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(hào)和2號(hào)港口工程位于長(zhǎng)興造船基地的最高層。1號(hào)碼頭位于頂層（西側(cè)），有效規(guī)模為520m76m11.6m。2號(hào)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(duì)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(dòng)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(zhǎng)短不一的特殊結(jié)構(gòu)以及22m的樁長(zhǎng)，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(zhǎng)需配備的吊車噸位較大，成本相對(duì)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(dòng)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(dòng)錘上端無固定的缺陷。由于打樁架筒體對(duì)組合鋼板樁通長(zhǎng)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(shí)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(dòng)強(qiáng)度，提高施工效率。采用錘擊法沉樁避免了振動(dòng)錘反復(fù)震動(dòng)產(chǎn)生大量熱量，對(duì)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(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正，對(duì)施工人員的素質(zhì)要求較高。2.2導(dǎo)向架制作設(shè)計(jì)鋼板樁施工中，導(dǎo)向架及其限位裝置結(jié)構(gòu)及剛度對(duì)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(yàn)等仔細(xì)驗(yàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度相當(dāng)，要求平面位置定位準(zhǔn)確；在鋼板樁中心線延長(zhǎng)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)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(shí)，可用50kN卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行牽拉糾偏。對(duì)于側(cè)向偏差呈一個(gè)方向扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)，要及時(shí)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(hào)。2.4合樁、閉合樁設(shè)計(jì)閉合是鋼板樁施工過程中的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，閉合施工對(duì)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(shí)根據(jù)施工場(chǎng)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(shí)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(shí)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(jì)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(guó)產(chǎn)鋼板和進(jìn)口鋼板長(zhǎng)度不同等原因，插樁過程中會(huì)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(dòng)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(cè)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(gè)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(shí)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(duì)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(duì)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(shí)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(duì)鎖口質(zhì)量要逐根逐段驗(yàn)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(jì)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(zhǎng)興造船基地1號(hào)、2號(hào)船塢塢墻板樁已開挖驗(yàn)收，施工質(zhì)量評(píng)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(dòng)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(huì)遇到其他各種問題，我們將及時(shí)總結(jié)，使這一施工方法更加完善。1號(hào)、2號(hào)船塢塢墻采用了前板樁后高樁的承臺(tái)結(jié)構(gòu),2號(hào)塢兩側(cè)塢墻長(zhǎng)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(guó)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