本發(fā)明屬于一種施工方法，具體是一種運(yùn)用于江、河、湖、海等水中兩個(gè)及以上小間距群橋基礎(chǔ)鋼板樁圍堰同步施工的方法。

背景技術(shù)：

在我國(guó)隨著鐵路、公路以及市政道路交通的發(fā)展，江、河、湖、海等小間距群橋處于快速發(fā)展階段，傳統(tǒng)的小間距群橋江、河、湖、海的鋼板樁圍堰，一般根據(jù)單個(gè)基坑尺寸的大小，分別施作多個(gè)圍堰，這樣既耗費(fèi)大量的施工材料，增加了施工成本，且由于單個(gè)圍堰基坑間相互干擾，土方開挖困難，現(xiàn)采用單個(gè)長(zhǎng)大鋼板樁基坑圍堰取代傳統(tǒng)的多個(gè)基坑圍堰，群橋基礎(chǔ)能夠同步進(jìn)行施工，這樣既能提高施工效率，保證了施工工期，又能節(jié)約施工材料和施工成本。

針對(duì)傳統(tǒng)斜面土層處鋼板樁圍堰由于兩側(cè)土壓力不平衡，易存在鋼板樁傾斜現(xiàn)象，現(xiàn)在傾斜面處對(duì)鋼板樁受土壓力大的一側(cè)頂部施作反錨體系，對(duì)鋼板樁施加預(yù)拉力，從而平衡土體主動(dòng)土壓力，保證鋼板樁受力平衡。

針對(duì)傳統(tǒng)鋼支撐拆除采用直接拆除的方式會(huì)因鋼支撐軸力較大而發(fā)生彈跳，現(xiàn)采用換撐的方式進(jìn)行鋼支撐拆除能有效地減小鋼支撐軸力，從而降低了鋼支撐拆除時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)用于江、河、湖、海等水中兩個(gè)及以上小間距群橋基礎(chǔ)鋼板樁圍堰同步施工的方法。選用本方法進(jìn)行施工，對(duì)于小間距群橋基礎(chǔ)可實(shí)現(xiàn)同步施工，既提高了施工效率，加快了施工速度，保證了施工工期，又節(jié)約了臨時(shí)結(jié)構(gòu)材料用量，減少了施工成本。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

小間距長(zhǎng)大水中鋼板樁圍堰施工方法，其特點(diǎn)在于，鋼板樁圍堰施作于傾斜面土層上，具體包括如下步驟：

1、小間距長(zhǎng)大水中鋼板樁圍堰施工方法，其特征在于，鋼板樁圍堰施作于傾斜面土層上，具體包括如下步驟：

A、在基坑四角及周邊插打鋼管定位樁，將鋼管定位樁插至設(shè)計(jì)位置；

B、在鋼管定位樁上固定導(dǎo)向梁，所述導(dǎo)向梁位于鋼板樁頂往下1m處，所述導(dǎo)向梁包括內(nèi)側(cè)導(dǎo)向梁和外側(cè)導(dǎo)向梁，所述內(nèi)、外導(dǎo)向梁之間的間距大于鋼板樁厚度2cm,導(dǎo)向梁上設(shè)置限位板，所述限位板兩端緊扣內(nèi)側(cè)導(dǎo)向梁和外側(cè)導(dǎo)向梁并沿鋼板樁插打方向同步移動(dòng)；插打鋼板樁時(shí)，鋼板樁樁背緊靠一側(cè)導(dǎo)向梁，當(dāng)鋼板樁插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即與導(dǎo)向梁進(jìn)行焊接；

C、圍堰合龍時(shí)，合龍點(diǎn)選擇在近岸側(cè)圍堰下游；

D、圍堰合龍后，在圍堰的頂部安裝第一層鋼圍檁和鋼支撐，且在近岸側(cè)設(shè)置反錨體系，所述反錨體系包括錨樁和錨索，將錨樁固定在圍堰10m以外，錨索一端穿過(guò)鋼板樁與第一層鋼圍檁錨固，另一端與錨樁固定；所述錨索的初始預(yù)拉力為50KN，當(dāng)圍堰內(nèi)傾斜面土層開挖至與原土層較低側(cè)同一高度后，再次施加至100KN預(yù)拉力；

E、圍堰豎向采用2-3層鋼圍檁和鋼支撐，鋼支撐之間豎向間距2-5.5m；

F、當(dāng)圍堰內(nèi)基坑開挖至設(shè)計(jì)底標(biāo)高后，及時(shí)澆筑封底混凝土；封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用等值梁法計(jì)算鋼板樁所受應(yīng)力和變形，當(dāng)鋼板樁所受最大應(yīng)力σ＜[σ]([σ]為所用鋼材的允許應(yīng)力)，最大變形量δ＜L/400(L為兩鋼支撐之間間距)時(shí)，可對(duì)圍堰最底層的鋼支撐進(jìn)行拆除，當(dāng)計(jì)算不滿足要求時(shí)，待圍堰內(nèi)承臺(tái)、墩身施工完畢后，向圍堰內(nèi)注水或填土至每層鋼支撐底50cm，依次拆除各層鋼支撐及鋼圍檁。

進(jìn)一步，在鋼支撐拆除時(shí)，采用換撐的方式進(jìn)行拆除，即在計(jì)劃拆除的鋼支撐旁1m處設(shè)置臨時(shí)鋼支撐，所述臨時(shí)鋼支撐的一端設(shè)有伸縮式活絡(luò)頭，通過(guò)千斤頂頂撐活絡(luò)頭與臨時(shí)鋼支撐減小待拆鋼支撐軸力，然后拆除待拆鋼支撐，隨后再拆除臨時(shí)鋼支撐；

進(jìn)一步，所述施工方法應(yīng)用于江、河、湖、海等水中兩個(gè)及以上小間距群橋基礎(chǔ)鋼板樁圍堰同步施工。

進(jìn)一步，所述的群橋基礎(chǔ)之間間距在15m以內(nèi)。

進(jìn)一步，所述的鋼板樁圍堰長(zhǎng)邊長(zhǎng)度大于等于短邊長(zhǎng)度的2倍以上，開挖深度大于等于6m。

進(jìn)一步，所述的鋼板樁圍堰開挖采用長(zhǎng)臂挖機(jī)結(jié)合小挖機(jī)沿基坑長(zhǎng)邊從兩端同步對(duì)稱向中間開挖。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明適用于江、河、湖、海等水中兩個(gè)及以上小間距群橋基礎(chǔ)鋼板樁圍堰同步施工。首先解決了以往小間距群橋基礎(chǔ)間隔異步施工的難題，采用單個(gè)長(zhǎng)大鋼板樁圍堰群橋基礎(chǔ)可以同步進(jìn)行施工，并且節(jié)約了臨時(shí)結(jié)構(gòu)材料和工期，減少了施工成本；其次解決了以往多個(gè)圍堰體積小、角撐多而導(dǎo)致的土方開挖速度慢的難題，從而節(jié)約了施工工期。

2、本發(fā)明采用反錨體系，對(duì)土體所施加的預(yù)拉力平衡了傾斜面土層的主動(dòng)土壓力，保證了兩側(cè)鋼板樁受力平衡。

3、本發(fā)明鋼支撐拆除過(guò)程中采用換撐的方式進(jìn)行拆除，解決了以往單根鋼支撐軸力大而拆除風(fēng)險(xiǎn)高的難題，采用換撐的方式進(jìn)行鋼支撐拆除能有效地減小鋼支撐軸力，降低拆除過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4、本發(fā)明基坑開挖采用長(zhǎng)臂挖機(jī)結(jié)合小挖機(jī)沿基坑長(zhǎng)邊從兩端同步對(duì)稱向中間開挖，有效地控制了鋼板樁圍堰長(zhǎng)邊變形。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明鋼板樁圍堰平面布置圖。

圖2是本發(fā)明鋼板樁圍堰橫斷面布置圖。

圖3是本發(fā)明反錨體系平面圖。

圖4是本發(fā)明反錨體系橫斷面圖。

圖5本發(fā)明導(dǎo)向梁橫斷面圖。

圖6本發(fā)明導(dǎo)向梁平面圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1鋼板樁；2反錨體系；3鋼圍檁；4鋼支撐；5錨樁；6錨索；7鋼管樁；8牛腿；9導(dǎo)向梁；10限位板。

具體實(shí)施方式

參見附圖，小間距長(zhǎng)大水中鋼板樁圍堰施工方法，施作于傾斜面土層上，具體包括以下步驟：

⑴施工準(zhǔn)備

對(duì)進(jìn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備、鋼板樁進(jìn)行檢查。凡鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均需進(jìn)行修整。

⑵水中導(dǎo)向梁安裝

在基坑四個(gè)角點(diǎn)以及每邊每間隔6m打入鋼管定位樁；鋼管定位樁插入至設(shè)計(jì)位置后，在鋼管定位樁上位于鋼板樁頂往下1m處焊接型鋼牛腿，牛腿上焊接固定型鋼或鋼板樁導(dǎo)向梁，為了保證鋼板樁平面位置的準(zhǔn)確性，設(shè)內(nèi)、外兩排鋼管定位樁，內(nèi)、外兩排鋼管定位樁上分別設(shè)置內(nèi)側(cè)導(dǎo)向梁和外側(cè)導(dǎo)向梁，且內(nèi)、外導(dǎo)向梁之間的間距大于鋼板樁厚度2cm。

⑶鋼板樁插打

插打鋼板樁時(shí)，鋼板樁樁背緊靠一側(cè)導(dǎo)向梁，邊打邊在相互垂直的兩個(gè)方向用錘球進(jìn)行觀測(cè)，以確保鋼板樁插正、插直。當(dāng)鋼板樁插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即與內(nèi)外導(dǎo)向梁進(jìn)行焊接，每米焊縫長(zhǎng)度不小于15mm，焊縫高度不小于8mm，以抵抗水流沖擊。

在鋼板樁插打時(shí)，為防止振動(dòng)引起導(dǎo)向梁變形造成鋼板樁偏位，故在內(nèi)外兩片導(dǎo)向梁之間設(shè)置一移動(dòng)式限位板，該限位板兩端緊扣在內(nèi)、外側(cè)導(dǎo)向梁的外側(cè)，并沿鋼板樁插打方向同步移動(dòng)。

鋼板樁插打順序自圍堰外側(cè)上游角樁沿順時(shí)針和逆時(shí)針同步插打至內(nèi)側(cè)下游角樁處合龍，整個(gè)施工過(guò)程中，要用錘球或正交的兩臺(tái)經(jīng)緯儀控制每片樁的垂直度，并及時(shí)調(diào)整；每一片鋼板樁先利用自重下插，當(dāng)自重不能下插時(shí)，才進(jìn)行加壓。

⑷圍堰合龍

合龍點(diǎn)選擇在近岸側(cè)圍堰下游。

圍堰合龍時(shí)，在距離合龍口還剩余10-15根樁時(shí)開始嚴(yán)格控制鋼板樁傾斜度，每插打一根鋼板樁就用經(jīng)緯儀測(cè)量其軸向及法向傾斜度,為保證合龍口處鋼板樁垂直，以便合龍口順利閉合，在距合龍口還剩6-8根鋼板樁時(shí)立即插打楔形鋼板樁，將樁的軸向傾斜度糾正，然后再插打剩余部分樁至合龍?zhí)?，使其軸向及法向傾斜度均控制在規(guī)范允許偏差以內(nèi)。

⑸反錨體系設(shè)置

由于本發(fā)明方法施作的土層為一個(gè)傾斜面，為平衡圍堰兩側(cè)主動(dòng)土壓力，圍堰合龍后，在圍堰的頂部安裝第一層鋼圍檁和鋼支撐，且在近岸側(cè)設(shè)置反錨體系，反錨體系包括錨樁(可采用雙拼H型鋼、雙拼工字鋼或鋼管樁)和錨索(可采用鋼絞線或精軋螺紋鋼)，將錨樁固定在圍堰10m以外，錨索一端穿過(guò)鋼板樁與第一層鋼圍檁錨固，另一端與錨樁固定；所述錨索的初始預(yù)拉力為50KN，當(dāng)圍堰內(nèi)傾斜面土層開挖至與原土層較低側(cè)同一高度后，再次施加至100KN預(yù)拉力；錨索設(shè)置在近岸側(cè)鋼板樁圍堰1/2及1/4處，錨索束數(shù)可根據(jù)主動(dòng)土壓力經(jīng)計(jì)算確定。

⑹基坑開挖

基坑土方采用分層開挖，由于開挖面積大，開挖深度深，土方總量大，大大增加了開挖難度，為了有效地控制開挖過(guò)程中鋼板樁圍堰長(zhǎng)邊變形，減少基底土體的暴露時(shí)間，其中距第一層鋼圍檁底部50cm以上的第1層土體采用2臺(tái)普通挖掘機(jī)從兩端向中間開挖，第2層及以下土體以每層開挖深度不超過(guò)2m，采用2臺(tái)長(zhǎng)臂挖機(jī)結(jié)合小挖機(jī)沿基坑長(zhǎng)邊從兩端同步對(duì)稱向中間開挖；基坑開挖至設(shè)計(jì)底標(biāo)高后，及時(shí)澆筑封底混凝土，根據(jù)基底土層滲透系數(shù)，選擇干封或濕封，干封直接采用汽車泵泵送混凝土至基底，濕封則在基坑底布置導(dǎo)管，導(dǎo)管間距6m-10m，導(dǎo)管用焊接在鋼支撐上的型鋼固定架固定，汽車泵連接導(dǎo)管進(jìn)行水下混凝土泵送澆筑，澆筑厚度根據(jù)設(shè)計(jì)需求確定。

⑺鋼圍檁和鋼支撐設(shè)置

基坑豎向采用2-3層鋼圍檁和鋼支撐，鋼支撐之間豎向間距2-5.5m，鋼圍檁均采用雙拼或三拼H型鋼，之間通過(guò)綴板焊接為一體，鋼支撐均采用螺旋鋼管。鋼支撐的端部與鋼圍檁焊接為一體。

⑻基坑監(jiān)測(cè)

采用電子水準(zhǔn)儀對(duì)樁頂頂豎向位移、基坑周邊地表豎向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用全站儀對(duì)樁頂水平位移及基坑周邊地表水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用軸力計(jì)對(duì)鋼支撐軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)了解基坑周圍土體在施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，明確可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)監(jiān)測(cè)了解鋼板樁圍堰支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變位狀態(tài)，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

⑼鋼圍檁和鋼支撐拆除

當(dāng)圍堰內(nèi)基坑開挖至設(shè)計(jì)底標(biāo)高后，及時(shí)澆筑封底混凝土；封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用等值梁法計(jì)算鋼板樁所受應(yīng)力和變形，當(dāng)鋼板樁所受最大應(yīng)力σ＜[σ]([σ]為所用鋼材的允許應(yīng)力)，最大變形量δ＜L/400(L為兩鋼支撐之間間距)時(shí)，可對(duì)圍堰最底層的鋼支撐進(jìn)行拆除，當(dāng)計(jì)算不滿足要求時(shí)，待圍堰內(nèi)承臺(tái)、墩身施工完畢后，向圍堰內(nèi)注水或填土至每層鋼支撐底50cm，依次拆除各層鋼支撐及鋼圍檁。

拆除時(shí)需嚴(yán)格按照從下至上逐步釋放鋼支撐軸力的原則對(duì)鋼支撐和鋼圍檁體系進(jìn)行拆除，在鋼支撐拆除時(shí)，采用換撐的方式進(jìn)行拆除，即在計(jì)劃拆除的鋼支撐旁1m處設(shè)置臨時(shí)鋼支撐，所述臨時(shí)鋼支撐的一端設(shè)有伸縮式活絡(luò)頭，通過(guò)千斤頂頂撐活絡(luò)頭與臨時(shí)鋼支撐減小待拆鋼支撐軸力，然后拆除待拆鋼支撐，隨后再拆除臨時(shí)鋼支撐。

⑽鋼板樁拔除

待鋼圍檁和鋼支撐拆除完成后，向基坑內(nèi)注水至與河道水面持平，開始鋼板樁拔除，鋼板樁采用振動(dòng)錘進(jìn)行拔除，同時(shí)拆除反錨體系。

上述具體實(shí)施方式僅是示例性的，是為了更好使本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解和掌握，并不用以限制本發(fā)明專利對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。