步行桥拉森钢板桩围堰专项施工方案Word格式文档下载.docx
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1#墩、2#墩分别搭设钻孔施工平台，承台尺寸为6.5×
6.5×
2.5m，基础由4根φ1.5m钻孔灌注桩组成，钢平台尺寸12m×
16m。
钢板桩围堰尺寸8.8m*8.8m，由88根12m长拉森钢板桩围堰加2道围檩组成。
投入2套钢板桩围堰材料。
3#、5-24#、26-33#墩（共28个）均在筑岛平台上插打拉森钢板桩围堰施工承台，钢板桩围堰尺寸4.8m×
8m，高度为6m（T型承台钢板桩围堰尺寸9.6m×
9.6m、高度6m），围檩1道。
引桥预计投入6m钢板桩围堰10套，3#墩投入9m钢板桩围堰1套。
钢板桩围堰图纸见附图。
2.2.水文条件
水利枢纽位于汉江干流与丹江支流会合处下游约500m，距河源925km，控制流域面积9.5×
104km2。
汉江洪水由暴雨产生，洪水的时空分布与暴雨一致，多发生于7、8、9三个月内，夏、秋季洪水分期明显是汉江流域洪水的最显著特征。
夏季洪水一般发生在8月下旬以前，往往是全流域性的，洪峰高，水量大，如1935年7月洪水（Qm=50000m3/s）；
8月下旬以后发生的洪水称秋季洪水，—般源于水库以上地区，多为连续性洪峰，历时长、洪量大，如1964年10月（QB=28000m3/s）、1983年10月洪水（Qm=31900m3/s）。
本桥桥位常水位87m，因筑岛影响水位抬高0.15m，参考2012年南水北调运行以后，水位变化较小，钢板桩围堰顶标高按照高于施工水位1m考虑。
2.3.地质条件
2.3.1.地层岩性
根据设计单位提供的工程地质报告显示，本项目钢板桩埋深范围内地质情况为：
（1）全新统冲积层（alQ42）：
分布于河床及漫滩，厚度1.4m〜14.6m。
主要为砂砾（卵）石，砾、卵石呈亚圆状-次棱角状，含量50%〜70%，粒径一般2cm〜8cm，最大>
10cm，母岩成分以石英岩、灰岩为主，部分为火成岩、片岩，砂为灰黄色中细砂、中粗砂，受航道疏浚及民间采砂、淘金影响，分布不均匀，含砂率低。
（2）人工堆积层（rQ）：
岩性主要为砂砾（卵）石。
砂砾（卵）石：
分布在漫滩部位及河道局部，多为河道采砂、淘金废弃料，分布不均匀。
2.3.2.地质构造
桥位所处河床分布卵石层属全新统冲积层（alQ42），分布于河床及漫滩，厚度1.4m〜14.6m。
持力层为中风化泥质粉砂岩夹泥岩、砂砾岩。
本项目筑岛材料均为就地采挖的砂卵石。
3.施工组织安排
3.1.施工组织机构
为优质高效地完成本项目的施工任务，根据本项目性质、施工特点，并结合以往施工经验确定本项目现场组织机构。
现场组织机构的名称为市沧浪洲生态湿地项目部。
项目以精干高效、按需设岗的原则设置职能部门管理人员，项目职能部门分：
综合办公室、工程部、质检部、合同部、安全部、设备物资部、财务部“六部一室”，其中质检部下设：
试验室、测量组。
项目部通过各施工队和职能部门的划分，协调指挥各生产班组完成施工任务。
图3-1.项目部组织机构框图
3.2.任务划分及人员安排
根据市沧浪洲生态湿地钢板桩围堰施工特点进行任务划分及人员安排，共安排现场管理人员18人，作业工人30人。
主要施工人员详见下表：
表3-1.施工队伍任务划分
序号
施工队伍名称
人员数量
施工任务
1
钻机工
10
钢板桩插打、拔除
2
电工
机械设备接线、发电机维护
3
电焊工
5
钢围檩等支撑构件安装
4
司机
挖掘机掏渣
砼工
砼封底
6
杂工
场地清理、材料装卸、抽水
3.3.主要机械设备配置
表3-1.拟投入的主要机械设备
设备名称
规格型号
数量
备注
打桩机
1套
引孔用
振动拔桩锤
DZ90
变压器
500KVA
1台
发电机
200kw
全站仪
TCRA1201+R1000
水准仪
DSZ2
7
钢板桩
拉森IV型
600根
8
履带吊
50kw
9
罐车
9m3
5辆
封底
手拉葫芦
2～10t
15个
11
电焊机
BX1-500
10台
12
长臂挖掘机
掏渣
13
泵车
封底、承台、墩身
14
钢筋弯曲机
GW40-1
15
钢筋切断机
GQ50A
16
抽水机
Ф150泥浆泵
5台
17
挖斗
3.4.施工平面布置
施工平面布置见图4-1。
3.5.施工工期安排
本项目共30个钢板桩围堰，总体计划5个月完工，开工日期计划为2017年2月25日，2017年7月30日结束。
4.施工方案的总体设计
4.1.钢板桩方案的确定
根据桥位处的水深、水文、地质等相关情况以及工地现场的实际情况、施工组织设计的总体工期安排，结合我单位技术装备水平和现有设备、人员情况，我们对各类施工方案进行综合比选后认为：
采用钢板桩围堰施工方案与其它方案相比，具有工艺简单、施工期间临时占用面积较小、安全、施工风险易于控制等诸多优势，决定筑岛承台（3#、5#-24#、26-33#承台）、钢平台（1#、2#承台）承台均采用钢板桩围堰施工。
主桥3、4#墩及引桥上游填筑8m宽便道，在左右岸分别建设临时码头运输材料，钢板桩围堰均在便道下游，可以避免水流冲刷。
1#、2#墩钢栈桥在主桥下游。
全桥墩位布置见下图所示：
图4-1.墩位布置示意图
4.2.钢板桩围堰的结构设计
根据本桥桥位处的水文地质情况，筑岛材料的性质，进行了钢板桩围堰施工方案的结构设计，1#、2#主墩各打设一个水中钢板桩围堰，承台尺寸为6.5×
设计钢板桩围堰尺寸8.8×
8.8m，长度为12m。
其顶面控制标高为+88.9m，桩底标高为76.9m；
钢板桩与承台侧面边缘净宽1.15m。
3#、5-24#、26-33#墩（共28个）均在筑岛平台上插打拉森钢板桩围堰施工承台。
3#墩钢板桩围堰尺寸8.8×
5-24#、27#、28#、30-33#墩钢板桩围堰尺寸4.8m×
8m，长度为6m，26、29#墩T型承台钢板桩围堰尺寸9.6m×
9.6m、长度为6m。
围堰顶面控制标高为+87.5～88m（根据水位情况调整），钢板桩与承台侧面边缘净宽大于1m，以利于安装承台模板，要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。
选用拉森S-IV型钢板桩，套型锁口，锁口内涂上润滑黄油，两桩锁口联结转角10～15°
，摩阻力小，防渗性较好，钢板桩周圈咬合紧密，有止水措施，四个转角位置采用焊接的T形钢板桩。
为了提高围堰的整体性能，增加抗压能力，围檩每2m设置一道，顶层围檩设置在水面以上0.2m，根据钢板桩长度及承台位置，本项目围堰围檩分别设置1、2道。
根据围堰尺寸围檩材料分别采用2I25工字钢或者2I40工字钢，四角分别采用0.3m*0.3m厚2cm的钢板加强，防止应力集中。
钢板桩施工前应对其强度进行检算：
收集承台位置的地质资料，筑岛覆盖层均为砂卵石，河床原覆盖层也为砂卵石，查阅图纸其容重γ=21KN/m3，快剪粘聚力C=0，内摩擦角φ=32°
，确定设计荷载，在地下固定的桩可视为刚性悬臂静定结构，求出最大弯矩M后检算钢板桩应力σ，结果应小于钢板桩的容许应力。
（计算书见附件）。
清渣完成后进行1.0m厚水下封底混凝土的灌注。
封底混凝土采用C30水下混凝土。
钢板桩围堰图纸见下图。
图4-1.引桥钢围堰布置图
图4-2.T型承台钢围堰布置图
图4-3.主墩承台钢围堰布置图
4.3.钢板桩围堰施工的一般要求
（1）桩尖高程符合设计要求。
（2）钢板桩验收时，应备有有关出厂合格证，机械性能和几何尺寸符合施工要求。
钢板桩使用前应对钢板桩进行检查，确认桩身是否有变形，两端是否破裂或卷曲，锁口是否破裂、扭曲、缺损、局部弯曲及电焊瘤渣，如有上述现象均应校正。
（3）板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊接或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开2m以上。
（4）钢板桩采用组桩插打，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。
（5）拼制角桩时，将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接、铆接或螺栓连接成角桩。
（6）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于桥墩及承台施工，即在承台基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
（7）为提高深基坑围护的安全性，需要对桩的入土深度进行理论计算，对围护桩的强度及稳定性进行验证。
（8）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。
（9）在插打拉森桩的过程中，严格按照规范进行施工，基坑四角必须设置角桩，最大程度的提高小齿口拉森桩防漏性能，保证下道工序顺利进行。
（10）采用型钢进行拉森桩的围檩加固，并根据具体情况增设对角斜撑距离及数量，对个别渗漏处进行止漏处理。
（11）本桥钢平台基础为砂卵石，且覆盖层少，可能造成钢板桩插打困难、定位不准，或者难以打入需要深度。
拟准备螺旋钻机引孔，若发生插打困难的情况，先引孔再插打。
5.施工工艺
本桥钢板桩围堰施工方案根据承台所处位置，1、2#墩在钢平台上插打钢板桩围堰，3-33#墩在筑岛平台上插打钢板桩围堰。
在导向架制作、钢板桩插打及清渣方面，钢平台及筑岛平台施工措施不同，其他施工流程相同。
5.1.施工准备
将钢板桩运到工地后，详细对其检查、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，焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。
同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：
黄油：
沥青：
干锯末：
干粘土=2：
2：
1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。
钢板桩检查合格后，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm。
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。
在钢板桩围堰施工前,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。
5.2.钢平台（1#、2#墩）围堰施工方案
1#、2#墩钻孔桩施工完成后，拆除钻孔平台部分，并在护筒上焊接导向架，履带吊站位在便桥上，利用DZ90振动锤插打钢板桩形成围堰。
围堰抽水后，在钢板桩上设置牛腿，拼装圈梁及内支撑并顶进钢板桩。
围堰内基底整平并封底，割除钢护筒，抽水后施工承台。
墩位地质比较复杂，若难以打入需要的深度，采用螺旋钻机引孔。
施工工艺流程：
钻孔完毕，拆除钻机→测量放线→安装导向架、插打钢板桩→安装顶层内支撑→围堰内清渣、整平→水下砼封底→等砼封底强度→围堰内抽水、堵漏（抽水设备检修）→设置第2道内支撑（如果有）→凿除桩头、桩头凿毛处理→绑扎钢筋→安装模板→承台砼施工→墩身直线段钢筋安装→墩身直线段模板安装、砼施工→拔除钢板桩。
5.2.1.安装导向架
钻孔桩施工完成后，拆除钻孔平台构件，然后在原位设置导向架并与护筒焊接固定。
导向架采用利用现场材料，间距略大于钢板桩高度。
导向架尺寸与围堰相同，加工过程中应严格控制其精度，避免因导向架精度影响钢板桩插打。
图5-1.
导向架结构图
图5-2.临时导向架
5.2.2.钢板桩插打
钢板桩由平板车运至所需墩位处，由50t履带吊机配合DZ-90震动锤起吊插打。
钢板桩插打顺序为先上游侧，后两侧，最后在下游侧角桩处合拢，边打边插。
在插打钢板桩时，第一根钢板桩必须插正、打正，以免影响后面的钢板桩。
插打钢板桩时，要设置必要的导向，避免插歪。
（1）钢板桩插打要点
①钢板桩宜先插后打，若插桩后桩的垂直度较好，可一次打入至要求标高，否则，分二次打击，每次打入深度为总深度一半。
②为保证首桩的垂直度，可先插入多根钢板桩拼成一组，做好导向并调整好垂直度，按重锤轻打，低锤慢打的原则进行，边打边调整桩的垂直度。
③通过检测，确定第一片钢板桩插打合格后，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打每一根钢板桩到设计位置，整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整。
④插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。
⑤每组钢板桩插打完以后，用短钢筋头点焊固定在导向分配梁上。
开始插打的钢板桩可以一次插打至设计标高，最后一面宜先插打钢板桩至稳定深度，当钢板桩全部合拢后，再由合拢处逐次将钢板桩插打至设计标高。
如打桩困难时，可采用用射水辅助，严禁锤击过猛，致使钢板桩下端弯卷，造成拔起时故障。
⑥钢板桩围堰完成以后，必须将内、外导向与钢板桩之间的空隙逐个用硬木塞紧，以免变形，同时须考虑局部冲刷的增大。
（2）钢板桩插打后的质量要求，应符合下列标准：
①插下的钢板桩在各个方向倾斜度不得大于1％；
②钢板桩轴线偏差≤100mm；
③桩顶标高偏差≤100mm。
（3）钢板桩的合拢
钢板桩围堰在合拢时，根据实际情况制作异型钢板桩进行合拢，钢板桩进行调整和丈量尺寸后，根据合拢口的宽度及锁口的形式，制作异型钢板桩。
5.2.3.围堰引孔
根据本项目施工特点，当钢板桩打入时遇到直径偏大的卵石，无法打入至设计需要的深度，钢板桩打设施工需要用螺旋钻机引孔。
拔出此处钢板桩，用φ50cm钻杆沿钢板桩施工线引孔，把直径偏大影响钢板桩施工的卵石搅开直至钢板桩打入至设计标高为止。
5.2.4.围堰清底
钢板桩合拢后，先安装第一道圈梁和支撑，再进行围堰水下开挖，开挖至设计标高后进行水下封底砼施工。
河床底为砂卵石覆盖层，采用长臂挖机和抓斗清底。
水下开挖过程中要对围堰钢板桩的锁口情况进行检查，看是否有脱口现象，如有应提早进行整修，保证围堰后期抽水顺利。
机械水下开挖时应保持钢板桩设计的入土深度。
靠近钢板桩和灌注桩附近的砂卵石较难挖出，可用高压水枪冲刷，确保基底标高要符合设计要求，局部高低允许误差为±
30cm。
水下开挖时保持钢板桩设计的入土深度。
5.2.5.水下浇筑封底混凝土
封底砼须一次性浇注完成。
砼由砼罐车运至现场并通过汽车泵泵送。
首批砼灌注时，先用一10m3的集料斗储料，待储料斗满后，拔球浇注首批砼，首批砼浇注后，导管埋深应不小于0.6－0.8m。
砼浇注前，在每个导管处布置一小型门架，在门架上挂上倒链。
砼浇注过程中，导管应随砼面的上升而提升，导管的提升由倒链控制。
封底砼的浇注顺序：
先低处，后高处（先将低处砼灌高，避免高处灌注的砼往低处流，使导管底口脱空而进水或导管埋深过浅）。
砼的浇注应先四周后中间，并确保砼的表面大致水平。
在砼的浇注过程中，由技术人员负责测量砼的浇注高度和砼扩展情况，正确指挥施工人员调整导管的埋深，并及时与实验室联系控制砼的坍落度。
5.2.6.安装圈梁及内支撑
钢板桩合拢后，按照图纸设计位置，在板桩上焊接内支撑牛腿，安装焊接内支撑。
先焊接第一道圈梁和支撑，第一道内支撑安装好后，再进行水下混凝土封底。
待混凝土强度满足要求，抽水进行承台施工，如有第二道内支撑，抽水至本道内支撑下50cm，安装本道内支撑。
圈梁及内支撑均在钢结构加工场内分段加工完成，然后应运输车运送至桥位处原位拼装。
然后分段吊装内支撑及圈梁在原位焊接，圈梁及内支撑焊接为整体后，用木楔将圈梁及钢板桩顶紧。
内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍安装墩身模板。
内支撑自上而下设置，一边抽水，一边安装，安装内撑与抽水交替进行。
钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
钢板桩围堰内抽水完成后，将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。
二道内支撑根据施工受力验算的需要，分2次进行设置：
（1）顶层内支撑
钢板桩围堰内抽水时，板桩须承受较大的内、外侧压力差，所以钢板桩围堰合龙后，立即设置顶层内支撑，以提高钢板桩围堰在抽水过程中的整体受力效应。
a、先在钢板桩围堰内壁按测定的标高焊接内支撑圈梁的三角支撑，三角支撑采用10#槽钢制作，支撑顶面标高相同。
b、起吊并水平安放由2I40工字钢焊接而成的圈梁，并连接固定，圈梁与板桩之间的空隙可用铁块或硬木予以垫塞。
c、吊车配合人工安装水平支撑，将水平支撑与圈梁焊接固定，形成平面桁架结构。
（2）第二层内支撑
利用顶层内支撑的支撑，进行第一次抽水（抽水时要随时进行堵漏），水面达到第二层支撑底2m以下，同时水下封底砼达到设计强度后，即可安装第二层内支撑，待第二层内支撑设置完毕后，继续抽水至围堰底标高。
由以往施工经验围堰四角处受力较复杂，为保证围堰安全性，四角采用型钢进行加强。
内支撑与围檩的节头及内支撑与斜支撑均应满焊并满足设计要求。
2根双拼型钢并用时，在上下翼缘采取措施以达到共同受力的效果。
5.2.7.围堰内抽水
内支撑安装完成后，将围堰内水抽干。
抽水及系梁过程中，须派专人对钢板桩和内支撑进行观察，同时由专门人员进行堵漏。
当围堰内抽干水后，割除钢护筒，凿除多余的桩头，清除围堰内的浮渣及杂物，对于局部的渗水部位，要设置汇水沟，用水泵排水，以免影响承台的施工。
围堰第一次抽水较为关键，需配置足量的水泵进行强降水，围堰内排水用抽水机，抽水机排水量应大于围堰内渗水量的1.5－2.0倍（抽完后留1－2台备用）。
从实践中可知漏水情况与围堰钢板桩锁口咬合是否紧密有很大关系，在抽水时，如发现有明显的渗漏，可用细砂拌和木屑从锁口外侧抛洒，随着水流由外向内流入，锯末流入钢板桩缝隙内，靠水压差产生的水的自吸力起到堵漏作用，也可在围堰的内侧用刮刀将干海带或棉纱插进钢板桩的缝隙内止水。
漏水较大处可先用棉絮等物品进行填塞，然后重复上步工作反复多次后即可堵漏。
5.2.8.承台、墩身施工
（1）抽出围堰内的水后，切割护筒、凿除桩头、绑扎钢筋、安装承台模板、浇注承台砼；
（2）承台施工完成后，在承台与钢板桩间填注砂、土混合物并夯实，并在其顶部浇注30cmC30砼，然后进行墩身的施工。
5.2.9.围堰的拆除
（1）围堰拆除时，向围堰内注水至底层围檩下0.5m标高处，拆除底层支撑，以此类推。
（2）继续向围堰内注水至围堰外水位标高，依次拔除钢板桩。
（3）钢板桩拔除方法：
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，停止拔桩，可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复可将桩拔出来。
5.2.10.钢板桩围堰施工工艺流程图
图5-1.钢板桩围堰施工工艺流程图
5.3.筑岛平台钢板桩围堰施工
筑岛平台的钻孔桩施工完成后，先在墩位处搭设临时施工平台，履带吊站位在便道上，利用DZ90振动锤插打钢板桩形成围堰。
围堰掏渣、抽水后，在钢板桩上设置牛腿，拼装圈梁及内支撑并顶进钢板桩。
围堰内基底整平并封底，抽水后施工承台。
筑岛材料粒径较大，若插打困难或者方向难以控制，先采用螺旋钻机引孔。
其施工流程与钢平台围堰基本相同。
筑岛平台钢板桩施工工艺流程：
钻孔完毕，拆除钻机→测量放线→安装导向架、插打钢板桩→安装内支撑→围堰内挖渣、整平（挖掘机）→水下砼封底→等砼封底强度→围堰内抽水、堵漏（抽水设备检修）→凿除桩头、桩头凿毛处理→绑扎钢筋→安装模板→承台砼施工→墩身直线段钢筋安装→墩身直线段模板安装、砼施工→基坑回填并拔除钢板桩。
5.3.1.钢板桩施工
（1）测量划线
测量放样围堰内圈的四个角点，沿内圈撒石灰线，钢板桩插打时先预先排列好位置，确保内侧钢板桩与该线平齐。
（2）插打与合拢
钢板桩先插合拢后再逐块打入插打到底。
插打钢板桩，从第一块开始保持垂直。
钢板桩起吊以后人力扶持插入前一块桩的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口。
插入以后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。
待插入一定深度，立稳定后加以振动。
钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止砂砾进入锁口内，影响以后插打。
凡带有接头的钢板桩与无接头的桩错开使用。
不得已时其接头水平位置至少上下错开2m以上。
保证钢板桩插打顺利合拢的措施是随时纠正歪斜。
歪斜过大时不能采取拉挤办法调整，要拔起重插。
纠正无效时，采用特制楔形桩合拢。
每块楔形桩的斜度不超过2%。
（3）围堰内掏渣、封底、圈梁
钢板桩合拢后，按照图纸设计位置，在板桩上安装圈梁，采用挖机带水掏渣，掏渣至设计高程后，灌注封底混凝土至承台底标高，待封底混凝土达到
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