組合鋼板樁在船用船用船用船用浮游式船閘施工中的應(yīng)用

組合鋼板樁在船用船用船用船用浮游式船閘施工中的應(yīng)用

1．下游上游1號和2號港口工程位于長興造船基地的最高層。1號碼頭位于頂層（西側(cè)），有效規(guī)模為520m76m11.6m。2號碼頭位于下游（東側(cè)），有效規(guī)模為510m106m11.6m。兩塢塢壁線凈距離52m。2施工工藝2.1風(fēng)對組合鋼板樁施工方法的探討塢墻鋼板樁常規(guī)施工一般采用吊車吊掛振動錘配備雙層導(dǎo)向架的吊打工藝。由于本工程組合鋼板樁樁尖部分長短不一的特殊結(jié)構(gòu)以及22m的樁長，如采用常規(guī)的吊打工藝，容易產(chǎn)生樁位偏移，影響施工質(zhì)量；由于樁較長需配備的吊車噸位較大，成本相對較大；采用雙層導(dǎo)向架施工，拆裝麻煩，施工效率低。為解決以上問題，經(jīng)反復(fù)比較，本工程塢墻鋼板樁施工采用DH-508履帶式打樁架配備D-62柴油錘及單層導(dǎo)向架錘擊法施工工藝，屏風(fēng)式插樁，階梯形分段送樁的施工方法，見圖2。組合鋼板樁下端插入導(dǎo)向架圍檁，上端通過樁帽、樁錘及打樁機(jī)導(dǎo)桿與打樁機(jī)相連，形成上下兩層嵌固，約束鋼板樁晃動偏移，可有效控制鋼板樁的垂直度及平面偏位，避免了吊車吊掛振動錘上端無固定的缺陷。由于打樁架筒體對組合鋼板樁通長的導(dǎo)向及約束作用，可減少由于板樁自身重心偏移所產(chǎn)生的樁身垂直度偏差，同時沉樁過程中可以通過調(diào)整樁架筒體垂直度進(jìn)行糾偏，可以有效的保證施工質(zhì)量。采用單層導(dǎo)向架，施工拆裝方便、靈活，減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高施工效率。采用錘擊法沉樁避免了振動錘反復(fù)震動產(chǎn)生大量熱量，對鎖口內(nèi)止水材料及鋼材材質(zhì)本身帶來好處。由于錘擊法不具備拔樁的特點(diǎn)，一旦施工過程中產(chǎn)生大的偏位及扭轉(zhuǎn)，難以拔起后重新插樁。因此，要求施工過程中嚴(yán)密觀測，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，對施工人員的素質(zhì)要求較高。2.2導(dǎo)向架制作設(shè)計鋼板樁施工中，導(dǎo)向架及其限位裝置結(jié)構(gòu)及剛度對板樁平面及垂直度偏差的控制起到至關(guān)重要的作用。制作前根據(jù)地質(zhì)條件、板樁結(jié)構(gòu)形式、柴油錘的能量、施工經(jīng)驗等仔細(xì)驗算其剛度。導(dǎo)向架由圍檁、定位樁、限位裝置等組成，本工程采用H400×400型鋼加工制作導(dǎo)向架的圍檁，單榀圍檁長12m，內(nèi)徑寬度為80cm，比組合鋼板樁寬度大5cm；并設(shè)頂輪、卡位板等控制鋼板樁平面偏位。導(dǎo)向架定位樁采用609mm鋼管制作，長10m，單側(cè)焊接與鋼板樁鎖口相同，并在定位樁兩側(cè)加設(shè)牛腿用以固定擱置圍檁，以確保第一根樁沉樁過程中的質(zhì)量。由于組合鋼板樁頂部形狀為六角形，需定制異形樁帽及送樁管，保證六角形鋼板樁頂面受力均勻，見圖3。2.3鋼板樁導(dǎo)向架安裝定位樁施工：在起始段打入兩根609mm鋼管樁，距離和圍檁長度相當(dāng)，要求平面位置定位準(zhǔn)確；在鋼板樁中心線延長線上，起始點(diǎn)鋼管樁一側(cè)焊接鎖口，以確保第一根CAZ鋼板樁施工時的穩(wěn)定性；限位樁入土5m，露出地面部分5m。在離地面50cm處焊接鋼牛腿，用以安放圍檁，安放前用經(jīng)緯儀在牛腿上彈出定位線，兩根圍檁用對拉螺栓及槽鋼卡位板固定。導(dǎo)向架安裝見圖4。CAZ鋼板樁施工：打樁架與吊車分別位于圍檁兩側(cè)。打樁架平行于圍檁行走，打CAZ鋼板樁時機(jī)身轉(zhuǎn)90°角與履帶垂直。鋼板樁由吊車起吊送入樁架籠口，下端套進(jìn)定位樁的鎖口后進(jìn)入導(dǎo)向架圍檁。用經(jīng)緯儀調(diào)整垂直度后，開錘施打至樁頂離地6m時停止，移機(jī)施工下一根，以此類推，直至一組鋼板樁施工完畢后，拆除導(dǎo)向架，在第二組鋼板樁位置重新安裝導(dǎo)向架，循環(huán)施工。每組鋼板樁插樁完成并拆除導(dǎo)向架后，為降低打樁過程中樁位偏差的疊加效應(yīng)，采用逐根跳打方式進(jìn)行送樁，最后一根樁作為后一組的控制定位樁。為防止鋼板樁沉樁過程中相鄰樁鎖口間摩擦生熱現(xiàn)象，可用水不間斷沖刷鎖口部分。鋼板樁沉樁施工在沉入過程中發(fā)生傾斜時，可用50kN卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行牽拉糾偏。對于側(cè)向偏差呈一個方向扭轉(zhuǎn)趨勢，要及時緩慢糾正，以防出現(xiàn)棱角現(xiàn)象，樁側(cè)向偏差值控制在5cm以內(nèi)，打設(shè)過程中產(chǎn)生的異形樁要標(biāo)明位置、樁號。2.4合樁、閉合樁設(shè)計閉合是鋼板樁施工過程中的一個技術(shù)難點(diǎn)，閉合施工對閉合前插打的鋼板樁質(zhì)量要求較高，這一部分樁的質(zhì)量控制是閉合成功與否的關(guān)鍵。同時根據(jù)施工場地不同的地質(zhì)條件選擇最佳的閉合點(diǎn)。本工程閉合樁采用標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁，閉合點(diǎn)選擇在標(biāo)貫擊數(shù)較小，地質(zhì)條件好，打樁阻力小，深度較淺的部位。這樣其法向和軸向傾斜度均易保證，便于鋼板樁閉合施工。同時應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的形狀選擇直線段。閉合樁采用標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁，為確保閉合處鋼板樁的垂直度，在距閉合口還剩幾根樁時打一根異形鋼板樁，將樁的軸向傾斜度糾正為負(fù)數(shù)，然后打樁至閉合處，使其軸向及法向傾斜度均控制在0～0.3%之間。為了使閉合鋼板樁能順利與相鄰樁的鎖口相互咬合，插打前應(yīng)使閉合鋼板樁兩側(cè)樁高度不同，以便閉合鋼板樁的鎖口可先與高樁套好，再與低樁的鎖口套好。鎖口套好后，緩慢施打閉合鋼板樁至設(shè)計樁頂標(biāo)高。3施工中遇到的問題和解決辦法3.1解決導(dǎo)架剛度不高的問題由于鋼板樁壁厚僅10mm，且國產(chǎn)鋼板和進(jìn)口鋼板長度不同等原因，插樁過程中會產(chǎn)生鎖口扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，造成施工后的鋼板樁軸向直線度不好。通過加強(qiáng)導(dǎo)架的剛度和導(dǎo)架與鋼板樁間的約束可以有效地解決此問題。導(dǎo)架剛度好，可減少錘擊震動帶來的導(dǎo)架撓度及變形。導(dǎo)架與鋼板樁間隙不宜過大，且間隙由頂輪頂緊，避免鋼板樁跑位。3.2鋼板樁降低垂直截面傾斜率的措施鋼板樁沉樁過程中發(fā)生扇形傾斜一直是鋼板樁施工的難題，發(fā)生扇形傾斜與鋼板樁擠土效應(yīng)有關(guān)，原因比較復(fù)雜，據(jù)實(shí)測組合鋼板樁內(nèi)土芯深度約16m，地面以下6m未有土體，由于上下土體壓縮的不均勻性造成鋼板樁產(chǎn)生扇形傾斜。以下幾個辦法可有效減少或部分減少傾斜：(1）控制沉樁的流程，采用屏風(fēng)式插樁，逆向階梯送樁的施工工藝，插樁和送樁施工應(yīng)有一定距離，能控制扇形面的傾斜程度。(2）利用鋼板樁加工過程中的上下寬度偏差調(diào)整，盡量將鋼板樁寬度較大的朝下。(3）采用異形樁糾偏時應(yīng)盡量采用單根異形樁小量偏差糾位，多根糾偏到位的措施，對鋼板樁施工質(zhì)量有利。3.3關(guān)于鋼板樁沉樁過程中出現(xiàn)的一些問題的對策由于鋼板樁制樁過程中的偏差及施工過程中的擠壓等原因，施工時可能造成鋼板樁鎖口扭轉(zhuǎn)和脫開現(xiàn)象。該問題的解決辦法是：(1）嚴(yán)格控制鋼板樁的制作質(zhì)量，對鎖口質(zhì)量要逐根逐段驗收。(2）沉樁過程中嚴(yán)格控制定位樁的垂直度及鋼板樁的垂直度。(3）送樁桿、導(dǎo)向架圍檁及卡板等配套件的剛度、尺寸等必須經(jīng)過計算，要與打樁機(jī)的性能、組合鋼板樁的結(jié)構(gòu)相匹配。(4）不宜插樁太多后再送樁，要合理控制插樁、送樁距離。4caz19組合鋼板樁施工方案長興造船基地1號、2號船塢塢墻板樁已開挖驗收，施工質(zhì)量評為優(yōu)良。錘擊法施工CAZ組合樁，其施工工藝是合理可行的。其打樁成本得到了有效控制，單機(jī)沉樁效率較振動吊打有了很大提高，正常情況下單機(jī)效率為8～10根/d。當(dāng)然，作為初次嘗試用錘擊法施工CAZ組合樁，在今后的施工中可能還會遇到其他各種問題，我們將及時總結(jié)，使這一施工方法更加完善。1號、2號船塢塢墻采用了前板樁后高樁的承臺結(jié)構(gòu),2號塢兩側(cè)塢墻長494.5m,塢尾寬106m。塢墻板樁采用CAZ19型組合鋼板樁。CAZ19組合鋼板樁是由從盧森堡進(jìn)口的AZ19型鋼板樁與國產(chǎn)鋼板焊接而成的復(fù)合結(jié)構(gòu),其中迎塢面為進(jìn)口的AZ19型鋼板