前言:寻找写作灵感?中文期刊网用心挑选的隔流墙插板桩施工技术分析,希望能为您的阅读和创作带来灵感,欢迎大家阅读并分享。
[摘要]插板式隔流墙为较新型结构设计,国内无成熟工艺可供借鉴,此技术通过优化作业平台、优化套筒设计(将双套筒改为单套筒)和采取增设卡槽限位器(楔形钢卡扣)、套筒加固、套筒空隙填充、筒口固定等多项技术措施确保了插板桩施工的垂直度及卡槽位置达到设计要求和质量标准,保证了工程顺利实施。
[关键词]插板桩;垂直度控制;卡槽位置控制
受制于电站发电和通航的需要,隔流墙大多位于枯水围堰和河床斜坡上,水深且淤泥层厚,地形条件复杂,插板桩桩身定位、垂直度及卡槽位置精度要求高,水中搭设作业平台施工难度大,质量安全风险高。水上施工插板桩隔流墙一般是先施工水上钢板浮筒作业平台,后施工插板桩,再施工桩外插板砼限位环。但在离岸近、水深、淤泥厚、地质差的河道中施工插板桩隔流墙存在成本高、施工周期长,安全风险大。为解决上述问题,我单位对此进行立项研究,形成了旱地一次性施工插板桩与插板砼限位环的隔流墙插板桩施工方法[1-3]。该技术经科技查新未见相关文献报道,成果于2020年2月通过广东省土木工程协会组织的科技成果鉴定,达到了国内领先水平,该成果获得广东建工集团科技进步奖二等奖。经过在北江(韶关至乌石)航道扩能升级工程濛浬枢纽二线船闸等工程中成功应用,总结形成了隔流墙插板桩施工工法。
1工程概况
北江(乌石至三水河口)航道扩能升级项目濛里二线船闸段工位于曲江市濛水电枢纽右岸,属乌石镇,上游通往韶关,下游流向英德。新建二线船闸濛里枢纽扩建工程等别为二等,本船闸属Ⅲ级船闸,船闸上、下闸首及闸室均为2级建筑物,上、下游导航墙及靠船墩为3级建筑物,临时建筑物为4级。新建二线船闸220m×23m×4.5m。其中濛浬船闸上游隔流墙总长165m,采用插板桩结构形式,由17根插板桩及304块预制插板组成。插板桩为冲孔灌注桩,双套筒结构,套筒壁厚8mm,内套筒直径φ2100mm,长11.19m,灌注C30砼,外套筒直径φ2700mm,长11.19m,内外套筒间灌注C25砼,采用泥浆护壁成孔。插板桩共17根,总桩长约295.1m。上游插板式隔流墙场地现状局部处于枯水围堰线上,部分处于江河水面上。
2关键技术与工艺
2.1施工准备
(1)对设计图纸进行审核,熟悉图纸中插板桩各部位的尺寸及作用。(2)对施工现场的地质勘测资料进行复核。(3)对施工现场的水文环境情况进行搜集统计。
2.2施工平台填筑
根据施工工作面需要,对处于水面部分的桩位填筑施工平台,平台施工从下游沿插板式隔流墙轴线向上游方向推进。施工平台水上部分需进行分层压实,靠江侧填筑边线距桩边6m,坡面采用2m厚块石护坡,见图1、图2。
2.3插板桩结构优化
结合现场施工条件及设计图纸,针对结构进行优化,决定取消插板桩内套筒,不仅简化了施工工序(内套筒吊装、内外套筒C25填充砼浇筑),同时对外套筒垂直度及卡槽位置控制更加方便,保证了施工质量,节省了成本,插板桩结构优化见图3、图4。
2.4插板桩成桩施工
插板桩采用泥浆护壁,冲击成孔、反循环清孔。泥浆采用反循环系统,循环系统由吸浆管、泥浆池、分沙器、泥浆泵、空压机5大部分组成。采用全站仪定位放点(桩孔外同时设置参照点以便校对桩位)埋设桩机护筒,护筒埋设完成后,对护筒四周进行硬化处理并在护筒四周铺上钢板;桩机就位前在桩机枕木下设置钢板垫块,防止施工过程中地面出现过大变形,就位后对桩机锤与桩孔中心位置进行复核[4]。施工过程中,插板桩先采用大锤冲孔至插板砼限位环标高(为设计高程+0.12m),再换成小锤冲至插板桩设计底标高。
2.5钢套筒制作与加固
外钢套筒在加工厂按设计图纸进行加工制作,验收合格后方可进场。钢套筒进场后,在钢套筒口两端采用角钢对套筒进行“米字形”加固,内部采用钢板做肋,并用三角铁对钢套筒内部卡槽位置进行加固处理。钢套筒加固完成后,采用泡沫块对钢套筒插槽底部往上5m的位置进行填充,与卡槽牢固粘合。
2.6钢套筒吊装
外钢套筒吊装采用一台主吊、一台副吊配合起吊,吊装机具采用卡环4个,钢丝绳4条,14#工字钢2条,吊装机具选择应满足安全要求。钢套筒吊点预留孔设置于端头0.15m处,两端分别设置两个吊点,与插槽垂直布置,制作完成后运至现场,并在现场相应桩位附近暂时存放,套筒存放地面平整表面铺100mm细砂,防止套筒变形。按设计要求冲桩成孔后,采用分沙器配合3方空压机对桩孔进行反循环清孔。钢套筒吊装选择在白天进行,便于测量精准定位。钢套筒采用两台汽车吊进行吊装,吊装前需检查吊具安全性能以及钢丝绳与吊环、吊点连接情况,检查合格后,方可起吊。起吊作业中,吊机所有动作由指挥长统一安排和指挥。在指挥长的指挥下,主、副吊机同时缓缓起吊,钢套筒平吊离地面约0.5m,悬空约5分钟,由安全员再次检查吊环、吊点处、钢丝绳的连接是否完好,钢套筒是否存在变形过大的问题。经检验无误后,由指挥长统一指挥主、副吊机将钢套筒缓缓提升吊起,在吊起过程中,副吊机不需过大提升扒杆,只需将钢套筒尾部控制在离地面1m~2m的距离即可;主吊机应缓缓提升扒杆,直至钢套筒由水平状态转换为竖直状态。钢套筒完全吊起后,拆除副吊钢丝绳及套筒底部“米字型”加固装置。钢套筒吊装过程中采用全站仪全程监测,确保钢套筒按要求下放,发现偏差立即纠正。
2.7钢套筒筒口固定
钢套筒下放至设计标高后,对钢套筒高程及位置进行复核,复核无误后,用14#工字钢将套筒吊筋与桩机护筒四周定位钢板进行焊接连接。钢套筒插槽位置采用U型钢筋对其与定位钢板进行固定。钢套筒与桩机护筒两个垂直方向采用钢卡扣固定,钢卡扣放至指定位置后,对其与钢套筒及桩机护筒进行焊接,见图5。钢套筒筒口固定完毕后,为防止浇筑过程中钢套筒底部移位过大,由人工向钢套筒外空隙四周均匀回填10mm~20mm级配碎石,填筑高度为5m(与插槽内填充的泡沫块高度一致)。钢套筒固定完成后继续使用分沙器配合空压机对桩孔进行反循环清孔,直至清理干净。
2.8钢筋笼吊装
钢筋笼现场进行制作,并在钢筋笼相应位置设置吊点及桁架和水平内撑。进行钢筋笼吊装下放时,应对正孔位缓慢下放,防止触碰到钢套筒。钢筋笼下放完后,校正钢套筒及钢筋笼,固定钢筋笼下砼导管并进行二次清孔,验孔达到设计要求后进行砼浇筑。
2.9混凝土浇筑
浇筑前,进行水下混凝土配合比优化,提高其自密实性,确保套筒内加筋肋、三角铁处混凝土浇筑质量。2.10施工平台拆除施工平台拆除工作采用陆上开挖与水上开挖结合的方式进行,陆上开挖至卡槽处时,清理卡槽内杂物及浮浆,并对卡槽宽度及垂直度进行检查。
3材料与设备
3.1主要材料
主要材料的具体规格、技术指标见表1。
3.2主要设备
所需主要设备见表2,数量根据工程进度和施工条件而定。
4结语
本工法创造性的提出通过填筑平台,由水上施工改成陆地施工;插板桩与插板砼限位环由两次砼浇筑变为一次浇筑;采取增设卡槽限位器(楔形钢卡扣)、筒口固定、套筒与孔壁间空隙填充密实等技术措施保障插板桩的垂直度及卡槽位置控制,显著降低了吊装及浇筑过程中套筒上浮、偏转及倾斜,提高了施工精度,保证了插板桩在施工过程中的质量、安全及施工进度,降低了施工成本。具体体现在以下三方面:(1)利用开挖料(黏土掺石渣)填筑作业平台替代原设计钢板浮筒作业平台,改水上施工为陆地施工,确保了施工安全,降低了施工成本。(2)将原设计双套筒改为单套筒结构形式,插板桩与插板砼限位环由二次浇筑变为一次浇筑即可成形,有利施工组织,缩短了工期。(3)通过采取套筒加固、增设卡槽限位器(楔形钢卡扣)、筒口固定、套筒与孔壁间空隙填充密实等技术措施,确保了套筒吊装过程及浇筑过程中施工质量。本技术已成功应用于北江航道扩能升级项目濛浬二线船闸插板式隔流墙施工,实现了其功能性,保证了施工安全、节约工期及降低施工成本的目标。对类似工程具有很好的借鉴及推广作用。
参考文献
[1]陈宝军,吕远.东营中心渔港码头工程水力插板桩施工[J].水运工程,2006(5):97-100.
[2]徐朝龙.水力插板桩在芜湖鲁港闸桥工程中的应用[J].安徽建筑,2016(8):149-150.
[3]王朋茂.浅析水力插板桩在水闸工程施工中的应用[J].江西建材,2015(8):131,133.
[4]高殿华,王树成,赵艳茹.钢筋混凝土插板桩在松花江护岸工程中的应用[J].东北水利水电,2011(2):22-23.
作者:张俊锋 单位:广东省水利水电第三工程局有限公司