特大桥水中墩施工方案Word格式文档下载.docx

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4.10盖梁施工13

4.11拔桩14

5钢板桩工况计算分析15

5.1钢板桩围堰计算举例15

5.2钢板桩支撑布置15

6附件：

16

7附图：

XX多线特大桥水中墩施工方案

1编制依据

1.1新建沪昆客专土建工程施工总价承包招标文件、补遗（答疑）书、工程量清单、设计图纸等。

1.2高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设[2010]-241号），高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010）等相关行业标准。

1.3国家、铁道部及贵州省相关法律、法规及条例等。

1.4现行铁路客运专线施工、材料、机具、设备等定额。

1.5现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料。

1.6集团公司近年来铁路、高速铁路等类似施工经验、施工工法、科技成果。

1.7集团公司为完成本标段工程拟投入的施工管理、专业技术人员及机械设备等资源。

1.8XX多线特大桥基础及下部构造施工方案。

1.9XX多线桥栈桥及施工平台专项方案。

2工程概况

2.1工程范围及规模

本桥位于普安车站，为车站桥，设计中心里程为D1K924+405.95，起止里程为D1K924+146.50～D1K925+263.20，桥梁跨径为1×

24m+4×

32m+（6×

32）m道岔连续梁+23×

32m，全桥长度为1116.7m。

设计桥梁桩基为钻孔灌注桩（648根），承台（89个）上接多种形式的桥墩，桥墩最大高度31m，盖梁（25个）有二柱式、三柱式两种；

全桥简支梁及道岔连续梁均采用现浇，现浇梁形式总计11种，即24m、32m梁、道岔梁（I号梁）、II号梁至VIII号梁、站台梁，现浇梁片数量为169片（含道岔梁），各种形式的梁体沿全桥分布，施工组织难度大。

桥梁位于山区及水库，沿线地势陡峭，地质复杂，二次跨水库，多个桥墩位于水库内，需按水中基础施工，搭设栈桥、水上平台；

梁部现浇基本上需要采用梁柱式支架，需投入大量的周转材料及设备。

2.2主要技术标准

1、线路等级：

客运专线；

2、设计速度目标：

250公里/小时，基础设施预留进一步提速条件；

3、正线数目：

双线，线间距：

5m；

4、设计活载：

ZK活载；

5、轨道结构类型：

正线及到发线为CRTSⅠ型双块式无砟轨道，跨区间无缝线路；

段管线及安全线为有砟轨道。

2.3地质资料

1．地层岩性及基本承载力：

桥址缓坡地带覆盖有第四系全新统人工填土（Q4ml）、滑坡堆积层（Q4del）、冲洪积层（Q4al+pl）、坡残积层（Q4dl+el）、坡洪积层（Q4dl+pl），下伏基岩为二叠系上统龙潭组（P3l）、二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）地层。

2.地质构造

桥址处位于二叠系龙潭煤系地层与二叠系峨眉山玄武岩组交界地段，前者岩层单斜，见较多扭曲，后者呈岩株产出，节理发育，二者呈不整合接触，关系复杂。

区段内发育西陇断层及XX断层。

3.水文地质

1）地表水

桥位处地表水为河水（XX），常年流水，主要由大气降雨补给。

2）地下水

（1）第四系孔隙水

第四系孔隙水潜水主要富存于河床内所覆盖土层中，由大气降雨及河水补给，与河水有密切水力联系，地下水位面主要受河水控制，水量较丰富，水量随季节变化。

（2）基岩裂隙水

主要赋存于玄武岩及泥质、钙质页岩的节理裂隙及构造破碎带中，其富水性受区域构造形态、基岩节理裂隙发育程度及完整性控制，主要受大气降雨补给。

4．地震资料：

地震动峰值加速度0.1g，地震动反应谱特征周期为0.45s，场地类别为I类。

5．环境类别及作用等级：

D1K924+141～D1K925+010段地下水水中SO42-对混凝土具侵蚀性，侵蚀等级H1。

D1K925+010～DK925＋295.09段基岩属P2l煤系地层，钻探揭示有较厚煤层，该段地下水SO42-侵蚀等级H2。

6．不良地质：

桥址处不良地质发育，主要有不稳定斜坡、人工填土；

特殊岩土为淤泥质粉质黏土、膨胀土。

2.4水文资料

水文资料：

Q1/100=1400m3/s，H1/100=1266.86m，V1/100=1.5m/s；

Q1/300=1780m3/s，H1/300=1267.04m，V1/300=1.84m/s。

3总体施工方案

水中墩主要包括钻孔桩基础、承台、墩身的施工，根据设计图纸结合实际地质、地形条件，拟采用草袋围堰法、搭设平台钢板桩围堰法、钢板桩围堰内填土筑岛法三种主要施工方法进行水中墩的施工。

3.1草袋围堰法

靠岸边的水中墩采用筑岛草袋围堰法施工（3#、4#、B2#、24#、25#1个承台、29#桩位），测量放线定出墩基础的桩位，就近选择合适的土源，用自卸运输车把土方运至墩位处进行回填，筑岛长宽比桥墩承台的设计尺寸加大2至3m，筑岛高出水面约1m，碾压平整，再次测量放样定出孔桩位置，埋设钢护筒，安装钻机平台钻孔桩，孔桩完成后进行草袋围堰施工，承台基坑开挖，承台和墩身施工完成后，对筑岛围堰的土方用挖机进行清理，运至弃土场。

该法适用于浅水、靠岸边的水中墩。

3.2施工平台钢板桩围堰法

跨河面较宽、水较深的水中墩（25#2个承台、26#、27#、28#桩位）采用施工平台钢板桩围堰法，先搭临时栈桥接近墩位，搭设水上施工平台（见XX多线桥栈桥及施工平台专项方案），在平台上安装钻机进行钻孔桩施工，孔桩施工完成后，边拆除施工平台边沿承台周围打插钢板桩围堰（拆除时注意施工平台5.4m段先不拆除），并对围堰进行支撑加固、抽泥浆至承台底以下的标高，对承台底以下50cm用C25砼进行封底，施工承台、墩身，钢板桩围堰用拉森式Ⅳ型钢板，内支撑采用型钢。

3.3钢板桩围堰填土筑岛法

对于B3#桩位，由于靠近岸边可采用筑岛填土做为履带吊的施工平台，然后利用履带吊在桥墩承台周围打插钢板桩，钢板桩围堰完成后，在水面高处对钢板桩四周外围用I40a型钢内拉钢筋进行加固，在钢板桩围堰内埋设钢护筒，回填黏土或砂土，土层上铺设钢板或方木，在围堰内形成施工平台，安装钻机进行孔桩施工，待桩基完成后，围堰内的泥土逐层开挖至承台底标高。

施工承台和墩身完毕后，对河道进行清理恢复原貌。

水中墩的施工原则上采用筑岛围堰法，因为此法可就地取材采用路基挖弃方、建筑弃碴、砖碴等材料填筑部分河岸，在保证河道通航、环境不被污染的前提下使水中施工变为陆上施工，在筑岛上安装钻机钻孔桩，待孔桩基础施工完毕后，插打钢板桩围堰和支撑，进行承台基础开挖，施工承台和墩身。

其次考虑水上钻孔平台、水中围堰筑岛法施工。

因钻孔桩、承台及墩身施工的工艺和方案与常规的施工方法基本相似，且已在基础及下部构造施工方案中编制。

固本水中墩施工方案主要介绍水中墩钢板桩围堰的施工方法和钢板桩围囹支撑的安全检验。

4钢板桩围堰施工方法

4.1施工准备

4.1.1组织定购、运输钢板桩，到达工地后，检查钢板桩有无弯曲、撞伤、破损、锁口变形等，按具体情况分别用冷弯、热敲、补焊、割除或接长等方法进行整修。

并在钢板桩锁口内涂抹黄油或混合油膏（黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶1）以减少插打时锁口间的摩擦和水的渗漏。

4.1.2测量放样，插打定位桩，在定位桩上安置导梁，组成框架式的围笼作为插桩时的导向设备。

4.1.3检查振动锤，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。

4.1.4同一围堰的钢板桩使用同一型号规格的产品，保证锁口一致。

4.2钢板桩施工机械及机具的选择

钢板桩施工采用履-50吊车、DZ90振动锤、配250KW发电机。

4.3插打钢板桩

钢板桩采用逐块插打到底，矩形围堰先插上游边，在下游合拢。

钢板桩平面尺寸应在承台长宽尺寸上各加（长边加1.24m×

2，短边加1.1m×

2，见下图）。

钢板桩施工时先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用 

钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线，也可利用第一层围檩作为导向架，架设在定位桩的钢牛腿上。

第一根钢板桩插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将吊钩缓慢下放。

这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。

钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打。

在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后5片时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。

图：

25#～28#水中墩钢板桩支撑平面图

当吊装设备许可时，可将2～3块钢板桩拼成一组组合桩，组合后用坚固夹具夹牢。

钢板桩组桩插打时，每隔4～5m加一道夹板，夹板在板桩起吊前夹好，插打时逐付拆除，周转使用。

组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞。

4.4合拢

合拢前的准备，在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板桩如何插打。

合拢时桩的调整处理，为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低。

方形钢围堰有4个面，打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩4～5片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。

为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。

4.5安装内支撑

施工承台前，对围堰内的水和泥土用吸浆泵进行抽排，或人工配合挖机进行围堰内的土石方清理，同时进行钢板桩围堰内支撑的安装，以防水压力过大影响围堰内的施工安全。

内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍堰内施工。

内支撑自上而下设置二层围囹支护，一边抽水，一边安装，根据水压力和土压力计算决定支撑数量。

内支撑周边梁顶层采用双拼2I40b工字钢，底下一层采用2I45b工字钢,中间纵向支撑第一道采用2I25a工字钢，第二道采用2I40b工字钢,按一定间距布置，四角采用与中间纵向支撑相同的工字钢做斜撑。

支撑拟采用二道，上下间距视实际工况而定（详见图：

钢板桩立面支撑图）。

围堰内排水用抽水机（抽完后留1－2台备用）。

4.6抽水堵漏

抽水前，应将钢板桩与导框之间的空隙用垫木塞紧，以保证导框受力均匀。

从围堰内排水时，若发现有渗漏，锁口不密的漏水，可在抽水发现后以板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中抛投煤灰拌锯末。

4.7砼封底　

钢板桩围堰的砼封底，应分为水下封底和干灌砼封底，若地质淤泥层厚或钢板桩长不足够长，围堰清淤至基底时，易造成基底隆起、管涌时，则采用水下砼封底法施工；

若基坑清除至设计基底标高以下约50cm时,基坑抽干水后，不发生基底隆起、管涌时，可进行干灌砼封底，砼封底的平面尺寸若与承台底相同。

及时观察围堰挡水止水效果：

若钢板桩围堰内表面出现少量渗漏水，可用棉絮进行局部堵塞。

4.8承台施工

凿除桩头、桩基检测，破桩头前，应在桩体侧面用红油漆标注高程线，以防桩头被多凿，造成桩顶伸入承台内高度不够。

破除桩头时应采用空压机结合人工凿除，上部采用空压机凿除，下部留有10～20cm由人工进行凿除。

凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。

严禁用挖掘机或铲车将桩头强行拉断，以免破坏主筋。

将伸入承台的桩身钢筋清理整修成设计形状，复测桩顶高程，桩基检测合格后进入承台施工。

承台钢筋集中加工，现场进行绑扎，底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固；

搭设钢管架绑扎、定好上层承台钢筋和预埋于承台内的墩身钢筋。

安装冷却水管，预埋墩身钢筋、综合接地线等，在特殊结构的桥墩承台位置处，应在承台上提前预埋现浇支架的定位预埋钢筋或其它预埋构件。

安装承台模板，加固通过型钢、方木、拉杆与基坑四周坑壁挤密、撑实，确保模板稳定牢固、尺寸准确。

检验合格后，浇注承台砼。

混凝土的浇筑环境温度昼夜平均不低于5℃或最低温度不低于-3℃，局部温度也不高于+40℃，混凝土下落高差大于2.0米时，设串筒或溜槽。

混凝土分层浇筑，分层厚度控制在30～50cm。

振捣采用插入式振动器，振捣时严禁碰撞钢筋和模型。

振动器的振动深度一般不超过棒长度2/3～3/4倍，振动时要快插慢拔，不断上下移动振动棒，以便捣实均匀，减少混凝土表面气泡。

振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不超过40cm，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，振动到该部位混凝土密实为止，即混凝土不再冒出气泡，表面出现平坦泛浆。

4.9墩身施工

水中墩为矩形墩，施工采用钢模分段浇筑施工，墩旁设钢管脚手支架，墩身施工由塔吊和汽车吊机配合进行。

模板采用4节定型钢模，每节长度为2m，并设1m和0.5m的调节段。

由于墩身截面为变坡型，模板加工时进行组合加工，施工时根据墩身高度支立。

桥墩砼浇筑使用砼输送泵泵送，插入式振捣器振捣；

砼养生采用外覆塑料膜养生；

墩身砼浇筑根据墩高不同可采用一次浇筑成型和分次浇筑；

垫石砼分次浇筑。

详细施工方案见《XX多线特大桥基础及下部构造施工方案》。

矩型桥墩模板施工见下图：

矩形墩模板顺桥向立面组装图

矩形墩模板断面组装图

（一）

矩形墩模板断面组装图

（二）

矩形墩模板栏杆、支架详图

4.10盖梁施工

水中墩盖梁均为三柱式盖梁，根据最长盖梁加工一套底模、侧模，其他尺寸组合调节。

盖梁施工支架搭设拟采用WDJ碗扣式脚手架与梁柱式支架联合搭设盖梁支架方案进行原位现浇。

支墩搭设采用“八三铁路轻型军用桥墩”搭设，其基础利用桥墩承台，在其上浇筑C30混凝土并预埋军用墩预埋件；

军用墩每隔10米附着在桥墩上，确保其稳定性。

梁材料采用贝雷片+支撑架搭设（321钢桥），分配梁采用I25a工字钢，间距为600mm。

水中墩盖梁施工总体布置见下图：

水中墩盖梁施工总体布置图

图：

水中墩盖梁施工支架平面布置图

4.11拔桩

水中墩身施工结束，拔除钢板桩采用振动锤拔桩，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。

钢板桩拔出前，先将围堰内的支撑及其它设施从下到上的顺序拆除，并陆续灌水使内外水压平衡，使板桩挤压消失，拔桩设备可用吊机、打拔桩机、千斤顶、卷扬机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。

拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。

拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，先振动1～2分钟后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复既可将桩拔出来。

拔出的钢板桩立即清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。

5钢板桩工况计算分析

5.1钢板桩围堰计算举例

XX多线特大桥25-28#墩位于XX中，根据现场情况及设计资料，需要采用钢板桩围堰进行施工。

XX下游有水库大坝，水流缓慢，设计承台最大厚度为2.5m，尺寸最大为9.4×

9m,承台大部分位于河床上，部分在河床底。

桩位处河床地质主要为：

淤泥质粉质粘土（最大厚度10.4m，最小厚度2.5m）、细圆砾土。

施工方法为搭平台先施工孔桩、完后打钢板桩围堰施工承台墩身。

钢板桩围堰施工采用拉森Ⅳ钢板桩，钢板桩的参数为：

截面尺寸为：

宽度＝400mm；

高度＝155mm；

每延米重量77.7Kg；

W＝2037cm3/m，I=31573㎝4/m，[σ]=200MPa，[Mmax]=407.4KN·

m/m；

内支撑采用工字钢型钢。

详细计算过程见《XX多线特大桥钢板桩围堰计算资料》。

5.2钢板桩支撑布置

内支撑周边梁顶层采用双拼2I40b工字钢，底下两层采用2I45b工字钢,中间纵向支撑第一道采用2I25a工字钢，第二道采用2I40b工字钢,按一定间距布置，四角采用与中间纵向支撑相同的工字钢做斜撑。

详图见附图《XX多线特大桥钢板桩支撑立面图》。

《XX多线特大桥钢板桩围堰计算资料》