370#371#钢板桩围堰施工方案报批.docx

1、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 32、钢板桩围堰施工方案 33、基坑清理钢板桩围堰可能遇到的问题及预防措施 54、承台施工 65、安全措施 76、质量保证措施 77、 施工组织 81 工程概况 92 计算依据 103 计算及参数选择 104 计算内容 105 主、被动土压力计算 116 围堰钢板桩及内支撑计算 117 围堰封底混凝土验算 167.1护筒粘结力验算 16=Q/A=96.7/（0.523.140.75）=41KN/120KN/m2，护筒粘结力满足要求。 167.2封底混凝土拉应力 16y=My/Wy=6.96

2、106/1.458108=47.7KPa =1270KPa，混凝土拉应力满足要求。 168 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14.3m9.6m，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17.14m12.34m，钢板桩采用拉森型，长度15m，平均入土深度约8.4m。2、钢板桩围堰施工方案

3、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=2221)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 380420V，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

4、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

5、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

6、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1020cm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

7、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3050cm。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2/33/4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510cm，移动间距不超

8、过40cm，与侧模保持510cm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

9、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1min2min，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12分钟后再往下锤0.5m1.0m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

10、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

11、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

12、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。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。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，

13、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，

14、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

15、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

16、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，

17、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

18、粉质粘土。承台平面尺寸均为14.3m9.6m，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17.14m12.34m，钢板桩采用拉森型，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-）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-

19、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- 2.2317.274.4411.90硬塑粉质黏土-2.23-7.9318.511.8544.63.1.2 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

20、拉森型钢板桩强度控制值:=210MPa；Q235钢材强度控制值：=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：=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=0.9254K1p=tg2（45+4.44/2）=1.167

21、8， (K1p)1/2=1.0806 K2a=tg2（45-11.85/2）=0.6558， (K2a)1/2=0.81K2p=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=Kah-2c(Ka)1/2 被动土压力：Pa=Kph+2c(Kp)1/26 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

22、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)=K1a1h=0.856317.274=59.2KPa 钢板桩受力如下图所示： 1.5m 2.5m a b 1m o 对等值梁加载图示荷载后，由软件计算得到： 52.5 121 25.

23、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)=K1a1h=0.856317.276.1=90.2KPa 1.5m 2m 2.6m a 1.5m b 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)=K1a1h=0.856317.275.6=82.8KPa 1.5m 4.1m a b 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

24、力R2（KN/m）反力R3（KN/m）钢板桩最大弯矩Mmax（KNm）工况一12147.03工况二-33.9270108.88工况三130.667.496.2 钢板桩的抗弯能力Mmax=108.88KNm，钢板桩惯性矩为56700cm4/m，抗弯截面模量为2700cm3/m。 =Mmax/W=108.88106/2700000=40.3MPa =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，

25、 88.4y=0.5KK2p2y2y/3 求的y=4.1m则，钢板桩的最小入土深度为：1.5+4.1=5.6m8.4m，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2920013702000004894000 围囹按单跨简支梁计算，跨度5.5m q=270KN/m =ql2/(8W)=2704.22/(84.894)=121.6MPa=170MPa7 围堰封底混凝土验算7.1护筒粘结力验算取3.5m3.9m的一个区域内桩基承受的剪力为：Q=（105.

26、89/3-230.5）（3.93.5-3.140.750.75）=96.7KN=Q/A=96.7/（0.523.140.75）=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=105.89/3-230.5=8.1KN/ Mx=0.0681ql2=0.06818.13.53.5=6.76KNm My=0.0565ql2=0.05658.13.93.9=6.96KNm Wx=bh2/6=3900500500/6=1.6251083Wy=bh2/6=3500500500/6=1.4581083 x=Mx/Wx

27、=6.76106/1.625108=41.6KPa =1270KPay=My/Wy=6.96106/1.458108=47.7KPa =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=（Ncc+Nqt）/（h+t）+q）1.11.2式中：Nq、Nc按Prandtl公式时，Nq=tan2（45+/2）etan， Nc=（Nq-1）/tan；c土的粘聚力（Kpa）； 土的内摩擦角（）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+/2）etan=2.947Nc=（Nq-1）/tan=9.28Ks=（Ncc+Nqt）/（h+t）+q） =（9.2844.6+2.94718.58.4）/（18.512.4+18.9）=3.511.2，满足抗隆起稳定性要求。