1K412023熟悉各类围堰施工要求
本条目介绍了桥梁工程基坑施工中各类围堰施工的基本要求和方法,.介绍了在施工中应掌握的技术质量的控制要点。
一、围堰施工的一般规定
(一)围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位(包括浪高)0.5~0. 7m。
(二)围堰外形一般有圆形、圆端形(上、下游为半圆形,中间为矩形):矩形、带三角的矩形等。围堰外形直接影响堰体的受力情况,必须考虑堰体结构的承载力和稳定性。围堰外形还应考虑水域的水深,以及因围堰施工造成河流断面被压缩后,流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷,对航道、导流的影响。
(三)堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。
(四)围堰要求防水严密,减少渗漏。
(五)堰体外坡面有受冲刷危险时,应在外坡面设置防冲刷设施。
二、各类围堰适用范围
各类围堰适用范围见表1K412023。
三、土围堰施工要求
(一)筑堰材料宜用黏性土、粉质黏土或砂质黏土。填出水面之后应进行夯实。填土应自上游开始至下游合龙。
(二)筑堰前,必须将堰底下河床底上的杂物、石块及树根等清除干净。
(三)堰顶宽度可为1~2m。机械挖基时不宜小于3m。堰外边坡迎水流一侧坡度宜为1: 2~1:3,背水流一侧可在1:2之内。堰内边坡宜为1: 1~1:1.5。内坡脚与基坑的距离不得小于Im。
四、土袋堰施工要求
(一)围堰两侧用草袋、麻袋、玻璃纤维袋或无纺布袋装土堆码。袋中宜装不渗水的黏性土,装土量为土袋容量的1/2~2/3。袋口应缝合。堰外边坡为1:0.5~1:1,堰内边坡为1: 0.2~1:0.5。围堰中心部分可填筑黏土及黏性土芯墙。
(二)堆码土袋,应自上游开始至下游合龙。上下层和内外层的土袋均应相互错缝,尽量堆码密实、平稳。
(三)筑堰前,堰底河床的处理、内坡脚与基坑的距离、堰顶宽度与土围堰要求相同。
五、钢板桩围堰施工要求
(一)有大漂石及坚硬岩石的河床不宜使用钢板桩围堰。
(二)钢板桩的机械性能和尺寸应符合规定要求。
(三)施打钢板桩前,应在围堰上下游及两岸设测量观测点,控制围堰长、短边方向的施打定位。施打时,必须备有导向设备,以保证钢板桩的正确位置。
(四)施打前,应对钢板桩的锁口用止水材料捻缝,以防漏水。
(五)施打顺序一般从上游向下游合龙。
(六)钢板桩可用捶击、振动、,射水等方法下沉,但在黏土中不宜使用射水下沉办法。
(七)经过整修或焊接后的钢板桩应用同类型的钢板桩进行锁口试验、检查。接长的钢板桩,其相邻两钢板桩的接头位置应上下错开。
(八)施打过程中,应随时检查桩的位置是否正确、桩身是否垂直,否则应立即纠正或拔出重打。
六、钢筋混凝土板桩围堰施工要求
(一)板桩断面应符合设计要求。板桩桩尖角度视土质坚硬程度而定。沉人砂砾层的板桩桩头,应增设加劲钢筋或钢板。
(二)钢筋混凝土板桩的制作,应用刚度较大的模板,榫口接缝应顺直、密合。如用中心射水下沉,板桩预制时,应留射水通道。
(三)目前钢筋混凝土板桩中,空心板桩较多。空心多为圆形,用钢管作芯模。板桩的榫口一般圆形的较好。桩尖一般斜度为1:2.5~1:1.5。
七、套箱围堰施工要求
(一)无底套箱用木板、钢板或钢丝网水泥制作,内设木、钢支撑。套箱可制成整体式或装配式。
(二)制作中应防止套箱接缝漏水。
(三)下沉套箱前,同样应清理河床。若套箱设置在岩层上时,应整平岩面。当岩面有坡度时,套箱底的倾斜度应与岩面相同,以增加稳定性并减少渗漏。
八、双壁钢围堰施工要求
(一)双壁钢围堰应作专门设计,其承载力:刚度、稳定性、锚锭系统及使用期等应满足施工要求。
(二)双壁钢围堰应按设计要求在工厂制作,其分节分块的大小应按工地吊装、移运能力确定。
(三)双壁钢围堰各节、块拼焊时,应按预先安排的顺序对称进行。拼焊后应进行焊接质量检验及水密性试验。
(四)钢围堰浮运定位时,应对浮运、就位和灌水着床时的稳定性进行验算。尽量安排在能保证浮运顺利进行的低水位或水流平稳时进行,宜在白昼无风或小风时浮运。在水深或水急处浮运时,可在围堰两侧设导向船。围堰下沉前初步锚锭于墩位上游处。在浮运、下沉过程中,围堰露出水面的高度不应小于Im。
(五)就位前应对所有缆绳、锚链、锚锭和导向设备进行检查调整,以使围堰落床工作顺利进行,并注意水位涨落对锚锭的影响。
(六)锚锭体系的锚绳规格、长度应相差不大。锚绳受力应均匀。边锚的预拉力要适当,避免导向船和钢围堰摆动过大或折断锚绳。
(七)准确定位后,应向堰体壁腔内迅速、对称、均衡的灌水,使围堰落床。
(八)落床后应随时观测水域内流速增大而造成的河床局部冲刷,必要时可在冲刷段用卵石、碎石垫填整平,以改变河床上的粒径,减小冲刷深度,增加围堰稳定性。
(九)钢围堰着床后,应加强对冲刷和偏斜的情况进行检查,发现问题及时调整。
(十)钢围堰浇筑水下封底混凝土之前,应按照设计要求进行清基,并由潜水员逐片检查合格后方可封底。
(十一)钢围堰着床后的允许偏差应符合设计要求。当作为承台模板用时,其误差应符合模板的施工要求。
钢板桩的施工工艺还是比较简单的就是用吊机掉一个振动锤,拎起一根根型钢,利用震动产生的锤击力,将钢板桩打入土体中。钢板桩一般是需要咬合在一起的,以此来实现挡水的功效。 施工过程重点要控制打桩的垂直度,若前面的桩打的不垂直,后面的桩很难打打入,因为需要咬合在一起。 施工机具:采用钢板桩打桩机X台、吊车X台(按工程量计算配备)地表土层浅挖卸载、施放钢板桩定位轴线、吊桩及桩就位、开始打桩、打桩至设计要求、基坑开挖、支撑的拆除、钢板桩失去设计功能最后拔桩。 施工细节 (1)桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭,避免泥土挤入,锁口应涂以黄油或其它油脂。对于年久失修,锁口变形,锈蚀严重的钢板桩,应进行整修矫正,弯曲变形的桩,可用油压千斤顶顶压或火烘等方法进行矫正。 (2)打桩流水段的划分。 (3)在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台经纬仪在两个方向加以控制。 (4)开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确,以便起到导向样板作用,故每打入1m应测量一次,打至预定深度后立即用钢筋或钢板与围檩支架电焊作临时固定。
钢板桩施工流程主要分为检验与矫正、导架安装、机械选择、板桩的打设、板桩的拔除这几种。CBI中达咨询针对钢板桩施工流程进行如下相关信息的介绍:1、准备(1)施工准备工作:桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭,避免泥土挤入,锁口应涂以黄油或其它油脂。对于年久失修,锁口变形,锈蚀严重的钢板桩,应进行整修矫正,弯曲变形的桩,可用油压千斤顶顶压或火烘等方法进行矫正。(2)打桩流水段的划分。(3)在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台经纬仪在两个方向加以控制。2、打设(1)打入方式选择。单独打入法,是从板墙的一角开始,逐块(或两块为一组)打设,直至工程结束。其优点是施工简便、迅速、不需要其他辅助支架。其缺点是:易使板桩向一侧倾斜,且误差积累后不易纠正。因此,单独打入法只适用于板桩墙要求不高且板桩长度较小(如小于10m)的情况。(2)屏风式打入法,是将10-20根钢板桩成排插入导架内,呈屏风状,然后再分批施打。施打时先将屏风墙两端的钢板桩打至设计标高或一定深度,成为定位板桩,然后在中间按顺序分l/3、1/2板桩高度呈阶梯状打入。屏风式打入法的优点是:可以减少倾斜误差积累,防止过大的倾斜,而且易于实现封闭合拢,能保证板桩墙的施工质量。其缺点是:插桩的自立高度较大,要注意插桩的稳定和施工安全。(3)钢板桩的打设。打桩时,开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度,它可以起样板导向作用,一般每打入1m应测量—次。钢板桩的转角和封闭合拢施工可采用异形板桩、连接件法、骑缝搭接法和轴线调整法等。为确保安全施工,要注意观察和保护作业范围内的重要管线、高压电缆等。3、设备1、冲击打桩机械:有自由落锤,蒸汽锤、空气锤、液压锤、柴油锤等。2、振动打桩机械:这类机械既可用于打桩还可用于拔桩,常用的是振动打拔桩锤。3、振动冲击打桩机械:这种机械是在振动打桩机的机体与夹具间设置冲击机构,在激振机产生上下振动的同时,产生冲击力,使施工效率大大提高。4、静力压桩机械:靠静力将板桩压人土中。以上就是中达咨询为建筑人士提供的有关钢板桩施工流程的介绍,更多关于建筑术语的知识,请您关注中达咨询的建筑知识栏目。更多关于建筑行业独家信息,敬请实时关注建筑网微信号。更多关于标书代写制作,提升中标率,点击底部客服免费咨询。
钢板桩围堰施工要点具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。一、介绍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。常见的有拉尔森式,拉克万纳式等。其优点为:强度高,容易打入坚硬土层;可在深水中施工,必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好;能按需要组成各种外形的围堰,并可多次重复使用,因此,它的用途广泛。 在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰,它的用途广泛。管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式,围堰内有纵横向支撑,必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础,曾使用钢板桩圆形围堰,其直径21.9米,钢板桩长36米,有各种大小尺寸及联锁形式。待水下混凝土封底达到强度要求后,抽水筑承台及墩身,抽水设计深度达20米。 在水工建筑中,一般施工面积很大,则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成,每个单体又由许多钢板桩组成,单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大,不能用支撑支持堰壁,因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。二、施工方案(一)施工准备将钢板桩运到工地后,详细对其检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜。 锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。(二)施工流程开始→测量放线→插打定位钢板桩→插打钢板桩→围堰合拢→基坑吸沙→设置第一层内支撑→基坑吸沙→设置第二层内支撑→吸沙到设计标高→混凝土封底→等混凝土封底强度合格→抽水堵漏→破桩头→检桩→系梁和立柱施工→拆除内支撑→回填沙土→拔除钢板桩。1、插打钢板桩前的准备工作(1)确定所用的机械设备(2)钻孔桩完成后,移走钻机,清理钻孔平台,钻孔平台留作钢板桩围堰的工作平台。(3)钢板桩变形检查:钢板桩在插打前有必须对其进行外形检查。对变形严重的钢板桩进行校正并做锁口通过检查。锁口检查方法:用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准,采用卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾作锁口通过检查,对于检查通过的投入使用,不合格的再进行校正或淘汰不用。2、插打钢板桩沉、拔桩机械选用DZ60型振动沉桩机,围檩、支撑、板桩吊装采用50t履带吊。板桩围堰施工采用导框导向、逐根打入的施工方法。1) 导框安装钢板桩打入前,先行插打定位桩,然后进行导框的安装。在安装导框时,先进行定位测量。水中导框距岸边或已成墩(或施工便桥)较远者,用前方交会法定位。导框采用在现场分段制作,在平台上组装,固定在定位桩上。2)安装工字钢导梁在水平撑上安装导梁,导梁选用边线顺直的工字钢。安装及调整导梁的轴线及内边净距,将导梁与水平支撑临时焊接固定。为了确保每一片钢板桩插打准确,第一片钢板桩是插打的关键,第一片钢板桩位置选择一般在围堰的一侧开始进行插打。插打时,钢板桩桩背紧靠导梁架,边插边将吊钩缓慢下放,这时在相互垂直的两个方向用铅锤进行观测,以确保钢板桩插正、插直。3)插打角桩双向垂直度是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键,施工时须严格控制。精确测设第一根角桩的方位,以此指挥打桩履带吊车的移位,定位后,打桩锤的锤心必须与钢板桩的中心重合,起吊钢板桩呈垂直状态下,完成插桩;第一根桩插设时需留置一定的预留量,不要完全打入,插桩稳定后,精确复测桩的位置与双向垂直度,不符合要求时需重新插桩,直至合格为止。4)其它钢板桩的插打顺着事先固定好的导梁依次插打其它钢板桩,钢板桩顺着前一根钢板桩的锁口插入,启动振动锤分次打入至设计标高。钢板桩吊起后用人工扶持顺着前一块的锁口下插,当下插困难时,可在钢板桩锁口处摸少许黄油,以减少摩擦。也可采用强迫插桩法,即桩吊起插入锁口后快速放松桩绳,借桩自重急下插入。钢板桩沉设时,采用全站仪跟踪测量,或用铅锤吊线的方法进行测量,随时检查钢板桩的偏位情况,当钢板桩发生偏斜时及时用倒链校正,以利于及时纠偏,当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时,应拔起重插。5)通过检测,确定第一片钢板桩插打合格后,然后以第一根钢板桩为基准,再向两边对称插打每一根钢板桩到设计位置。整个施工过程中,要用铅锤始终控制每片桩的垂直度,及时调整。6)每一片钢板桩先利用自重下插,当自重不能下插时,才进行加压。7)钢板桩插打至设计标高后,立即与导向架进行焊接并固定位置。8)插打过程中,须遵守“插桩正直,偏斜即纠,调整合拢”的施工要点。9)钢板桩插打过程中,可能遇到另外的问题有共连、扭转及水平伸长等,在此将相应的预防措施及处理方法列举如下表:3、钢板桩内支撑钢板桩围堰拟设2道水平内支撑,见图3-3所示。围堰支护沿围护结构内,水平方向紧贴周边钢板桩,在横向支撑点上设置腰梁,腰梁其它支撑杆件均采用I14工字钢。4、抽水堵漏钢板桩插打完后,即可抽水开挖。先支撑再抽水,并检查各节点是否顶紧, 板桩与内支撑间木楔是否敲紧,防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快,且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠,使其由水夹带至漏水处自行堵塞,必要时可外部堵漏。较深处的渗漏,可将煤渣等沉送到漏水处堵漏。在桩脚漏水处,采用砼封底等措施。5、挖基坑、硬化基层在水抽干后,即可人工挖泥沙,或不抽水采用高压水枪配合泥浆泵吸泥沙至设计标高,之后回填混渣,采用C20混凝土硬化基底后进行承台施工。6、拔除钢板桩钢板桩拔桩前,在退潮后涨潮前先将围堰内的支撑,从上到下陆续拆除,并陆续灌水至高出围堰外水位1~1.5m,使内外水压平衡,使板桩挤压力消失,并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先用振动锤轻振桩体,使土层与桩身之间产生松动,再提升卷扬机拔出板桩,再从下游开始分两侧向上游挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出,必要时进行水下切割。(三)基坑排水水泵抽水能力应为渗水量的1.5~2倍,汇水坑设在承台外侧。准备采用2台流量40m3/h的柴油浮箱式抽水机抽水。(四)质量控制1、在拼接钢板桩时,两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊,要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm,断面上的错位不大于2mm,使用新钢板桩时,要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件,并详细丈量尺寸,检验是否符合要求。2、对组拼的钢板桩两端要平齐,误差不大于3mm,钢板桩组上下一致,误差不大于30mm,全部的锁口均要涂防水混合材料,使锁口嵌缝严密。3、为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直,并且围堰周边的钢板数要均分,为保证桩身垂直,于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向木,顺导向木下插,使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致,锁口间隙也不完全一致,桩身仍有可能倾斜,在施工中加强测量工作,发现倾斜,及时调整,使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰,同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分,事先在围堰导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置,使宽度误差分散,并在插桩时,据此调整钢板桩的平面位置,使误差不大于±15mm,当仍有困难时,将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床,在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时,则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。4、在使用拼接接长的钢板桩时,钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上,而且相邻桩的接头上下错开至少2m,所以,在组拼钢板桩时要预先配桩,在运输、存放时,按插桩顺利堆码,插桩时按规定的顺序吊插。5、在进行钢板桩的插打时,当钢板桩的垂直度较好,一次将桩打到要求深度,当垂直度较差时,要分两次进行施打,即先将所有的桩打入约一半深度后,再第二次打到要求的深度。6、钢板桩围堰在使用过程中,防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管,到围堰内抽水时,再予封闭,在围堰内抽水时,钢板桩锁口漏水,在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物,借漏水的吸力附于锁口内堵水,或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝,撒煤渣等物堵漏时,要考虑水流方向并尽量接近漏缝,漏缝较深时,用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒,同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处,逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧,使导梁受力均匀。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:https://bid.lcyff.com/#/?source=bdzd
钢板桩围堰的设计与施工具体包括哪些内容呢,下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。
目前,对于钢板桩围堰的设计主要是沿用《公路桥涵施工手册》和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的近似性,并不一定能够真实反映钢板桩围堰的实际受力状况,有时会出现较大的偏差,给围堰的使用带来很多不安全因素。笔者在洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中,为避免出现较大的变形,在对钢板桩围堰设计时采用了理论算法。经实践检验,理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况,对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到了重要的保证作用。
下面就钢板桩围堰的设计与施工做详细论述:
1 已知条件 1.1 承台尺寸:10.3m(横桥向)×6.4m(纵桥向)×2.5m(高度),底部设计有10.7×6.8m×1.0m的封底砼。
1.2 承台及河床高程 承台顶面设计高程为h=5.0m,河床底高程为5.5m,河床淤集深度约为30cm。 1.3 水位情况 正常水位:h常=10.8m(此时水深5.3m),最高水位hmax =11.5m(水深6.0m),围堰设计时按最高水位考虑。
1.4 水流速度 因该桥位于水电站下游,水流较为湍急。设计时速V=1.0 m/s,不考虑流速沿水深方向的变化,则动水压力为: P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN 式中:P-每延米板桩壁上的动水压力的总值(KN); H-水深(米); V-水流速度(1.0m/s); g-重力加速度(9.8m/s2); B-钢板桩围堰的计算宽度,B=10m; D-水的密度(10KN/m3); K-系数,(槽形钢板桩围堰K=1.8~2.0,此处取1.8)。(参照《公路施工手册》,假定此力平均作用于钢板桩围堰的迎水面一侧。)
1.5 河床水文地质条件 河床土质良好,多为粘土、亚粘土,局部有亚砂土,承载力较强。围堰基底至河床部分土质为粘土(层厚约2m)、亚砂土(硬塑状态,很湿,层间无承压水,层厚约为1m)。
2 拟定方案
结合河床地质情况及施工要求,拟采用日本产钢板桩进行围堰施工,长度为15m,宽度为40cm,厚度为18cm。 围堰顶面标高拟定为12.5m,高出最高水位1.0m。围堰设计图3,所有内围囹均采用56b工字钢制作,节点采用焊接(施工中严格执行钢结构施工规范)。为确保整个围囹的刚度和稳定性,对每层中间一道工字钢上面加焊型钢并将上下四道工字刚用25#槽钢焊接连接。在施工期间安排专人值班以防吊物碰撞。
3 围堰(支撑)内力计算
3.1 确定受力图式
3.1.1 钢板桩嵌制形式 河床底部土质较为密实,假定钢板桩底部嵌固于(钢板桩入土深度)t/3=1.5 m处,即承台底2.0m处。(封底砼厚度采用50cm)
3.1.2 动水压力 P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN
3.1.3 河床土质为亚粘土,为不透水层,但考虑到钢板桩施工中会引起板侧土体的扰动,缝隙里充满水,所以考虑水压力的影响。土压力计算取用浮容重, Υ'=19.4-9.8=9.6KN/m3,ιj=30~50Kpa,σ=100KPa。
3.1.4 经分析可知迎水面为最不利受力面,以此为计算面。所承受荷载假定由两根工字钢平均承担,计算两根工字钢的共同受力。 由受力图式可知,此结构为四次超静定结构,因计算较为繁琐,计算过程不在此详细叙述,得出最大支撑力为2734.95KN,最大弯矩为1117.59KN。
4 验算钢板桩的入土深度是否满足要求
钢板桩入土深度达4.5m,从桥位处地质勘探资料分析,持力层中无承压水,如经计算各道支撑的受力均能满足要求,可不验算钢板桩的入土深度。
5 根据求得的内力验算钢板桩的受力状态及变形情况
5.1 应力 由内力计算结果可知,Mmax=1117.59KN·M。钢板桩外缘拉应力σ=Mmax/W=123MPa<340MPa(容许应力),满足要求。
5.2 变形 经计算,各单元跨中变形值如表1所示。
6 验算工字钢的受力状态
6.1 轴向受力 由计算可知,最大支撑反力发生在第二道围囹处,其数值为2734.95KN,因工字钢与钢板桩连接处均采用焊接,且角撑刚度较大,不考虑其失稳,仅考虑纵向挠曲,系数取ζ=2,此时其承载力 P=292.9×10-4m2×340×106N/m2/2=4980KN, 安全系数n=4980/2734.95=1.8,其承载力满足要求。
6.2 横向工字钢的抗弯能力 假定支撑反力P=2734.95KN平均作用在横向工字钢上(长度按8.8m计算),荷载集度q=2734.95/8.8=310.8KN/M。经计算,对工字钢跨中产生的最大弯矩Ml/2=864.5KN·M。工字钢抵抗弯矩M`=1000KN·M。安全系数N=1000/864.5=1.15(此处未考虑钢板桩与工字刚的共同作用,实际情况应更为安全),承载力满足要求。
6.3 工字钢挠度 在上述弯矩的作用下,计算出工字钢的跨中挠度L=14mm,满足施工及使用要求。
7 钢板桩竖向承载力的验算
因此钢板桩围堰将利用作为钻机平台,其承受的竖向荷载有:
7.1 钻机及其配套设备自重:150KN;
7.2 支架及其他施工荷载:100KN;
7.3 钢板桩自重:1300KN;
7.4 围囹自重:300KN。 合计:1850KN 上述竖向荷载全部靠钢板桩侧摩阻力及其桩尖反力承担,查相关规范及工程地质报告,计算如下: 桩侧摩阻力P1=(13.8 9.6)×2×5.7×10=2668KN; 桩尖反力P2=117根×8.85E-3M2/根×100KPa=104KN 合计: =2668 104=2772KN 安全系数N=2772/1850=1.5,承载力满足要求。
8 围堰整体稳定性验算
钢板桩围堰的整体稳定性仅表现围堰在动水压力作用下的抗倾覆能力。该动水压力与钢板桩入土深度范围内所受的土压力相平衡。因钢板桩围堰底部嵌入地基中达4.5米,在动水压力作用下所能承受的土压力要比动水压力要大的多,此处可不必验算,其整体稳定性应能得到很好的保证。
9 施工中注意事项
该钢板桩围堰在整个工程施工中极为顺利,经实测各单元的变形与计算结果相符。施工中要注意以下几点:
9.1 钢板桩的堵漏 一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝。刚开始时我们也采用此法,效果不是很理想,后在钢板桩全部插打完毕开始抽水安装围囹时,采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法,借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的,对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。经现场实施,效果非常明显,施工期间在围堰内仅设置一台潜水泵即可将漏水抽净。
9.2 围囹的安装 围囹的安装应随着抽水的深度逐层实施,安装过程中要密切注意河床水位的变化,并安排专人负责施工期间的抽水工作。值得注意的是工字钢与钢板桩的连接,由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响,整个围堰的侧面顺直度较差,工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形,要求将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接,围堰的四个角更应加强。
10 结束语
用理论算法进行钢板桩围堰的设计能够较为真实的反映钢板桩的实际受力状态,从而具有较大的安全性。采用逐层抽水加固的施工方案较为方便,在基底土质良好的条件下可以实现“干法施工”,不需要采取水下封底,在质量上易于保证。
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〔提要〕该文叙述了水中承台施工中采用钢板庄围堰进行维护 挡水的设计情况与施工方法以及施工中易出现的问题和解决措施。 〔关键词〕钢板桩设计施工方法控制措施
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1、本合同工程概述及地形地貌、地质、气象、水文条件
本合同段为国道主干线福州绕城公路西北段RA1合同段,位于闽侯县境内,线路起于闽侯县竹岐乡白龙村,设置白龙互通连接福银高速公路,起点桩号K0+000,路线横跨闽江后到达本合同段终点K2+910,闽侯县荆溪镇港头村附近,全长2.91公里。
2、钢板桩围堰的设计
承台为矩形,9.2m(纵桥向)×14.3m(横桥向)×4.0m(高度)*2,钢板桩围堰也选择为矩形,为满足承台施工空间的要求,拟定钢板桩围堰壁与承台预留2.5m的空间,故围堰的尺寸为36.4m(横桥向)×14.4m(纵桥向)。为确保围堰插打的精度,先安装内、外围导向架,然后进行钢板桩插打。同时围堰内加设型钢内围囹和钢管内支撑,内围囹和内支撑的设置充分考虑墩身的施工空间。经调查,闽江水位一般未溢出江堤(江堤顶标高3.0米),为保证围堰的正常使用,围堰顶标高设为+3.0m。
3、钢板桩围堰的施工工艺流程
3.1施工平台搭设
施工平台已经在打桩以前搭设好。
3.2钢板桩打设
吊车停放在钻孔平台上,提起振桩锤,利用振桩锤打设钢板桩。打设的顺序是:从靠河上游侧中间往两边 ,在靠下游侧中间合拢。钢板桩打设之前,在钻孔平台周围用[20a设置导向装置,保证钢板桩的平面位置和垂直度。
为了确保插打位置准确,第一片钢板桩是插打的关键。插打在导向架上设置一个限位框架,大小比钢板桩每边放大1cm,插打时钢板桩背紧靠导向架,边插打边将履带吊钩缓慢下放。这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测,以确保钢板桩插正、插直,然后以第一根钢板桩为基准,再向两边对称插打钢板桩。在整个钢板桩围堰施打过程中,开始时插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置,到剩下最后5片时,要先插后打,若合拢有误,用倒链或滑车组对拉使之合拢,合拢后,再逐根打到设计深度。
钢板桩锁口环环相扣,整个围堰闭合后,开始安装外围囹,外围囹安装完成后,进行围堰内基坑开挖。
在插打过程中,钢板桩下端向上挤压,钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大,上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此,每打四五根钢板桩就要用垂球吊线,将钢板桩的倾斜度控制在1%以内,超过限定的倾斜度应予纠偏(一次性纠偏不能太多,以免锁口卡住,影响下一片钢板桩的插打)。当钢板桩偏移太多时,采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量,若因土质太硬纠偏困难时,采用四滑轮组纠偏。
3.3内围囹安装
在钻孔灌注桩施工完成后,拆除平台,开始用长臂挖掘机和抓斗开挖基坑。开挖过程中严禁超挖。
27#墩内围囹安装:所有内围囹三肢工钢形式,内支撑采用钢管,具体尺寸见钢板桩围堰设计图纸。内围囹在加工场加工完成,加工好的内围囹用平板车运至施工现场,采用履带吊吊装至设计位置。内围囹与钢板桩间的连接采用钢板桩上满焊连接,围囹满焊在钢板桩上。第一层内围囹安装完毕后,进行内支撑安装,内支撑与围囹间采用焊接。第一层内支撑安装完毕后,用长臂挖机和抓斗结合泥浆泵抽水吸泥,进行水下基坑的开挖,开挖至围堰封底混凝土底标高。然后抽水至第二层支撑下0.5m,安装第二层围囹和内支撑,安装完第二层围囹后抽水至第三层支撑下0.5m,安装第三层围囹和内支撑,最后将封底混凝土上的水抽干,测量放样,凿除表层不良混凝土,用C20混凝土找平。
3.4钢板桩围堰出现的问题及解决措施
当尺寸上大下小时,在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳,位置根据尺寸大小的差值而定,利用倒链或转向滑轮进行对位,直至符合要求合拢为止。其优点是:钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内,通过对拉,使两侧钢板桩连接有利于稳定,便于插桩合拢。 当尺寸下大上小时,钢板桩上设置的吊耳,应尽量向桩的下部安置,必要时可安放在水下对位,直至合拢。合拢口尺寸上下都小时,此时应将合拢口的位置设置在合拢面一侧的角桩附近。用千斤顶在钢板桩顶端顶推和设置吊耳,将合拢口向两侧张拉,调整上下尺寸,但要采取保证两侧钢板桩锁口在同一平面内,一般是在桩内外安置活动导向,迫使钢板桩在导梁平面内移动。
3.5钢板桩的堵漏
一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝,也可采用顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法,借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的,对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。河床以上采用外贴止水橡胶带止水。
3.6桩头凿除及清渣
抽完水后,割除剩余钢护筒,用风镐凿除桩头至设计标高,清理全部杂物并冲洗干净。检查有无渗水情况,测量封底混凝土顶面高程,为承台施工做好准备。开挖承台基坑至设计标高后,对基底进行找平,并浇筑C20封底混凝土,转入承台施工。
3.7承台施工
首先在基底垫层表面精确测量防出承台纵横十字轴线及标高线,并根据设计图纸在在基底垫层表面标出钢筋准确位置,用墨线弹出承台施工边界线。
承台钢筋在陆上钢筋加工场内加工、下料。钢筋加工弯制前,其表面的油渍、漆污、浮皮、铁锈等应清除干净,钢筋应顺直,无局部折曲,加工后无表面消弱钢筋截面的痕迹。钢筋加工弯制前应调直,当采用冷拉方法矫直钢筋时,钢筋的矫直伸长率为:I级钢筋不得大于2%。钢筋的弯制和末端的弯钩应按设计要求办理,设计未提要求时应按标准弯钩制作。
承台主筋采用双面搭接焊接,焊接长度必须满足5D且≥10cm以上,且焊缝必须饱满,无焊渣等现象。
4、 钢板桩围堰出现的问题及解决措施
4.1钢板桩围堰合拢问题。
当尺寸上大下小时,在合拢口两侧钢板桩上下平行吊耳,位置根据尺寸大小的差值而定,利用倒链或转向滑轮进行对位,直至符合要求合拢为止。其优点是:钢板桩对向平行受拉能保证桩的两侧锁口在同一平面内,通过对拉,使两侧钢板桩连接有利于稳定,便于插桩合拢。当尺寸下大上小时,钢板桩上设置的吊耳,应尽量向桩的下部安置,必要时可安放在水下对位,直至合拢。
4.2插打
在插打过程中,钢板桩下端有上挤压,钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大,上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此,每打四五根钢板桩就要用垂球吊线,将钢板桩的倾斜度控制在1%以内,超过限定的倾斜度应予纠偏(一次性纠偏不能太多,以免锁口卡住,影响下一片钢板桩的插打)。当钢板桩偏移太多时,采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量,若因土质太硬纠偏困难时,采用走四滑轮组纠偏。
4.3由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响,整个围堰的侧面顺直度较差,工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形,将工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接,围堰的四个角更应加强。
4.4钢板桩的堵漏。一般的做法是在钢板桩施打过程中用棉絮、黄油等填充物填塞接缝。刚开始时我们也采用此法,效果不是很理想,后在钢板桩全部插打完毕开始抽水安装围囹时,采用一边抽水一边顺着钢板桩的接缝下溜较干细砂的方法,借助水压力将细砂吸入接逢内而达到堵漏的目的,对于变形较大的接缝在围囹安装后用棉絮塞填。经现场实施,效果非常明显,施工期间在围堰内仅设置一台潜水泵即可将漏水抽净。
结束语
施工实际效果表明,钢板桩围堰,具有施工进度快、安全、占用空间小等优点,同时在基底土质良好的条件下可以实现“干法施工”,不需要采取水下封底,在质量上易于保证,这对于运输繁忙、不能断航、水深相对浅、土质相对较好的工程使用较为有利,对于水深相对较深、土质相对较差(淤泥或粉质细沙等软基)时则需要采用水下混凝土封底实现。
参考文献
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[2]JTJ041 – 2000 ,公路桥涵施工技术规范[s]
[3]GB 50017 - 2001 ,钢结构设计规范[s]
[4]GB50009 – 2001 ,建筑结构荷载规范[s]
[5]建筑钢结构焊接技术规程[s]
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。