拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板組合平臺施工工藝及操作要點(diǎn)

1、拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板組合平臺施工工藝及操作要點(diǎn)摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)日益發(fā)展，城市建設(shè)和改造規(guī)模不斷擴(kuò)大，需在狹窄 的城市河道中施工的建筑物愈來愈多，施工條件愈來愈受到限制。這些在狹窄的 城市河道中施工的水中建筑物工程由于技術(shù)復(fù)雜，環(huán)境條件惡劣，施工作業(yè)面小， 施工時，有時難以用傳統(tǒng)的方法完成，或受制于抽水設(shè)備的可靠性，或很難在汛 期，流量大的河道內(nèi)實(shí)施。給工期、施工質(zhì)量、施工安全等帶來影響。因而不得 不尋求更有效的施工方法，拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板組合平臺施 工工法就是施工狹窄的城市河道中的建筑物即有效又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法之一。關(guān)鍵詞：拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁；

2、鋼板組合平臺；施工工藝；操作 要點(diǎn)1工法特點(diǎn)1.1與以往全斷面截流的方式相比，拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板 組合平臺施工工法有以下特點(diǎn)：1.1.1拉森鋼板樁阻水性能好、強(qiáng)度高，實(shí)現(xiàn)了圍堰內(nèi)無水作業(yè)的效果，工作 安全，同時保護(hù)了河岸；1.1.2拉森鋼板樁施工速度快，剛度大、施工簡便、作業(yè)高效，導(dǎo)流渠可以根 據(jù)河道最大流量來挖到設(shè)計深度，因此該工法施工速度快，導(dǎo)流效率高；1.1.3拉森鋼板樁插拔容易并且可以反復(fù)多次使用，并且租賃費(fèi)也較低，因此 較經(jīng)濟(jì)。1.1.4將導(dǎo)流明渠上方空間作為施工便橋、鋼筋加工場地、質(zhì)量較小的機(jī)電設(shè) 備和金屬結(jié)構(gòu)的臨時放置場地，通過空間上立體化地利用，減少了施工臨時

3、占地， 減少材料的搬運(yùn)，提高了施工的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。1.1.5拉森鋼板樁止水性好，內(nèi)部土方回填量小，有效的減少了對河道的污染。2工藝原理此工法的施工原理是利用拉森鋼板樁的防水特性，將基坑圍護(hù)在一圈雙層拉 森鋼板樁中，重點(diǎn)是將沿河岸的其中一側(cè)拉森鋼板樁經(jīng)過計算向河道中心平移， 并利用平移后節(jié)約的空間作為導(dǎo)流渠，同時靠河岸側(cè)再打設(shè)一排拉森鋼板樁，起 到引導(dǎo)水流和保護(hù)河岸的作用。針對城市河道施工場地較為有限的特點(diǎn)，該工法 在導(dǎo)流明渠兩側(cè)拉森鋼板樁上焊接水平鋪設(shè)的拉森鋼板樁，再鋪設(shè)鋼板，將導(dǎo)流 明渠上方空間作為施工便橋、鋼筋加工場地、質(zhì)量較小的機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的 臨時放置場地，通過空間上立體化地

4、利用施工場地，減少了施工臨時占地，減少 材料的搬運(yùn)，提高了施工的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。3施工工藝流程及操作要點(diǎn)3.1工程概況東穆塢溪清水入城應(yīng)急項(xiàng)目位于西湖區(qū)，工程范圍為引水工程暗渠出口至東 穆塢溪沿山河交匯處，工程內(nèi)容包括翻板閘、管理房、加藥系統(tǒng)。工程目標(biāo)是來 水流量為8m3/s時，通過降低水流流速并投放絮凝劑，降低引水濁度，達(dá)到清水 入城的效果。翻板閘位于東穆塢溪沿山河交匯處上游40m處，功能是抬高水位， 降低河道流速，以達(dá)到沉沙流速要求，水閘凈寬15.0m，設(shè)計閘高2.5m，設(shè)計流 量8m3/s。翻板工程主體結(jié)構(gòu)有：閘室、上下游護(hù)坦、兩岸翼墻等。3.2工程總體施工工藝導(dǎo)流明渠施工一一構(gòu)筑翻

5、板閘上下游圍堰一一基坑開挖及打樁一一基坑降排水 水閘混凝土澆筑一一翼墻、上下游護(hù)坦施工。東穆塢溪為城市主要河流，河道內(nèi)長年有水，最寬處河寬25m，平均水深1.5 米左右，為滿足狹窄河道導(dǎo)流圍堰要求，采用鋼板樁圍堰。圍堰形式采用雙層拉 森鋼板樁，雙層拉森鋼板樁之間裝土填芯防滲，填筑高度超出圍堰后導(dǎo)流明渠水 位1.0米。為防止填土后上口撐開，拉森鋼板樁每隔3米設(shè)一道025鋼筋制作橫 向拉桿。為保證施工作業(yè)面在導(dǎo)流渠上方設(shè)置設(shè)置施工臨時加工場地。3.3導(dǎo)流渠施工工藝沿河道一側(cè)先行打設(shè)導(dǎo)流明渠兩側(cè)拉森鋼板樁（靠近基坑側(cè)打設(shè)雙排拉森鋼 板樁）一一導(dǎo)流明渠開挖至設(shè)計高程一一打設(shè)基坑上下游內(nèi)側(cè)拉森鋼板樁一一

6、打設(shè) 另一側(cè)河岸拉森鋼板樁與上下游拉森鋼板樁合攏一一打設(shè)上下游外側(cè)拉森鋼板樁 與靠河岸側(cè)拉森鋼板樁密封成環(huán)一一每隔3m設(shè)一道025鋼筋制作橫向拉桿一一 雙層拉森鋼板樁內(nèi)填入黏土一一基坑排水一一導(dǎo)流明渠上方設(shè)置施工臨時加工場 地。3.4導(dǎo)流圍堰以及施工平臺設(shè)計方案3.4.1拉森鋼板樁圍堰設(shè)計3.4.1.1河道導(dǎo)流計算圍堰的上游為一個常年流水的河道，河道寬25米左右，平均水深1.5米左右， 河水流速約為1.5m/s左右，根據(jù)上述參數(shù)計算河道流水的日流量為：Q=B*H*V*d=25m*1.5m*1.5m/s*86400s=4860000m3上式中：Q:表示水的流量B：表示河道寬度（25m）V：表示水

7、的流速（1.5m/s）H：表示水深（1.5m）計算需要的導(dǎo)流渠斷面深度計算：H = Q/B*V*d=4860000/7*3.5*86400=2.29mQ：表示水的流量B：表示導(dǎo)流渠寬度（根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況取7m）H：表示導(dǎo)流渠斷面深度V：表示水的流速（按允許最大流速3.5m/s計算）根據(jù)上述計算可知，導(dǎo)流渠至少需要的斷面尺寸為7m*2.5m （保守計算水深 取 2.5m）。3.4.1.2拉森鋼板樁勘固深度計算經(jīng)過計算本工程導(dǎo)流渠水面高度2.5米（安全系數(shù)取1.2，即按3米計算）， 支護(hù)類型為懸臂式板樁。計算過程如下：水密度：P 水=1000kg/m3；查地質(zhì)報告得：本工程施工范圍場地砂性土密度取

8、值：P 土=2000kg/m3；則土容重：Y=2000 x9.8=19.6kN/m3；土內(nèi)摩擦角：*=26；查表得：SP-IV型拉森板樁每延米截面抵抗矩為：2270cm3/m；主動土壓力系數(shù)：Ka=tan2 （45-26/2） =0.39被動土壓力系數(shù)：Kp=tan2 （45+26/2） =2.561）由D點(diǎn)為土壓力合力零點(diǎn)，可得：p 水 gH+YxHBDxKA=YxHbdxKp所以 HBD=p 水 gH/（Y （KP-KA） =0.7m設(shè)埋入深度為t，取防傾覆安全系數(shù)為2,則2（p 水 gHxH/2x（H/3+t）+p 水 gH*HBD/2*（t-HBD/3）=Y（t-HBD）（KP- KA

9、）x（t-HBD）/2x（t-HBD）/3計算得：t=5.22m則最小勘固深度?。簍x（1+15%）=6.0m。3.4.1.3拉森鋼板樁長度選擇水面高度3米，出水部分1米，6+3+1=10米，拉絲鋼板樁長度尺寸為定尺9 米和12米兩種，本工程采用定尺12米拉森鋼板樁。3.4.1.4應(yīng)力驗(yàn)算g點(diǎn)為剪應(yīng)力零點(diǎn)，則（H+HBD）xp 水 gH/2-（Y（KP-KA）t2-p 水 gH）x（t2-HBD）/2=0計算得：t2=2.29m貝貝每延米拉森板樁承受最大彎矩值：M=0.5xp 水 gH*H*（H/3+t2）+0.5xp 水 gHxHBDx（t2-HBD/3）-（Yt2（KP-KA） -p 水

10、gH）x（t2-HBD）/2x（t2-HBD）/3=137.67kNm容許應(yīng)力o=M/W=137.67/2270=60647.6KPa=60.6MP3.4.1.5型號選擇根據(jù)以上計算，查“U型鋼板樁截面尺寸、截面面積、理論重量及截面特性 圖表選擇型號為400 x170。3.4.1.5拉森鋼板的布置本工程圍堰形式采用雙層拉森鋼板樁，間距3.0m，水面部分雙層中間填黏土 防滲，填筑高度4米（根據(jù)以上計算，最小勘固深度為6米，外露6米，根據(jù)水 位高度及安全起見，勘固深度施工取8米，外露4米）。為防止填土后上口撐開，拉森鋼板樁每隔3m設(shè)一道橫向拉桿，拉桿采用 如5鋼筋制作，每根長3.5m。3.4.2拉

11、森鋼板樁、鋼板組合平臺設(shè)計因現(xiàn)場施工場地的局限性，為了充分利用已有的空間，節(jié)約施工場地和減少 材料搬運(yùn)。故將導(dǎo)流明渠上方空間作為施工便橋、鋼筋加工場地、質(zhì)量較小的機(jī) 電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的臨時放置場地。導(dǎo)流渠上方橫向布置12m長SP-IV型拉森鋼板樁，間距為2.5米，并與導(dǎo)流 渠兩側(cè)的拉森鋼板樁焊接牢固，待拉森鋼板樁架設(shè)完畢后，在其上滿鋪20mm厚 鋼板.并在工作平臺上面采取在鋼板上焊接鋼筋的防滑措施，并在棧橋兩側(cè)設(shè)置防 護(hù)圍欄。4效益分析4.1安全性能顯著傳統(tǒng)的全斷面圍堰法（上下游河床上各建一攔斷全部河床的圍堰，根據(jù)河道 流量另行設(shè)置大功率的水泵強(qiáng)排或者埋設(shè)導(dǎo)流管涵等方式導(dǎo)流的施工方法），只 能

12、用于流量較小的河流上或只用來擔(dān)負(fù)枯水期的導(dǎo)流任務(wù)，而且受限于設(shè)備的性 能。而采用拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板組合平臺施工工法止水性能 好，導(dǎo)流效率高，施工安全可靠，實(shí)現(xiàn)了基坑內(nèi)無水施工，不受限于抽水設(shè)備的 性能和導(dǎo)流涵管導(dǎo)流性能的局限性。4.2經(jīng)濟(jì)效益顯著拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板組合平臺施工工法的應(yīng)用與其它圍堰 的方法相比，拉森鋼板樁可以反復(fù)應(yīng)用，不需要埋設(shè)管涵，不需要用抽水設(shè)備強(qiáng) 排，充分利用了拉森鋼板樁的止水性能和強(qiáng)度，導(dǎo)流效率高，充分利用了導(dǎo)流渠 上方的空間，減少了臨時占地，減少了材料的搬運(yùn)，縮短了工期，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 運(yùn)用本工法整個施工過程中各種材料搬運(yùn)費(fèi)以及材料費(fèi)用約節(jié)約了 10萬元左右， 總體工期節(jié)約了 15天左右。4.3社會效益顯著拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板組合平臺施工工法成功應(yīng)用，解決了 狹窄的城市河道汛期導(dǎo)流困難、施工作業(yè)面小的難題，為建筑施工技術(shù)的發(fā)展起 了積極的推進(jìn)作用?？傊?，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)展，但是因?yàn)橥恋氐?有限，使得城市河道中的建筑越來越多，因?yàn)槭┕l件的限制導(dǎo)致其施工難度不 斷的加大，而拉森鋼板樁導(dǎo)流圍堰+拉森鋼板樁、鋼板組合平臺施工工法因其獨(dú) 特的優(yōu)勢更加適合在狹