拉森钢板桩围堰施工方案第三版.docx

1、拉森钢板桩围堰施工方案第三版德商高速公路路桥二标项目经理部小运河大桥 5 号墩钢围堰专项施工方案冲击碾压试验段施工方案中铁十五局集团有限公司德商高速公路夏津至聊城段路桥二标项目经理部二一四年三月一三日编 制： 职肖肖 审 核： 焦良韦 批 准： 张政伟后方公司评审： 周长青一、 项目概况 二、 工程概况 三、 水文地质情况 1、 地层与地质情况 2、 气象水文 四、 施工组织和施工安排 4.1、 总体施工方案和方法 4.2、 主要工期进度指标 4.3、 施工工艺流程 4.4、 材料机具配备 4.5人员配备 五、 拉伸钢板桩围堰验算情况 六、 主要施工方法与方案 6.1、 钢板桩围堰施工 6.2

2、、 基坑开挖 6.3、 钢板桩围堰支护 6.4、 围堰内止水及排水 6.5、 混凝土垫层 七、 基坑顶部水平位移监测 7.1测点布置 7.2监测方法 7.3基坑顶部竖向位移监测 7.4监测频率 7.5监测的数据分析与信息反馈 八、 各工序安全质量保障措施 8.1、 基坑开挖 8.2、 机械作业 8.3、 临时用电 九、 深基坑施工专项处置预案 9.1、 总贝U 9.2、 主要风险及救援特点 9.3、 预警及预防 9.4、 应急处置 9.5、 保障措施 十、防汛施工及应急预案 10.1、 成立抗洪防汛领导小组 10.2、 建立季节气象信息网 10.3、 做好汛期实施措施 10.4、 防汛快速反应

3、方案 10.5、 事故恢复过程中的应急措施 十一、附件 附件一：钢板桩围堰施工实例照片 一、 项目概况德商高速公路夏津至聊城段路桥二标位于聊城市和临清市境内， 起点桩号为K61+800,终点桩号为K84+00(。本合同段主要设置 2个互通区和一个停车区； 分别为：临清东互通区、聊城北互通区和聊城北停车区， 合同价：5.011亿元。主要工程量有：路基借土填方 3005393m3强夯77409m2浆喷桩272231m 大桥1006.4m/2座、中桥375.3m/6座、分离式立交408.18m/3座、匝道桥157.4/2 座；桥式通道 995.22m/33道，箱型涵通道 960.04m/31道，钢筋

4、砼圆管涵906.94m/27道；盖板涵106m/2道；收费站式互通2处、停车区1处、房建3处。二、 工程概况小运河大桥桥梁起点K74+786.9，终点桩号K75+275.1，全长488.2m,全 桥共四联，采用分幅设计，其具体跨径组合为：(3x30)+(40+70+40)+2X(4x30)m, 交角为90度。桥梁中心桩号为K75+031。跨径采用悬浇变截面预应力混凝土连 续箱梁，下部采用柱式墩，肋式台，钻孔摩擦桩。小运河为人工河道，河宽50m常年流水，河水深1.02.0m。测时水面标 高为29.09m,设计最高通航水位32.2米，最大水深2.2米，流量最大为50nVs, 水下地质基本为粉质黏土

5、或黏土，承载力基本容许值为 fa0=100150kPa。小运河大桥深基坑为2#、3#、4#、5#墩承台，2#为桩系结构，开挖深度6.3m。 3#墩为主桥过渡墩，结构形式为钻孔灌注桩，工字型承台，柱式墩，基坑开挖深 度7.4m； 4#、5#为主桥主墩，结构形式为钻孔灌注桩，矩形承台，实体墩，基 坑开挖深度4#为7.5m，5#为6.1m。5#墩位于小运河南堤岸，小里程侧位于水中。 其余桥墩位于旱地中。根据现场情况及验算拟 5#墩采用拉森钢板桩围堰进行施工，其余墩采用明开挖放坡留取台阶的施工方案进行施工三、水文地质情况德商高速公路位于山东省西部，区域为鲁西南 -鲁西北平原，由黄河泛滥冲 积而成，是华

6、北平原的组成部分。海拔高程在2735m之间。地势由西南向东北 倾斜，比降一般在1/60001/10000之间。由于黄河多次决口、改道和沉积，地 表形成一系列高差不大的河道高地和河间洼地， 彼此重迭、纵横交错。地形地势平坦，起伏高差较小，为较典型冲积平原地貌。区域地貌类型可划分为河滩高地、 缓平坡地、河间浅平洼地、背河槽状洼地、决口扇形地等 5种类型。1、 地层与地质情况本区域地处黄泛平原，上覆第四纪松散堆积物，厚度 250m主要为粘土、 粉砂、砂及砾石层。分为更新统和全新统，更新统主要为河湖相沉积，岩性上部 为灰黄色、黄褐色粉土为主，夹有粉砂和粉细砂，结构松散；下部多为棕褐色、 灰褐色、棕红色

7、粉质粘土。全新统主要为冲积、冲洪积、沼泽相沉积，其上部主 要为灰黄色粉土局部夹粉质粘土薄层，结构松散。不良地质作用主要是沿线土层为第四系冲洪积物， 地基土质以粉土、粉质粘土、粘土、细砂为主，具有较松散、承载力低、固结程度差等特征，上部土层的 地基容许承载力一般在110Kpa左右。根据液化叛别结果，本项目仅局部路段存 在可液化地基，其中大部分为轻微液化。2、 气象水文 项目区域属暖温带半湿润大陆性气候区， 四季分明，气候温和，冷热干湿季节明显。春季干旱少雨多风沙，夏季炎热多雨时有涝，秋季常有晚秋旱，冬期严寒干燥雨雪较少。年平均气温为12.713.2 C；年平均降雨量559.4594.0mm 年平

8、均风速3.23.7m/s ;年平均相对湿度66%降雨多集中在7月至8月；一 般在 11 月下旬开始冻结，次年 3 月中旬解冻，最大冻土深度 47cm。路线走廊范围内地表水系及地下水均较发育， 主要存在的地表水系及地下水 类型如下 : 地表水: 地表水主要为小运河、裕民渠、戴颜分干渠、王康干渠、德 王河、黄杨分干渠、 德王河东支等人工河流， 78月份为丰水期； 地下水丰富， 一般在地表下3-6m可见水，上层滞水，主要赋存于沿线浅表填筑土、种植土；小运河属京杭大运河临清段（也称会通河） ，因与卫运河相比既窄又浅，故 称小运河。 详细地质情况如下：1）素填土（ Q4me：浅黄色，松散，主要由粉质黏土

9、组成，含植物根系。承载力基本容许值【fa0】=70kPa,桩侧摩阻力标准值qik=20kPa。2）粉土（ Q4al+pl ）：灰黄色，湿，中密 密实，土质较均，干强度、 韧性低。承载力基本容许值【fa0】=90kPa,桩侧摩阻力标准值qik=25kPa。3）粉质黏土（ Q4al+pl）：黄褐色，软塑，土质较均。干强度、韧性中等。承载力基本容许值【fa0】=100kPa,桩侧摩阻力标准值qik=30kPa。4）黏土（ Q4al+pl ）：黄褐色，可塑，土质较均。干强度、韧性高。承载力基本容许值【fa0】=110kPa,摩阻力标准值qik=30kPa。5）粉质黏土（ Q4al+pl ）：灰色，软塑

10、 可塑，土质较均。干强度、韧性中等。承载力基本容许值【fa0】=120kPa桩侧摩阻力标准值qik=30kPa6）粉土（ Q4al+pl ）：灰黄色夹灰褐色，湿，中密 密实，干强度、韧性低。承载力基本容许值【faO】=120kPa,桩侧摩阻力标准值qik=30kPa。7）黏土（ Q4al+pl）:黄褐色，可塑，土质较均，干强度、韧性高。承载力基本容许值【faO】=150kPa,桩侧摩阻力标准值qik=40kPa。8）黏土（ Q4al+pl ）:褐黄色，可塑 硬塑，土质较均，含少量铁锰斑 点，干强度、韧性中等。承载力基本容许值【fa0】=140kPa,摩阻力标准值 qik=35kPa。9）粉砂（

11、Q4al+pl）：褐黄色，饱和，中密，砂质较纯，分选性一般， 级配较好。承载力基本容许值【fa0】=140kPa,桩侧摩阻力标准值qik=35kPa四、施工组织和施工安排4.1 、总体施工方案和方法4.1.2、 5#桥墩位于小运河河堤内侧，地下水位较丰富，承台底低于河床标 高3m考虑开挖深度及坑壁、坑底渗水量大，承台施工采用钢板桩围堰后，采 用挖掘机或吸泥方式进行基坑开挖， 开挖过程中遵循先支护后开挖的原则边支护 边开挖，浇筑混凝土垫层后进行承台基坑排水，最后完成承台钢筋及砼施工。4.1.3、承台施工完毕后对基坑进行分层回填，采用常规方法施工墩柱及其 它下部构造。4.2、主要工期进度指标201

12、4根据钢板桩行业内施工总体水平结合本单位常年施工经验，同时考虑年总体施工计划及小运河控制性工程进度计划要求，我部将按如下进度计划进行相应资源配备。总体工期45天，钢板桩打设6天，基坑开挖4天，内支撑安装3天，检测修 正2天，混凝土垫层4天，承台钢筋绑扎5天，模板安装4天，砼浇筑及墩柱施 工准备5天，实心墩施工8天，钢板桩拆除4天。计划开始时间：2014年3月25日4.3、施工工艺流程施工准备f测量放线f导向安装f打钢板桩f开挖基坑准备f清淤排水f 安装内支撑围囹一人工清底一混凝土垫层 （围堰止水）f承台施工f上部墩台施 工f填土加水f拆除内支撑f拔出钢板桩。4.4、材料机具配备主要材料配备表序

13、号项目名称材料长度数量理论重量吨位备注1钢板桩拉森IV平桩122120.0761193.5982拉森IV角桩1240.114155.47923围囹2H5O0X 200 型钢10.450.08969.3184双拼屮 |_X_|42H500X 200 型钢32.820.089611.755双拼5内支撑2H500X 200 型钢4.9540.08963.5482双拼62H500X 200 型钢9.410.08961.6845双拼7牛腿1320.8320.05271.34918内支撑合计吨位：27.6559钢板桩合计吨位：199.07710总计吨位：226.73主要机具配备表序号名称单位规格数量1履带

14、吊台50t12振动锤台9013变频柜台14潜水渣浆泵台15045客货车辆长城皮卡16气割台若干7电焊机台ZX5-400若干4.5人员配备序号人员类别姓名人数职责、职务1项目负责人张政伟1项目经理2技术总负责人焦良韦1项目总工程师序号人员类别姓名人数职责、职务3小运河大桥负责人李克春1项目副经理4工区负责人王宗鑫1项目副经理兼工区长5质检负责人周拥军1总质检负责人6试验负责人石旺财1试验室主任7测量工程师王斌斌1测量队长8安全负责人赵焕雪1安全环保部部长9机械、设备工程师黄新明1物资设备部部长10现场管理人员孙得力1专业队队长11技术主管尹艳波1专业队技术负责人12现场技术员213专职安全员范贵

15、祥1序号人员类别姓名人数职责、职务14钢板桩打拔工515钢结构施工人员416机械司机317后勤服务人员1五、拉伸钢板桩围堰验算情况通过验算采用12m长钢板桩，入土深度5.5m,加设一层围囹，5道水平撑的 方式进行维护，满足施工需求（详见受力验算）。六、主要施工方法与方案6.1、钢板桩围堰施工1）、围堰结构、尺寸钢板桩围堰为平面尺寸为10.4 X 32.6m=339.04m;钢板桩型号为：日本拉森 PV-4型，单根钢板桩长为12m钢板桩围堰比承台四周扩大1 .5米。围囹采用双拼H型钢。2）、钢板桩围堰施工1）钢板桩的选用根据工程所在场地特点， 结合钢板桩的特性、 施工方法等方面进行考虑， 选用拉

16、森W型400X155mrni冈板桩，长度12m单位重76.1kg / m。（2） 打桩设备投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。振动锤为 DZ-90型，功率为90KV，激振力为0579Kn,最大拔桩力为254Kn,重量为5.8t。（3） 钢板桩插打在承台周围打插钢板桩，钢板桩顶面高于现地面 50cm。1插打钢板桩前的准备工作a、 对现有围堰范围内能施工钢板桩场地进行清理 ，避免在钢板桩插打位置遇到障碍物；b、 钢板桩变形检查：因钢板桩在装卸、运输过程会出现撞伤、弯扭及锁口变形等现象， 因此， 钢板桩在插打前有必要对其进行变形检查。 对变形严重的钢 板桩进行校正并做锁口通过检查。 锁口检查方法： 用一

17、块长约 2米的同类型、 同 规格的钢板桩作标准， 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，对于检查通过的投入使用， 不合格的再进行校正或淘汰不用。 钢板桩的 其它检查：剔除钢板桩前期使用后表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；c、 振动锤检查：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；d、 涂刷黄油混合物油膏：为了减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰 的渗漏，在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏。e、 桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭，避免泥土挤入，锁口应涂以黄油 或其它油

18、脂。对于年久失修，锁口变形，锈蚀严重的钢板桩，应进行整修矫正， 弯曲变形的桩，可用油压千斤顶顶压或火烘等方法进行矫正。2钢板桩围堰的插打钢板桩插打利用履带式吊车作为起吊设备，配合 DZ90振动锤的施工方法逐 片插打。a 、安装钢板桩插打导向架：钢板桩插打之前，安装第一道支撑圈梁 , 作为钢板桩插打时的导向架，以控制钢板桩的平面尺寸和垂直度；b、 为了确保每一片钢板桩插打准确，第一片钢板桩是插打的关键，在插打 前先按钢板桩宽度在圈梁上画出每根钢板桩的边线，然后在圈梁上焊接长约 4m 的导向桁架（如下图） ，在导向架上、下边上设置限位装置，大小比钢板桩每边 放大1cm插打时，钢板桩桩背紧靠导向架，

19、边插边将吊钩缓慢下放，这时在相 互垂直的两个方向用锤球进行观测，以确保钢板桩插正、插直；c、 在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台经纬仪在两个方向加以 控制。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；d、每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压;e、钢板桩插打至设计标高后，立即与导向架进行焊接；f 、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。3钢板桩合拢钢板桩打入的顺序由四周边线中点处依次向 4 个角合拢。 合拢前的准备： 在

20、 即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度， 计算出所需钢板桩的片数， 按此确定下一步钢板桩如何插打。 合拢时桩的调整处 理 ，为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有 4 个面，打完 的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩45片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距 离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内， 一定要调整好角桩方向， 让其一面 锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。4钢板桩的施工中遇到的问题及处理由于基坑底地质结构复杂， 钢板桩打拔施工中常遇到一些难题， 常采用如下 几点办法解决 :a

21、、 打桩过程中有时遇上大的孤石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度 不够，则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。b、 钢板桩在软泥质地段挤进过程中受到泥中块石或其它不明障碍物等侧向 挤压作用力大小不同容易发生偏斜， 采取以下措施进行纠偏： 在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.0m2.0m,再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使其发生位移， 让钢板桩的位置得到纠正， 减少钢板桩的倾 斜度。c、 钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下 窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加 工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住

22、再锤击。d、 软泥质基础较软，有时施工发生将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻 的数根桩焊接在一起， 并且在当前施工打桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少 阻力。6.2、基坑开挖围堰采用挖掘机进行承台基坑土方开挖， 土方开挖应分层分区连续施工， 并 对称开挖。钢板桩围堰完成后，进行第一层基坑开挖，开挖深度至围囹支撑下 0.5m，开挖方式采用长臂挖机施工， 安装围囹支撑， 内支撑安装完成后， 继续进行开挖， 挖至基坑底面标高， 在取土过程中及时测量坑底标高， 防止超挖， 特别要注意开 挖是对桩基混凝土的保护，逐步分层开挖，逐步降一层水，不得冒进超挖。排水 方式宜采用水沟排水，基坑四周预留集水井，采用

23、低扬程大流量抽水设备排水。6.3、钢板桩围堰支护钢板桩内撑围囹布置图钢板桩内撑围囹示意图钢板桩内于桩基及墩柱关系图钢板桩内撑围囹示意图6.4、围堰内止水及排水a、 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b、 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。c、 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。d、 基坑内的

24、水排入线路右侧的防洪渠道中，经考察满足排水需求，根据渗 水质量情况采取措施保证排出水符合环保要求。6.5、混凝土垫层承台基坑开挖完毕后，对围堰底部进行0.20.5m厚的混凝土垫层，混凝土 垫层米用C20标号。七、基坑顶部水平位移监测7.1测点布置监测点水平间距不宜大于 20米，每边监测点数不宜少于 3 个。水平和竖向 位移监测点宜为共用点，监测点宜设置在基坑坡顶上。7.2监测方法采用极坐标法测量原理， 在测点周围每次使用两固定控制点， 一个设站， 一 个作为后视点， 正、倒镜测出施工坐标取平均值， 基坑开挖前所测成果作为初始 值，两次测量成果从轴距中可直观地看出： 相对上次轴距小时产生位移；

25、本次与 前次测得差值为本次变化量，日常监测值与初始值的差值为累计变化量。7.3基坑顶部竖向位移监测水准基点控制网布设的基本原则采用分级，首先根据基坑监测点分布情况， 布设首级控制网（起始、闭合于水准基点） ，观测首级控制点高程；其次，布设 二级水准网（起始、闭合于首级控制点） ，观测各沉降点高程。首级控制和二级 控制布设成附合路线或闭合路线均可， 具体采用那种路线， 根据观测点分布情况 决定。在布设水准控制路线时， 为确保前后视距差满足二级精度要求， 同时满足 变形监测“四定”要求（测站固定、仪器固定、人员固定、观测路线固定） ，在 布设的同时量测出每次仪器的安置位置，并用红油漆在地面做出标记

26、。基坑须布设至少 3 个基准点。基准点均应位于施工影响区以外相对稳定的地 区，点位要深埋， 其位置应方便由基准点向监测点引测； 工作基点应选在稳定且 方便变形监测点的观测的位置。同时，在施工期间，采用有效措施，确保基准点和工作基点的正常使用；监测期间，定期检查工作基点的稳定性。7.4监测频率监测项目的监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段 以及周边环境、自然条件的变化和当地经验确定。 当监测值相对稳定时，可适当 降低监测频率。现场仪器监测的监测频率基坑类别施工进程基坑设计深度(m 15二级基坑开挖深度 51 次 /2d1 次 /2d(m5-101 次/1d 281 次/10d

27、1 次/10d注：基坑工程施工至开挖前的监测频率视具体情况确定；7.5监测的数据分析与信息反馈7.5.1监控量测结果的整理每次测量后， 将原始记录存入计算机监测管理系统进行统一管理， 并及时以 图表形式作直观的反映，对于位移、变形速度变化和加速度的变化，自动预警， 提出相应的参考措施、对策。7.5.2监控量测结果的分析反馈随着施工的进度， 监测工作在工程期间穿插进行。 为了能够保证施工的安全 性，做到监控能时时指导施工， 应及时将处理数据反馈给技术人员， 制定报表制 度。监控量测资料按照图表格式进行整理， 凡在当天监测得到的数据， 应当天处 理完毕，并及时反馈给施工单位的技术人员。 采取预警控

28、制法结合变形速率进行 安全信息反馈， 凡监测数据超过预警值或超过规范时， 监测人员应在当天的报表 中标注出来， 及时向技术主管部门进行汇报。 每周将本周的报表进行处理， 进行 一次汇总，做成成果表进行周报。对每项量测， 总变形量应在允许范围之内， 且不大于预留变形量， 否则采取 必要措施，以减小变形量。八、各工序安全质量保障措施8.1、基坑开挖1）、基坑开挖必须根据有关规范要求进行设计2)、挖掘机等机械在坑顶进行挖基出土作业时， 机身距坑边的安全距离应视 基坑深度、坡度、土质情况而定，确保基坑的安全。3)、深基坑四周设防护栏杆，人员上下要有专用爬梯。4)、开挖中，当坑沿顶面裂缝、坑壁松塌或遇有

29、涌水、涌砂影响基坑边坡稳 定时要立即加固防护。5)、基坑需抽排水开挖时，须配备足够的抽排水设备。6)、基坑开挖所设置的各种围堰和基坑支撑， 其结构必须坚固牢靠。 基础施 工中，挖土、吊运、浇筑混凝土等作业，严禁碰撞支撑，并不得在支撑上放置重 物。施工中发现围堰、支撑有松动、变形等情况时，应及时加固，危及作业人员 安全时要立即撤出。7)、基坑支撑拆除时， 应在施工负责人的指导下进行。 拆除支撑应与基坑回 填相互配合进行。有引起坑壁坍塌危险征兆时，必须采取加固措施。8)、人工修整基坑时，操作人员之间要保持安全距离，一般大于 2.5m。挖土自上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚的危险作业。9)、在开挖基槽时要做好降雨防护措施， 施工现场和基坑四周设排水沟及集 水井，确保将场地内的积水及时排除。8.2、机械作业1)、起重机械吊装时，保证场地平整，起重机不得停置在斜坡