水中承台钢板桩围堰施工方案B1改Word文件下载.docx

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2、工程概况

黄陈河大桥起点桩号为K3+934，终点桩号为K4+850，全长916m，桥跨组合为8×

30m+50+6×

30m+50+13×

30m。

其中9#-15#共7排32根桩在黄陈河水中，其直径分两种，一种为1600mm,桩基编号为13#、14#，一种为1800mm，桩基编号为9#、10#、11#、12#、15#，桩基上设置有系梁或承台。

3、钢板桩围堰设计

3.1主要设计参数

相关数据如下：

粉质粘土τ=40Kpa,粘土τ=55Kpa,相关高程数据如下：

3.1.1枯水期水文情况

墩台号

桩号

水面标高

水深m

淤泥深m

9

K4+226.6

6.1

0.8

1

10

K4+257

6.15

1.5

2.1

11

K4+287

6.08

1.2

2

12

K4+317

6.01

1.1

0.3

13

K4+347

6.05

1.65

0.5

14

K4+377

5.95

0.6

15

K4+407.4

6.02

3.1.2承台、系梁参数

墩号

承台顶高程（m）

承台高度（m）

承台底高程（m）

系梁、承台尺寸（m）

钢板桩尺寸（m）

9#

5.319

3.819

10.1×

28.8×

4.6

10#

3.196

1.8

1.396

7.4×

2.9

25.8×

8.8

11#

2.417

0.617

12#

3.282

1.482

13#

3.991

2.191

6.6×

2.6

24.8×

6.8

14#

4.744

2.944

15#

5.54

4.04

钢围堰平面图

3.1.3地质

9#-10#墩河床以下~-7.90m为软土层，-7.90m~-14.50m为粉质粘土，-14.50m~-15.20m为卵石土，-15.20m~-16.40m为强风化泥质粉砂岩，-16.40m~-40.90m为中风化泥质粉砂岩。

11#-12#墩河床以下~-4.00m为软土层，-4.00m~-16.50m为粉质粘土，-16.50m~-18.40m为卵石土，-18.40m~-21.00m为强风化泥质粉砂岩，-21.00m~-30.50m为中风化泥质粉砂岩。

13#-14#墩河床以下~-3.10m为软土层，-3.10m~-17.50m为粉质粘土，-17.50m~-19.40m为卵石土，-19.40m~-22.80m为强风化泥质粉砂岩，-22.80m~-39.50m为中风化泥质粉砂岩。

15#墩河床以下~-3.50m为软土层，-3.50m~-18.80m为粉质粘土，-18.80m~-19.30m为卵石土，-19.30m~-24.80m为强风化泥质粉砂岩，-24.80m~-52.70m为中风化泥质粉砂岩。

3.1.4钢板桩长度的确定

控制钢板长度的要素主要有：

基底翻起、管涌、插打过程的稳定（入土深度与钢板桩长度的比值应大于0.5）、封底的经济性和现场实际地质情况，经过计算比选，最终选择钢板桩长9m.

3.2围堰结构布置

经设计计算，该基坑拟采用干挖法施工，开挖深度为2.6m，开挖尺寸为见参数表矩形，封底混凝土厚0.2m，设置一圈围檩，及三道支撑，具体布置见下图。

围檩采用2H400型钢，围檩标高为桩顶下1m位置，内支撑采用2H400型钢，钢板桩围堰支撑布置及结点连接见下图：

钢板桩围堰立面图

围檩布置图

3.3钢板桩围堰入土深度计算

3.3.1设计参数

水深约1.2m

土方开挖深度约2.5m，

平均土容重：

19.8kN/m3

水容重：

10kN/m3 

内摩擦角：

φ=12.4º

粘聚力：

c=10.6kPa 

孔隙比：

e=0.739

钢板桩设计强度[f]=200Mpa 

3.3.2最小入土深度计算

（1）平均比重

γ=（1.2×

10+6.3×

19.8）/（1.2+6.3）=18.232N/m3

（2）土的压力系数计算 

被动土压力系数：

Kp=tg2（45+φ/2）= 

tg2（45+5.9/2）=1.575

主动土压力系数：

Ka=tg2（45-φ/2）= 

tg2（45-5.9/2）=0.635

（3）盾恩近似法计算入土深度x：

Kn=γ（Kp-Ka）=18.232×

（1.575-0.635）=17.138

e1=KaγH=0.635×

18.232×

3.5=40.52kN/m2

γ（Kp-Ka）x2-KaγHx-KaγHL=0

17.138x2-40.52x-40.52×

2.5=0

x=3.88m

经计算可知最小入土深度修x=3.88m，实际入土深度4.35m，满足要求。

3.3.3围檩计算

围檩使用I40b工字钢，截面积S=94.07cm2，W=1139cm3，I=22781cm4，轴向应力σ=200MPa，弯曲应力σw=210MPa，剪应力τ=120MPa。

I/S=22781÷

94.07=242.17

围檩受力为水压力的总和。

围檩受力q=γhKa=10×

1.2×

0.635=7.62kN/m2

P=qh=7.62×

6.2=47.244kN/m

弯矩M=56.75kNm

围檩抗弯σw=M/W=56.75×

103/1139=49.82MPa＜σw=210MPa

围檩剪力τ=VS/It=73.22×

103/242.17×

4=75.59MPa＜τ=120MPa

故围檩满足要求。

4、钢板桩围堰施工

基坑施工流程：

施工准备→测量定位→施工钢板桩导向→插打钢板桩→排水、挖泥→浇筑垫层混凝土→承台施工→墩身施工→基坑回填→钢板桩拔出。

4.1施工准备

4.1.1钻孔桩完成后，移走钻机，清理钻孔平台，拆除上部贝雷架；

4.1.2对河床进行清理：

在桩基施工完成后,对围堰范围内河床进行清理,避免在钢板桩插打位置遇到障碍物；

4.1.3在钢板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，发现缺陷随时调整，选用同种型号的钢板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型号（拉森IV号钢板桩）、规格（400×

170×

9mm）、数量的钢板桩。

整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连接锁口碰坏。

钢板桩平面不直的，应尽量使其平直整齐，避免不规则的转角，以便顺利将钢板桩插打入地下，并利于围檩支撑的设置。

4.1.4振动锤检查：

采用DZ90型振动锤，振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常，振动锤的端电压要达到380－420V，而夹板牙齿不能有太多磨损；

4.2测量定位

对墩位承台控制点标明并经过复核无误后加以有效保护，同时距离承台边线1.2米的位置钢导向的外边线，并详细定位后固定，在保证钢板桩垂直度的情况下逐根插打。

钢板桩使用50t履带吊配合振动锤在主墩平台上直接插打，插打钢板桩前需复核钢板桩边线位置，在保证钢板桩位置准确前提下逐根打入钢板桩。

4.3首桩定位控制

在正式沉桩前应结合现场情况确定并计算首桩所用的测点位置和有关参数，施工采用任意角交会控制定位，其交会角宜在60°

～120°

之间，且控制点间距不宜大于150m。

利用已知的测量控制点坐标和桩位坐标，分别计算两个测量控制点与桩位之间的夹角和距离，利用一个测量控制点上的全站仪控制桩位，利用另一测量控制点上的全站仪进行复核。

施工中采用全站仪或经纬仪控制钢板桩垂直度，垂直度出现偏差时需将桩向上拔出一段距离后重新插入，以控制垂直度，钢板桩垂直度允许偏差1%。

4.4钢板桩导向架施工

根据钢围堰的平面尺寸，在围堰的外边线上施打两根定位桩，在定位桩上焊接两根工字钢作为钢板桩施工的导向架。

施工过程中利用定位卡确保准确定位。

施工中需反复校核钢板桩位置和垂直度。

4.5钢板桩施工

4.5.1将钢板桩运到工地后，钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜。

锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。

插打钢板桩之前须检查振动锤。

4.5.250t履带吊停在钢栈桥及平台上，履带吊侧向施工，便于测量人员观察。

挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。

4.5.3锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，并起锤。

4.5.4钢板桩计算长度为9米，待钢板桩尖离开水面30cm时，停止上升。

锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩头。

上升锤与桩至打桩地点。

4.5.5钢板桩插打时，单桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。

插打钢板桩时从第一块就应保持平整，几块插好后即插打一块深的以保持稳定，然后继续插打。

4.5.6在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合龙，要求桩身垂直。

在整个钢板桩插打过程中必须保证合龙密实，以防漏水。

4.5.7对准钢板桩与定位桩的锁口，靠振动锤与桩自重压到桩所要插打的位置。

4.5.8利用锤惯性自重及震动力下插钢板桩，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。

4.5.9板桩至设计高度前20cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。

4.5.10松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。

打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。

4.6合龙段施工

钢围堰合龙段为钢板桩围堰的东面中间位置，平行于水流方向，遂较利于合龙。

在钢板桩施工至距离首桩位置约3~4m距离时，开始计划施工合龙桩位置。

精确测量已施工钢板桩距离首桩的详细距离，计算是否能顺利合龙，如计算至首桩位置距离不能满足整根桩合龙要求，可采用制作异形桩的方式以满足合龙要求。

4.7围堰内抽水、挖泥

根据地质图和现场地质情况，挖泥采用抽干水后，用高压水枪冲或长臂挖机开挖，当地质变化时，按照湿