370#371#钢板桩围堰施工方案报批.docx
《370#371#钢板桩围堰施工方案报批.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《370#371#钢板桩围堰施工方案报批.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
370#371#钢板桩围堰施工方案报批
目录
一、370#、371#墩承台钢板桩围堰施工技术方案
1、工程概况3
2、钢板桩围堰施工方案3
3、基坑清理钢板桩围堰可能遇到的问题及预防措施5
4、承台施工6
5、安全措施7
6、质量保证措施7
7、施工组织8
1工程概况9
2计算依据10
3计算及参数选择10
4计算内容10
5主、被动土压力计算11
6围堰钢板桩及内支撑计算11
7围堰封底混凝土验算16
7.1护筒粘结力验算16
τ=Q/A=96.7/（0.5×2×3.14×0.75）=41KN/㎡<120KN/m2，护筒粘结力满足要求。
16
7.2封底混凝土拉应力16
бy=My/Wy=6.96×106/1.458×108=47.7KPa＜[б]=1270KPa，混凝土拉应力满足要求。
16
8基坑底土抗隆起验算16
一、370#、371#墩承台钢板桩围堰施工技术方案
1、工程概况
绍兴特大桥370#、371#桥墩钻井平台施工孔桩、桩基完成后打钢板桩围堰施工承台墩身。
承台平面尺寸均为14.3m×9.6m，高度3.5m，承台底标高分别为-1.6m、-2.094m，水面标高为+3.79m。
因两桥墩地质水文条件相似，围堰布置相同故只计算370#墩钢围堰。
钢板桩围堰布置于钻孔平台的外侧，沿钢板桩中线平面尺寸17.14m×12.34m，钢板桩采用拉森Ⅳ型，长度15m，平均入土深度约8.4m。
2、钢板桩围堰施工方案
2.1施工准备
2.1.1桩基础施工完成后，用挖机对围堰范围内的场地进行平整，测量放样，插打定位桩，在定位桩上安置导梁，作为插桩时的导向设备。
2.1.2钢板桩的检查，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。
2.1.3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。
2.1.4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。
2.2插打与合拢
2.2.1、导梁安装：
施打前必须先制作和安装导梁，导向应用较大规格的槽钢或其它型钢制作，必须具有一定竖向和侧向刚度，保证打桩时不变形，正确导向。
2.2.2、钢板桩插打：
钢板桩插打时，利用50t履带吊悬挂DZ90型振动锤插打钢板桩。
板桩采用单根插打，用液压夹板夹紧从外侧开始紧贴导梁插打。
每根桩尤其是最开始桩打入时加强定位和双向垂直度检查控制，必须保证位置准确，垂直下沉，插打顺序由承台的一个角开始向两边插打，随时检查桩身是否垂直，不符合要求时立即纠正或拔起重新施打。
2.2.3、支撑安装
支撑安装：
钢板桩围堰合龙后，边开挖基坑，边做围囹支撑，采用采用2I40a工字钢作为水平导环，围囹支承在牛腿上，牛腿焊接在钢板桩上，斜撑用2I50a加强格构柱45度安装，必须保证焊缝厚度和质量；建立围堰支撑系统。
第一层支撑安装在3.0m标高位置。
在抽水、开挖、吸泥过程中注意对桩墙的位移、沉降进行观测，遇异常情况立即停止开挖，通知坑内人员迅速撤离，并采取回灌、加撑等措施处理，加固后方可继续施工，以确保安全。
为了减少钢板桩锁口变形和改善内导环的受力状况，对钢板桩与导环之间的所有空隙用硬木楔或槽钢进行填塞、顶紧、焊接。
2.2.4、围堰清基、封底
钢板桩基坑开挖、安装第一层支撑，再用长臂挖机开挖基底淤泥.围囹可临时支撑在桩基钢护筒上，支撑稳固后，清基至+2.0m标高安装第二道支撑；第二道支撑安装完成后清基至0.0m标高安装第三道支撑；第三道支撑安装完成后清基至-2.1m标高浇注0.5m厚C30混凝土封底；施工承台前拆除第三道支撑。
2.2.5施工承台、墩身
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。
本桥墩墩身较低（6.85m高），采用大块钢模板一次浇筑成型，混凝土通过泵车泵送入模，墩身模板和钢筋采用汽车起重机垂直吊装作业。
浇筑完成后先带模浇水养生，拆模后覆盖塑料膜养生。
2.2.6拔桩
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，先将往围堰内填土，使板桩挤压力消失，围堰内的支撑及其它设施从下到上的顺序拆除，拔桩设备可用吊机、打拔桩机，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。
3、基坑清理钢板桩围堰可能遇到的问题及预防措施
基坑开挖、吸泥、抽水到位后在钢板桩端内面与砼垫层接触部分涂以隔离层，以确保钢板桩在施工结束后能顺利拔出。
清理基坑底面准备钢筋的绑扎。
在完成承台和墩身施工以及支架出水后，灌水至支撑位置，然后逐层拆除支撑，将整个基坑回填完毕，再用覆带吊震动锤逐个拨出钢板桩。
拆撑过程中必须加强板桩和支撑变形监测，确保安全。
3.1、插打钢板桩时倾斜
在插打钢板桩前，除在锁口内涂以润滑油以减少锁口的摩阻力外，同时在未插套的锁口下端打入铁楔或硬木楔，防止沉入时泥砂堵塞锁口。
采用复式滑车组纠正钢板桩的倾斜。
3.2、钢板桩锁口漏水
钢板桩由于插打不当或压力下变形，致使锁口发生变形、胀缝，出现渗漏。
其补救措施是在漏水锁口处的围堰内侧用棉絮塞缝堵漏。
同时可辅以外侧水中抛洒锯末、细砂（中砂过筛）等堵漏。
3.3、围堰内挖土
围堰内先用长臂挖机挖土挖泥，若是淤泥需要用空气吸泥机吸泥实现清基，围堰内需配备一台空气吸泥机及压风机，由于墩位处地质以粘土为多，吸泥时需辅以射水，潜水工下水检查清基情况，再布置平台进行封底作业。
4、承台施工
承台施工工艺流程图
承台模板采用钢模板，承台内布置冷却水管及测温元件控温，砼一次性浇注，承台顶面按要求埋设墩身钢筋及施工支架预埋件。
承台作业的吊装以25吨汽车吊为主。
施工操作要求：
（1）、在绑扎钢筋前，如发现封底砼有渗水现象，则应设置渗水盲沟，将水汇至较低处，在渗水管内放置污水泵，将渗水抽至围堰外。
（2）、绑扎钢筋前，在封底砼顶面放出墩中线、桥中线，确保钢筋绑扎位置符合设计位置。
（3）、承台底层钢筋网下应用短钢筋制成支撑骨架将其垫好，保证设计保护层厚度。
（4）、钢筋笼上端伸入承台部分钢筋，应除锈、整直后，由桩顶砼面向外起弯，并绑扎好外围螺旋筋。
（5）、墩身钢筋预埋时，必须通过测量放线，而后以钢筋做框架（箍）预以固定。
（6）、砼浇注时，每个承台设置6个布料点，通过下料滑槽逐点分层布料。
浇注底层时，在布料点放置下料漏斗，将砼直接送至承台底部，防止砼自由跌落高度过大而造成灰浆与粗骨料分离。
为防止承台大体积混凝土水化热温度裂缝，采用以下措施：
加强养护，混凝土浇筑结束后，在承台上面覆盖一层塑料布，使内外温差控制在20℃以内。
②埋设冷却水管，并利用河水循环，带走承台内部热量，防止混凝土水化热温度裂缝。
③在承台内埋设测温元件，监测、控制最高温度和温差。
承台浇筑前要注意预埋现浇支架的预埋件
5、安全措施
为确保施工中的安全，在进行钢板桩围堰施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主，在施工过程中应注意以下安全措施：
（1）对操作人员进行安全思想教育，提高操作人员安全意识，实行培训持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作；
（2）建立好钢板桩安全管理制度，完善好安全管理体制，编制好钢板桩安全应急方案；
（3）在钢板桩插打前，一定要设钢板桩定向导梁，保证钢板桩插打的平直度和垂直度；
（4）在钢板桩插打过程中，要设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现意外安全事故；
（5）队测量组在开挖施工过程中，对钢板桩围堰变形进行跟踪观测。
如发现异象，立即要求施工人员停止施工，并快速撤离。
（6）钢板桩围堰支撑一定要按设计进行施工，施工焊缝一定要牢固，断面尺寸和数量符合设计要求；
（7）由围堰内至围堰外须设置临时出入安全通道，并焊好栏杆、踏步板；
（8）各工种进行上下立体交叉作业时，不得在同一垂直方向操作；钢管、钢板桩吊装过程中严禁在钢管和吊车臂下站人。
高空作业人员必须系带安全带、安全帽。
吊车派专人指挥操作。
（9）起吊作业时，均需有专人指挥，严禁违章操作。
在施工场地内、吊装作业区域内禁止闲杂人员入内，观察人员须离吊装区域我一定距离，且用绳索设置禁入区。
6、质量保证措施
6.1明确质量目标：
符合国家和铁道部有关标准、规范及设计文件要求，检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率100%。
6.2实行定期目标检查考核、评定，实行全面质量管理制度：
建立专项QC小组，严格按照PDCA循环，扎实、有效地开展活动。
加强班组建设，加强全员（管理人员和操作人员）对本项目工程质量认识，加强对施做人员各项技能培训。
对施工全过程、全方位进行检查、监督和控制。
6.3建立四级检查制度：
班组自检、施工员复检、质检工程师复检、监理工程师检查。
自检、复检穿梭于每道工序作业中，严格按照施工技术规范和设计要求进行施工。
6.4施工过程质量控制措施：
加强对原材料、半成品使用、施工工艺的控制，对材料质量状况、机具设备状况、施工程序、关键操作、安全条件、新材料新工艺应用、常见质量通病、包括操作者的行为等影响因素列为控制点，作为重点检查项目进行预控；对工序产品、分项工程的检查按标准要求进行目测、实测及抽样试验的程序，做好原始记录，经数据分析后，及时做出合格及不合格的判断，对合格工序产品进行及时验收，对不合格工序产品进行返工处理。
7、施工组织
（1）主要设备投入：
钢板桩1套；50t覆带吊1台；DZ90型打桩锤1台；长臂挖机1台；25t汽车吊1台；泥浆泵2台；抽水机2台；PC200挖机1台；运输汽车3台;砼运输罐车6台；砼汽车泵送车1台。
（2）劳动力计划
项目施工采用集中管理，流水作业，现场设一个工班来配备劳动力，现场设管理人员1名，技术人员2名，负责包括施工管理、技术等方面的工作。
其余工种数量配备按能满足两个墩同时施工考虑，主要有装吊工10人，铆焊工15人，钢筋、砼工15人及普工20人等。
（3）施工周期安排
370#墩钢板桩围堰承台施工：
2010年02月18日～2010年04月06日
371#墩钢板桩围堰承台施工：
2010年03月03日～2010年04月17日
桩基清理、导向安装2天；钢板桩插打及固定5天；基坑开挖、吸泥、抽水及内支撑安装7天；凿桩头6天；承台施工8天；墩身及墩旁托架施工10天；回填、围堰内支撑拆除5天；钢板桩拔除2天；合计45天。
附件：
370#墩钢板桩围堰设计计算
1工程概况
绍兴特大桥370#桥墩位于河流岸边，搭设钻孔桩平台，桩基础施工完成后打钢板桩围堰施工承台、墩身。
河床以下地层依次为：
4.13m淤泥粉质粘土、5.7m硬塑粉质粘土。
承台平面尺寸均为14.3m×9.6m，高度3.5m，水面标高为+3.79m，承台底标高为-1.6m，设三道支撑。
钢板桩围堰布置于钻孔平台的外侧，沿钢板桩中线平面尺寸17.14m×12.34m，钢板桩采用拉森Ⅳ型，长度15m，平均入土深度约8.4m。
具体布置如下图：
2计算依据
（1）杭州至宁波客运专线施工图：
《线路平面图》（HYZQ-1标，第三册）。
（2）杭州至宁波客运专线施工图：
《绍兴特大桥》（图号：
杭甬客专施（桥）咨-06-Ⅲ）图纸、施工水位及地质资料
（3）《铁路桥涵钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）
（4）《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）
（5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
（6）《土力学和基础工程》（下册）（刘成宇主编）中国铁道出版社
3计算及参数选择
3.1计算假设
3.1.1本计算中土层参数根据图纸提供的土层资料，取值如下：
编号
土层名称
土层标顶高
土层底标高
容重（KN/m3）
内摩擦角（°）
粘聚力（kPa）
370#
淤泥粉质黏土
+3.79
-2.23
17.27
4.44
11.90
硬塑粉质黏土
-2.23
-7.93
18.5
11.85
44.6
3.1.2河道水流教缓，不考虑流水作用力。
4计算内容
4.1主动土压力计算
4.2围堰钢板桩及内支撑计算
A、验算内容
（1）钢板桩的抗弯能力；
（2）钢板桩的入土深度；（3）内支撑及圈梁应力。
B、强度验算控制指标
材质为SY295的拉森Ⅳ型钢板桩强度控制值:
[б]=210MPa；
Q235钢材强度控制值：
[б]=170MPa；
4.3围堰封底混凝土验算
A、验算内容：
（1）围堰抗浮；
（2）桩基粘结力；（3）混凝土应力。
B、验算工况：
围堰内抽水、清淤分别做第一、二、三道围囹支撑，围堰第三道支撑加好后，清淤到设计标高浇筑封底混凝土，围堰封底混凝土达到设计强度后，施工承台时拆除第三道支撑。
C、混凝土拉应力控制值：
[б]=1270KPa；
4.4基坑底土抗隆起验算
5主、被动土压力计算
5.1主、被动土压力系数
淤泥质黏土：
K1a=tg2（45-4.44/2）=0.8563，（K1a）1/2=0.9254
K1p=tg2（45+4.44/2）=1.1678，（K1p）1/2=1.0806
K2a=tg2（45-11.85/2）=0.6558，（K2a）1/2=0.81
K2p=tg2（45+11.85/2）=1.5250，（K2p）1/2=1.23
土压力计算公式采用郎肯土压力理论，但由于土压力没有考虑墙体与土体之间的摩擦力，使得主动土压力偏大，被动土压力偏小，在采用等值梁法计算时，需将被动土压力加以提高修正。
郎肯土压力公式：
主动土压力：
Pa=Kaγh-2c（Ka）1/2
被动土压力：
Pa=Kpγh+2c（Kp）1/2
6围堰钢板桩及内支撑计算
6.1施工工况分析
本围堰钢板桩及内支撑计算根据围堰施工工序，计算各支撑在各阶段可能出现的最大反力和钢板桩最大内力。
工况一、围堰第二道支撑加好后，清淤到0.0m标高；
工况二、围堰第三道支撑加好后，清淤到-2.1m标高；
工况三、封底混凝土达到设计强度后拆除第三道支撑。
在计算时，各阶段钢板桩计算长度按等值梁法计算确定，从主动土压力到被动土压力相等的反弯矩截面（即净土压力为零或弯矩为零）截断形成等值梁计算支撑反力和钢板桩弯矩。
工况一、围堰第二道支撑加好后，清淤至0.0m标高；
将1.9m水深折算成1.3m淤泥质土
P（a）=K1aγ1h=0.8563×17.27×4=59.2KPa
钢板桩受力如下图所示：
1.5m
2.5m
ab
1m
o
对等值梁加载图示荷载后，由软件计算得到：
52.5
121
25.4
剪力图：
弯矩图：
工况二、围堰第三道支撑加好后，清淤到-2.1m标高；
P（a）=K1aγ1h=0.8563×17.27×6.1=90.2KPa
1.5m
2m
2.6m
a1.5mb
o
对等值梁加载图示荷载后，由软件计算得到：
88.4
270
33.9
18.5
剪力图：
弯矩图：
工况三：
封底混凝土达到设计强度后拆除第三道支撑。
P（a）=K1aγ1h=0.8563×17.27×5.6=82.8KPa
1.5m
4.1m
ab
1.5m
o
对等值梁加载图示荷载后，由软件计算得到：
30.3
24.3
218.1
130.6
剪力图：
弯矩图：
各工况下各支撑点支撑反力及钢板桩最大弯矩计算如下：
项目
工况
反力R2（KN/m）
反力R3（KN/m）
钢板桩最大弯矩Mmax（KN·m）
工况一
121
47.03
工况二
-33.9
270
108.88
工况三
130.6
67.49
6.2钢板桩的抗弯能力
Mmax=108.88KN·m，钢板桩惯性矩为56700cm4/m，抗弯截面模量为2700cm3/m。
б=Mmax/W=108.88×106/2700000=40.3MPa＜[б]=210MPa，符合要求。
6.3钢板桩的入土深度
钢板桩的最小入土深度根据在最不利状况（工况二）进行求解。
钢板桩的最小入土包括钢板桩上弯矩为零点的入土深度（x）和为克服弯矩零点钢板桩剪力所需的被动土深度（y）。
由工况二钢板桩受力示意图可知，x=1.5m，
88.4y=0.5×KK2p×γ2×y2×y/3求的y=4.1m
则，钢板桩的最小入土深度为：
1.5+4.1=5.6m<8.4m，满足要求。
6.4内支撑及圈梁应力计算
Rmax=270KN/m
第二道内支撑圈梁采用双拼I56a工字钢，材料截面参数如下表：
截面参数
A（mm2）
Ix（mm4）
Wx（mm3）
双拼I56b工字钢
29200
1370200000
4894000
围囹按单跨简支梁计算，跨度5.5mq=270KN/m
б=ql2/（8×W）=270×4.22/（8×4.894）=121.6MPa＜[б]=170MPa
7围堰封底混凝土验算
7.1护筒粘结力验算
取3.5m×3.9m的一个区域内桩基承受的剪力为：
Q=（10×5.89/3-23×0.5）×（3.9×3.5-3.14×0.75×0.75）=96.7KN
τ=Q/A=96.7/（0.5×2×3.14×0.75）=41KN/㎡<120KN/m2，护筒粘结力满足要求。
7.2封底混凝土拉应力
封底砼按承受均布荷载的三边固定、一边简支的面板结构计算。
作用荷载：
P=10×5.89/3-23×0.5=8.1KN/㎡
Mx=0.0681ql2=0.0681×8.1×3.5×3.5=6.76KN·m
My=0.0565ql2=0.0565×8.1×3.9×3.9=6.96KN·m
Wx=bh2/6=3900×500×500/6=1.625×108㎜3
Wy=bh2/6=3500×500×500/6=1.458×108㎜3
бx=Mx/Wx=6.76×106/1.625×108=41.6KPa＜[б]=1270KPa
бy=My/Wy=6.96×106/1.458×108=47.7KPa＜[б]=1270KPa，混凝土拉应力满足要求。
8基坑底土抗隆起验算
围堰内清淤到-2.1m标高时，须验算坑底的承载力，如承载力不足，将导致坑底土的隆起。
本工程基坑抗隆起计算参照Prandtl（普朗德尔）和Terzaghi（太沙基）的地基承载力公式，并将桩墙地面的平面作为极限承载力的基准面，承载力的安全系数的验算公式如下：
Ks=（Nc·c+Nq·γ·t）/（γ（h+t）+q）≥1.1～1.2
式中：
Nq、Nc——按Prandtl公式时，
Nq=tan2（45°+φ/2）·eπtanφ，Nc=（Nq-1）/tanφ；
c——土的粘聚力（Kpa）；φ——土的内摩擦角（°）
γ——土的重度（KN/m3）；t——支护结构入土深度（m）；
h——基坑开挖深度（m）；q——地面荷载（Kpa）。
Nq=tan2（45°+φ/2）·eπtanφ=2.947
Nc=（Nq-1）/tanφ=9.28
Ks=（Nc·c+Nq·γ·t）/（γ（h+t）+q）
=（9.28×44.6+2.947×18.5×8.4）/（18.5×12.4+18.9）=3.51＞1.2，满足抗隆起稳定性要求。
升级会员 