深水鋼板樁圍堰施工的安全管控措施探討

文 / 南通交通建設(shè)項目管理有限公司 冒云

主墩承臺是整個橋梁建造的基礎(chǔ)，在橋梁施工過程當(dāng)中選用鋼板樁圍堰能夠防水圍水，又能夠?qū)φ麄€大橋主梁承臺起到坑壁的支撐作用。鋼板樁圍堰施工環(huán)境和過程比較復(fù)雜，且存在著一定的風(fēng)險因素。想要在鋼板樁圍堰施工過程中實現(xiàn)施工安全和施工質(zhì)量的雙重保障，首先要了解施工過程中的重點，其次要分析其中的風(fēng)險因素，最后針對風(fēng)險因素多方面加強(qiáng)管控，才能有效避免施工當(dāng)中可能出現(xiàn)的安全事故，提升鋼板樁圍堰施工的安全系數(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

引言

鋼板樁是一種帶有鎖扣的型鋼，目前已經(jīng)成為眾多橋梁深水基礎(chǔ)建設(shè)過程中普遍采用的施工方法之一，具備強(qiáng)度高、容易打入堅硬土層、施工速度快、防水性能好、成本低可多次重復(fù)利用的優(yōu)點。在整個鋼板樁圍堰的施工過程中質(zhì)量和安全管控相輔相成，保證鋼板樁圍堰質(zhì)量才能保證施工過程中不發(fā)生坍塌等安全風(fēng)險，保證安全管控才能夠促進(jìn)整個工程達(dá)到理想施工狀態(tài)，所以把握施工重點、掌握風(fēng)險因素、實施安全管控方為工程根本。

鋼板樁圍堰的施工重點

首根定位樁施工時，嚴(yán)格控制平面位置及垂直度

對于鋼板樁而言，由于樁間鎖口相連，下根樁的平面位置及垂直度將受制于上根樁，所以必須嚴(yán)格控制首根定位樁的平面位置及垂直度。選擇節(jié)點樁作為首根定位裝主要考慮一是節(jié)點樁定位計算容易，二是可直接控制縱橫二條軸線。為控制定位樁的垂直方向偏位，施工時設(shè)置導(dǎo)架，在導(dǎo)架上焊接20mm 鋼板進(jìn)行軸線方向限位。

鋼板樁拼接時，保證鎖扣嵌縫嚴(yán)密

鋼板樁拼接只有嚴(yán)絲合縫保證嵌縫嚴(yán)密才能確保其密閉性，因此在拼接的過程要對正頂緊，保證其在夾具內(nèi)夾持牢固并實施焊接。該過程首先應(yīng)該進(jìn)行導(dǎo)框安裝，以定位測量為前提，通過定位樁以及臨時施工平臺的建立進(jìn)行預(yù)操作，再利用高架索道進(jìn)行鋼板樁運輸，通過吊鉤實現(xiàn)吊起放下任務(wù)。

鋼板樁打樁時，避免板樁傾斜扭曲

為有效避免板樁傾斜扭曲，施工過程當(dāng)中應(yīng)隨時觀測及時糾正，首先要確保圍堰導(dǎo)梁上板樁組位置的精準(zhǔn)度；其次在進(jìn)行插打時要求一次性達(dá)到插打深度；其三在整個插打過程當(dāng)中可以采用鋼絲繩實現(xiàn)糾正輔助或者偏移樁錘糾正傾斜；最后，如果鋼板裝受地質(zhì)影響發(fā)生偏移較為嚴(yán)重，可以采取先上拔再垂進(jìn)的反復(fù)操作減少傾斜度。

抽水堵漏時，加強(qiáng)檢查控制

抽水開挖在鋼板樁插打完畢之后銜接實施，如果大橋主墩承臺設(shè)有支撐圍堰則需先支撐再抽水，同時進(jìn)行各個節(jié)點的檢查以保證板裝與導(dǎo)框之間頂緊防止抽水安全事故出現(xiàn)。在進(jìn)行抽水開挖的過程當(dāng)中，抽水速度不能過快，應(yīng)該隨時根據(jù)圍堰內(nèi)的變化情況而進(jìn)行判斷調(diào)整，通常圍堰滲漏會出現(xiàn)在鎖口部位，因此施工過程當(dāng)中應(yīng)作為檢查重點保證鎖口嚴(yán)密銜接。

鋼板樁拔除時，確保正確拆除順序

鋼板樁拔除是整個大橋主墩承臺圍堰施工的最后一個步驟，整個拆除的過程當(dāng)中，應(yīng)該避免垮塌的風(fēng)險。應(yīng)該先進(jìn)行支撐拆除，再通過陸續(xù)灌水達(dá)到內(nèi)外水壓平衡消除板裝擠壓力，并與部分封底砼脫離。拔除時可以先略錘擊振動，然后再次拔高，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生松動之后再進(jìn)行進(jìn)一步拔除。

鋼板樁圍堰的安全風(fēng)險因素

人員管理因素

鋼板樁圍堰的安全風(fēng)險因素當(dāng)中人員因素最為主觀，倘若施工人員安全教育培訓(xùn)不足、技術(shù)交底針對性不強(qiáng)、缺乏相關(guān)工作經(jīng)驗，那么很容易在施工當(dāng)中出現(xiàn)錯誤操作，不僅影響工程進(jìn)度，還會埋下安全隱患。

材料因素

大橋主墩承臺鋼板樁圍堰施工要求較高，必須嚴(yán)格控制鋼板樁質(zhì)量。整個施工過程當(dāng)中如果進(jìn)場鋼板樁不符合國家標(biāo)準(zhǔn)或者未能嚴(yán)格按照施工管理需求進(jìn)行堆放保存，則很容易導(dǎo)致鋼板樁規(guī)格、性能發(fā)生改變。

機(jī)械因素

鋼板樁圍堰施工過程當(dāng)中需要大量的機(jī)械進(jìn)行輔助，其中起重機(jī)、吊裝機(jī)以及索道作用十分突出，如果在鋼板樁起重吊裝的過程當(dāng)中鋼板樁碰到了堰體，那么很可能出現(xiàn)板樁變形。

方法因素

鋼板樁圍巖施工過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注施工方法和測量方法，首先要保證在進(jìn)行整體施工時嚴(yán)格遵照施工流程、掌握施工重點，確保每個環(huán)節(jié)之間都能夠形成有效銜接從而不產(chǎn)生施工作業(yè)紕漏。在監(jiān)測方面，首先要保證的就是監(jiān)測頻率以及監(jiān)測點的設(shè)置，監(jiān)測內(nèi)容不僅包含施工流程和是否實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)操作，同時還包含對機(jī)械設(shè)備、外部環(huán)境影響以及材料影響等因素的監(jiān)測。

環(huán)境因素

環(huán)境因素是不可控的，既包含天氣影響也包含地質(zhì)水位等影響。而且在大橋主墩承臺施工建設(shè)過程當(dāng)中，要確保施工過程不受到周邊建筑的影響以及來往船只的影響。

鋼板樁圍堰施工的安全保證措施

加強(qiáng)人員管理，提升主觀能動性

在人員管理層面，首先應(yīng)該定期進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，以保證一線施工操作人員在進(jìn)行施工建設(shè)時擁有較高的安全意識。所有參與水上作業(yè)的工作人員必須佩戴安全帽、救生衣等安全物件。同時必須持證上崗，有嫻熟的操作技能和扎實的理論基礎(chǔ)。

加強(qiáng)材料管理，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

首先要確保使用正規(guī)廠家合作的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，選擇合適的型號類型；在鋼板樁材料進(jìn)場前應(yīng)該對其進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，保證所選取的鋼板樁具有足夠的強(qiáng)度和硬度，滿足幾何尺寸設(shè)計需求。

加強(qiáng)機(jī)械管理，保證性能穩(wěn)定

施工過程當(dāng)中應(yīng)該設(shè)有專人負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)備的日常檢查和養(yǎng)護(hù)，確保其擁有良好的工作狀態(tài)；整個施工過程中要保證打樁機(jī)主塔架擁有良好的穩(wěn)定性，以避免風(fēng)大時因為塔架搖晃而產(chǎn)生意外。值得注意的是，打樁機(jī)依靠軌道實現(xiàn)運行工作，因此要時常檢查保證軌道輪不會形成懸空，必須一直貼實軌道。

加強(qiáng)方法管理，完善監(jiān)控力度

結(jié)合鋼板樁圍堰工作實際確認(rèn)危險源，加大各種危險源的防治工作，制定緊急預(yù)警方案。無論在深基坑開挖的過程當(dāng)中，還是圍堰開始抽水的過程，都應(yīng)該實現(xiàn)專人指揮，嚴(yán)禁碰撞支撐避免交叉作業(yè)；在拆架或者起重作業(yè)時嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入，一旦發(fā)現(xiàn)圍堰支撐有松動、變形或者拆除支撐和基坑回填過程當(dāng)中有坑壁坍塌危險應(yīng)及時撤離人員和設(shè)備。

加強(qiáng)環(huán)境管理，降低安全事故發(fā)生概率

鋼板樁圍堰過程當(dāng)中很多環(huán)境因素?zé)o法避免，要及時做好預(yù)防。例如在遇到大風(fēng)、暴雨等極端天氣的情況下，應(yīng)該停止高空施工避免吊裝風(fēng)險；夜間施工時要加強(qiáng)照明設(shè)施；在高空作業(yè)現(xiàn)場，要保證腳手架上物件清理和存放治理，防止高空墜物；在進(jìn)行物件上下傳遞時不得采取拋擲的方法，可以利用繩索工具。

鋼板樁圍堰施工的安全監(jiān)測重點

施工圍堰期間受汛期影響，水位落差大，地質(zhì)條件差，圍堰結(jié)構(gòu)極易受水位影響。圍堰結(jié)構(gòu)的變形、鎖扣處滲水和關(guān)鍵部位的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測將是施工過程中監(jiān)測的重點。

通過儀器監(jiān)測或定期巡視檢查獲取數(shù)據(jù)

圍堰插打合攏后，及時在圍堰的四周布設(shè)測點，并用全站儀采集初始數(shù)據(jù)；圍檁安裝就位后，用全站儀對相應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，下層圍檁安裝時對上層圍檁的測點位置也應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；樁身位變形觀測點設(shè)在上下層圍檁的中間位置，每個截面在圍堰4 邊的中間和1/4 位置處各設(shè)1 個測點；圍檁及內(nèi)支撐的軸力監(jiān)測采用鋼弦應(yīng)變計進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，施工前根據(jù)模型的計算結(jié)果各取軸力最大的1個。

數(shù)據(jù)分析與處理

對施工過程中的每一計算工況前、后，均應(yīng)對相應(yīng)的觀測點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與前一次采集數(shù)據(jù)和初始數(shù)據(jù)做對比，如出現(xiàn)異常應(yīng)及時停止并分析原因。墩承臺基礎(chǔ)施工期間，每天巡視監(jiān)測觀測圍堰鎖扣處的滲漏水情況，如遇個別點有較大漏水時應(yīng)及時采取措施予以封堵處理。在圍堰結(jié)構(gòu)施工、降水期間，應(yīng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的狀況隨時進(jìn)行巡查，現(xiàn)場巡查時應(yīng)重點檢查有無內(nèi)鋼圍堰構(gòu)件表面屈曲、支撐構(gòu)件變形等現(xiàn)象及其發(fā)展情況。

設(shè)置監(jiān)測預(yù)警

監(jiān)測必須確定監(jiān)測報警值，監(jiān)測報警值應(yīng)滿足基坑設(shè)計、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及周邊環(huán)境中被保護(hù)對象的控制要求?；庸こ瘫O(jiān)測報警值應(yīng)以監(jiān)測項目的累計變化量和變化速率值兩個值控制，基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測報警值應(yīng)根據(jù)土質(zhì)特征、設(shè)計結(jié)果及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗等因素確定，可參照《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》數(shù)據(jù)。

結(jié)語

深水鋼板樁圍堰施工過程當(dāng)中存在眾多的安全隱患，只有綜合分析其風(fēng)險因素，并采取有針對性的治理措施才能夠最大限度地避免安全事故的發(fā)生。整個鋼板樁圍堰安全事故貫穿于整個施工過程，無論是人員、材料、方法還是機(jī)械環(huán)境等影響都不可忽視，但在實際的施工過程當(dāng)中，只要保證科學(xué)的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ骶癫扇∮行У谋O(jiān)管措施，就能夠最大限度地避免和預(yù)防各類安全事故的發(fā)生。