樁時,第一根鋼板樁必須插正、打正,以免影響后面的鋼板樁。在整個鋼板樁圍堰施打過程中,開始時可插一根打一根,即將每一片鋼板樁打到設計位置,到剩下最后20片時,要先插后打,若合攏有誤,用倒鏈或滑車組對拉使之合攏,合攏后,再逐根打到設計深度。

  在鋼板樁施工中插打和就位質量應符合下列規定:合龍時楔形樁上下口寬度差不應大于樁長2%;到達設計高程后的傾斜度不應大于1%;打鋼板樁過程中,當導向設備失效,鋼板樁頂達到設計高程時,平面位置允許偏差:水中打樁為20cm,陸地打樁為10cm。應監測是否在允許誤差范圍內,超出時及時糾正。

  插打過程中注意事項:

  ①插打前一般應在鎖口內涂以黃油、鋸末等混合物,組拼樁時用油灰和棉花捻縫,以防漏水;

  ②插打順序按施工組織設計進行,一般自上游分兩頭插向下游合龍;

  ③插打鋼板樁,一般應先將全部鋼板樁逐根或逐組插打到穩定深度,然后依次打入至設計深度,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計深度;

  ④在插打鋼板樁時,如起重設備高度不夠,允許改變吊點位置,但該點位置不得低十樁頂以下1/3樁的長度;

  ⑤插打鋼板樁必須備有可靠的導向設備,以保證鋼板樁的正確位置。

  2.2.2鋼板樁內支撐

  在鋼板樁圍堰合攏后,將設置內支撐,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鋼管四個角設置為三角形,其穩定性較好,又可以做成抽水平臺,內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:加入第一層導梁→進行第一層支撐→再開挖至第二層內支撐標高下0.5米處→加入第二層導梁→進行第二層支撐→抽水吸泥至基坑底。

  在施工支撐及承臺的過程中,應對支撐系統進行監測。主要監測支撐的變形、鋼板樁的變形、基坑內流動水量及圍堰的位移等。在施工過程中可能出現如下的情況:

  ①鋼板樁彎曲變形嚴重。這主要是鋼板樁斷面選用偏小,土壓力計算偏低,基坑超挖或支撐間距過大等原因造成的。

  ②基坑底部涌水嚴重。主要是基坑封底時混凝土澆注質量不好,出現開裂、夾泥等情況引起的。嚴重時可以致使封底混凝土不能發揮其作用,而須要進行二次封底。

  2.2.3基坑開挖

  基坑開挖首次采用挖掘機開挖,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泥漿抽出,抽出的同時,施工人員用高壓水槍沖刷基坑內淤泥,沖散液化后用泥漿泵將泥漿排至指定地點,如此反復,晝夜不停24小時施工,直至吸泥到達承臺底標高50cm以下停止作業,進行混凝土封底。

  2.2.4圍堰內排水

  由于鋼板樁的鎖口之間連接不緊密,圍堰通常會漏水,因此在抽水過程中,通常采用細麻絲、棉條等材料,在鋼板樁內側嵌塞、塞緊,或者用鋸屑加細煤灰在漏縫外側周圍放入,隨水流至漏縫處自行堵塞,必要時可外部堵漏。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,利用抽水機進行排水,其排水量應大于圍堰內滲水量的1.5-2倍,抽完圍堰內水,要留有1~2臺抽水機備用。

  2.2.5混凝土封底

  視開挖土質情況確定墊層厚度或確定是否進行水下封底,此基坑為粉砂,進行水下混凝土封底,封底厚度為40~60cm,混凝土為樁基C35水下混凝土,采用汽車泵進行封底施工。

  2.2.6鋼板樁處理

  當基坑封底完畢后,利用承臺旁的施工平臺作為鋼板樁拔出的工作平臺,采用50T履帶式吊車,配合振動錘及200KW專用(三相220V)發電機進行鋼板樁的拔除。先對承臺底以上倒塌鋼板樁進行拆除,先切割出一個缺口,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。對彎折變形嚴重的鋼板樁,無法直接拔出時,可以在承臺底位置,將鋼板樁切斷,再拔出。整個過程中要及時監控,當鎖口變形嚴重影響拔樁時,應立即將變形處割除,再將鋼板樁拔出。對拔樁過程中出現的問題及時處理,整個施工過程要求作業人員要穩、準、鋼板樁拔出后,即進行清理、整修,并分類堆場。

  3、結束語

  通過上述措施,在最短的時間內將倒塌鋼板樁進行簡單、有效的拆除,保證了施工工期,為連續梁的施工贏取了寶貴的時間,同時減少了鋼板樁的損失及破壞,節約了成本,減少了浪費,效果明顯。

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