简述筑岛式钢板桩围堰施工

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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简述筑岛式钢板桩围堰施工

何宜村

连云港市建设监理有限公司江苏连云港222000

摘要:钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰,钢板桩是带有锁口的一种型钢,其截面有直板形、槽形及Z形等,有各种大小尺寸及联锁形式。连云港市饮用水输水工程为保证工程质量、安全、进度采用筑岛式钢板桩围堰的施工方法,结合该工程特点,本文详细介绍了筑岛式钢板桩围堰的具体施工方法。

关键词:钢板桩;基坑支护;筑岛围堰;施工方法

1工程概况

过蔷薇河DN2200钢管顶管与蔷薇湖埋管在临时接收井内对接,因目前湖区已蓄水,且退水方案无法实施,需对原有临时接收井围堰进行加固后抽水施工。蔷薇湖底标高-3.829m,现有围堰顶标高+2.66m,围堰上口宽3米,迎水面坡比1:2,背水面坡比1:1。

临时接收井加固前先将原围堰内侧筑岛至+1.000m标高处,然后临时接收井支撑采用12m长拉森IV型钢板桩,桩顶标高+0.500m,桩底标高-11.50m,四周放坡。

蔷薇湖埋管施工时在临时接收井砌筑两座5m×5m阀门井,北侧墙体未砌筑,墙体顶部标高为-3.429m,施工时在基坑中部南北向打设DN600钢管立柱桩,基坑支护横支撑在墙体顶部以上设三道支撑,在底板处设置一道支撑,一侧撑与钢板桩,一侧撑于阀门井底板。

原阀门井顶部标高-3.429m,开挖至原砌筑阀门井时,将阀门井墙体拆除至管顶标高-5.800m,以防在桩体打设和支撑过程中土压力对墙体的影响,减小安全隐患。

1.1深基坑支护工程的重要性

本工程开挖深度为超过5米,按照建设部(建质[2009]87号)方的有关规定,属超过一定规模的危险性较大的分项工程控制。基坑土方开挖、支护的施工涉及的安全因素多,现场安全控制难度大,为了保证地下结构施工、基坑周边环境及施工工人的安全必须进行基坑支护。

1.2基坑支护施工相关参数

本工程施工均在所筑施工岛上进行,筑岛所用土在水下无法压实,基坑壁土体松散,且基坑渗水量较大,故根据场地地质情况特点,从施工安全、经济和工期等因素考虑,基坑支护选用拉森IV型钢板桩进行支护。

2填土筑岛

根据临时接收井管道区域现状及现有湖区水位情况,水位在+2.500m左右,且无法下降,而管道中心标高为-6.900m,若直接将围堰内水抽出施工,原围堰经过长时间的浸泡,无法承受近9.4m高的水头压力,为安全起见,计划在围堰内填土筑岛,筑岛标高为+1.000m,然后在管道施工范围内打设钢板桩支护开挖施工。

具体的施工步骤如下:

(1)围堰加固及抽水

先行填筑的围堰,围堰顶宽3m,内侧边坡坡比1:1,迎水面坡比1:2,但由于长时间的水浪侵蚀,现状围堰顶部标高及宽度均减小,局部出现豁口,为避免施工过程中水涌入,筑岛前将原有围堰加固。

先从临时接收井便道开始先向围堰豁口处填筑土方,填至围堰豁口处后用挖机填筑压实豁口处土方,并在围堰内部打设一排间距1m,长度6米,胸径20cm的圆木桩支护。原有围堰用人工装土袋堆码加固至+3.000m标高。

在围堰内南面一侧设4台8寸水泵不间断抽水,将围堰内水位降至+0.000m。

(2)填土筑岛

抽水的同时从北侧开始向南侧填土,填土筑岛宽度为35m,向南填至原围堰处。土方填筑不得含有建筑垃圾或粒径较大的块石。

3基坑支护

3.1钢板桩设置

根据基坑周边土层地质条件、基坑挖深和周边场地环境条件支护剖面。

基坑尺寸为:19.4m×20m,基坑底标高:-8.500m,开挖深度:9m;基坑均采用拉森IV型钢板桩支护,桩长12m。

3.2围囹、对撑

(1)围囹

为加强钢板桩的整体刚度,防止变形,沿钢板桩四周墙面全长设置围囹,围囹用I40a工字钢双拼组成,工字钢接头采用焊接连接,横向围囹用纵向围囹顶住,在纵横向围囹相交的角部设双拼工字钢角撑,型号规格与主围囹相同,以保证围囹横向的钢度。在围堰中部南北向设置一排间距4m的立柱桩,立柱桩为DN600钢管,桩长与钢板桩一致。横向对撑分别于立柱桩和围囹焊接连接。

基坑设上、中、下及底部4道围囹,围囹距离桩顶距离分别为0.5m,4.329m,6.1m,8.9m。围囹置于与钢板桩焊接的钢牛腿上。

(2)对撑

根据受力计算的结果,基坑的对撑采用DN600钢管,水平间距5m。

3.3钢板桩拔除

本工程拔桩采用振动锤拔桩:利用振动锤产生的强迫振动,拢动土质,破坏钢板桩周围土的粘聚力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除。

拔桩时应注意事项

(1)拔桩起点和顺序:对封闭式钢板桩墙,拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点,必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反;

(2)振打与振拔:拔桩时,可先用振动锤将板桩锁口活以减小的粘附,然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100~300mm,再与振动锤交替振打、振拔。有时,为及时回填拔桩后的土孔,当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分;

(3)起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷,起吊力一般小于减振器弹簧的压缩极限;

(4)拔桩前用拔桩机卡头紧桩头,使起拔线与桩中心线重合;

(5)钢板桩逐根试拔,易拔桩先拔。起拔时用落锤向下振动少许。待锁口松动后在拔起。

(6)拔出的钢板桩进行修整,并用冷弯调直后待用。

4基坑土方开挖

因开挖量大,土质松软且在地下水位以下,土颗粒的流动性强。基坑土方开挖是本工程的难点之一。基坑开挖深度大下层必须采用加长臂(16m以上)挖掘机配合人工挖土,机械操作视觉盲区较多;基坑内支撑分布较密,施工面狭窄,势必造成人工及机械施工效率大大降低,给土方开挖造成非常大的难度。

据以往的施工经验及本基坑的具体情况,开挖时应注意以下事项:

(1)基坑开挖的平面位置、平面尺寸和深度必须符合方案图纸和技术规范的要求。土方开挖由专人指挥,采取分层分段对称开挖,开挖过程中壁免机斗碰撞内支撑。为了减轻基坑支护结构负荷,便于拉森钢板桩施工,可先挖运上层围囹以上的上层土体,下层土在拉森钢板支护施工完毕后,才可继续开挖。开挖中要严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。防止超挖,防止土方坍塌。

(2)土方开挖后由自卸运土车运输至弃土场集中堆放。坑边5m范围内不准堆积弃土。

(3)挖土时,应从东西两侧对称开挖,土方严禁堆放于基坑周边,机械停放在基坑边缘3米以外,从施工便道运至弃土场地。

钢板桩在施工结束,基坑回填后拔除,修整后以便重复使用。

支撑及围囹拆除顺序:底层支撑由于在管底,不与拆除,仅拆除围囹,然后回填土至-5.600,拆除此处围囹及支撑,然后回填到-3.829,拆除此处围囹及支撑,最后回填到±0.000,拆除围囹及支撑。

5结束语

筑岛式钢板桩围堰施工较好地完成了位于人工湖内的管道对接施工,将填土筑岛与钢板桩围堰相结合解决了施工难题,有效的保证了工程质量、安全及工期。