安徽特大桥基础钢板桩施工方案.docx

1、安徽特大桥基础钢板桩施工方案目录1编制依据及说明 11.1编制依据 11.2编制原则 11.3规范、标准 21.4编制范围 22工程概况 22.1业主、设计、监理单位 22.2工程概述 22.3施工条件 32.3.1通航情况 32.3.2工程地质情况 32.3.3水文地质特征 32.3.4现场实测情况 42.4工程特点 43总体施工部署 43.1总体施工方案 43.2施工任务划分 53.3施工工期安排 53.4临时工程布置 53.4.1布置原则 53.4.2 施工便道 53.4.3施工用电 63.4.4钢筋场布置 63.4.5 供水及通讯 64施工组织机构 75主要工程项目施工方案 75.1钻

2、机平台设置 75.2钻孔桩施工 85.3钢板桩施工结构尺寸的确定 95.4钢板桩的选用 95.5钢板桩的布置 105.6钢板桩施工 105.6.1施工准备 105.6.2施工机具 125.6.3 钢板桩支护 135.6.4 基坑开挖与支撑安装 145.6.5 支撑体系转换 155.6.6钢板桩围堰拆除 155.6.7承台墩身施工 166基坑监测 166.1钢板桩施工中监测 166.2系统的监测 166.3观测点的布置 166.4基坑监测频率 176.5监测报警值 176.6观测表 187施工队伍及工期安排 188资源配置 198.1机械设备 198.2劳动力计划 199 质量卡控重点 209.

3、1 钢板桩施工 209.2 围囹和支撑施作 2010安全保证措施 2110.1 基坑支护 2110.2电焊、氧割作业 2110.3 基坑开挖 2210.4 基坑内作业 2210.5 基坑围护 2210.6航道安全 2211应急预案保证措施 2312环保措施 2613附件 26南淝河特大桥165#、166#水中墩基坑钢板桩支护方案1编制依据及说明1.1编制依据(1)合肥铁路枢纽南环线工程施工总承包招标文件，南淝河特大桥施工图设计及相关文件。(2)国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行相关规范及其他有关文件资料。(3)施工现场调查获得的有关资料、数据以及现场实际情况。(4)河道管理相关文

4、件。(5)根据ISO9001-2000质量标准、ISO14001环境管理和OHSASI8001职业健康安全标准监理的中铁四局质量、环境和职业健康管理体系。1.2编制原则 (1)响应和遵守合同文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等规定及铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容；(2)突出重点和关键工序，合理安排各工序间的衔接；(3)质量创优、安全无事故，保证施工人员人身健康安全；(4)坚持专业化作业与综合管理相结合。充分发挥专业人员和专用设备的优势，综合管理，合理调配，采用先进的施工技术、施工工艺，科学的组织各项施工工序，运用网络施工管理技术，组织连续、均衡、紧凑、有序的施工；(

5、5)提高专业化施工水平，建设标准的混凝土搅拌站。该连续梁以南淝河为界，南淝河以南由三分部混凝土搅拌站供应，南淝河以北由二分部搅拌站供应，确保工程质量；(6)加强过程监控，确保施工质量、施工进度、施工安全及工程效益；(7)文明施工，重环境保护、珍惜土地、合k理利用、严格按相关文件执行。1.3规范、标准 (1)客专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）； (2)铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）； (3)客运专线铁路桥涵工程施工技术指南；(4)客运专线铁路混凝土工程施工技术指南（TZ210-2005）；(5)钢结构设计规范（GB50017-2003)

6、(6)建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）(7) 南淝河特大桥设计图纸和施工现场实际情况1.4编制范围 南淝河特大桥165#、166#水中墩基坑钢板桩支护2工程概况2.1业主、设计、监理单位业主单位：上海铁路局合肥铁路枢纽工程建设指挥部设计单位：中铁第四勘测设计院监理单位：上海华东铁路建设监理有限公司2.2工程概述合肥铁路枢纽南环线工程南淝河特大桥跨南淝河为（60+100+60）m预应力混凝土连续箱梁，其中165#主墩位于南淝河河滩上，166#主墩位于南淝河河堤上，主墩承台平面尺寸为13.5m18.65m，高度为4m，其上为8.4m12m，厚度为2m的加台。主墩桩基采用直径为2.0m的钻

7、孔桩。承台墩身具体布置图见图2-1图2-1 承台墩身平立面图2.3施工条件2.3.1通航情况南淝河为三级航道，通航净高8.0m，通航净宽为45m，设计水位11.73m，通航最低水位5.4m，最高水位11.20m，汛期水位7.0m，目前水位5.6m，线路与河道夹角59。2.3.2工程地质情况基坑所处表层基本为人工回填粘土，下层为粉质粘土。(2)3粉质粘土：灰褐色灰黄色，夹少量灰白色，硬塑，。(2)3-1粘土：灰褐色灰黄色，夹少量灰白色，硬塑，。2.3.3水文地质特征南淝河水水质较浑浊,稍有异味不能够饮用,桥址区地下水主要为第四系孔隙潜水和黏性土裂隙水,地下水清澈,不发育,地下水位埋深为1.0-4

8、.0m.主要由大气降水及地表径流补给,以蒸发为主要排泄途径,年变化幅度一般约为2m。2.3.4现场实测情况165#墩原地面高程为+8.53m，测时水位为8.0m，承台底标高为-1.925m，开挖深度为10.455m。166#墩坝体经降高后标高为+10.50m,测时水位为8.0m，承台底标高为-0.5m，开挖深度为11m。2.4工程特点(1)基坑开挖深，安全要求高；桥墩开挖深度在9米以上，而且166#墩大里程从上到下均为土，小里程侧有水，整个围堰开挖处于偏心受压的状态，施工中沉降观测及位移观测是控制整个基坑安全的必要手段。(2)环境保护、水土保持要求高；南淝河连续梁跨越南淝河，该河为III级航道

9、，必须处理好施工对环境的影响，特别是桥梁钻孔桩和围堰内弃土必须满足环保要求，施工中做好弃土的处理，避免对航道、河流、环境造成影响。(3)材料运输困难，绕行距离远。3总体施工部署3.1总体施工方案根据施工现场实际情况调查及项目节点工期情况、现有设备情况，166#墩承台采用打一半钢板桩填土作为施工平台，采用旋挖钻成孔，然后插打钢板桩围堰进行165#、166#墩的承台基坑开挖施工，开挖结束后浇筑封底混凝土，进而开始承台、墩身、顶帽、垫石等一系列结构部位的立模及钢筋安装，除垫石外，其余结构的混凝土浇筑均采用泵送。待墩施工全部结束后，用粘土回填承台基坑至承台顶面，待墩身施工完毕后拔除钢板桩恢复航道，并将

10、南淝河因施工破坏的护堤修复，保护河岸免受河水冲刷。施工过程中注意质量控制，要做到安全施工、环保施工、文明施工。3.2施工任务划分根据施工节点工期及现场施工调查，钢板桩施工任务划分及安排见表3.2-1： 表3.2-1 施工任务划分及安排表序号作业队名称主要工作内容施工顺序备注1钢板桩作业队施工平台打钢板桩、填筑钻孔平台2钻机施工队钻孔钻机钻孔2钢板桩作业队钢板桩施工插打钢板桩基坑开挖封底混凝土浇筑承台墩身施工拔钢板桩3.3施工工期安排根据合同工期，结合165#、166#墩的实际情况，该工程工期安排计划与2010年6月5日开工，2010年10月30日结束，见表3.3-1总工期安排表。表3.3-1

11、总工期安排表序号工程项目开始时间完成时间工期天一166#钻机施工平台2010-6-52010-6-1314二钻孔桩施工2010-6-132010-8-1360二基坑围堰、承台、墩身2010-8-202010-10-30703.4临时工程布置3.4.1布置原则 临时设施的布置要能满足施工生产的需要，方便、快捷地施工生产。3.4.2 施工便道结合现场原有的道路情况，166#墩利用既有合宁高速公路便道沿线路方向修纵向便道至岸边，然后进行打钢板桩围堰筑岛，165#墩利用新修纵向便道进入施工现场。施工便道采用宽度不小于6m、下铺不小于60cm的山皮石，上铺58cm瓜子片找平的结构形式。（见图3-1便道断

12、面示意图）图3-1 便道断面示意图3.4.3施工用电 根据我标段现场情况及连续梁的施工要求，本段在DK451+302.73左侧设置400KVA变压器一台，确保164#165#段连续梁施工及钢筋加工厂正常用电，同时在165#墩小里程侧设置自行发电机一台，确保165#墩承台钢板桩和连续梁的正常用电。166#167#利用既有电网供电，同时在166#墩大里程侧设置自行发电机一台，确保166#墩承台钢板桩和连续梁的正常用电。3.4.4钢筋场布置 根据施工任务划分，本段设置两个钢筋加工场，5#钢筋加工场建在DK451+695.13里程右侧，主要负责164#165#墩钻孔桩、承台、墩身及连续梁钢筋加工；6#

13、钢筋加工场建在DK452+237.930右侧合宁高速公路桥下，主要负责166#-170#墩钻孔桩、承台、墩身及连续梁钢筋加工。同时在165#墩和166#墩附近分别设置一个材料堆放区。见图南淝河特大桥水中墩基坑钢板桩施工平面布置图3.4.5 供水及通讯生产用水可使用附近南淝河河水。生产调度指挥系统和安全防护系统均采用对讲机并配备移动电话作为通讯手段，保证通讯畅通无阻及施工生产的安全。4施工组织机构南淝河特大桥连续梁设置一个架子队，架子队队长1名，由项目部副经理担任，技术主管1名，技术员1名，材料员1名，试验员1名，质检员1名、安全员1名，负责南淝河特大桥连续梁日常工作管理。配置见下表：表4-1

14、架子队人员配置名单序号姓 名职务联系方式备注1队 长2技术负责人3技术员4安全员5质检员6材料员7试验员8领工员9工班长施工组织机构框图见图4-15主要工程项目施工方案5.1钻机平台设置本桥166#墩，桩基一半处在南淝河河道当中，施工前必须为钻机搭设钻孔平台，本部采用打设一半钢板桩，再回填粘土，钢板桩施工工艺及注意事项见钢板桩围堰的施工。其布置方式见166#钻机平台布置示意图图4-1施工组织机构框图5.2钻孔桩施工166#墩采用一台旋挖钻机在平台上施工钻孔桩，钻孔桩施工顺序由河向岸边、由便道进入水中墩方向的右边向左边进行跳打钻孔；165#墩采用一台旋挖钻从便道进入水中墩方向的右边向左边进行跳打

15、钻孔桩。平台施工完毕后，首先首先放样远离岸边的桩位并布设四向护桩，然后在桩位就近在施工平台上铺设大块钢板，以保证旋挖钻基座下地基的稳定，防止旋挖钻发生倾斜。泥浆采用膨润土按15m3/t进行配制，配制过程中不断的加人烧碱并拌合均匀，烧碱量以0.1%0.3%为度。配制出的泥浆性能指标经试验室检测合格后方可使用。泥浆性能指标可见表5.2-1：表5.2-1 泥浆性能指标表 项目相对密度粘度(s)含砂率(%)胶体率(%)PH值数值1.11.218244956.5以上准备工作完成后，开始钻进，钻进过程中，须派专人密切观察旋挖钻的基座，一旦出现细微的倾斜，即行停钻检查，直至钻孔结束。施工过程中严禁将泥浆直接

16、排入河中造成污染。详细的钻孔桩施工流程及其他施工注意事项可见我分部编制的南淝河特大桥施工方案、钻孔桩施工作业指导书。5.3钢板桩施工结构尺寸的确定承台尺寸为18.65*13.5米。围囹采用I50c工字钢，尺寸每边放宽1.25m，钢板桩外部尺寸为16m20.8m，钢板桩长度选用15m，钢板桩基坑底部采用C30混凝土封底，封底厚度为1m。5.4钢板桩的选用 本工程选用钢板桩主要型号规格参数及结构尺寸见表5.4-1，断面尺寸见图5.4-1.表5.4-1拉森IV型钢板桩规格型号参数表 型号尺寸 (mm)截面积A(单根)(cm2)重量(Kg/m)惯性矩Ix截面抵抗弯矩W宽度b高度h腹板厚t1翼缘厚t2单

17、根每米宽单根(cm4)每米宽（cm4/m）单根(cm3)每米宽(cm3/m)IV40018015.510.598.776.96192.583.9731.953362043说明：简明施工计算手册中国建筑工业出版社P290表5-47图5.4-1拉森IV型钢板桩尺寸图5.5钢板桩的布置 经过检算，选用15m长IV型拉森钢板桩进行基坑支护，基坑以下设计埋深1.5m，共设置2层围囹和支撑，根据工况检算，顶层围囹采用I56a工字钢制作，第一层围囹采用I56a工字钢制作，围囹采用托架固定在钢板桩上，围囹四角设置双斜撑，中部设置双对撑，对撑和斜撑采用双拼I56a制作，斜撑与围囹焊接连接，对撑与围囹卡接。见基坑

18、钢板桩平立面布置示意图。5.6钢板桩施工5.6.1施工准备5.6.1.1施工放样与定位根据拟定的方案，放出支护轮廓，定位4个拐角。考虑到基坑内模板安装空间以及钢板桩尺寸，166#墩承台支护尺寸20.8m（横桥向）16m(顺桥向)，如图5.6-1所示。5.6.1.2施工材料基坑支护用材料含钢板桩,围囹工字钢、斜撑以及对撑钢管桩，所用材料数量如表5.6-1所示：图5.6-1 基坑支护放样示意图表5.6-1 承台基坑支护用材料数量表序号材料名称材料规格单位数量备注1钢板桩拉森IV型，L=15m根412横桥向每边58根，顺桥向每边45根围囹工字钢I40a工字钢，L=16.0m根12横向支撑I50a工字

19、钢，L=20.8m根8围囹横桥向用，用托架固定在钢板桩上I50a工字钢，L=16.0m根8围囹顺桥向用，用托架固定在钢板桩上3工字钢I36a工字钢，L=0.5m根140围囹托架用，横桥向每边4个，顺桥向每边3个4钢板20mmm286对撑和斜撑钢管桩端部加劲对于关键材料钢板桩的验收操作如下：钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。 锁口检查的方法：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。 为确保每片钢板

20、桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1 为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。 锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯末5：5：3。 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，

21、每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。钢板桩堆放的地点，根据现场场地狭窄的施工条件，堆放在栈桥右侧靠码头端河堤上，使用时用吊车倒运。 钢板桩分层堆放，顺着河堤方向放置，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不超过2米。5.6.2施工机具钢板桩下沉采用振动锤沉入，利用50t履带吊和DZ150柴油振动锤沉入，电焊机5台。5.6.3 钢板桩支护5.6.3.1 施工顺序 根据施工图及高程放设沉桩定位线根据定位线控设钢板桩导向框整修

22、平整施工机械行走道路沉设钢板桩将钢板桩送至指定标高挖土砼施工填土拔除钢板桩。5.6.3.2导向架的安装在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工围囹”。导向架采用I50工字钢制作，即纵断面图上的桩顶围囹，场地平整后按照设计尺寸吊装就位，并连成整体，必要时在围囹内侧打设几根定位桩。然后钢板桩贴着导向架下沉。导向架安装前，在导向架内侧四个角点准确放出钢管桩位置，打入时，用两台全站仪，从两个不同的方向控制钢管桩的垂直度，当有偏差时及时纠正。见钢板桩导向框平立面布置图。5.6.3.3钢板

23、桩打设根据现场施工条件，采用单独打入法。此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。(1)履带吊停在离打桩点河堤上，侧向有施工人员监控。挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。(2)锤下降，开液压口，夹住一根由汽车吊喂至打桩锤下的钢板桩，锁口抹上润滑油，起锤。(3)上升锤与桩，至打桩地点。(4)对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠振动锤与桩自重压桩至表层软弱土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

24、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。5.6.4 基坑开挖与支撑安装结合本承台的现场条件，基坑采用22m长臂挖掘机开挖。钢板桩打设完毕，安装桩顶的定位围囹和支撑。施工步骤如下：(1)开挖基坑至桩顶往下至标高+7.0m处，安装第一道围囹和支撑；(2)第一道围囹和支撑安装完成后，继续下挖至标高+4.0m处，在标高为4

25、.5米处安装第二道围囹和支撑；(3)带水进行开挖，开挖至承台底下1.0米处,逐点检查基坑底部标高后，进行封底混凝土的施工； (4)待封底混凝土强度达到2.4MPa以上时，抽水，清理出第一层承台施工空间，找平和清理封底混凝土顶，施工第一层承台。(5)第一层承台拆模后混凝土强度达到20MPa以上时，进行第一层承台基坑回填，回填采用沙进行，灌水使之密实。然后拆除第二层支撑，腾出第二层承台的施工空间施工第二层承台。第二层承台拆模后混凝土强度达到20MPa以上时，继续回填基坑至第二册承台顶部，拆除第一层围囹和支撑。进行墩身施工完成后。(拆除钢板桩围堰，下部结构施工完成。5.6.5 支撑体系转换 根据检算

26、，封底混凝土浇筑后达到设计强度可作为一道支撑使用。第一层承台施工完毕，拆除模板，待强度达到20MPa以上时，进行第一次基坑回填，以便拆除第二层支撑，腾出第二层承台施工空间，第二层承台施工完毕，再次进行基坑回填。然后拆除第一层支撑，为墩身施工腾出空间。5.6.6钢板桩围堰拆除遵循先回填后拆除的原则，即在拆除钢板桩和支撑之前，先回填基坑，采用原开挖弃土，严格按照施工步骤进行，根据工况分析钢板桩围堰支撑和围囹在承台施工完毕后均可拆除，待墩身施工完毕，钢板桩围堰仍采用振动锤拔除，边拔边倒运集中堆放整齐，保持场地整洁。5.6.7承台墩身施工 承台墩身施工工艺及方法参照南淝河特大桥施工方案P24-32。6

27、基坑监测6.1钢板桩施工中监测在钢板桩施工中，打设的允许误差一般为：桩顶标高偏差100mm；钢板桩轴线偏差100mm；钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中，应用全站以测试钢板桩垂直度，确保垂直度偏差在允许范围内，在导向围囹上标出轴线位置，确保打入时轴线偏差在允许范围内，用水平测出导向围囹的标高，以备控制钢板桩顶部标高。监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。6.2系统的监测在施工支撑及承台的过程中，应对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。在施工过程中可能出现如下的情况：钢板桩弯曲变形严重：这主要是钢板桩断面选用偏小，土压力计算偏低，基坑超挖或支撑

28、间距过大等原因造成的。基坑底部涌水严重：主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好，出现开裂、夹泥等情况引起的。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用，而需要进行二次封底。支撑弯曲：这往往是由于支撑断面不够或受力不均造成。可增加支撑以解决。围堰整体位移：这主要是钢板桩入土深度不够，地质情况有较大的出入等原因造成的。6.3观测点的布置基准点选择已知点（GNH-29、GNH-30、NHII-2-3）。钢板桩顶部设置8个水平位移和竖向位移点，在钢板桩靠大里程侧钢板桩两个角点地面上各设置一个土体沉降观测点。钢板桩对撑每个中间设置一个点，共10个点。6.4基坑监测频率监测频率应考虑基坑等级、基坑不同施工阶段以及

29、周边环境变化，当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。本基坑监测频率参照建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009) 要求进行监测。本钢板桩围堰基坑开挖深度为10.54m，观测频率按照一级基坑考虑基坑类别施工进程基坑设计开挖深度10-15m一级开挖深度（m）5m1次/2d5-10m1次/1d10-15m2次/1d底板浇筑后时间（d）7d2次/1d7-141次/1d14-281次/2d281次/3d6.5监测报警值本工程基坑按照三级基坑考虑，其报警值见下表。序号监测项目累计变形绝对值（mm）变化速率（mm/d）1钢板桩顶水平位移60-708-102钢板桩顶竖向位移35-404-53基坑周边地表竖向位移60-808-104坑底回弹60-808-106.6观测表 见附表1、27施工队伍及工期安排针对水上施工复杂性和工期紧迫性，我部计划为本工程配备两支人员稳定施工经验丰富的施工队伍，已保证工程质量和工期要求，工期见下表7-1，施工横道图见图7-1。表7-1 工期计划安排表序号工序名称所需时间（d）完成日期1钻