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摘要:双壁钢围堰具有刚度大、强度高、结构简单等优点,其能够在深水区或覆盖层较厚的情况下进行施工,可以不受复杂地质条件的影响,并且可回收利用高,能有效的节约工程成本,同时大大的提升了材料的利用率。本文就复杂地质条件下的双壁钢围堰施工要点进行简单的分析,以期最大程度的保证工程施工质量。
关键词:复杂地质条件;双壁钢围堰;施工技术;要点
当前,随着桥梁工程的不断增加,钢围堰的形式已经不仅仅局限于圆形,已经出现如异型双壁钢围堰、矩形双壁钢围堰以及尖端型双壁钢围堰等等。双壁钢围堰引起刚度大、强度高、结构简单、循环利用程度高等优点,被广泛应用于跨江、跨河等特大桥梁建设中,尤其被较多运用于桥梁的基础建设。在双壁钢围堰着床过程中,墩位处河床因受到冲刷作用而呈现较大的高差时,多采用抛填片石的方式进行防护。但因桥梁基础所处区域内复杂的地质条件所影响,导致双壁钢围堰施工难度增大。因此,在双臂钢围堰施工时,应依据当地具体的地质条件,并结合钢围堰施工特点,对双壁钢围堰施工技术进行分析研究。
一、复杂地质条件下双壁钢围堰施工难点
(一)施工难度大
桥梁基础施工中,为了确保钢围堰下沉至设计高度,需要清除围堰内的淤泥、河沙等,但是由于河床地质情况的复杂性,导致清淤难度增加。有些淤泥的粘性较强,难以吸出,甚至还会堵塞泵管,影响钢围堰下沉以及封底等工序的顺利进行,导致桥梁基础施工效率低下。
(二)施工工期紧张
在钢围堰下沉安装的过程中,还需要考虑河流速度以及洪水汛期等因素,因此,需要在雨季来临之前完成桥梁深水基础施工,这就需要加快钢围堰吸泥下沉速度,施工工期相对比较紧张,一旦某一环节出现问题,极易导致后续工程无法顺利进行。
(三)施工安全风险较大
由于钢围堰施工属于深水施工,施工需要大型设备予以辅助,如起重机吊装围堰施工、插打钢板桩等,施工安全风险较大,施工控制难度较高。此外,施工对涉及的材料、物资等需求量较大,不仅需要施工现场的精细组织,同时需要各部门统筹施工、合理安排施工工序,避免因材料供应间断,影响工程质量。
(三)平面位置精度难控制
双壁钢围堰在复杂地质条件下,保证其平面位置精度是施工难点之一。由于承台与围堰内壁间距较小,这对围堰平面位置精度的控制提出了更高的要求,但是因为地质条件较为复杂,若遇到围堰两侧的地质条件不同,则容易出现两侧吸泥速度不一致,清淤不均衡,最终导致围堰倾斜,影响后续工程施工。
二、复杂地质条件下双壁钢围堰施工技术要点分析
(一)双壁钢围堰的制作与拼装
搭设钢栈桥以及钻孔平台,进行钻孔桩施工,在钻孔桩施工完成后,拆除围堰区域内的钻孔平台,组合围堰拼装平台。双壁钢围堰的制作采用的是现场分块加工的形式,然后将其运送到拼装平台上进行拼装连接,这样可以有效的提升施工效率,缩短工期,同时也避免了因运输、切割拆除等原因导致的材料损耗和浪费,节约了成本。围堰拼装时,首先需接高四个角上的钢护筒,在护筒上按照设计位置安装围堰吊挂系统。在拼装平台上完成底节围堰拼装后,安装下导向,利用吊挂系统提升底节脱离拼装平台,拆除围堰范围内的平台,围堰下放入水。中节围堰对称逐块散拼焊接成整体,待中节拼装完成并验收后,先向壁仓内注水,待围堰入土稳定,不再漂浮时,再向壁仓内灌注1.5m高的刃脚混凝土。所有围堰拼装完成后,需先后对焊缝进行外观、煤油渗透及无损探伤检测。此外,当两节钢围堰拼接完成后,需要使用千斤顶对其结构构件进行预应力张拉,以此加固两节围堰间的无粘结预应力连接,可以有效避免双壁钢围堰在施工过程中的漏水现象,同时也实现了无需潜水作业拆除,极大的提升了围堰施工的安全性。
(二)双壁钢围堰吸泥下沉施工
双壁钢围堰尺寸及较大,且下放过程中围堰的平面位置及垂直度的控制难度较大。因此,在钢围堰下沉吸泥的过程中,需要保证吸泥过程的均匀、对称,吸泥时,应确保泥面标高不低于围堰底标高,并随时注意围堰外侧河床的冲刷情况。若冲刷速度过快,需用泵管沿着围堰内壁分层均匀吸泥,从而减少围堰内侧的下沉阻力,使围堰能下沉速度加快,当围堰埋深足够且稳定后,需对中间区域进行吸泥找平,然后重复上述操作,使得围堰埋深均匀且稳定,同时确保其在低水位能平稳下沉。围堰下沉吸泥过程中,需要严格按照指令吸泥,严禁随意更改操作顺序,当围堰埋深增加至6m左右时,将围堰中心区域泥面补吸至与刃角附近相同标高,按同样的方法使围堰下沉到位,同时测量人员需要做好测量和记录工作。待围堰下沉到设计高程后,及时将上导向与护筒焊接固定,可防止围堰突沉。
(三)双壁钢围堰封底混凝土的施工
1、布设导管
双壁钢围堰封底时,需要在其顶部临时搭设封底浇筑平台,并合理布置浇筑混凝土所需导管,并对导管的气密性进行检测,若导管长度不够需要接长时,需要确保导管接头良好的密封性。由于双壁钢围堰封底混凝土面积较大,需要设置多根导管对混凝土分隔舱分次进行浇筑,导管底口距离底面约25cm左右,具体的导管布设量需要与施工方案相一致,并在其相应的位置上布置监控点,以监控封底混凝土的浇筑质量。
2、混凝土封底
因封底混凝土的浇筑时间较长,需连续浇筑且不间断,因此,需要在混凝土中掺加适量的缓凝剂或者粉煤灰,用以延长混凝土的初凝时间,同时还应保持混凝土的和易性以及流动性,保证浇筑质量。封底浇筑前,需要利用高压水枪清理围堰基底,并在刃脚下方塞填麻袋混凝土。浇筑时,混凝土应浇筑到设计厚度的90%,剩余的10%作为抽水后平台底面的调平层,待浇筑的混凝土强度达到设计强度的90%之后,需要封堵围堰壁体的连通器,然后按照规定的时间及时进行补料,两次浇筑时间间隔控制在1h内。粉底混凝土浇筑完成之后,需要对围堰内侧、护筒等部位的周边标高进行测量,对标高偏低的位置,可利用其附近导管增加混凝土浇筑量,直至整体标高一致且符合设计要求,确保封底表面混凝土的平整度。
3、双壁钢围堰内抽水
当封底混凝土叨叨设计强度后,需要用水泵进行抽水作业,抽水前,需要将连通器盖板进行水下封堵,并在两者之间设置橡胶圈,以保证气密性。抽水时,需要实时监测钢围堰的受力情况,避免结构变形,如果围堰发生变形则应立刻停止抽水,然后分析变形原因,及时解决。如果围堰未发生变形,则继续抽水作业,直至围堰内的水全部抽取完为止。抽水过程中,钢围堰内壁可能会出现局部漏水现象,应及时进行堵漏,堵漏时不能停止抽水作业。
(四)双壁钢围堰的拆除施工
在桥梁深水基础完成施工之后,需要对双壁钢围堰进行拆除。拆除时,需要在钢围堰内注水,使得围堰内外两侧的水位基本保持一致,然后利用液压千斤顶按照先中间后两边的顺序,对称拆除钢围堰内外壁的吊杆,并用两台吸泥机对称吸取围堰内的泥沙,然后围堰在水浮力的作用下缓慢上升。待围堰全部浮出水面后,利用履带式起重机对围堰进行对称分块拆除。拆除完成后,需要对围堰进行全面清洗,对破损位置及时进行修补,并涂刷防锈油漆。
结束语
综上所述,在复杂地质条件下,桥梁深水基础施工中采用双壁钢围堰施工技术,不仅可以提高工程施工效率,缩短工期,同时还能提高深水基础施工的安全性和可靠性,在降低工程成本的同时,也取得了良好的社会效益和经济效益。因此,在复杂地质条件下,合理选择和运用双壁钢围堰施工技术,确保钢围堰的定位精度,不仅可以有效避免钢围堰倾斜和下沉,同时也对提升桥梁工程质量具有十分重要的作用。
参考文献
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