超厚砂卵石层钢板桩围堰设计与施工

D0l:10.16767/jki.10-1213/tu.2019.10.107
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施工技术超厚砂卵石层钢板围堰设计与施工
朱灵敏
中交第四公路工程局有限公司
摘要:随着时代的变迁和社会的发展,国家经济水平逐渐提高,人民和社会对于城市的建筑水平也提出了越来越高的要求。桥梁深水基础施工是城市建筑中十分重要的一个环节,严重影响着城市的桥梁建设和人民的生活环境。其中,应用较为广泛的是钢板桩围堰技术,它能够有效提升桥梁的施工水平和建筑的稳定性。然而,在实际的操作过程中,由于超厚砂卵石层地质阻碍了围堰基底的水下吸泥和钢板桩的插打,这就严重影响了钢板桩围堰的操作的实际范围和使用情况。要想有效改变这类问题,就需要根据施工的实际环境制作专用的吸泥机和引孔设备,对钢板桩桩头进行处理,调整施工的顺序,从而降低施工的风险和成本,促进城市桥梁建筑水平的提升。
关键词:超厚砂卵石层;钢板桩围堰;施工顺序;引孔设备;吸泥机
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1引言
一般情况下,与双壁钢围堰和钢套箱相比,钢铁粧围堰具有 容易控制、成本较低、施工工期短、插打比较容易、结构简单等特 点,因此深受施工队的青睐。但是在实际操作过程中,会遇到很 多超大的卵石和坚硬的地层,这时插打就会很难进行。因此要 想有效提升钢板桩围堰设计和施工的水平,就需要深人研究钢 板桩围堰的工作情况,不断优化施工的顺序和设备的质量,有效 提升钢板桩围堰工作的操作水平。
2工程概况
我们根据对杨凌大道渭河桥主桥墩中超厚、超大粒径砂卵 石层地质情况下的基础钢板桩围堰施工情况进行的研究,发现 相关的解决钢板桩围堰施工中的问题,从而提出解决相关问题 的办法和对策。杨凌大道渭河桥全桥孔跨布置分为主桥、副桥 和引桥,其中主桥为(95+150+95 )m三孔简支的下承式钢管混凝 土系杆拱桥,主要跨越渭河主河槽;副桥采用(46.8+75+46.8)m 波形钢腹板PC连续箱梁,跨越杨凌岸河堤路;引桥为两联(3x46.8)+(46.8+50+46.8)m装配式预应力砼连续T梁。主桥桥 墩对应编号6、7、8、9,承台尺寸均为9.1m xl4.6mx3m,每个承台 下面还有6根桩径为2.2ra的45m长的钻孔灌注桩,承台置于河 床面2.4m以下。桥墩区域地基土主要由第四系全新统冲洪积层 及第四系上更新统冲洪积层组成,主要岩土层为填筑土 (主要成 分为卵砾石土、砂土)、中砂、卵石土 (骨架颗粒主要为砂岩及花 岗岩类)、圆砾土 (骨架颗粒主要为砂岩及花岗岩类)等构成。项 目南北两岸滩宽砂、卵、砾厚,河床不固定,多夹心滩。
3钢板桩围堰设计
一般情况下,钢板桩围堰主要分为三个部分:钢板桩、围堰 和内支撑系统。其中,墩号为6、7、8、9的主墩主要采用长度为 15m的钢板桩围堰,围堰的四周需要留出一定的操作空间,按 1.5m考虑,围堰内壁的尺寸按10.6m xl6.lm,整体的构造能够有 效加强围堰的稳定性,各构件选用的材料主要是钢管、护筒和三 角钢板等。
3.1钢板桩及支撑计算
在施工的过程中,首先要了解各项装置的尺寸和材料等,还 有就是钢板桩的总长度、人土深度,以及内力和应力,进行准确 有效的计算。在施工过程中,首先要下放到位围檩和内撑的焊 接拼装,然后按照围堰内吸泥的设计标准完成对钢板的打设。
经计算,开挖尺寸为17.6x l2.lm,围檩共布置三道支撑。第 一至第三道围檩全部采用双拼H型钢(HM500x300b型)。内侧 斜撑采用外径609mm、壁厚12mm钢管。第一道围檩的中心线在钢板桩顶往下0.7m处,第二道围檩中心线距第一道围檩中心
3m,第三道围檩中心线距第二道围檩中心2.8m。
3.2封底混凝土计算
一般情况下,钢板桩围堰封底混凝土验算过程包括封底混
凝土拉应力验算、钢护筒间黏结力验算、围堰整体抗浮验算、封母鸡接鸡蛋
底混凝土厚度验算、抗管涌验算、基坑坑底抗隆起验算等。在验
算封底混凝土厚度时,要按照四边简支整个混凝土的封底,然后
按照相关的公式进行计算。
4超厚砂卵石层钢板桩围堰施工设计
4.1工艺流程
围堰施工工艺流程:施工准备—测量定位—导向制作->插
打钢板桩—基坑开挖(抽水)—逐层进行钢板桩内支撑安装至第
三层—开挖至封底混凝土施工(含养生)—基坑抽水(堵水)一>拆
豆奶机>限电器除第三道围檩支撑->承台施工—基坑回填—逐步拆除内支撑—
墩身施工出水面—钢板桩拔出。
4.2施工准备
由于在超厚砂卵石层条件下进行钢板粧围堰施工时有较大
的难度,因此在施工前要做好充分的准备。首先是对施工材料
进行检查分类和编号,在把钢板桩运输到施工现场后,堆放时避
免碰撞,尤其不能将连接锁口碰坏。在插打前,可以将一些黄油
涂抹到锁口处,然后再利用接长、割除、焊补、冷弯等继续维护
整理。
4.3围檁内支撑施工
在以前的传统钢板桩围堰施工过程中,在打设钢板桩过程
时主要是采用导框来设置。在这个工程中,为了支撑下面的一
层围檩,可以在钢护筒上设置导梁以及底部的牛腿,然后再焊接
拼装钢平台上的围檩和内撑,必要的话,还可以对托梁进行焊 接,从而使得上面的内撑和围檩更加稳固。在超厚砂卵石层条
件下为了使支撑和围檩之间的焊接牢固,还可以在围檩转角处
焊接一些三角形钢板用以固定。在现场要做好实地调研工作,
飞星晒图机认真测量每个板桩间的距离。另外一个十分重要的问题就是钢
板粧围堰内吸泥、清基,当第一道围檩支撑安装完成后抽水至河 床,然后利用空气吸泥机将高压水泵将河床原土冲泥浆排出基 坑。当土层开挖至第二道为围檩支撑底标高30cm处,进行安装
第二道围檩,依次类推至混凝土封底标高。杨凌渭河大桥主墩
在施工过程中,主要是根据施工环境采取了特别的施工设备,并
按照相关政策要求改进了施工的顺序,从而成功利用钢板桩围
堰技术完成工程。
5结束语
_随着^市建筑的发展,社会对于相关的工程技术有了更高
的要求。其中,超厚砂卵石层钢板桩围堰设计时施工过程中十
分重要的一个环节。可以根据实践的情况和实践结果,对围堰
成本进行更加合理的控制,引进先进的人才和设备,促进施工过
程中相关技术的成长发展。根据超厚砂卵石层钢板桩围堰施工
过程中的工艺流程,在施工前做好充分地准备工作,改变传统围
堰施工中的导框技术,用更加有效的方法来焊接围堰内撑,从而
提升整个城市建筑的施工水平。
参考文献:
[1] 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册—
桥涵(上册)[M].北京:人民交通出版社,2000.
[2] 于海燕,赵可锋,张莉莉.钢板桩支护设计浅析[J].城市道桥与防洪,2007(11):5155.
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