钢板桩施工方案.docx

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钢板桩施工方案

钢板桩施工方案

一工程概况

1.工程概况

2.施工流程

施工准备f测量定位f导向桩制作f打钢板桩f钢板桩内支撑1f排水f堵漏f

钢板桩内支撑2f排水f堵漏f清淤f封底f垫层f钢筋绑扎f模板安装f混凝土浇筑f钢板桩围堰拆除（说明：

在黑体字部分同时进行高压射水清淤作业）。

3.施工队伍及工期安排

4.机械设备与人员进场计划

机械设备计划表

序号

机械或设备名称

型号

数量（台）

1

泥浆运输车

1

2

振动锤

45

1

3

插入式振捣器

2N35,50

10

4

钢板桩

日本拉森W

233.仃

5

电焊机

30KVA

5

6

电动空压机

L20/8

5

7

钢筋调直机

GT

1

8

钢筋切断机

6-40

1

9

钢筋弯曲机

GW40

1

10

泥浆泵

3PN

8

11

清水泵

Q4PS

10

12

经伟仪

DJ2

1

13

全站仪

尼康

1

14

水准仪

2

劳动力计划表

序号

人员

人数

1

现场管理人员

10

2

安全员

2

3

钢筋工

30

4

混凝土工

20

5

架子工

10

6

电焊工

10

7

模板工

20

二钢板桩围堰施工方案

1.钢板桩打入

1.1钢板桩的选用

本工程选用日本进口止水钢板桩进行施工，该钢板桩为小锁口，有很好的止水能力,宽40cm重77.7kg/m，考虑到本工程地质情况的需要，拟采用桩长为20米的钢板桩。

首先在板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，选用同种型号的板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型号、规格、数量的钢板桩。

钢板桩进场前需要检查整理，发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连锁口碰坏。

桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口宜涂以黄油或其它油脂，对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫正。

转角处采用90度的转角桩。

1.2钢板桩理论用量计算：

钢板桩围堰周长计算：

19.6X2+10.4X2=60m

钢板桩根数计算：

角桩采用0.2mX0.2m,共4片，

（60-0.4X4n）/0.4m=146片，146+4=150片

钢板桩重量计算：

150X20X77.7=233.100t

1.3打入

1.3.1施工放样与定位

（1）将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。

（2）由于本工程的钢板桩围堰已经将桩基施工平台用钢管桩圈在内部，所以可以利用现有的钢管桩进行定位，在钢管桩上焊接工字钢，用工字钢来保证打出的钢板桩在一条直线上。

在钢管桩露出水面部分刷上警告标志，并焊上槽钢加固，在打桩时作为导向位置及高程控制标志。

定位桩与需施工桩位置布置见下图

钢板桩从河东侧围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在河下游合龙（见示意图），最初的一、二块钢板桩的打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。

每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。

每根钢板桩施打完毕后，即与槽钢焊接牢固。

根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，一般为2-3m,待全部插打完毕后再依次打到设计标高。

钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性。

钢板桩围堰总体施工流程示意图

第一片钢板桩

上游侧

第一步

从围堰中心开始打入第一片钢板桩

承台

上游侧

第二步

从围堰中心向两边插打钢板桩

上游侧

第三步

在河下游围堰合龙

合龙位置

（1）浮吊停在离打桩点约4m左右的地点，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。

（2）锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。

（3）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。

上升锤与桩，至打桩地点。

（4）对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不能下降为止。

（5）试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，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。

（6）板桩至设计高度前40cm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。

（7）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。

1.4施工注意事项

（1）导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便打桩时提高精确度。

（2）线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。

（3）钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时，小心施工，防止超深发生。

（4）封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。

2．围堰抽水与支撑

钢板桩围堰封闭后进行抽水，抽水过程中应严格控制抽水速度和抽水高度，并在围堰顶端设置一道安全支撑。

当抽水达到预定的深度后，应及时加支撑防护。

钢板桩全部焊接牢固到导向槽钢上。

考虑到本工程施工场地很小，水下地质情况较差，周围动荷载和主动土压力较大，因此决定在围堰内部采用①529x7mm的钢管桩做成骨架进行支撑，以保证安全，考虑到有1.5m厚封底混凝土，故内部支撑共分两层，分别支撑在标高为+1.5m，-1.5m处以确保

钢板桩围堰的稳定性。

两端采用双拼I36工字钢做成斜撑，具体支撑形式及计算见总体平面布置图和计算部分。

3.清淤

在抽水及进行内部支撑的过程中用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除，清除过程中同时使用抽水机对围堰内进行清淤补水，保证内外水头差不大于50cm以保证围

堰安全。

清淤时及时测量坑底标高，如达到设计底标高，停止高压射水。

如果抽水后发现清淤不到位，用人工清除剩余淤泥。

4.混凝土封底浇注

由于采用水下封底可能造成钢板桩无法拔出，所以采用先抽水、支撑，后封底。

当清淤达到要求后，即可按常规进行干封底施工。

封底时在钢板桩围堰内侧支模，封底混凝土强度等级采用C20,经过计算厚度为1.5m。

5.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，起到防水和减小水压力的双重效果，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。

若漏水严重，堵漏困难时，在钢板桩外侧补打木桩围堰，木桩围堰内侧铺设彩条布，在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。

三基底清理

1．排水

钢板桩支护止水完成后，进行基底清理工作。

在承台四角挖集水坑，周边做排水沟，用水泵及时排除围堰内渗水。

2．垫层

在承台范围内浇注封底混凝土时，将顶标高做到承台设计底标高处，并保持承台范围干燥，方便桩头凿除和护筒割除施工。

3．护筒割除

分段割除钢护筒，同时清理桩头上的淤泥，人工配合浮吊吊出基坑。

4．桩头凿除

先人工清理桩头上的淤泥，然后采用空压机和风镐凿除桩头砼，凿除至承台底面以上15cm清洗桩头，桩基待检测。

四钢筋工程和模板制备

1．钢筋

钢筋加工在加工棚内进行，现场绑扎安装。

在钢筋加工区搭设一个钢筋加工棚，进行钢筋的调直、拉伸、下料、弯制、焊接等工作。

承台钢筋按设计要求架设架立钢筋，必须加设垫块保证主筋必须有不小于200mn厚

的保护层。

墩身钢筋笼在加工棚内提前制作，并注意承台内的钢筋预埋。

2．模板

（1）承台模板

承台采用组合钢模板，标准尺寸为150X60cm边角采用90度阴角模，四周钢管加

固，顶托支撑在钢板桩上，承台内侧加内支撑加固。

浮吊配合，人工支立模板。

具体见

下图

（2）墩身模板

为保证模板的加工精度和墩柱的施工质量，模板统一由专业模板厂家加工，加工后模板的接缝，表面的平整光洁度，模板的垂直度，以及模板的同心度，强度、刚度、稳定性等都能得到很好的保证。

平面图支撑

Ill

1/

7模板

III

[―

IIIIII

钢板桩

侧面图

五混凝土工程

5.1绑扎钢筋

（1）钢筋绑扎前，施工人员根据测量人员提供的中线位置在混凝土底模板上弹线确定钢筋摆放位置。

（2）钢筋焊接前，根据施工条件进行试焊，合格后施焊。

（3）钢筋在钢筋加工区下料，所有主筋全部采用搭接焊，焊接接头交错布置，并均按钢筋批量进行试验，焊接作业由专人操作，保证焊接后的钢筋轴线误差在规定范围之内。

（4）钢筋在运输、加工中注意防止撞击、刻痕等缺陷。

（5）钢筋电弧焊所采用焊条，其牌号符合设计要求，根据钢筋的级别、直径、接头形式和施焊位置，选择适宜的焊条和焊接电流。

（6）承台钢筋绑扎时，按图纸预埋墩柱钢筋和施工预埋件。

5.2浇注混凝土

（1）承台使用商品混凝土（商品混凝土经监理批复后方可使用）用长臂混凝土泵送车进行浇注，施工时严格控制混凝土的原材料选用，浇注砼时，严格控制混凝土的坍落度。

做到车车检测，不符合要求的退回厂家。

（2）混凝土分层厚度30cm,每插入点的振捣时间为20~30s。

（3）对每一振动部位，以振动到该部位混凝土密实为准。

密实的标志是混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。

（4）混凝土浇注时设专人维护模板,检查变形、保护层等,发现问题及时采取措施.

5.3混凝土养护

按照冬季施工的要求进行养护。

详见“八冬季施工技术措施”。

5.4拆模在混凝土承台、墩柱施工完毕且混凝土达到规定强度后,方可拆模。

拆模时混凝

土与模板接触面禁止用撬棍垫撬。

5.5注意事项

考虑到即将进入冬季施工，在已硬化的混凝土上浇筑混凝土时，硬化接合面应有5C以上的温度,必要时使用蒸汽法加温。

持续浇筑完成后,采取包裹覆盖等措施使接合面保持正温，直至新浇筑砼达到规定的抗冻强度。

混凝土浇注过程中，派专人对浇注的混凝土进行连续观测记录，对断面较大的构件设置测温孔测构件的内部温度，并做好详细记录，测温孔的位置数量按冬施方案实施，观测记录送交监理工程师；

承台混凝土施工时注意预留墩柱的钢筋及墩柱模板的定位筋。

六钢板桩拔除

1．施工要点

（1）钢板桩拔除采用振动锤，作业前对每个板桩的打入情况，作详细调查，以此判断拔桩作业的难易程度。

（2）在墩柱浇筑完成后，进行支撑的切割工作，用浮吊进行拔桩。

（3）在内支撑全部拆除完成后，进行钢板桩的拔除。

在拔桩时，采用振动锤进行

拔除，拔一根清理一根。

并及时运走，以保证场地的清洁。

2•拔桩注意事项

（1）为防止将临近板桩同时拔出，宜将钢板桩和加固的槽钢逐根割断。

（2）先割除钢板桩的支撑，然后再拔围堰钢板桩。

（3）拔出的钢板桩应及时清除土砂，涂以油脂。

变形较大的板桩需调直，完整的板桩要及时运出工地，堆置在平整的场地上。

（4）将钢板桩用振动锤再复打一次，可克服土的黏附力。

（5）按与打板桩顺序相反的次序拔桩。

七围堰受力计算

（一）已知条件

1、计算中根据实际情况取施工最高水位+1.0m.

2、钢板桩顶标高：

+2m,承台设计顶标高：

-2.0m，底标高：

-4.0m

3>3#>4#墩承台尺寸为7.0mX15.0mX2.0m承台的顶标高为-2.000米，底标高为-4.000米。

经过实测目前海河水的水面高程为+0.937米。

3#墩河床底标高最大为-3.063m,最小为-3.363m；淤泥底标高为-9.450米，淤泥层的厚度为（6.1〜6.4）m；4#墩河床底标高为（-4.565m〜-5.065）m,淤泥底标高为-11.5米，淤泥层的厚度为（6.4〜6.9）m。

淤泥层的承载力特征值fax=60kpa，压缩模量Esl/=2.55Mpa。

4、拉森W型钢板桩技术参数为：

截面尺寸为：

宽度=400mm高度=155mm每延米重

量77.7Kg;截面矩W2037cm

5、现场实测和地质报告结合后水文地质情况（选用4#墩处）见图1。

+1.000

V

x

水丫=10KN/m3-4.500

V

5

淤泥丫=18.4KN/m3

-8.790

XX

ml

4

承重淤泥

丫=18.04KN/m3C=6.78KPa

0=7.13°-11.500

xz

m

2

粉质粘土

丫=18.94KN/m3C=14.83KPa

0=12.46°-12.400

*m0

m

2

X

粉质粘土

丫=19.4KN/m3C=16.3KPa

0=8.96°-14.700

••

粉质粘土

丫=19.94KN/m3C=19.33KPa

0=11.98°-18.000

xz

~1E"

m

3

图1水文地质情况图

在19m范围内进行加权平均后得出：

丫=16.3«%3；c=14.4KPa；©二9.8°。

主动土压力系数：

Ka=tg2（45-―）=0.8422=0.709

2

©

被动土压力系数：

Kp二tg2（45才=1・1882二皿。

（二）计算内容

1•内支撑层数及间距

按等弯距布置确定各层支撑的间距，根据拉森W型钢板桩能承受的最大弯距确定板

桩顶悬臂端的最大允许跨度：

h二..6[f]W=36215203710=283cm=2.83m\rV16.3汉0.709X03

r:

平均值，取16.3KN/3

h仁1.11h=3.14m

h2=0.88h=2.49m

h3=0.77h=2.18m

根据具体情况，确定采用的立面布置形式如下图所示

一-狀财和Ug軸

刖也•注法-比询

©闻佛法+衍

——-級赫駅ldm

整体平面布置见总平面布置图

2•支撑内力计算

按简支梁计算（利用等值梁法进行计算），假定横梁承受相邻两跨各半跨上的水压力:

1缩

PnKa・D（hnhnl）

2

Pn:

所求横梁支点承受的土压力；

D:

横梁支点到板状顶的距离；

hn:

横梁支点到上一支点的跨度；

hn1:

横梁支点到下一支点的跨度；

其中封底混凝土也做为一道支撑考虑

pi=i5.6KNm

p2=111.2KKNm

p3=86.68K少m（封底混凝土）

3•钢板桩入土深度（用盾恩近似法进行计算）

计算简图如下

m

m

盾恩近似法计算简图

由上图知：

MR的斜率:

Kn」（Kp-Ka）=16.3（1.41-0.709）=11.43

MQ=Ka'H=69.3K^m2

DB板桩上的荷载GDB''一半传到D点，另一半传至土压力MR''

由式：

（Kp-Ka）x2-KaHx-KaHL5=0知：

X=6.4m

根据入土部分的固定点，在P点的作用点O,距坑底的距离为：

6.4=5.43m。

33

所以板桩的总长度为：

1+6+6.4=13.4m,取1.3的安全系数为17.42m。

现在选用20m

长的板桩，实际进入持力层的入土深度为9.21（-8.79〜-18.0）m能够满足施工要求。

但是钢板桩入土深度还必须满足抗倾覆验算和抗管涌验算，现分别验算如下：

（1）抗倾覆验算

考虑抽水过程中最不利情况，假定钢板桩未加支撑时绕封底混凝土发生转动，设钢板桩

最小入土深度为h,水深H,则由结构的稳定性有：

1H2H」Kp'h2空

232p3

h=4.86m

取安全系数为1.2,则实际最小入土深度为4.86X1.2=5.83mv9.21m

r:

土的浮容重，取16.3—10=6.3KNm3

（2）基坑底管涌验算

根据不发生管涌条件:

其中

j

h'

h'2t

K-抗管涌安全系数，取K=2.0；

Y—土的浮重度，Y=Y—丫w=6.3.,j-最大渗流力（动水压力）

式中

i—水头梯度

t-排桩或地下连续墙的入土深度

h-地下水到坑底的距离为6m

通过计算得出：

t—6.53m,实际选值为9.21m,满足要求。

4.基坑底部的隆起验算

根据地质勘查报告，基坑底部粉质粘土力学性质指标经过加权平均后如下:

c=14.4KPa

土的浮容重/取18.9—10=8.9k%3

坑顶荷载q取水压力，q=wH=60KPa

由抗隆起安全系数一「2则h<（2冗c-1.2q）/1.2/h乞2nc_1.2q

1.2'

所以：

h<1.72m。

也就是说围堰的深度不能超过1.72m,否则发生隆起，施工时围堰深度为6米，可能发生隆起现象。

实际中围堰采用了1.5m厚混凝土封底，封底后经过采用整体稳定及抗浮

稳定性重新进行隆起计算（如下）。

5.抗浮稳定性验算

设围堰排水体积为V，封底混凝土厚度为x

由浮力w封底混凝土自重+混凝土与钢板桩摩阻力

得wV

x_0.76ma:

围堰单边长19.6m

b:

围堰单边宽10.40m

混凝土与钢板桩摩阻力取13t/m2

c-混凝土的比重取为2.5t3

/m

计算中取淤泥层作为水来考虑，实际施工中采用1.5m厚封底混凝土，故偏于安全。

6.围囹及内支撑受力计算

（1）围囹

根据现场实际情况，围囹采用H500型钢，取5跨连续梁模型进行受力分析，从安全考虑取最大间距为6m进行计算，单跨最大弯矩ML=0.08ql2

围囹主要承受弯矩和轴向压力作用，故只需验算正应力强度

围囹的惯性半径r=I=4.52cm

VA

uL

0.56

0.0452

-66.37，

查表①二0.856

容许应力山①［可=215*0.946=184.04MPa

工字钢最大正应力

max=N_Mmax=27.23_86.85：

：

：

J-184.04AWCT

故满足要求，实际施工过程中在围囹与横撑焊接处加设八字斜撑以进一步保证安

（2）内支撑验算

结合现场实际，横撑选用H500型钢加八字支撑，支撑形式如下图所示:

早面图1

1C.4Q

横撑受力验算

回转半径r=4.52cm

横撑两端有八字斜撑，中间有纵向焊接型钢以保证稳定，为安全考虑最大自由长度

取5.4m,故长细比

■二』-59.7，查表①二0.885r

最大荷载：

N=57.6X6=345.6KN

最大正应力^max=—=30.26MPa:

：

:

215MPa

A

故满足要求

（3）斜撑验算

斜撑采用HN350型钢，最不利受力见下图：

由力矩平衡解得斜撑受力F=398KN

回转半径r=3.86cm

、ul扎=

=0.56.22-80.5查表①—0.780

r0.0386

故斜撑所能承受的最大荷载:

P二①A[（T]=0.780X53.19X215=891.996KN>398KN

满足要求

7.整体稳定性验算

当停止降水或抽干基坑内积水时，封底层底面因受到静水压力作用，则要求:

Pf

0.9RL'fihi

Pf

1.05

=1.56>1.05

故满足要求

K—整体抗浮稳定安全系数，一般取1.05;

Pk—总抗浮力

Pf—总的上浮力，即地下水位以下的支护、封底及基坑内部净体积的总排水量;

Ph-板桩、支护与封底总重量

L-支护与土体接触外壁周长

fi—钢板桩侧土层的容许摩阻力hi－钢板桩侧各土层的厚度

入-抗拔容许摩阻力与受压容许阻力的比例系数，由工程重要性、荷载、质量及土质情

况等因素确定，一般取0.4〜0.7;

八冬季施工技术措施

1、钢筋工程

（1）对钢筋施焊要进行预热，采取覆盖措施，防止表面结冰，在混凝土浇注前，消除钢筋上的积雪、冰屑。

（2）各钢筋场附近搭设加工棚，钢筋焊接在室内进行，焊接温度不低于-20°C，

防止焊件焊接后的接头立即接触冰雪。

2、混凝土工程

（1）冬季时的混凝土，掺加复合抗冻剂，采取蓄热法进行混凝土养护。

材料选用普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于425#水泥，最小水泥用量不宜少于300kg/m2,水灰比不大于0.6，冬季混凝土提高一级，选用防冻剂时，必须先做试验，确认其性能及适用性。

（2）及时调整混凝土的配合比，搅拌时先投入砂、石和水，再加入水泥和防冻剂，不得将水泥与防冻剂直接与热水搅拌以免产生假凝现象，混凝土搅拌时间比常温搅拌时间延长50%。

（3）混凝土浇筑时，在已硬化的混凝土上浇筑混凝土时，硬化接合面应有5°C以上

的温度，必要时使用蒸汽法加温。

持续浇筑完成后，采取包裹覆盖等措施使接合面保持正温，直至新浇筑砼达到规定的抗冻强度。

（4）混凝土保温和养护：

设专人对浇注的混凝土进行连续观测记录，对断面较大的构件设置测温孔测构件的内部温度，并做好详细记录，测温孔的位置数量按冬施方案实施，观测记录送交监理工程师;混凝土的养护，根据现场实际情况本工程拟采用蓄热法养护成型混凝土结构，对待浇筑混凝土结构物预先进行表面系数计算，在满足施工要求前提下可选择加厚模板、双层模板、覆盖草帘、覆盖锯末等方法。

结构浇筑成型后做到保温覆盖及时、充分，措施得当，无遗漏;准确掌握混凝土强度的增长情况确定拆模时间，做多组试块进行同条件养护，按不同龄期试压。

3．模板工程

（1）模板脱模剂，应采用化学脱模剂，严禁使用水质脱模剂和油质脱模剂。

（2）混凝土保温层应在混凝土冷却至5C,方可拆除，当混凝土与外界温度差大于20°C时，应采取使缓慢冷却的覆盖措施。

（3）注意保护底模板的清洁，施工人员进入现场必须将鞋底在草帘上清理干净，

不得将泥、雪等杂物带入模板，在支立侧模前将底模再彻底用空压机吹一遍。

九质量保证措施

1．质量保证措施

建立健全质量安全管理网络，分工明确，责任到人，及时发现和清除各种质量安全隐患，防患于未然。

（1）以项目经理为质量第一负责人，任命1至2名合适的有资格人员负责质量管理方面的工作，并保持与设计施工等各方面有效协调。

（2）各种原材料，半成品严格按质量要求进行采购。

钢板桩送到现场后，应及时

检查、分类、编号，钢板桩锁口应以一块长1.5〜2.0m标准钢板桩进行滑动检查，凡锁口不合应进行修正合格后方能使用。

（3）钢板桩质量要求

a、桩的垂直度控制在1%以内；

b、桩底高程误差控制在10cm左右；

c、沉桩要连续，不允许出现不连锁现象；

d、桩的平面位移控制在15cm以内。

（4）在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m,所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。

（5）钢板桩围堰在使用过程中，防止围堰内水位高于围堰外水位。

在低水位处设

置连通管，到围堰内抽水时，再予封闭