水中分离式承台锁口钢板桩围堰施工技术方案.docx

1、水中分离式承台锁口钢板桩围堰施工技术方案之江大桥第2施工项目部水中分离式承台锁口钢板桩围堰施工技术方案二O一六年六月一、概述1.1 编制依据杭新景高速公路延伸线(之江大桥)工程第2合同三阶段施工图设计；公路桥涵设计通用规范JTG D602004；钢结构设计手册（第三版）；钢结构设计规范GB500172003；公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）；公路桥涵施工技术规范JTJ0412000；公路工程质量检验评定标准JTG F802004；杭州市之江大桥工程下部构造承台、墩身施工监理细则。1.2工程概况杭新景高速公路延伸线(之江大桥)第2标工程起讫桩号K2+777K4+700，起点为

2、之江大桥6号墩，终点为彩虹大道隧道入口处(与现滨文路相接)，全长1.923km，包括之江大桥东侧非通航孔桥和新浦路互通主线、左右匝道桥及路基。东侧非通航孔桥(6#19#墩)的6#17#墩位于钱塘江上， 其中8#17#墩由两个分离式承台组成，承台设计顶标高+3.000m，底标高为0.000m。分离式墩身承台平面尺寸及立面图见下图。图1.2-1 8#17#墩承台平面布置图图1.2-2 8#17#墩承台立面、侧面图1.3地质、水文条件 地质分离式水中承台设计所在河床面标高为0.14m0.92m，根据工程地质勘察报告显示， 从河床面到10.0m所在的地层主要为粉土，局部存在粉砂层。粉土、粉砂主要特性：

3、厚2.0m11.6m，平均厚度约9m，黄灰色、稍密、饱和，具水平层理，多含云母碎屑，夹有少量的粘性土条带，振动易析出水膜，干强度和韧性低，摇振反应迅速。粘聚力C=16kPa，地基承载力基本容许值110kPa。承台参数如表1.3-1所示。表1.3-1 承台参数表墩号顶面标高(m)底面标高(m)设计河床面标高(m)实测河床面标高(m)所入土层8#3.0000.0001.500.14粉土9#3.0000.0001.800.31粉土、粉砂10#3.0000.0002.200.02粉土11#3.0000.0002.200.31粉土、粉砂12#3.0000.0002.300.92粉土13#3.0000.0

4、002.350.50粉土、粉砂14#3.0000.0002.400.85粉土15#3.0000.0002.250.82粉土图1.3-1承台所入土层剖面图 水文之江大桥位置处于钱塘江河口段上游，位于闻家堰急弯和珊瑚沙钱塘江大桥弯道之间，受潮流和径流共同作用，动力条件强，与其下游河段相比，河床相对较稳定，但仍有较大的冲淤幅度。根据杭新景高速公路延伸线工程(之江大桥)水域条件分析及模型试验研究，钱塘江河口段闻家堰闸口河段年最高水位的产生原因有：一是上游洪水造成的，多发生于4月7月；二是台风增水，多发生于7月下旬10月。统计闻家堰和闸口水文站有正式全年水位记录以来的实测资料，由洪水造成的占65%以上，

5、由台风造成的占35%以下。因此，控制该河段最高水位因素主要是洪水，大洪水主要出现在57月，8月次年2月或3月为枯水期。桥址所在河段水位情况详见表3、4、5： 表1.3-2 闸口、闻堰站设计高、低水位表 单位：m 频率闸口闻家堰之江大桥桥址高水位低水位高水位低水位高水位低水位0.33%9.01/9.59/9.32/1%8.441.159.021.178.751.162%8.141.348.741.358.471.355%7.591.598.171.67.91.610%7.281.827.801.837.571.83表1.3-3 闸口站和闻家堰站水位特征值（建站至2006年）项目单位闸口闻家堰备注

6、量值量值平均高潮位m4.424.42平均低潮位m3.863.95平均涨潮历时h：min1：241：25平均落潮历时h：min10：4611：01表1.3-4 桥位断面各频率流量和最大断面平均流速频率0.2%0.33%1%2%断面最大流量(m3/s)35665332712921426464断面平均流速(m/s)2.962.862.522.31设计院在进行栈桥设计时，最大流速取值为4 m/s，故本次计算最大水流速也按4 m/s进行取值。项目部安排专人对水上桥位处潮水位进行了专门测量，根据8月份的测量数据显示，早潮最高潮位为5.8m，最低潮位为2.3m；晚潮最高潮位为5.3m，最低潮位为2.1m，常

7、水位4m左右。根据本桥位地质水文条件及施工工期安排（2010年10月至2011年4月），借鉴以往类似桥梁成功经验，分离式承台施工可采用锁口套箱钢板桩围堰施工方法。二、锁口钢板桩围堰结构设计锁口钢板桩围堰结合了钢围堰和钢板桩围堰的优点，具有拼装及合拢简便、定位控制准确、机械设备投入少、施工安全性高等特点。2.1 锁口钢板桩围堰尺寸水中分离式承台平面尺寸1260cm785cm，钢板桩围堰平面呈矩形,平面尺寸为1570cm946cm，壁厚0.358m。钢围堰总高12.0米，钢围堰顶标高+6.5m，钢围堰底标高为-5.5m。钢板桩围堰起承台、墩身施工挡水、挡土作用，承台施工时需设置承台模板。2.2 结

8、构组成锁口钢套箱围堰由侧板面板（壁板）、面板竖向背肋、水平背肋、内支撑等结构物组成。钢围堰平面每节划分为52块，竖向共一节，最大的块重4.38t。壁板为=8mm的钢板。钢围堰侧板：经计算确定面板采用8mm钢板。面板竖向背肋：根据钢围堰所受荷载大小，使用型钢H3517.5，竖向背肋标准间距为65cm和75cm两种。面板横向背肋，根据钢围堰所受荷载大小，使用角钢635,横向背肋标准间距为50cm。内支撑：内支撑为H5020cm的型钢，按受力要求分为2层，第一层为+3.50m处设置3H5020cm的型钢，第二层为+6.0m处设置2H5020cm的型钢，八子形布置。锁口：锁口套箱围堰设计的关键部位是侧

9、板的锁口。锁口的刚度、强度、防水功能及施工便捷程度是成功与否的关键。锁口采用102、76两种型号的无缝钢管作为子母扣，结构见图2.1-1。图中斜线部分是锁口止水部位，采用M25絮凝砂浆封堵。图2.1-1 钢板桩围堰锁口结构图结构设计具体详见锁口钢板桩围堰设计图SKGW-01SKGW-08，结构计算详见第7章锁口钢板桩围堰计算书。三、施工步聚和工艺水中分离式承台锁口钢板桩围堰施工作业内容主要包括：钢板桩打设、内支撑支设、围堰内抽水及冲洗至设计基底标高、浇筑封底砼。.1施工步骤（1）钻孔完成后，拆除平台（保留定位钢护筒）；（2）测量标出围堰中线；（3）安装钢套箱围堰内支撑及导向架；（4）围堰侧板部

10、分在岸上用螺栓连接；（5）现场分块下插围堰侧板；（6）围堰内吸泥；（7）灌筑封底混凝土；（8）围堰侧板锁口封絮凝砂浆；（9）抽水，割除多余钢护筒，凿桩头，进行承台施工。.2 围堰施工要点3.2.1 钢板桩围堰拼装分块钢板桩围堰加工完成后在现场采用螺栓栓接进行组拼，每块拼好后的锁口钢板桩围堰两端均为含有锁口槽钢的侧板，如下图3.2.1-1所示。图3.2.1-1 锁口钢板桩围堰拼装大样图3.2.2钢板桩围堰插打导向架设置一个墩位基桩施工完成后即可拆除钻孔平台，设置钢板桩围堰导向。在锁口钢板桩围堰施工中，为保证钢板桩下沉轴线位置的正确和竖直，控制打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都

11、需要设置一定刚度的、坚固的导架。在安装导框之前，先进行施工放样，精确测出围堰位置。测量结束后在钻孔桩钢护筒壁上焊型钢支撑(见下图3.2.2-1、3.2.2-2)，牛腿上焊接H500200型钢作为钢板桩围堰插打的导梁，或者直接选用先焊接好的钢板桩内支撑作为导向架使用，用导向架来保证打出的钢板桩在一条直线上。待钢板桩插打完成再将支撑抽水分层下放到要求位置。第一步测量定位，焊接导向架支撑第二步：吊装导向架或吊装围堰内支撑图3.2.2-1锁口钢板桩围堰导向布置示意图（一）图3.2.2-2锁口钢板桩围堰导向布置示意图（二）3.2.3 插打锁口钢板桩围堰钢板桩的准备工作完成以后，运至栈桥处采用50t履带吊

12、+振动沉桩锤进行锁口钢板桩围堰插打。钢板桩采用全站仪精确定位。起吊时用吊车两个钩将钢板桩吊起，然后运用两个吊钩调整钢板桩成垂直状态，脱出小钩移向安插位置插入已就位的钢板桩锁口中，钢板桩就位后用DZ60振动锤将之施打至设计标高。在锁口钢板桩围堰施打过程中，必须严密监测钢板桩的垂直度，发现有钢板桩倾斜的现象，用复式滑轮组加钢丝绳拉住桩身，边拉边打，逐步纠偏。钢板桩合拢后，再将未打到设计标高的桩逐一复打到位，确保钢板桩围堰顶口标高基本一致。侧板安装完成后，在侧板外围底口填砂0.51.0m，确保围堰封底过程中不出现混凝土流失现象。图3.2.3-1锁口钢板桩围堰施工照片3.2.4清基、封锁口锁口钢板桩围

13、堰插打完成后进行基坑开挖，开挖方式采用空压机或泥浆泵吸泥到设计基坑底标高，填筑一层30cm厚碎石垫层。清理锁口内淤泥至封底混凝土底面标高下方1m，即-2.5m，在锁口内布置彩条布口袋，采用PVC管作为导管灌注砂浆止水。 图3.2.4-1锁口封堵施工照片3.2.5安装内支撑 锁口封堵完成待砂浆达到设计强度后，边抽水边安装未到位的内支撑（部分内支撑在设置插打导向时已安装就位），并将围堰侧板与内支撑焊成整体。3.2.6封底砼的施工当围堰清淤结束后，检查围堰内清淤后的河床标高，满足设计要求后即可进行封底，封底前先在围堰内铺设0.3m的碎石进行找平，然后采用刚性导管法灌注水下封底混凝土或在低潮位时抽干水

14、进行封底砼的浇注。3.2.7 桩头调平处理待封底混凝土达到一定强度后，将套箱内水抽干，如出现套箱接缝局部渗漏时可在抽水后用环氧树脂砂浆或棉絮封堵，找平封底混凝土面至设计承台底标高。剩余钢护筒在设计桩顶标高处(高出承台底面标高15cm)割除，用履带吊吊出，桩头利用履带式凿岩机进行凿除，局部采用人工配合风镐进行剥桩施工。凿除桩头时要控制标高，同时，桩头中间部位应比四周稍微高些，凿除后用清水冲洗干净，剔除浮动的石子，并仔细检查，对存在裂缝的混凝土块均剔除。待桩头剥完后，调整桩头钢筋，压注检测管水泥浆。各桩头钢筋应调直，理顺，喇叭形钢筋用钢筋扳手扳至设计角度，然后绑扎桩头箍筋。桩头处理完后进行竣工测量

15、和拍照，待相应监理工程师认可合格后方可进行下一道工序施工。3.2.8 钢筋制作安装钢筋根据下料单统一在加工场制作，待承台边线用全站仪放出后，然后用钢尺在基础上放出主筋具体位置，就可进行钢筋绑扎成型，自检合格后报请监理验收，验收合格后方可进行下道工序施工。钢筋制作安装施工工序如下：施工顺序：底层钢筋侧面钢筋架立钢筋混凝土的冷却水管、中间钢筋网片面层钢筋墩身预埋钢筋预埋件；底层钢筋：承台底层有三层受力钢筋网，6#承台纵横桥向均为25mm二级螺纹钢，7#15#承台纵横桥向均为32mm二级螺纹钢，钢筋连接采用等强度滚扎直螺纹接头。钢筋安装前，将50cm长的25mm定位钢筋按照的200cm水平间距用砂浆

16、固定在承台底面或桩头混凝土上。先在承台底面铺设D12带肋钢筋网，间距采用1010cm，净保护层80mm，并在桩基处截断。然后按照设计安装底层三层受力钢筋网，钢筋网焊接固定在定位钢筋上；侧面钢筋：6#承台竖筋、水平筋为16mm二级螺纹钢，7#15#承台竖筋、水平筋为22mm二级螺纹钢，钢筋接头采用焊接接头。竖向钢筋沿承台等间距位置，制作时按设计长度进行，要保证两端弯折的锚固长度，水平钢筋竖向间距为15cm。首先沿承台周边每3m布置一排755定位角钢，定位角钢竖向间距为200cm，角钢长度为100cm，同时作为钢筋安装的操作平台的支撑型钢。水平钢筋设计位置在竖向钢筋内侧，为便于定位，对应角钢旁边安

17、装1根竖向钢筋作为水平钢筋的支撑定位钢筋，然后按设计间距安装竖向钢筋，完成后接着安装水平钢筋。整个承台侧面钢筋一次绑扎完成；架立钢筋：6#承台架立钢筋为16mm钢筋，7#15#承台架立钢筋为28mm钢筋，根据设计要求制作长度，安装时焊接在底层钢筋网上，对应有25mm定位钢筋的位置则焊接在定位钢筋上；冷却水管、中间钢筋网片安装：中间钢筋网片安装时参照侧墙钢筋的方法将长方向钢筋先焊接在架立钢筋上，然后将短方向钢筋焊接安装完成。按照温控方案布置冷却水管，在架立钢筋纵横桥向焊接冷却水管的支撑钢筋，该钢筋采用20mm，然后将冷却水管安装在支撑钢筋上；墩身预埋筋：墩身预埋钢筋1号钢筋插入承台285.9cm

18、，2号钢筋插入承台185.9cm，并保证其位置、尺寸准确，固定牢固；如碰到承台钢筋可适当移动，必须要保证墩身钢筋保护层厚度75mm；其他注意事项任何钢筋混凝土构件，同一平面内，主筋接头数不能超出50的主筋数，同时钢筋接头不应放置在弯矩最大处；钢筋绑扎接头应满足搭接长度的要求；承台外箍筋净保护层厚度为70mm，允许误差为+10 mm和0 mm ，采用混凝土垫块要求其强度与主体结构一个等级，外观美观密实、尺寸准确，形状均匀；保护层垫块宜做成圆饼状混凝土垫块，要求加强检查保护层垫块的位置、数量及紧固程度，提高保护层厚度尺寸的施工质量保证率；钢筋扎丝不得伸入保护层内，主筋上不得粘附泥浆等杂物。3.2.

19、9 承台混凝土浇筑浇灌混凝土前，全部支架、模板和钢筋预埋件应按图纸要求进行检查，并清理干净模板内杂物，使之不得滞水，保持清洁。混凝土通过拌和站集中拌和，配备1台120m3/h全自动拌和站和1台SJ750强制式搅拌机，搅拌运输车配备4台8m3运输车，运至施工现场，整个混凝土供应和运输能满足承台混凝土浇筑施工。混凝土浇筑采用泵送，泵送采用2台90m3/h混凝土泵，混凝土泵安放在辅助栈桥和操作平台上。承台一次浇筑完成。输送混凝土泵管的端头接一根 36m 的软管，以便泵管能及时移动浇筑砼。为了保证砼入模的自由倾落高度不超过2m，防止砼产生离析现象，砼入模时利用软管伸入钢筋骨架来调整高度以减小其倾落高度

20、至2m 以内。混凝土入模坍落度宜为1418cm，混凝土入模温度控制在5-28，夏季施工时，最大不超过32。承台混凝土浇筑时，安排34名振捣工，水平分层，每层厚度约30cm，上层混凝土浇筑应在下层混凝土初凝前进行；混凝土振捣时做到“快插慢拔”严禁过振和漏振。混凝土浇筑注意事项：承台内钢筋密集区必须加强振捣，同时避免过振、漏振引起的蜂窝、麻面，特别是靠近模板周围混凝土要加强振捣，以减少混凝土表面气泡；承台表面收浆须在三遍以上，使混凝土表面平整，轮廓线条直顺，并注意若局部表面砂浆较厚时，应清除部分浮浆，以免收浆后该部分表面出现收缩裂缝；混凝土布料应适当分散，避免集中一点布料影响混凝土质量；混凝土浇筑

21、期间，应设专人检查模板、钢筋和预埋件等稳固及安全情况，当发现有松动、变形或漏浆时，务必及时处理；8#15#分离式承台按每单元取2组试块，6#、7#大体积承台按每200m3取2组试块。混凝土初凝至达到拆模强度之前，模板不得振动，伸出的钢筋不得承受外力。用草袋覆盖并洒水养护，防止出现收缩裂缝。承台与墩身交接面要凿毛。3.2.10 承台施工临时预埋件设置1、墩身施工时支撑墩身底口模板的预埋件墩身施工时，墩身底口模板需要用型钢支撑牢，支撑受力边界采用预埋8#槽钢，位置为墩身边线外1m，除两柱体内侧外其余三边各预埋两根，要求入承台20cm，露出承台面10cm。2、箱梁0#、1#块浇筑时预埋件设置根据上部

22、结构设计，箱梁悬臂浇筑施工时需设置临时支撑，设计临时支撑体系为钢管80016mm内设置两束钢绞线3s15.2。具体图纸详见施工图S4-2-92，临时支撑体系是箱梁悬臂施工中的主要受力构件。当箱梁两悬臂偶尔出现不对称荷载作用时，临时支撑体系是保证本桥施工安全度及悬臂稳定的重要措施，根据管桩的根数、位置及预应力钢筋数量是根据施工安全度及施工倾覆稳定计算而定，并参与结构受力，单根管桩最大设计压力为4200kN；根据设计钢绞线一端锚具需预埋在承台内（预埋锚具、波纹管、螺旋筋），另一端在箱梁底板内张拉锚固。根据施工方便需要，下一步项目部将和设计院沟通，建议把原有钢绞线改为等强度的精扎螺纹钢。.3 锁口控

23、制要点（1）锁口的切割、焊接严格控制，防止变形。（2）严格控制锁口槽钢、锁口钢管与面板的相对位置，防止加工误差太大造成安装困难及调节困难。（3）考虑到侧板安装过程中锁口外缝隙可能会变大，而造成砂浆流失。因此在侧板下插前，在两槽钢的内侧用851胶粘贴宽810cm、厚4mm的橡胶板。（4）现场拌制絮凝砂浆，采用边浇边拔的方法。（5）根据类似桥梁施工经验，锁口封水絮凝砂浆选择合2.5%的UBW絮凝剂作为外加剂，配合比是水泥：砂水：水：UBW：FDN=700：700：375：17.5：2.8，坍落度16cm，终凝时间14h， 6天抗压强度22.2Mpa。四、施工组织安排.1施工安排水中分离式承台锁口钢

24、板桩围堰施工由我部一名主管生产的副经理作为总负责，并配备一名技术主管，三名现场技术员。下设一个作业队、三个配合班组。作业队负责钢板桩围堰的打设；测量组负责钢板桩围堰放样、复测，并配备三名测量工；电工班负责施工用电配置和现场用电管理，机械组负责配备足够的机械手并进行钢板桩围堰施工所有机械设备的操作。现场组织机构框图项目负责人技术主管及现场技术员机械组作业队电工班测量组图-10.2劳动力安排为了满足锁口钢板桩围堰施工要求，配备足够的技术工种和其他操作人员，劳动力使用计划见下表。表4.2-1投入人员一栏表作业队工 种吊装工普通工人机械工合计作业队1010525机械组51015电工班电工2人测量组测量

25、工3人.3机械设备的配备表4.3-1 钢板桩围堰施工机械配备表序号施工机械名称型号数量（台）150T履带吊QUY502225T汽车吊浦元13电焊机交流/直流104发电机200KW25泥浆泵11KW66振桩锤DZ6027合计说明：上表机械数量考虑的是2个作业面的机械设备的配备，可根据栈桥的具体位置适当调整履带吊的大小。.4锁口钢板桩围堰施工工效分析表4.4-1 一个锁口钢板桩围堰施工功效分析序号施工项目作业时间（小时）控制工期时间（天）备 注1准备工作241包括钢板桩的运输、检验等2打设钢板桩围堰4823添加内支撑2414围堰内高压冲水至设计标高9645基底处理40.176其他不可预见因素441

26、.837合计10说明：每个钢板桩围堰完成施工时间按10天控制。. 锁口钢板桩围堰施工优点1、锁口钢板桩围堰综合了整拼式套箱围堰和钢板桩围堰的优点，具有拼装及合拢简便、定位控制准确、机械设备投入少；2、根据结构计算锁口钢板桩受力满足规范要求，能确保施工安全；3、制造简单，侧板拼装及合拢便捷，安装中每块侧板均可调节，合龙时无需特制侧板；4、根据之江桥位处上层土质以粉土粉砂为主，适宜钢板桩的打设；5、锁口钢板桩内设置承台模板，承台尺寸可精确控制。6、侧板锁口止水措施方便有效。五、质量保证措施5.1质量目标水中分离式承台锁口钢板桩围堰施工完成后能满足承台施工的要求。5.2质量保证措施技术措施实行技术交

27、底制度，对施工中的各个技术要点、施工程序操作要点和质量标准在施工前进行详细的技术交底。交底内容由书面形式传达贯彻。实行对施工的各道工序的质量严格检查。即作业队在施工过程中对各道工序进行自检，现场技术主管或技术员进行工艺技术自检，发现问题，及时纠正。实行质量检验否决办法，各道工序的施工工艺和操作方法必须符合技术规范的要求，对不合格的坚决“推倒重来”。质量措施为了确保工程质量，组织施工人员，进行全面质量管理意识教育，认真学习技术规范和质量检验评定标准，熟悉掌握技术规范、设计图纸、施工工艺，使每个施工人员做到心中有数。实施科学管理，科学合理地组织施工，杜绝不合格产品，确保分项工程质量达到质量目标。实

28、行工序控制，由质检人员负责对施工工序自检并对每道工序提出质量标准，控制方法和检查验收的内容，使每个施工人员和质检人员，明确质量目标，以保证工程质量在施工过程中处于受控状态。建立严格的奖惩制度与质量责任制度，对违反操作规程、程序，使用不合格材料，影响工程质量的除坚决返工外，还要给当事人予以处罚，对工程质量达到优良的给予奖励。.3质检体系建立以项目负责人为工程质量第一责任人的工程质量管理机构，和以项目技术主管负责的工程技术、质检、物资、安全环保四位一体的质量保证体系，严格施工过程中的质量控制；同时为各岗位配备职业道德良好、工作态度认真、责任心强和技术水平高的工程技术人员，从人员素质上确保工程质量。

29、项目负责人技术主管钢板桩围堰施工作业队质量检验员施工技术员各施工作业区段 图5.3-1 质量检查组织机构图六、 安全生产措施水中分离式承台钢板桩围堰施工过程中，必须保证安全生产。加强劳动保护意识，加强安全法规教育，认真贯彻执行党和国家有关安全生产的方针、政策、法令、法规。.1安全生产的组织机构和规章制度钢板桩围堰施工建立包括项目负责人、现场技术员、作业队长（班组长）和专职安全员在内的组织机构。项目负责人现场技术员钢板桩围堰施工作业队专职安全员作业组兼职安全员图6.1-1 安全组织机构项目负责人对水中分离式承台钢板桩围堰施工的劳动保护、安全生产负责。现场技术员、作业队长（班组长）、专职安全员对所负责作业队的劳动保护、安全生产负责，要组织实施安全生产措施，进行安全技术交底，检查本作业队（班组）的安全生产情况，督促工作人员遵守劳动纪律，负责分析处理一般性工程事故，发生重伤以上重大事故时立即上报。作业队长（班组长）、专职安全员要以身作则，自觉遵守安全生产规章制度，并督促工作人员恪守安