本發(fā)明具體涉及一種基底降壓排水及z型托底支護(hù)鋼板樁圍堰施工方法。
背景技術(shù)：
橋梁承臺一般分為高樁承臺和低樁承臺，對于高樁承臺一般采用封底混凝土來承受水壓并提供干作業(yè)環(huán)境，而對于深水埋置式低樁承臺，需要大厚度封底混凝土以滿足抽水后的基底穩(wěn)定性要求：一般水深增加2～3m，封底混凝土需要增加1m，這樣便大大增加了基坑開挖的深度，使圍堰需要更深的入土錨固。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基底降壓排水及z型托底支護(hù)鋼板樁圍堰施工方法。
技術(shù)方案：一種基底降壓排水及z型托底支護(hù)鋼板樁圍堰施工方法，包括如下步驟：鋼護(hù)筒垂直度及河床面測量——z型托底牛腿制作焊接——內(nèi)支撐加工和安裝——單層內(nèi)支撐起吊下放——鋼板樁進(jìn)場和打設(shè)——抽水和開挖——導(dǎo)滲層鋪設(shè)——基坑監(jiān)測——澆注砼——支撐體系轉(zhuǎn)換——墩柱施工和鋼板樁拆除；其中：
所述z型托底牛腿制作焊接中：z型托底牛腿的制作采用hn800×300型鋼進(jìn)行制作，水面上采用單根hn600型鋼與鋼護(hù)筒焊接，水面下部分采用單根hn600型鋼，一端與鋼護(hù)筒頂緊，一端懸臂，懸臂長度為68cm；
所述導(dǎo)滲層鋪設(shè)中：導(dǎo)滲層通過石粉材料收集底部水體，通過集水盲溝匯集至集水坑，并利用抽水裝置排出，主要施工步驟如下：
1.基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高時，挖除22cm厚不透水層，并用石粉進(jìn)行替換；
2.開挖盲溝鋪設(shè)槽及集水坑位置；
3.利用土工布包裹改性塑料盲溝；
4.鋪設(shè)包裹后的塑料盲溝至設(shè)計位置；
5.盲溝內(nèi)側(cè)與圍堰圓弧段空腔位置用石粉填充緊密；
6.安裝集水坑裝置；
7.將集水坑滲漏口與盲溝連接并確保不松脫；
8.在集水坑位置安裝抽水設(shè)備，將滲水抽至基坑外部；
所述澆注砼具體操作如下：圍堰內(nèi)抽水→割除鋼護(hù)筒→破除樁頭砼→找平封底砼的施工→支立模板→鋼筋綁扎→冷卻水管安裝→墩身預(yù)埋鋼筋安設(shè)→墩身施工預(yù)埋件安裝→澆注砼→砼養(yǎng)護(hù)。
作為優(yōu)化：所述鋼護(hù)筒垂直度及河床面測量中：鉆孔平臺拆除以后，對鋼護(hù)筒垂直度及河床面標(biāo)高進(jìn)行測量，依據(jù)測量結(jié)果在后場加工“z”型托底牛腿，并對不同鋼護(hù)筒位置牛腿進(jìn)行編號。
作為優(yōu)化：所述單層內(nèi)支撐起吊下放中：將單層內(nèi)支撐拼裝完畢后，焊接支撐間豎桿及斜桿，各焊接點檢查后進(jìn)行起吊下放作業(yè)，具體施工工序如下：
①安裝起吊吊具及繩索，履帶吊就位；
②安裝吊點加強(qiáng)鋼板，并進(jìn)行試吊；
③試吊成功后，移除可伸縮臨時拼裝平臺，準(zhǔn)備正式下放；
④下放底層內(nèi)支撐至z型梁底托位置；
⑤自動脫鉤，并提升吊具；
⑥重新固定臨時拼裝平臺，安裝次底層內(nèi)支撐；
⑦下放次底層內(nèi)支撐；
⑧依次下放所有內(nèi)支撐。
有益效果：本發(fā)明的具體優(yōu)勢如下：
(1)本發(fā)明大大減少封底混凝土厚度，通過對基底導(dǎo)滲減壓，大幅減少封底厚度。
(2)本發(fā)明降低圍堰底部入土深度要求，擴(kuò)大了鋼板樁使用范圍。封底混凝土厚度的減少使開挖量深度減小，降低了對基底的破壞擾動，使同等入土深度圍堰更趨于穩(wěn)定。
(3)本發(fā)明無需大型千斤頂及船機(jī)設(shè)備，托底分層內(nèi)支撐采用逐層迭代下放方式，可無限制下放至任何水深位置，且僅需普通履帶吊車等設(shè)備即可完成。
(4)本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)化程度高，內(nèi)支撐均采用場內(nèi)加工方式，能有效控制加工質(zhì)量，同時減少現(xiàn)場焊接工程量。
(5)本發(fā)明適用于軟弱地層或超深厚富水地層，基底透水量較大，開挖深度20m以內(nèi)，需圍堰輔助施工的水下承臺或其它結(jié)構(gòu)物施工。
附圖說明
圖1是本發(fā)明中的工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好的理解本發(fā)明的優(yōu)點和特征，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚的界定。本發(fā)明所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
具體實施例
一種基底降壓排水及z型托底支護(hù)鋼板樁圍堰施工方法，包括如下步驟：鋼護(hù)筒垂直度及河床面測量——z型托底牛腿制作焊接——內(nèi)支撐加工和安裝——單層內(nèi)支撐起吊下放——鋼板樁進(jìn)場和打設(shè)——抽水和開挖——導(dǎo)滲層鋪設(shè)——基坑監(jiān)測——澆注砼——支撐體系轉(zhuǎn)換——墩柱施工和鋼板樁拆除。
1.鋼護(hù)筒垂直度及河床面測量：
鉆孔平臺拆除以后，需要對鋼護(hù)筒垂直度及河床面標(biāo)高進(jìn)行測量，依據(jù)測量結(jié)果在后場加工“z”型托底牛腿，并對不同鋼護(hù)筒位置牛腿進(jìn)行編號，以確保加工及安裝精度的準(zhǔn)確。
2.z型托底牛腿制作焊接：
所述z型托底牛腿制作焊接中：z型托底牛腿的制作采用hn800×300型鋼進(jìn)行制作，水面上采用單根hn600型鋼與鋼護(hù)筒焊接，水面下部分采用單根hn600型鋼，一端與鋼護(hù)筒頂緊，一端懸臂，懸臂長度為68cm。
3.內(nèi)支撐加工和安裝：
內(nèi)支撐受力大，特別在水頭較大區(qū)域，其圍堰抵抗水壓力均由其承擔(dān)。因此內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的安裝精度和質(zhì)量是圍堰成敗的關(guān)鍵。
4.單層內(nèi)支撐起吊下放：
單層內(nèi)支撐拼裝完畢后，焊接支撐間豎桿及斜桿，各焊接點檢查后便可進(jìn)行起吊下放作業(yè)，具體施工工序如下：
①安裝起吊吊具及繩索，履帶吊就位
②安裝吊點加強(qiáng)鋼板，并進(jìn)行試吊；
③試吊成功后，移除可伸縮臨時拼裝平臺，準(zhǔn)備正式下放
④下放底層內(nèi)支撐至z型梁底托位置
⑤自動脫鉤，并提升吊具
⑥重新固定臨時拼裝平臺，安裝次底層內(nèi)支撐
⑦下放次底層內(nèi)支撐
⑧依次下放所有內(nèi)支撐
5.鋼板樁進(jìn)場及打設(shè)：
1)鋼板樁驗收
鋼板樁運到工地后，需進(jìn)行整理。清除鎖口內(nèi)雜物：電焊瘤渣、廢填充物等，對缺陷部位加以整修。鋼板樁分層堆放，各層間要墊枕木，墊木間距為5米，且上、下層墊木應(yīng)在同一垂直線上，堆放的總高度不超過2米。
2)鋼板樁接駁
鋼板樁運至工地后，檢查鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均需整修，接長用同類型鋼板樁等強(qiáng)度焊接接長，焊接時先對焊或?qū)⒔涌谘a(bǔ)焊合縫，再焊加強(qiáng)板。
3)鋼板樁施打
采用單獨打入法，從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束中途不停頓，樁機(jī)行走路線短，施工簡便，打設(shè)速度快。
6.抽水及開挖：
1)抽水及堵漏
采用大功率抽水設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制抽水。
由于鋼板樁防滲能力較好，因此，施打鋼板樁前對鋼板樁槽口采取往槽內(nèi)塞黃油沫摻鋸木的止水施工方法?；映樗?，對于鎖口不密而產(chǎn)生漏水時，用濕棉絮進(jìn)行塞縫，同時采用鋸木沫和級配砂混合物從圍堰外沿順?biāo)鞣较蛉龇牛_(dá)到止水的目的。
2)基坑開挖
基坑開挖采用小型挖掘機(jī)配合泥斗進(jìn)行施工，利用履帶吊機(jī)進(jìn)行起吊，單臺小型挖掘機(jī)工效每小時13m3，基坑開挖采用2臺同時作業(yè)。
7.導(dǎo)滲層鋪設(shè)：
導(dǎo)滲層通過石粉材料收集底部水體，通過集水盲溝匯集至集水坑，并利用抽水裝置排出，主要施工步驟如下：
1.基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高時，挖除22cm厚不透水層，利用石粉進(jìn)行替換。
2.開挖盲溝鋪設(shè)槽及集水坑位置。
3.利用土工布包裹改性塑料盲溝。
4.鋪設(shè)包裹后的塑料盲溝至設(shè)計位置。
5.盲溝內(nèi)側(cè)與圍堰圓弧段空腔位置用石粉填充緊密。
6.安裝集水坑裝置。
7.將集水坑滲漏口與盲溝連接并確保不松脫。
8.在集水坑位置安裝抽水設(shè)備，將滲水抽至基坑外部。
8.基坑監(jiān)測：
在施工支撐及承臺的過程中，應(yīng)對支撐系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。主要監(jiān)測支撐的變形、鋼板樁的變形、基坑內(nèi)流動水量及圍堰的位移等。
9.澆注砼：
基坑墊層采用30cm混凝土。
承臺分兩次澆注，第一次澆筑高度4m，第二次澆筑承臺高3m。在兩次砼澆筑結(jié)合面作拉毛處理，確保兩層砼結(jié)合的整體性。
操作如下：
圍堰內(nèi)抽水→割除鋼護(hù)筒→破除樁頭砼→找平封底砼的施工→支立模板→鋼筋綁扎→冷卻水管安裝→墩身預(yù)埋鋼筋安設(shè)→墩身施工預(yù)埋件安裝→澆注砼→砼養(yǎng)護(hù)。
10.支撐體系轉(zhuǎn)換：
墊層混凝土澆筑后達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度作為一道支撐使用。第一層承臺施工完畢，拆除模板，待強(qiáng)度達(dá)到25mpa以上時，進(jìn)行第一次基坑回填，拆除底層支撐，留出第二層承臺施工空間，第二層承臺施工完畢，再次進(jìn)行基坑回填。然后拆除此底層支撐，為墩身施工騰出空間。
內(nèi)支撐的設(shè)計不影響墩柱施工，第一層承臺施工完畢后，需要拆除底層內(nèi)支撐進(jìn)行支撐轉(zhuǎn)換施工。
11.墩柱施工及鋼板樁拆除：
墩身采用翻模法進(jìn)行施工，待墩柱出水后，基坑回水進(jìn)行鋼板樁拆除，則圍堰施工完成。
本發(fā)明的工藝原理如下：
深水基坑開挖后，基坑底部由于水的滲透作用會產(chǎn)生一定的滲水，而當(dāng)基底用封底混凝土覆蓋后，由于基底滲水沒有排出導(dǎo)致壓力聚集，最終可能會使封底混凝土破壞，因此需要一定厚度的封底混凝土才能抵抗其水壓力。而在軟弱地層中利用基底導(dǎo)滲減壓原理，通過對基底涌水的不間斷釋放減小水頭壓力，使封底混凝土厚度大幅減少。
深水鋼板樁圍堰由于工藝要求需采用先撐后圍的順序施工，而常規(guī)采用內(nèi)支撐整體下放，不僅構(gòu)件重、存在高處作業(yè)且吊裝風(fēng)險大。托底分層支撐是利用安裝在鋼護(hù)筒上的z型托底牛腿，將場地內(nèi)加工好的內(nèi)支撐組件放置于拼裝平臺上，并焊接層間支撐，然后利用履帶吊車進(jìn)行底層下放，下放完畢后拼裝第二層支撐并下放，直至全部內(nèi)支撐下放完畢，這樣便解決了傳統(tǒng)方法時原位拼裝超高構(gòu)件以及需大型設(shè)備整體下放內(nèi)支撐的問題，使支撐自重全部由“z”型托底牛腿承臺。
本發(fā)明中的質(zhì)量控制措施中：
開挖過程中需要全程對圍堰周邊進(jìn)行變形監(jiān)測，及時反饋監(jiān)測信息，指導(dǎo)施工。如基坑變形過大，或出現(xiàn)流砂、隆起跡象時，按照“支、填、壓”的原則，進(jìn)行緊急人員撤離，加強(qiáng)支護(hù)，確保安全后再恢復(fù)施工。導(dǎo)滲裝置安裝需以順暢水流為原則，對水流堵塞點要進(jìn)行疏通，確保水壓的徹底釋放。
本發(fā)明中的環(huán)保節(jié)能措施中：
臨時設(shè)施、工程材料堆放及加工場地，均宜遠(yuǎn)離居民區(qū)位于下風(fēng)區(qū)設(shè)置。工程中使用的各種粉末材料，不得散裝散卸，應(yīng)當(dāng)采取措施防止粉塵飛揚、散發(fā)污染空氣環(huán)境。
水污染防治措施：實施全過程污染預(yù)防和控制。盡可能減少或消除不利環(huán)境影響，切實保護(hù)好水環(huán)境質(zhì)量。
e、本發(fā)明中的資源節(jié)約如下：
同類型工程施工中運用本工法可以避免大型船舶的使用，不僅減少了大型設(shè)備租賃費用以及防污染的措施費，同時也避免了大型船舶正常營運中產(chǎn)生的廢棄物、生活污水排放對水環(huán)境的影響，也從根本上避免了溢油事故的產(chǎn)生。