钢板桩施工

汉宜铁路HYZQ-4标彭市汉江特大桥钢板桩围堰施工组织设计二、编制范围三、工程概述八、施工周期安排九、主要设备投入一、编制依据七、主要施工方法六、围堰设计计算五、钢板桩围堰布置四、围堰方案比选十一、安全保证措施十二、安全应急预案十四、工期保证措施十三、质量保证措施十、劳动力计划一、编制依据1.招标文件、投标书，以及施工合同。2.设计文件、业主指导性施。3.国家及铁道部现行规范、规程、规则、验收标准。4.我集团公司质量、环境、职业健康安全管理体系文件。5.我集团公司拥有的科技成果、工法、机械设备、施工技术水平及类似工程施工经验。6.现场实际调查及地质勘探资料。二、适用范围彭市汉江特大桥水中主墩基础施工。三、工程概述（一）工程概况（二）施工水位的确定（三）桩基施工平台（一）工程概况彭市汉江特大桥主桥以一联（102.8m＋168m＋102.8m）预应力混凝土连续钢构跨越汉江河道。其中119＃位于堤岸边坡上，120＃墩位于汉江河道中，河道四季有水。（一）工程概况主墩承台平面尺寸为26.9×21.1m，高度为5m，墩座平面尺寸为13.5×18.4m，高度为2.5m。单个承台下为20根Φ2.2m钻孔桩。河床土层以粉质黏土、粉土为主。（一）工程概况大桥桥位处左侧河堤顶高程为37.1m，右侧河堤顶高程为38.3m，河床底最低标高为20.58m。施工条件：近十年最低水位为21.33m（2008年3月21日），最高水位为33.84m（2003年9月8日）。左右大堤间宽545m，最高通航水位36.26m，最低通航水位23.43m。（二）施工水位确定主桥桩基计划在二〇〇九年二月底前完成，承台在二〇〇九年五月中旬完成，墩身在二〇〇九年五月底前出水（墩顶施工标高高于30m）。根据此计划，施工水位按按近八年同期最高水位为25.37m确定，考虑行船、风浪引起的水流冲击，钢板桩顶高增加到28.0m，施工检算按26m进行设防。（三）桩基施工平台现场已设置：119#墩钢管桩施工平台，平台顶高程为33.7m；120#墩筑岛平台，平台顶高程为28m。四、围堰方案比选水中承台施工常用钢围堰形式：一般情况下，高桩承台宜采用钢吊箱围堰；低桩承台宜采用钢吊箱、钢板桩围堰。钢吊箱钢套箱钢板桩●从基础结构形式看119#、120#墩主墩承台属低桩承台，施工宜采用钢板桩、钢套箱两种方案。这两种方案在类似工程地质及水文情况下，我单位均有成功的施工案例，围堰的施工安全与质量在工艺和施工组织方面都能得到充分的保证。●彭市汉江特大桥施工特点看彭市汉江特大桥水中墩是我标段施工管理重点，也是控制工期的关键工作。必须紧抓枯水期，确保二〇〇九年汛前墩身出水面，为后续施工创造条件，按期完成彭市汉江特大桥墩身和刚构梁施工任务。●方案选择要确保1、5月31日之前墩身出水面；2、施工安全。方案一钢套箱围堰1、119#墩钢套箱围堰（1）地处岸边斜坡，沿桥纵向两侧高差8m，下沉前必须整平，但因桩基已施工，桩间距离较小，加上施工平台影响，河床整平困难。（2）地质为粘土及粉质粘土，水下开挖难度大，施工周期长。（3）需要在现场接高套箱、双壁围堰内浇筑混凝土配重辅助下沉，增加工序，拉长时间，成本加大。（4）下沉垂直度和平面位置精度要求很高。2、120#墩钢套箱围堰（1）平台位置填至28m，按先挖至26m计，需下沉高度15m，难度非常大。（2）根据我单位天兴洲大桥061#墩类似经验，围堰下沉到位需要70天以上，再考虑承台施工20天，共需90天时间。（3）（4）同119#墩。我单位天兴洲正桥施工中，桥位地质和水文条件与汉江桥相似，河床土层以粉质黏土、粉土为主，承台尺寸与水文条件也大致相同。119#墩地处坡地,与天兴洲大桥065#墩施工情况相同；120#墩水深条件和地形与天兴洲大桥060#墩接近。方案二钢板桩围堰●天兴洲大桥065#墩钢板桩施工，从打设钢板桩到承台完成总共60天时间：※2006年2月21日～25日完成钢板桩打设；※2月25日～3月8日，采用长臂挖机配合吸泥开挖的方法完成基坑开挖，并及时、逐层安装内支撑；※3月9日～3月17日完成封底和桩头凿除；※3月20日～3月25日完成承台第一层钢筋、模板施工；※4月4日承台第一层砼浇筑；※2006.4.14～2006.4.18承台第二层钢筋、模板施工；※2006.4.19～2006.4.20承台第二层砼浇筑。●天兴洲大桥060#墩钢板桩施工后也分两次进行承台施工，从打设钢板桩到承台完成总共70天时间，工序同065#墩。●汉江桥施工在相似条件下进行方案优化，承台一次性浇注，有望在50天内完成。方案比选初步结论：两墩采用钢板桩围堰方案能满足工期需要。天兴洲065#墩钢板桩围堰钢板桩围堰合拢钢板桩围堰内支撑五、钢板桩围堰布置钢板桩采用拉森Ⅵ型，119＃墩承台底标高比120＃墩高2m，119＃墩采用20米钢板桩，120＃墩采用22米钢板桩。钢板桩拟采用拉森Ⅵ型，其技术参数：惯性矩56700cm4/m截面弹性模量为2700cm3/m钢材材质为SY295119＃、120＃墩内支撑根据挖深不同分别采用2道和3道。支撑系统采用H588型钢作为圈梁，平面支撑采用φ530mm（δ10mm）、φ630mm（δ12mm）钢管结构。119＃墩钢板桩围堰的布置120＃墩钢板桩围堰的布置钢板桩围堰竖向连接竖向采用φ270mm钢管，与平面支撑连接形成三维空间体系，增强支撑结构稳定性。六、围堰设计计算钢板桩围堰实际计算1、计算假设本计算中土层参数确定，由现场勘探取样送检，委托武汉地质工程勘察院岩土测试研究所试验。后结合经验，按不利情况取值。围堰设计时计算水位按＋26.0m考虑。钢板桩围堰实际计算2、土压力计算本工程土压力计算采用不考虑水渗流效应的水土分算法，即钢板桩承受孔隙水压力、有效主动土压力及有效被动土压力。以水位标高＋26以基准，计算各高度点的水压力、有效土压力。钢板桩围堰实际计算3、各施工工况及内力计算本围堰施工时，按上层支撑已安装，并抽水（吸泥）至待安装支撑下100cm处，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。根据施工工序，分为四个工况；工况一、围堰第一道支撑加好后，抽水、吸泥到＋21.5m标高时；工况二、围堰第二道支撑加好后，抽水、吸泥到＋18.5m标高时；工况三、围堰第三道支撑加好后，向围堰内注水至围堰外标高，围堰内吸泥、清淤到＋11.486m标高时；工况四、围堰封底砼浇注并达到设计强度后，围堰内抽水完成后。钢板桩围堰实际计算4、求钢板桩的最小入土深度钢板桩的最小入土深度根据在最不利状况（工况三）进行求解。钢板桩的最小入土深度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)。5、内支撑构件的受力计算6、封底砼厚度计算（抗浮和封底混凝土拉应力计算）7、坑底土抗隆起验算七、钢板桩围堰施工方法施工准备安装第一道支撑作钢板桩插打时的导向插打钢板桩抽水、吸泥，安装第三道内支撑向围堰内注水至围堰外标高，水下吸泥、清淤水下浇注封底砼抽水，安装第二道内支撑围堰内抽水、第一节5米承台的施工拆除第三道支撑、在承台与钢板桩间回填进行承台加台、墩身、托架的施工拆除内支撑，拔除钢板桩（一）插打钢板桩前的准备工作1、现场准备拆除钻孔平台，河床清理，避免障碍物。119＃墩在围堰范围内清除表面片石等杂物；120#墩在桩基施工完后，把筑岛顶标高降至26m高程后再开始钢板桩围堰施工。2、钢板桩的整理钢板桩检查、登记、整修；钢板桩长度不够时接长。3、钢板桩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；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。4、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，夹板牙齿不能有太多磨损。5、涂刷黄油混合物油膏防渗：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（重量配合比为沥青：黄油：滑石粉：锯末=4：6：10：1）。（二）钢板桩围堰的吊运、插打1、插打前的准备2、钢板桩的吊运3、钢板桩的插打钢板桩的插打应该从上游中心开始为宜，向两侧对称依次插入，在下游侧合拢。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，确保钢板桩插正、插直。整个施工过程中，要用锤球或水平尺始终控制每片桩的垂直度，及时调整。钢板桩插打至设计标高后，及时与导向架进行焊接，以抵抗水流冲击。插打钢板桩时应保证其倾斜度不大于0.5%，且要紧靠内导框，其间隙不得大于20mm。否则要采取措施，检查加固内外导框等。钢板桩插打时，插一组打一组，到剩下最后几组时，改为先全部插入并使之合拢后，再逐根打到设计深度。插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工。4、钢板桩的合拢当误差不大时可采取千斤顶互顶、滑车组张拉等办法调整合拢口尺寸，然后插入合拢钢板桩。当误差较大采取可制作异形钢板桩进行合拢。钢板桩围堰合拢后，必须将外导环与钢板桩之间空隙逐个以硬木塞紧。（三）钢板桩围堰可能遇到的问题及预防措施1、插打钢板桩预防倾斜的措施在插钢板桩前，除在锁口内涂以润滑油以减少锁口的磨擦力外，同时在未插套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。在坚实土地带插钢板时，可将桩尖截成一定角度，利用其反力，使已倾斜的钢板桩逐步恢复正常。2、钢板桩锁口漏水预防措施钢板桩由于插打不当、吊装不慎撞击等作用，致使锁口发生变形，出现渗漏。其补救措施是在漏水锁口处的围堰外侧利用导管投撒细煤碴，煤碴沉至漏水高度处即可堵塞漏水。或用麻袋盛装细煤碴沉入水中，用活扣反倒在漏水部位，亦可堵漏。（四）围堰内抽水、吸泥、安装内支撑及水下封底1、钢板桩插打完毕后，开挖过程中及时进行内支撑的安装。2、围堰内开挖采用长臂挖机或小型挖机配合吸泥开挖的方法进行。上部开挖可采用挖机直接开挖，当基坑较深，也可采用小型挖机进行基坑内进行开挖施工。进入钢板桩围堰底部施工时，由于水深压力大，可采用有水开挖，采用长臂挖机或小型挖机配合吸泥开挖的方法进行，以确保施工安全。围堰内清基采用吸泥机进行，吸泥机管径φ250mm，由两台22m3的内燃空压机通过风包供风，吸泥机由设在钢板桩围堰上的可移动钢索吊动，为了向围堰内及时补水，围堰上设置补水孔（在钢板桩插打前在钢板桩上设置，打插到位时，补水孔位于水面以下），靠近桩基及钢板桩的位置，泥砂较难吸出，可由潜水工以软射水管用0.3mpa～0.5mpa的水压将泥砂冲向吸泥机附近吸出，钢板桩和护筒上粘着的粘土泥块用水冲洗干净（或采用钢丝刷进行清理），以保证封底砼和护筒及钢板桩粘着为一体，加强封底砼的抗折抗浮作用。开挖施工中，随时检查支护，做好防、排水工作，并加强底部渗水观测，防止突然涌水现象的出现。（五）承台、墩身施工1、基坑检验主要检验内容：基底的平面位置、尺寸大小和基底高程满足施工工艺要求，保证承台的设计尺寸和位置并满足承台施工所需的净空间。基底处理和排水情况，保证承台施工期间，垫层混凝土表面无积水。基底高程满足±5cm的允许偏差要求。2、切割护筒、凿除桩头桩头凿除采用风镐配空压机进行，桩头凿除后顶标高应比设计承台底位置高20cm左右，要求桩头露出新鲜混凝土，表面清理干净，无浮渣，保证桩头顶端齐平无破损、无漏筋等现象。3、绑扎5米高承台钢筋、安装模板、浇注混凝土；4、5米高承台施工完成后，在承台与钢板桩之间注砂、土混合物并注水使其密实。然后拆除承台上第一道支撑，也可以采取在钢板桩与承台四周顶面以下预留50cm高度的空间，采用混凝土填充的方法以增加对钢板桩的支撑力。5、进行承台墩座、墩身和托架的施工。（六）围堰的拆除1、钢板桩围堰的拆除与安装工序相反，先向围堰内加水至待拆除支撑下1米处，然后在拆除该道支撑；2、最后一道支撑拆除先向围堰内注水至围堰外水位标高，拔除钢板桩；3、待所有钢板桩均拔除后，再拆除第一道支撑。4、钢板桩拔除方法：先用打拔桩机夹住