桥梁深水基础钢板桩围堰施工技术.docx
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桥梁深水基础钢板桩围堰施工技术
桥梁深水基础钢板桩围堰施工技术
各位领导、同事，大家好！
提前给大家拜个年，祝大家新年好！
根据公司统一安排，结合宁启一分部施工实际情况，下面给各位简单介绍一下，一分部施工的通榆运河特大桥和L2线通榆运河特大桥跨通榆运河处深基坑钢板桩围堰施工情况，大体按照以下顺序介绍：
一、工程相关简介
二、施工方法选择
三、钢板桩施工方案编制
四、方案现场实施
五、效果检验及总结
六、检算资料简介
一、工程相关简介
一分部施工的通榆运河特大桥和L2线通榆运河特大桥均位于南通市海安县境内，该地区属于长江三角洲平原区，地貌单元为冲海积平原地貌，地势平坦，地面高程一般在3.0到5.0m之间。
通榆运河特大桥全长3002米，线路设计为时速200km双线铁路。
L2线通榆运河特大桥全长1322米，线路设计为时速160km单线铁路。
相关数据表
序号
墩号
河流名称
最高水位H1％
最高通航水位
承台底标高
封底厚度
承台底以下入土深度（m）
钢板桩长度（m）
支撑情况（道）
墩位位置说明
1
正-35#墩
通榆运河
3.819
3.1
-6.476
1.5m
7.5
18
3
岸边，离河30米
2
正-36#墩
3.819
3.1
-6.976
1.5m
7
18
3
水中
3
L2-17#墩
通榆运河
3.819
3.1
-5.409
1.2m
8.5
18
3
水中
4
L2-18#墩
3.819
3.1
-5.245
1.2m
9
18
3
水中
二、施工方法选择
1、气候因素
35#墩钻孔桩于2010年3月19日施工，7月6日完成；36#墩钻孔桩于2010年5月23日施工，8月10日完成。
承台施工刚好处于雨季，放坡开挖危险性太大，只能选择比较安全的钢板桩围堰法。
2、设计因素
设计文件要求36#墩采用拉森钢板桩围堰筑岛施工。
三、钢板桩施工方案编制
由于为初次接触钢板桩施工，各方面经验严重不足，通过网络查询相关资料和公司杨总提供资料进行初步方案编制。
后经过与钢板桩租赁厂家沟通，了解钢板桩性能，以往打设方法等，进行方案优化，最终形成定稿方案，其中相对比较复杂的是钢板桩检算资料。
本工程选用拉森IV型钢板桩，宽40cm，重76.1kg/m，考虑到本工程地质情况的需要，采用桩长为18米的钢板桩。
1、施工方案选择
36#墩采用先草袋围堰筑岛施工钻孔桩后钢板桩围堰施工承台及墩身方案，筑岛后平台高程3.80m。
草袋围堰及钻孔桩施工详见本桥施工组织设计相关内容。
采用钢板桩围护后，进行围堰内部土层开挖及混凝土封底施工，单个承台的钢板桩围护范围为17.30m×25.10m，板桩距承台边沿均为1.5m。
采用拉森Ⅳ钢板桩，桩长为18m。
2、钢板桩施工顺序
35#：
施工准备（平整场地）→测量定位→插打抗滑钢管→插打钢板桩→开挖基坑（机械开挖至第一道围囹0.5m以下）→第一道围囹安装→冲水吸泥（至设计底标高）→浇筑封底水下混凝土→逐层抽水安装第二、第三道围囹（按照设计围囹抽水至围囹底部30cm）→抽水、桩头处理、桩检测→承台分层施工→基坑分层回填→逐步拆除内支撑→墩身施工→基坑回填→钢板桩拔出→抗滑钢管拔出。
36#：
施工准备（筑岛、平整场地）→测量定位→插打抗滑钢管→插打钢板桩→开挖基坑（机械开挖至第一道围囹0.5m以下）→第一道围囹安装→冲水吸泥（至第二道围囹0.5m以下）→第二道围囹安装→冲水吸泥（至第三道围囹0.5m以下）→第三道围囹安装→冲水吸泥（至设计坑底）→浇筑封底混凝土→桩头处理、桩检测→承台分层施工→基坑分层回填→逐步拆除内支撑→墩身施工→基坑回填→钢板桩拔出→抗滑钢管拔出。
钢板桩施工工艺流程图
3、钢板桩施工示意图
钢板桩围堰立面图（36#墩）
钢板桩围堰立面图（35#墩）
第一道横支撑平面图
第二、三道横支撑平面图
4、围堰内开挖
根据设计提供地质断面和现场钻孔桩施工实际核对，35#墩基坑范围内地质以砂层为主，现场主要采用水下射水吸泥；36#墩与设计差距较大，4m以下全部为粘土层，需使用其它挖掘设备。
基坑上层2m左右土层全部采用挖掘机开挖，运输车外运。
35#墩基坑在插打完成并清除上层土体后，开始用泥浆泵配合高压射水将围堰内的土方清除。
围堰内取土，为不排水取土，过程中同时使用抽水机对围堰内进行补水，需保持内部水位和地面标高基本一致，以保证围堰安全。
开挖时及时测量坑底标高，如达到设计底标高，停止高压射水。
36#墩粘土层采用抓斗进行开挖，高压水枪配合施工。
5、围堰抽水与支撑
35#墩采用水下吸泥，钢板桩围堰封闭后进行吸泥抽水，首先进行第一道围囹安装，然后吸泥抽水至设计底面标高并浇筑封底混凝土，逐层降水安装焊接二、三层围囹及支撑，抽水过程中应严格控制抽水速度和抽水高度。
当抽水达到预定的深度后，应及时加支撑防护。
围堰抽水期间，随着水位下降，逐步安装围囹内撑，安完一层，降一层水，不得超出。
36#墩采用高压水枪配合抓斗进行，每次开挖至钢围囹下30cm左右即进行围囹安装，后继续开挖直至设计高程，封底后即可。
围囹按设计高程预先焊好工字钢短牛腿作为临时支撑，待各围囹安装并连接就位后，再与钢板桩焊接牢固。
围囹合拢段按实际丈量长度在现场加工改制。
6、封底混凝土浇注
封底混凝土强度等级采用C35，经过计算厚度采用1.5m。
35#墩按水下混凝土设计配合比。
在完成第一道围囹安装后，注水使围囹内水头与外侧地面齐平，高压水枪配合吸泥设备清除多余土方至设计位置，再使用导管法进行水下灌注。
36#墩封底混凝土按照普通配合比设计。
重点介绍水下封底混凝土施工：
要注意封底混凝土浇筑顺序和方法，避免影响混凝土的浇筑质量，造成封底失效或渗漏。
采用分块浇筑，浇筑过程中根据导管布置位置使用汽车吊移动导管连续分块进行浇筑，经计算混凝土扩展度半径不超过3m。
布管图如下：
剪球和浇筑的顺序为：
由底往高，从边到中；同时严防先剪球的导管混凝土扩散到附近未剪球的导管位置；导管停注时间不宜超过30min；派专人探测混凝土高程，做好各处的测深记录，保证导管埋深不少于50cm，控制浇筑中混凝土高差小于1m，浇完时平面高差小于50cm。
同时应注意剪球时，导管下口至底部距离不宜过大和过小，防止隔水栓（球）卡管事故，或者首批混凝土扩散后埋置深度不足。
混凝土浇筑完成后，安排专业人员水下检查混凝土浇筑质量，不足部位进行补充。
7、防渗与堵漏
钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。
当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水作用
钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
抽水时同时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施。
8、变形观测
钢板桩施打过程中应设置观测点和仪器跟踪，避免围堰偏位，尤其板桩的偏位累积很难校正。
施打前，在围堰上下游一定距离和两岸陆地上设置全站仪观测点，用于控制围堰长短方向钢板桩的的施打定位。
观测点布置图详见下图4-9。
在钢板桩围堰挡水期间，每天对钢板桩的高程和外侧土体位移观测均不少于2次，监测桩顶向基坑内外的偏移量。
位移观测桩使用长度不小于2m的φ16螺纹钢筋打设至地下，顶部使用砂浆围固，观测桩离钢板桩距离在15m左右。
图4-9观测点布置示意图
四、方案现场实施
现场严格按照方案执行，开挖深度、钢板桩插打深度进行严格控制，水下混凝土封底过程中项目部班子成员全天值班，严格控制施工质量，取得了非常好的效果。
五、效果检验及总结
经过通榆运河特大桥35#、36#墩深基坑施工及后期施工的L2线17#、18#墩深基坑施工，大体总结以下经验，仅供参考。
1、钻孔桩施工过程中，对于设计桩顶以上土层必须仔细核对确认。
通榆运河特大桥事例较为典型，两个墩间距125m分别位于通榆运河东西两岸，但地质条件差别较大，35#墩适合采用水下高压水枪冲泥，泥浆泵吸泥，水下混凝土封底；而36#则适用抓斗开挖。
若35#不采用水下吸泥，则容易出现流沙、涌砂情况，36#适用水下吸泥、封底则根本无法实现。
2、详细调查现场情况，理论计算后制定钢板桩插打方案。
钢板桩的方案安全性要求较高，必须经过计算并经过集团公司工程技术部审批后方可执行。
目前计算书有两种方式，一是人工按照公式计算，一是采用理正软件进行计算。
3、现场插打要严格控制质量
钢板桩安全性主要体现在其截面刚度大可抵抗较大压力而变形较小，槽口咬合紧密可确保整体性及封闭性，起到整体受力和封水作用。
但若插打过程中控制不严格则容易造成槽口处分离，影响使用质量。
通过通榆运河施工实际情况来看，施工中此类问题出现比较多，35#由于为水下吸泥，开挖过程中钢板桩情况无法查明，但存在钢板桩外侧部分土体下沉情况，抽水时发现钢板桩有槽口咬合分离立即使用条状钢板进行层层焊接补强可起到一定效果。
钢板桩合拢位置问题最为严重，当前的钢板桩施工队伍在合拢时都是多插打几根桩重叠起来起到合拢作用，但基坑开挖后该处漏水、漏泥一般较为严重需要进行堵漏。
4、封底质量要引起足够重视
深基坑封底关系到整个施工的成败，以本工程为例：
36#为干封，施工过程中需严格检查基坑周边土体变化情况和坑内土体变化情况，发现周边土体下降或者坑内土体上拱或者地下水出现管涌情况后要立即处理，本工程下部地层为粘土层和钢板桩整体粘结性较好，未发生任何异常情况。
35#墩采用水下封底，混凝土采用导管法灌注，通过现场严格控制混凝土质量，加强监测，封底效果较好，底部表面较为平整，承台施工过程中未出现任何渗水、上涌现象。
5、出现问题要及时处理
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