强涌潮地区新型桩式丁坝施工工法
2013-07-28李益南
李益南
(浙江省第一水电建设集团股份有限公司 杭州 310051)
1 前言
钱塘江涌潮天下闻名，为确保两岸城乡的安全，长期以来，人们筑堤束水，并沿江修筑了众多抛石混凝土护面式丁坝，以消减潮水对两岸滩涂的冲刷，实现保滩护塘的目标。随着人类活动的加剧和复杂气候的影响，修筑传统式丁坝的条件显得尤为苛刻，此时新型桩式丁坝便应运而生。本文总结了新型桩式丁坝的施工经验及施工方法。
2 工法特点
a.投入成本低，操作简便。
b.能适应强涌潮作业，保证工程的安全实施。
c.能有效保护明清鱼鳞石塘文物。
d.能在强潮涌中保证工程质量。
3 适用范围
本施工工法适用于强涌潮地段(或围区外水深、流急特殊条件的地段)，及需要保护岸边防洪堤的丁坝。
4 工艺原理
由于强涌潮河口不利于打桩船定位、操作，需候潮作业，利用下江道路采用陆地施工;本工法在施工前为保护岸坡明清鱼鳞石塘，先沿石塘边线填筑下江坡道与外界连接。为防止道路被潮水冲毁，迎潮面需采用浆砌或混凝土砌块石护面。施工结束后，整个下江道路予以拆除。施工时，抛石施工便道与板桩工作面同时前进，道路作为板桩运输通道和施打机械的工作平台。板桩施打采用振动沉桩法，以适宜当地粉砂土滩地的地质条件。平面布置如图1所示。
图1 桩式丁坝平面布置 (单位:cm)
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
施工工艺流程如图2所示。
图2 施工工工艺流程
5.2 操作要点
5.2.1 下江道路及施工便道施工
下江坡道沿鱼鳞石塘边线从上游往下游抛填，形成迎潮夹角，以减少涌潮的冲击力。临江侧用大石理抛，抛石重量400kg以上，路面用C15混凝土砌块石护面。
5.2.2 板桩运输就位
板桩由平板车从预制场运至塘面，由20T汽车吊在塘顶把板桩吊至塘下平台，再用20T以上履带吊转驳、运输板桩至作业点，板桩末段处位置放一枕木，以提高板桩放置的稳定和端正，有利于下一步机械夹桩工作。
5.2.3 吊运喂桩
在板桩吊至下平台后，首先利用油压振动机的液压钳夹住板桩，然后用人工套好保险绳(φ17钢丝绳)，液压钳钳牢板桩后将板桩提起，行进至施工位置，人工扶桩就位。
5.2.4 板桩定位
板桩定位采用油压振动机与人工扶桩相结合的措施定位，轴线控制由测量人员通过布置于塘顶的经纬仪进行指挥，控制好间距及垂直度后进行沉桩。
5.2.5 板桩施打
板桩定位完成后，即开动油压振动机振动开关，从低档到高档逐步加强振动频率，根据不同的地质情况，控制板桩施打的下沉速度。对密实粉砂土层，可先在桩位附近用打桩机打拔φ219无缝管使上层块石层和粉质黏土层穿透成孔，再用打桩机插下φ219无缝管配两支高压水枪伸入至下部粉砂层面进行水冲，使下部粉砂层扩散液化后通过管道向上溢出，经连续水冲，再同时振沉板桩，最终达到设计高度。板桩施打时按先下游再上游的施工顺序。
5.2.6 板桩连系梁混凝土施工
板桩沉放完后将桩顶的混凝土表面凿毛处理，而后按立模、钢筋制安、混凝土浇筑、养护的工艺流程作业。
a.板桩顶部混凝土凿毛采用风镐钻破，直至表面无乳皮和松动混凝土。
b.连系梁采用标准钢模预先拼装成定型钢模;坝头圆弧采用钢板压模制作成定型钢模。立模前，在板桩桩帽上下游侧，每0.5m焊制一根φ18七字形钢筋，底模加固用钢管支撑，用钢管夹头夹紧。
c.钢筋制安:钢筋经抽样检测合格后使用，制作场地设于海塘塘面，在塘面断料成型后，先按断面图将钢筋制作成型，长度按钢筋定尺长度，再入仓安放，接头处全部焊接。
d.混凝土拌和:采用350型拌和机拌和，拌和系统设于坝根塘面上，以减少混凝土运距。
e.混凝土运输:垂直运输采用钢质溜槽从塘面卸入塘下集料斗，再用人工双胶轮车水平运输至浇筑仓面。
f.振捣:采用插入式振捣器振捣，表面再用平板振捣器振捣拖平，最后用泥夹压紧、抹光。
g.养护:混凝土浇筑完成后，表面混凝土洒入一层速凝剂，使混凝土表面形成一层硬壳，以抵卸涌潮的冲刷，侧模的拆除时间延迟至7天后，使新浇混凝土连系梁能独自承受涌潮的冲击。
5.2.7 下江道路及施工便道施工拆除
拆除采用1m3反铲挖掘机装5T自卸汽车运至弃碴场。
6 材料与设备
6.1 材料
a.侧面模板采用标准钢模及定型钢模，加固木档横截面大小可采用50mm×50mm。
b.底模采用竹胶板，用φ48钢管支撑，支撑钢管之间用扣件连接、固定。
c.混凝土采用二级配，粗骨料宜采用 5～20mm、20～40mm碎石，砂宜采用淡水中砂，并符合有关规范规定。
d.板桩起吊采用φ20钢丝绳，板桩堆放垫置枕木规格约100mm×100mm，φ219无缝管作为贯穿各地质层的通道。
6.2 机具设备
a.模板制作安装设备:锯木机、电刨机、锤子、扳手、墨斗(弹线器)。
b.钢筋加工、安装设备:切割机、电焊机、弯曲机、钢筋连接机械(据设计接头连接种类而定)、扎钩、铁丝。
c.混凝土浇筑设备:插入式振动器、手提式小型平板振捣器、350混凝土搅拌机、泥工用铁板、计量器具、试件制作器具。
d.运输及起吊设备:5T自卸汽车、1m3反铲挖掘机装、20T汽车吊、PC220反铲挖掘机(也作为道路抛填及基础清理用)、溜槽、双胶轮车、混凝土集料斗等。
e.振冲设备:高压水枪、油压振动机(振动2500转/min以上)。
f.各种测量及质量检测工具。
7 质量控制
7.1 质量控制标准
本工法必须符合《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)、《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204—2002)、《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144—2001)、《水利水电工程模板施工规范》(DL/T 5110—2000)、《浙江省海塘工程技术规范》(1999)、《堤防工程施工规范》(SL 260—98)及其他有关规范规定。
7.2 施工操作中的质量控制
7.2.1 预制板桩施打质量控制
a.板桩质量控制标准:板桩顶标高±5cm，板桩轴线偏移允许误差5cm，板桩垂直允许偏差10cm，板桩间垂直缝隙小于3cm(施工过程中争取控制在2.5cm以内)。
b.沉放时，采用水准仪和经纬仪控制板桩的轴线和垂直度，不断调整沉放受力点，控制桩间间距。
c.板桩沉放到位后，为防止板桩沉放时引起相邻板桩下沉或偏位，更好地控制板桩的间隙，可采用以下方法加以控制:沉放好的板桩可在桩侧利用型钢进行固定。轴线控制可在两侧采用锚钩葫芦纵向牵拉，同时及时对冲坑进行回填，增加摩擦力。
7.2.2 现浇混凝土质量控制
a.现浇混凝土施工时，应有专人负责接收和报告潮汛信息，掌握潮汛规律，选择小潮汛进行混凝土浇筑作业。
b.加快混凝土浇筑速度，使混凝土在潮汛来临前有充分的时间凝固。
c.加强混凝土表面的保护，主要是对表面混凝土掺加适量的外加剂。
d.加强模板支撑，防止被潮水冲击破坏，导致新浇混凝土失稳破坡。
8 安全措施
a.加强安全教育，并对操作人员进行详细的安全、技术交底，施工人员分工明确、任务明确、责任明确及工作位置明确。
b.作业人员必须经过上岗培训，持证上岗，进入现场必须戴安全帽，穿防滑鞋，水上作业必须穿救生衣。
c.设专人进行水情预报，针对潮水情况，提前做好人员、材料和设备的撤离和应急工作。
d.注意用电安全，所用线路均采用外包绝缘皮的电缆，用电设备全部安装漏电保护器，施工人员均穿绝缘胶鞋进场作业。
e.夜间施工要加强生产安全措施，作业面布置足够的照明灯具。
f.对所有的起重工具如索具、夹具等进行全面检查并计算，验算后方可使用。
g.板桩起吊、沉放必须要有专人指挥，无关人员严禁靠近。
h.加强已完工程的保护，防止工程损毁。潮水过后全面检查工程，及时补损。
9 环保措施
a.施工前必须组织作业人员认真学习环境保护法，执行当地环保部门的有关规定。
b.材料、设备吊运，机械操作时严禁碰撞鱼鳞石塘，做好水泥浆液的控制和收集，防止污染建筑。
c.严格遵守国家有关环境保护法令，施工中将严格控制施工污染，减少污水、粉尘及空气噪音污染。
d.加强废弃材料的保管，禁止向江中乱倒建筑垃圾。
e.杜绝乱排放油污或生活垃圾。
f.注重场内道路和车辆的洒水除尘工作，降低粉尘对环境的污染。
g.施工期间，对环境保护工作应全面规划，综合治理，采取一切可行措施，将施工现场周围环境的污染减至最小程度。
h.防止粉尘噪音污染，防止水土污染和流失，确保文明施工。
i.生产和生活区内，在醒目地方悬挂保护环境卫生标语，以提醒各施工人员。生活区内垃圾定点堆放，及时清理，并将其运至业主指定的地点进行掩埋或焚烧处理。生活和施工区内，设置足够的临时卫生设施，及时清扫。
j.对道路施工中占用的临时用地，施工完成应及时予以清理，做好绿化环保工作，努力恢复使用前的面貌。
k.施工道路上应进行必要的洒水维护，使来往车辆所产生的灰尘公害减至最低程度。
l.在工程完成后，必须拆除一切必须拆除的施工临时设施和临时生活设施。拆除后的场地应彻底清理，做到工完料尽地清。
10 效益分析
本工法主要针对钱塘江等涌潮河段新型桩式丁坝的施工，经过多个工程实践，取得了良好的社会效益和经济效益。
10.1 经济效益
a.本工法比较传统式抛石丁坝，简化了工艺流程，加快了施工进度。
b.本工法省去了抛石坝身，避免了抛石被涌潮冲走的损失，节省了费用。
c.工程安全性更好，不易损毁，保证了工程长期使用，降低了工程的使用和维护成本。
10.2 社会效益
a.新型桩式丁坝施工工法的成功运用，为类似强涌潮河口丁坝工程的实施进行了有效的探索，对提高社会科技水平和实现科技创新作出了积极的贡献。
b.新型桩工丁坝施工工法的成立树立了公司锐意创新的形象，提高了社会认可度。◆
