钢板桩围堰施工方案.doc

水中墩钢板桩围堰施工及安全专项方案水中墩钢板桩围堰施工及安全专项方案 20142014 年年 1 1 月月 目目 录录 第一章 编制说明 5 1 1 编制依据 5 1 2 编制原则 5 1 3 适用范围 6 第二章 工程概况 7 2 1 工程简介 7 2 2 工程地质 9 2 3 水文 10 2 4 工程目标 11 2 4 1 工期目标 11 2 4 2 安全目标 11 2 4 3 环保目标 11 2 4 4 文明施工目标 11 第三章 施工部署 12 3 1 组织机构 12 3 2 拟投入管理人员及劳力 14 3 2 1 项目经理部管理层人员配备 14 3 2 2 项目经理部作业层人员配备 14 3 3 拟投入机械设备配备 15 3 4 施工进度计划 16 第四章 钢板桩围堰施工方案 18 4 1 钢板桩选型 18 4 2 钢板桩围堰设计 18 4 2 1 浍河特大桥钢板桩围堰设计 18 4 2 2 沱河大桥钢板桩围堰设计 22 4 2 3 濉河大桥钢板桩围堰设计 24 4 2 4 王引河大桥钢板桩围堰设计 24 4 3 钢板桩围堰施工准备 24 4 3 1 围堰材料准备 24 4 3 2 机械设备准备 26 4 3 3 现场准备 27 4 4 钢板桩的插打 27 4 5 内支撑安装 31 4 6 水下吸泥施工 33 4 7 封底混凝土施工 34 4 8 围堰拆除 37 4 9 钢板桩围堰施工可能遇到的问题及处理措施 38 4 9 1 板桩倾斜 扭转 38 4 9 2 临桩连带下沉 39 4 9 3 硬土贯入困难 39 4 9 4 围堰渗漏处理措施 39 4 9 5 合龙困难 40 4 9 6 拔桩困难 40 4 10 钢板桩围堰变形 位移监测 41 4 11 直爬梯设计 41 4 11 1 定义 41 4 11 2 技术要求 42 第五章 安全文明施工保证措施 44 5 1 安全生产组织机构 44 5 2 各项安全管理制度 44 5 2 1 安全生产教育与培训制度 45 5 2 2 安全技术交底制度 45 5 2 3 安全生产检查制度 45 5 2 4 应急救援预案制度 46 5 3 安全技术保证措施 46 5 4 施工人员安全保证措施 46 5 5 安全管理保证措施 47 5 6 水上安全防护措施 47 5 7 临时用电安全保证措施 48 5 8 机械设备安全保证措施 48 5 9 文明施工保证措施 48 第六章 质量保证措施 50 6 1 拉森钢板桩质量控制措施 50 6 2 围檩及支撑质量控制措施 51 第七章 环境保护措施 53 7 1 施工环保 水土保持目标 53 7 2 施工环保 水土保持管理体系 53 7 2 1 施工环保 水土保持管理组织机构 53 7 2 2 施工环保 水土保持管理检查制度 53 7 3 施工环保 水土保持措施 54 7 3 1 环境保护措施 54 7 3 2 水土保持措施 54 7 3 3 水质及水利设施保护措施 55 第八章 安全应急预案 56 8 1 成立安全应急救援小组 56 8 2 应急救援小组工作职责 56 8 3 事故报告制度 57 8 4 生事故后应急处理程序 57 8 5 应急救援物资配备 57 8 6 触电应急预案 58 8 7 物体打击事故 58 8 8 基坑边坡垮塌事故 58 8 9 人员坠入基坑事故应急预案 59 8 10 机械伤害事故应急预案 59 8 11 施工人员坠河溺水应急预案 59 8 12 围堰失稳逃生应急预案 60 8 12 1 演练形式 60 8 12 2 演练要求 60 第九章 附件 61 第一章第一章 编制说明编制说明 1 11 1 编制依据编制依据 1 公路工程地质勘查规范 JTG C 2011 2 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 3 公路勘查规程 JTG T C10 2007 4 公路工程水质分析操作规程 JTJ 056 84 5 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 6 公路桥涵施工技术规范 JTGT F50 2011 7 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 8 建筑工程安全生产管理条例 9 建筑施工安全检查标准 JGJ59 2011 10 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ46 2005 11 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33 2001 12 工程测量规范 GB50026 2007 13 建筑基坑支护技术规程条文说明 14 建筑边坡工程技术规范 GB50300 2002 15 本工程两阶段施工图设计及现场实际情况 1 21 2 编制原则编制原则 1 响应项目管理文件 遵守合同原则 积极响应和遵守项目管理文件中的安全 质量 工期 环保 文明施工等方 面的规定 严格遵守建设工程施工合同条件 合同协议条款及补充协议内容 充 分结合现场调查资料 2 安全原则 结合本工程特点 制定积极有效的安全管理 技术 组织措施 确保人身安 全和工程安全 施组编制始终按照技术可靠 措施得力 确保安全的原则确定施 工方案 在各项安全措施落实到位 确保万无一失的前提下组织施工 3 确保工程质量的原则 遵守相关法律法规 针对本标段工程特点和质量目标的要求 制定完善的工 程质量管理制度 建立质量保证组织体系 加强过程控制 从各个环节上保证工 程质量目标的实现 4 确保工期的原则 根据招标文件对本标段的工期要求 编制科学的 合理的 周密的施工方案 采用信息化技术 合理安排工程进度 实行网络控制 搞好工序衔接 实施进度 监控 确保实现工期目标 满足业主要求 5 坚持按项目法管理的原则 通过与建设单位 监理单位和设计单位协作 综合运用人员 机械 物资 资金和信息 实现质量和造价在保证安全和工期前提下的最佳组合 在每道工序 施工中 加大自检自查力度 严格执行监理工程师的指令 尊重并服从监理的意 见 严格管理 6 本着先进性与适用性相结合的原则 采用成熟可靠的技术 加强工序控制 确保优质 安全 快速 高效建成该 工程 并以先进可靠的施工方法和工艺控制投资 降低成本 7 文明施工 高度重视环境保护的原则 从节省临时占地 减少植被破坏 减少环境污染 搞好环保 文明施工等多 角度出发 进行生产及生活场地的布局 做好环境保护和营区绿化 重视环保 珍惜土地 整个施工过程中采取有效措施保护生态环境 控制环境污染 节约利 用土地资源 做好水土保持 有效保护地下管线和既有构筑物 减少扰民 做好 公共交通配合 切实维护建设单位及地方群众的利益 创建文明标准工地 关心 员工生活 维护职业健康安全 1 31 3 适用范围适用范围 本方案适用于钢板桩围堰的设计 施工 第二章第二章 工程概况工程概况 2 12 1 工程简介工程简介 本工程共有特大桥 2 座 大桥 3 座 中小桥梁 32 座 其中涉及水中墩施工的 大桥 特大桥共有 4 座 分别为浍河特大桥主桥 沱河大桥主桥就 濉河大桥 王引河大桥 其他中小桥采用土围堰填平施工或局部采用钢板桩围堰施工 本方 案主要就大桥 特大桥水中墩作业钢板桩围堰进行论述 1 主桥承台 特大桥跨越浍河 桥跨布置为 15 30m 简支转结构连续小箱梁 75 130 75 m 预应力混凝土变截面连续箱梁 15 30m 简支转结构连续小 箱梁 桥梁全长 1186m 特大桥主桥采用悬臂现浇连续箱梁 主墩及过渡墩 15 17 墩处于河道中 为水中墩 过渡墩 18 墩为岸上墩 桥跨示意如图 1 1 所示 图 2 1 浍河特大桥水中墩布置示意图 16 17 主墩承台结构尺寸为 25 5 12 4m 采用 C40 混凝土 并采用 C25 混 凝土进行封底 设计封底厚度为 1m 设计承台底高程 15 426m 封底混凝土高程 14 426m 考虑到浍河地质情况较差 前期桩基施工发现砂层较厚 封底混凝土 拟加厚 1m 故开挖高程为 13 426m 河床底高程 21 926m 开挖深度 7 5m 考虑 到水位影响 拟选用 22m 长拉森钢板桩进行围堰 15 18 过渡墩承台结构尺寸为 8 25 6 6 3m 采用 C30 混凝土 并采用 C25 混凝土进行封底 设计封底厚度为 1m 设计承台底高程 15 墩 18 346m 封底混凝 土高程 17 346m 考虑到 15 墩位于河道内 且地质情况较差 封底混凝土厚度同 主墩拟加厚 1m 故开挖高程为 16 346m 河床面高程 22 8m 开挖深度约为 6 5m 考虑到水位影响 拟选用 18m 拉森钢板桩进行围堰 18 墩承台底高程 23 346m 封底混凝土高程 22 246m 根据地质情况 拟封底厚度 0 5m 开挖高程 为 22 746m 原地面高程 27 0m 开挖深度约为 4 5m 拟选用 12m 拉森钢板桩进行 围堰 2 大桥主桥承台 大桥横跨沱河 桥跨布置为左幅 3 30 26 7 m 预应力混凝土小箱梁 10 25m 预应力混凝土小箱梁 30 2 50 30 m 预应力混凝土变截面连续箱 梁 4 25m 预应力混凝土小箱梁 右幅 26 7 3 30 m 预应力混凝土小 箱梁 10 25m 预应力混凝土小箱梁 30 2 50 30 m 预应力混凝土变截面 连续箱梁 4 25m 预应力混凝土小箱梁 桥梁全长 632 7m 大桥主桥采用悬臂现浇连续箱梁 桥梁主墩 15 16 17 墩均处于河道位置 承台结构尺寸为 10 65 6 6 2 5m 其中 16 墩因考虑通航要求 高程进行了调整 承台底标高分别为 21 874m 18 954m 22 278m 设计封底混凝土 1m 根据地勘 河床底高程分别为 25 38m 22 94m 25 16m 开挖深度分别为 4 5m 5 0m 4 0m 同时考虑到沱河常水位及河道地质情况 拟 15 17 墩均选用 15m 长拉森钢板桩进行围堰 3 K1 115 大桥地系梁 跨越 桥跨布置为 8 30m 先简支后连续小箱梁 左右幅相同 全桥总长为 246m 桥梁 5 6 墩地系梁需采用钢板桩围堰进行施工 系梁截面尺寸为 1 2m 1 5m 底标高 5 墩为 24 695m 6 墩为 24 865m 考虑到墩位位于河中 且 土围堰较高 地质情况复杂多变 拟采用 15m 长 IV 型拉森桩 2 道内支撑体系围护 方案 钢板桩顶标高为 28 495m 4 K3 266 大桥地系梁 跨 桥跨布置 10 25m 先简支后连续小箱梁 左右幅相同 全桥总长为 256m 桥梁 7 8 地系梁位于水中 需采用钢板桩围堰进行施工 系梁截面尺寸为 1m 1 2m 底标高 7 墩为 26 656m 8 墩为 26 667m 此墩位桩基施工时采用钢平 台进行施工 地系梁施工拟采用 15m 长 IV 型拉森桩 2 道内支撑体系围护方案 钢 板桩顶标高为 32 855m 2 22 2 工程地质工程地质 1 特大桥工程地质 特大桥桥位区内为第四系上更新统地层覆盖 根据钻探 桥位区地层如下 各土层 fao qik 建议值表 地层编号岩土名称承载力基本容许值桩侧土摩阻力标准值 fao kPa qik kPa 3 淤泥质粉质粘土 5030 粉质粘土 15055 1 粉土 18040 2 粉质粘土 20060 3 粉土夹粉砂 20045 1 粉质粘土 25065 2 粉土 20045 2 粉质粘土 粘土 28070 2 大桥工程地质 大桥桥位区内为第四系地层覆盖 根据钻探 桥位区地层如下 各土层 fao qik 建议值表 地层编号岩土名称 承载力基本容许值 fao kPa 桩侧土摩阻力标准值 qik kPa 1 粉土 18040 2 粉质粘土 20060 4 粉砂夹细砂 10040 1 粉质粘土 25065 2 粉土 20045 2 粉质粘土 粘土 28070 3 K1 115 濉河大桥工程地质 桥位区内为第四系底层覆盖 根据钻探 桥位区地层如下 各土层 fao qik 建议值表 地层编号岩土名称 承载力基本容许值 fao kPa 桩侧土摩阻力标准值 qik kPa 1 粉土 18040 2 粉质粘土 20060 3 粉土 20045 4 粉砂夹细砂 11040 1 粉质粘土 25065 3 细砂 20060 2 粉质粘土 粘土 28070 4 K3 266 王引河大桥工程地质 桥位区内为第四系底层覆盖 根据钻探 桥位区地层如下 各土层 fao qik 建议值表 地层编号岩土名称 承载力基本容许值 fao kPa 桩侧土摩阻力标准值 qik kPa 1 粉土 18040 2 粉质粘土 20060 4 粉砂 11040 1 粉质粘土 25065 4 细砂 20060 2 粉质粘土 28070 2 32 3 水文水文 1 是天然河道 为淮河一级支流 勘测期间地下水位埋深 0 70 6 05m 相应高程为 21 00 22 65m 本河道水位受季节性影响较小 水位主要受上游水闸 放水控制 根据设计单位 2014 年 1 月编制的 详细工程地质勘查报告 2013 年 12 月 25 日最高水位为 25 97m 所有本围堰顶设防水位控制为 26 5m 地下水位受大气降水及河水位影响较大 工程区环境类型为 级 根据水质 分析 环境水对混凝土微腐蚀性 对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性 2 为淮北平原人工平地开挖的 地跨豫 皖 苏的大型河道 勘测期间地 下水位埋深 3 3m 8 8m 相应高程为 23 45 26 05m 地下水位受大气降水及河 水位影响较大 工程区环境类型为 级 根据水质分析 环境水对混凝土微腐蚀 性 对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性 3 水系 淮河流域 地下水主要为第四系松散层孔隙水 潜水赋存于上不 粘性土中 下部砂层中赋存承压水 勘察期间地下水位 埋深 3 3 9 8m 相应高 程 25 18 27 16m 地下水位受大气降水及河水位影响较大 工程环境类型为 级 根据水质分析 环境水对混凝土微腐蚀性 对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀 性 4 淮河流域 地下水主要为第四系松散层孔隙水 潜水赋存于上不粘性土 中 下部砂层中赋存承压水 勘察期间地下水位 埋深 3 3 6 6m 相应高程 25 66 27 22m 地下水位受大气降水及河水位影响较大 工程环境类型为 级 根据水质分析 环境水对混凝土微腐蚀性 对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性 2 42 4 工程目标工程目标 2 4 12 4 1 工期目标工期目标 桥梁施工应严格按照设计图纸及 公路桥涵施工技术 JTG T F50 2011 要求进行 根据下部结构基础 墩台浇筑情况和上部结构预制情况分别统筹安排 施工 工期安排自 2014 年 12 月至 2015 年 6 份 施工用时 7 个月 2 4 22 4 2 安全目标安全目标 1 坚持 安全第一 预防为主 综合治理 的方针 2 建立健全安全管理组织机构 完善安全生产保证体系 3 杜绝特别重大 重大 大安全事故 杜绝死亡事故 尽可能地防止一般 事故的发生 一般事故频率不超过 3 4 消灭一切责任事故 确保人民生命财产不受损害 5 创建安徽省平安工地 2 4 32 4 3 环保目标环保目标 环保 水保工程与主体工程 三同时 施工 即同时设计 同时施工 同时投 产使用 努力把工程设计和施工对环境的不利影响减至最低限度 确保本工程沿 线景观不受破坏 江河水质不受污染 植被有效保护 将本工程建成环保型的一 级公路 2 4 42 4 4 文明施工目标文明施工目标 努力做到本工程施工现场环境整洁 纪律严明 设备完好 物流有序 信息 准确 生产均衡 创市级文明施工样板及安全标准工地 第三章第三章 施工部署施工部署 3 13 1 组织机构组织机构 根据本工程施工特点 我公司前期对本工程划分四个工区 并按属地辖区划 段管理 设项目部四工区 工区设工区经理 工区总工等职 工区在项目部管理 体系中垂直管理 1 领导层 项目经理部领导层由项目经理 总工程师 副经理组成 负责本工程的生产 指挥 技术指导和对外协调 现场工区具体直接负责现场各项管理 2 管理层 管理层中设置 五部两室 即工程技术部 安全环保部 质量监察部 物 资机械部 计划合约部 综合办公室和试验室 3 作业层 作业层按标段桥梁结构特点分为下部结构施工作业队 连续梁施工作业队 箱梁预制架设作业队 附属工程施工作业队 综合施工作业队 各作业队负责相 应的分项工程施工 施工组织机构框架如图施工组织机构框架如图 3 13 1 项目经理部各职能部门职责表项目经理部各职能部门职责表 表表 3 13 1 人员或部门主要管理职责 项目经理 主持全面工作 全面履行项目合同 对工程质量 安全 工期 成 本控制和环境保护负全责 负责项目经理部内部行政管理工作 项目副经理 协助项目经理日常工作 按施工组织设计具体负责组织生产 协调 各施工作业队人员 材料 机械设备等 负责组织指挥施工生产 各作业层的接口界面协调和内部考核 监督年 季 月施工计划执 行 总工程师 主抓技术管理和技术方案的制定 负责编制年 季 月施工计划 并负责与监理单位 设计单位和业主技术部门的协调工作 负责质 量 安全施工 工程技术部 负责施工全过程中的技术管理工作 包括施工技术 试验 测量 生产调度等 负责编制施工组织设计 施工工艺及操作细则 对关 键工序的施工进程跟踪观测 负责编制各工序技术文件并进行交底 负责施工全过程中内部监控 安全环保部 制定安全生产制度 劳动保护制度 安全操作规程和审批手续 开 展安全和环保教育 制定实施年度安全环保计划 监察所属部门各 专业管理工作实施情况 并指导完成各项计划 监察所属部门和生 产现场的环境保障及环境治理工作 检查各机械设备安全及司机操 作行为 质量检查部 负责施工全过程中的质量监督管理 制定质量标准及工地的创优规 划并负责实施 对质量进行监督检查 按照质量管理体系 全面开 展各项质量活动 物资机械部 负责物资材料 机械设备的调运采购等工作 负责施工生产材料的 采购 供应和管理 按施工进度计划提出材料采购计划 按时组织 工程材料到位 确保生产用料供应 负责机械设备的管理 施工生 产所需机械设备的调配 申报设备维修 配件采购计划与监督维修 保养 确保机械设备正常运转 合约计财部 包括计划统计 预算合同等工作 负责工程合同管理及工程计量工 作 负责编制年 季 月度施工生产计划 编制统计报表并上报 工程竣工决算 负责施工生产所需用资金的组织与筹措 保证施工 人员或部门主要管理职责 生产资金落实 日常财务报销 季度 年度财务结算和工程竣工决 算 各种资金回收及债权的清算 试验室 配合项目部实验室做好材料取样 保管工作 并做好相应台账记录 综合办公室 负责项目部的行政事务管理和车辆管理 负责本标段后勤保障工作 负责办公会议的准备工作 协助领导组织处理或直接处理突发事件 和重大事件 负责项目经理部文件和资料和统一管理 负责本项目 部人事管理和培训 负责安全应急事故救援工作 作业班组 对项目经理部负责 负责组织各自作业范围内工程项目施工 负责 人员 机械调配 对施工范围内工程质量 安全 工期及环境保护 负责 3 23 2 拟投入管理人员及劳力拟投入管理人员及劳力 3 2 13 2 1 项目经理部管理层人员配备项目经理部管理层人员配备 项目经理部管理层主要人员配备为 项目经理 1 名 项目副经理 2 名 项目 总工程师 1 名 工程技术部 安全环保部 质量监察部 物资机械部 合约计财 部各配部长 1 名及成员若干 试验室配试验员 1 人 综合办公室配主任 1 名成员 3 人 项目经理部管理层人员配备如表 3 2 表表 3 23 2 项目经理部管理层人员配备表项目经理部管理层人员配备表 序号名 称人数备 注 1 项目经理 1 2 项目副经理 2 其中 1 人兼调度长 3 项目总工程师 1 4 工程技术部 7 部长 1 人 结构工程师 2 人 测量工程师 2 人 技术员 2 人 5 安全环境部 3 部长 1 人 专业安全员 2 人 6 质量检查部 3 部长 1 人 质检工程师 1 人 质检员 1 人 7 物资机械部 5 部长 1 人 采购 1 人 库管员 3 人 8 合约计财部 3 部长 1 人 计量支付 1 人 会计出纳 1 人 9 试验室 1 试验员 1 人 10 综合办公室 4 主任 1 人 办事员 1 人 小车司机 2 人 3 2 23 2 2 项目经理部作业层人员配备项目经理部作业层人员配备 作业层人员根据施工进度进行合理配备 其中特殊工种全部要求持证上岗 使用的合同制工人也是与我公司有长期合作关系的协作队伍的技术工人 施工人 员将由我公司有着类似桥梁施工经验丰富的骨干人员组成 对参加本工程施工的全体人员 在进场前进行有针对性的培训和教育 进场 后进行技术 安全操作规程以及环保 医疗 消防和文明施工等方面的培训教育 项目部将根据本工程的实际特点结合以往的施工管理经验 建立并制定各项 劳动力组织管理制度 严格按照管理制度办事 表表 3 33 3 单个作业区人员分工及数量表单个作业区人员分工及数量表 序号岗位人数职 责 1 现场总负责 1 负责现场施工生产组织和施工安全 2 技术负责人 1 全面负责施工技术和质量 3 现场调度 2 负责现场生产调度 4 技术员 4 负责现场施工技术和质量 5 专职安全员 2 负责现场施工安全 6 测量工程师 1 负责现场施工测量工作 7 质检工程师 1 负责现场施工质量检测 8 电工 2 负责现场用电设施维修保养 9 吊装工 12 10 电焊工 15 11 混凝土工 10 负责围堰封底施工 12 普工 14 3 33 3 拟投入机械设备配备拟投入机械设备配备 钢板桩主要插打设备为 DZ90 型振动锤及 70t 履带吊 根据施工现场情况 为保证钢板桩围堰顺利施工 需配备的主要作业机械 设备如表 3 4 表表 3 43 4 拟投入本工程的主要机械设备表拟投入本工程的主要机械设备表 序号名称规格 功率单位数量备 注 1 发电机 250kw 台 2 备用 2 变压器 400KVA 台 3 3 振动锤 DZ90 台 4 2 台备用 4 吊车 25T 台 2 5 履带吊 70T 台 3 6 混凝土汽车泵台 2 浇筑封底砼 7 混凝土灌注设备套 2 浇筑封底砼 8 拌和站 90m h 座 3 一座备用 9 混凝土罐车 10 台 6 混凝土运输 10 电焊机 BX1 315 400 台 20 拟投入本工程的主要测量设备如表 3 5 表表 3 53 5 拟投入本工程的主要测量设备表拟投入本工程的主要测量设备表 序号设备名称及规格单位数量备注 1 徕卡全站仪 TCR802套 2 带数字记录器和记录卡 2 徕卡电子水准仪 DNA03套 3 测量精度是 0 4 毫米 3 对讲机 10km 以上 台 4 4 钢卷尺 30m 把 2 5 小钢卷尺 5m 个 10 6 皮尺 50m 把 2 7 锤子 2kg 把 6 8 组合式花杆 2 5m 套 3 9 钢钉 顶部刻有十字线 个 800 顶部不小于 12 的钢筋 10 测绘成图软件 CASS7 0套 1 11 COSA 平差软件套 1 3 43 4 施工进度计划施工进度计划 本工程施工节点钢板桩围堰共 7 个墩 其中特大桥 4 个 大桥水中墩 3 个 主要施工进度计划如下 1 特大桥 16 17 墩单个围堰施工进度如图 3 2 图 3 2 特大桥 16 17 墩单个围堰施工进度图 2 特大桥 15 墩 大桥 15 17 墩单个围堰施工进度如图 3 3 图 3 3 特大桥 15 墩 大桥 15 17 墩单个围堰施工进度图 3 特大桥 18 墩 河单个围堰施工进度如图 3 4 图 3 4 特大桥 18 墩 单个围堰施工进度图 第四章第四章 钢板桩围堰施工方案钢板桩围堰施工方案 4 14 1 钢板桩选型钢板桩选型 目前国内常见的钢板桩主要为拉森 型 拉森 型钢板桩单根长度为 12m 宽 度为 400mm 高度为 170mm 板厚为 15 5mm 如图 4 1 拉森 型钢板桩截面特 性如表 4 1 图 4 1 拉森 型钢板桩截面示意图 表表 4 14 1 拉森拉森 型 型 型钢板桩截面特性表型钢板桩截面特性表 每米板面截面特性 型号 宽度 mm 高度 mm 板厚 mm 截面面积 cm2 理论重量 kg m2 惯性距 cm4 截面模量 cm3 拉森 型 40017015 5242 5190386002270 结合本工程现场实际情况 水中墩基坑较深 水位较高等特点 本工程基坑 支护安全等级为 II 级 钢板桩型号选用如下 1 特大桥 15 16 17 墩拟选用 型拉森型钢板桩 2 特大桥 18 墩 15 17 墩 拟选用拉森 型钢板桩 4 24 2 钢板桩围堰设计钢板桩围堰设计 4 2 14 2 1 特大桥钢板桩围堰设计特大桥钢板桩围堰设计 1 1 16 16 主墩钢板桩围堰设计主墩钢板桩围堰设计 16 墩 钢板桩采用拉森 型钢板桩 材质 SY295 单根长度为 22m 围堰平 面尺寸为 28 0 14 4m 共设置两道内支撑 钢板桩围堰顶高程为 26 5m 围堰底 高程为 4 5m 封底混凝土厚度为 2 0m 第一道内支撑圈梁采用 2I45b 型钢 支撑采用 529 8mm 钢管 第二道内支 撑圈梁采用 2H600 型钢 支撑采用 800 10mm 钢管 为保证钢管受力均匀 与 圈梁相接触钢管四周需加焊加劲板 圈梁与钢板桩之间的连接采用牛腿形式 16 主墩钢板桩围堰立面布置如图 4 2 图 4 2 16 主墩钢板桩围堰立面布置图 围堰施工工序 1 钻孔桩施工结束后整理钻孔平台 在靠近承台侧定位桩上焊接牛腿 安装 第一道内支撑作为钢板桩插打导向围檩 2 插打钢板桩至合拢 3 围堰内继续抽水 清淤至 19 50m 在 20 00m 处安装第二道内支撑 4 围堰内注水至围堰外水位 水下吸泥至 13 426m 处 5 搭设封底砼浇筑平台 浇筑 2 0m 厚水下封底砼 6 待砼达到设计强度后 凿桩头 施工承台 7 拆除承台模板 在承台与钢板桩空隙间回填 3 5m 高砂 土混合物 顶部 浇筑 0 5m 高砼冠梁 8 待 0 5m 高砼冠梁达到强度后 拆除第二道内支撑 9 施工墩身 拆除第一道内支撑 10 拔除钢板桩 2 2 17 17 主墩钢板桩围堰设计主墩钢板桩围堰设计 17 墩 钢板桩采用拉森 型钢板桩 材质 SY295 单根长度为 19m 围堰平 面尺寸为 28 0 14 4m 共设置两道内支撑 钢板桩围堰顶高程为 26 5m 围堰底 高程为 7 5m 封底混凝土厚度为 2 0m 第一道内支撑圈梁采用 2I45b 型钢 支撑采用 529 8mm 钢管 第二道内支 撑圈梁采用 2H600 型钢 支撑采用 800 10mm 钢管 为保证钢管受力均匀 与 圈梁相接触钢管四周需加焊加劲板 圈梁与钢板桩之间的连接采用牛腿形式 17 主墩钢板桩围堰立面布置如图 4 3 图 4 3 17 主墩钢板桩围堰立面布置图 围堰施工工序 1 钻孔桩施工结束后整理钻孔平台 在靠近承台侧定位桩上焊接牛腿 安装 第一道内支撑作为钢板桩插打导向围檩 2 插打钢板桩至合拢 3 围堰内继续抽水 清淤至 19 50m 在 20 00m 处安装第二道内支撑 4 围堰内注水至围堰外水位 水下吸泥至 13 426m 处 5 搭设封底砼浇筑平台 浇筑 2 0m 厚水下封底砼 6 待砼达到设计强度后 凿桩头 施工承台 7 拆除承台模板 在承台与钢板桩空隙间回填 3 5m 高砂 土混合物 顶部 浇筑 0 5m 高砼冠梁 8 待 0 5m 高砼冠梁达到强度后 拆除第二道内支撑 9 施工墩身 拆除第一道内支撑 10 拔除钢板桩 3 3 特大桥 特大桥 15 15 墩过渡墩钢板桩围堰设计墩过渡墩钢板桩围堰设计 钢板桩采用拉森 型钢板桩 材质 SY295 单根长度为 18m 围堰平面尺 寸为 9 6 24 0m 共设置两道内支撑 钢板桩围堰顶高程为 26 0m 围堰底高程 为 8 0m 封底混凝土厚度为 2 0m 第一道内支撑圈梁采用 2I45b 型钢 支撑采用 529 8mm 钢管 第二道内支 撑圈梁采用 2H600 型钢 支撑采用 630 10mm 钢管 为保证钢管受力均匀 与 圈梁相接触钢管四周需加焊加劲板 圈梁与钢板桩之间的连接采用牛腿形式 钢 板桩围堰总体布置图如图 4 4 所示 图 4 4 特大桥 15 主墩钢板桩围堰立面布置图 围堰施工工序 1 钻孔桩施工结束后整平施工场地 测量定位钢板桩围堰中心线 插打钢板 桩至合拢 2 在 25 2m 处安装第一道内支撑 3 围堰内挖土至 21 50m 在 22 00m 处安装第二道内支撑 4 围堰内注水至围堰外水位 水下吸泥至 13 426m 处 5 搭设封底砼浇筑平台 浇筑 2 0m 厚水下封底砼 6 待砼达到设计强度后 凿桩头 施工承台 7 拆除承台模板 在承台与钢板桩空隙间回填 3 5m 高砂 土混合物 顶部 浇筑 0 5m 高砼冠梁 8 待 0 5m 高砼冠梁达到强度后 拆除第二道内支撑 9 施工墩身 拆除第一道内支撑 10 拔除钢板桩 4 4 特大桥 特大桥 18 18 过渡墩钢板桩围堰设计过渡墩钢板桩围堰设计 特大桥 18 墩左右幅单个承台尺寸为 8 25 6 6 3 0m 围堰平面尺寸为 9 6 24 0m 钢板桩长度拟选择 12m 共设置一道内支撑 围堰顶高程为 27 5m 围堰底高程为 8 0m 视工程地质情况 封底混凝土拟厚 0 5m 过渡墩 18 墩钢板桩围堰立面布置如图 4 5 图 4 5 过渡墩 18 墩钢板桩围堰立面布置图 围堰施工工序 1 钻孔桩施工结束后整理施工场地 测量定位钢板桩围堰中心线 插打钢板 桩至合拢 2 安装第一道内支撑 3 围堰内挖土 抽水至 22 846m 处 搭设封底砼浇筑平台 浇筑 0 5m 厚封 底砼 4 待砼达到设计强度后 凿桩头 施工承台 5 拆除承台模板 在承台与钢板桩空隙间回填砂 土混合物 回填至承台面 6 施工墩柱 拆除内支撑 拔除钢板桩 4 2 24 2 2 大桥钢板桩围堰设计大桥钢板桩围堰设计 大桥 15 17 墩均采用两个分离式的承台 承台平面尺寸为 6 6m 10 65m 承台厚度为 2 5m 两个承台间间距为 2 6m 钢板桩长度为 15m 钢板桩围堰与承 台边线净距 1 0 根据围堰合拢的需要调整 16 墩钢板桩围堰顶高程控制在 26 56m 高出水面 1 0m 钢板桩底高程 11 56m 第一道围檩支撑中心高程为 26 26m 第二道围檩支撑高程中心 23 654m 采用两道围檩 支撑 围檩均为 2H500 300 型钢 支撑均为采用 609 16mm 钢管 短角撑均为 H400 型钢 图中仅示意 16 主墩高程 15 17 墩钢板桩围堰布置方式与 16 墩相同 仅桩底 桩顶 内支撑处高程所示不同 图 4 6 大桥 15 17 主墩钢板桩围堰侧面布置图 1 钻孔桩施工结束后整理施工场地 测量定位钢板桩围堰中心线 打设围 堰导向架 进行钢板桩打设 桩顶标高 26 56m 2 在高程为 26 26m 处设置第一道围檩及内支撑 3 抽水 清淤 水下吸泥至 23 154m 高程 在高程 23 654m 处设置第二 道围檩及内支撑 4 注水吸泥至设计基底标高 20 154m 高程 5 搭设封底砼浇筑平台 浇筑 1 0m 厚水下封底砼 6 待砼达到设计强度后抽水 凿桩头 施工承台 7 承台周边回填砂 浇筑 50cm 厚砼冠梁 达到强度后拆除第二道支撑 8 浇筑墩身 围堰内灌水 15 17 墩回填土 拆除第一道支撑 9 拔出钢板桩 4 2 34 2 3 大桥钢板桩围堰设计大桥钢板桩围堰设计 桥梁 5 6 墩地系梁需采用钢板桩围堰进行施工 系梁截面尺寸为 1 2m 1 5m 底标高 5 墩为 24 695m 6 墩为 24 865m 考虑到墩位位于河中 且 土围堰较高 地质情况复杂多变 拟采用 15m 长 IV 型拉森桩 2 道内支撑体系围护 方案 钢板桩顶标高为 28 495m 施工工序同沱河大桥主墩 布置形式详见后附 图纸 4 2 44 2 4 大桥钢板桩围堰设计大桥钢板桩围堰设计 桥梁 7 8 地系梁位于水中 需采用钢板桩围堰进行施工 系梁截面尺寸为 1m 1 2m 底标高 7 墩为 26 656m 8 墩为 26 667m 此墩位桩基施工时采用钢平 台进行施工 地系梁施工拟采用 15m 长 IV 型拉森桩 2 道内支撑体系围护方案 钢 板桩顶标高为 32 855m 施工工序同沱河大桥主墩 布置形式详见后附图纸 施 工工序同沱河大桥主墩 布置形式详见后附图纸 4 34 3 钢板桩围堰施工准备钢板桩围堰施工准备 4 3 14 3 1 围堰材料准备围堰材料准备 1 钢板桩准备 钢板桩整理 拉森钢板桩运到工地后 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 2m 的同类型 同规格的拉森钢板桩作标准 将所有同型号的拉森钢板桩作锁口通过检查 检查 采用卷扬机拉动标准拉森钢板桩平车 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 宽度检查的方法是 对于每片拉森钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽 度 使每根桩的宽度在同一尺寸内 每片相邻数差值以小于 1cm 为宜 对于肉眼 看到的局部变形可进行加密测量 对于超出偏差的拉森钢板桩应尽量不用 拉森钢板桩的其它检查 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 对于检查合格的拉森钢板桩 为保证拉森钢板桩在施工过程中能顺利插拔 并增加拉森钢板桩在使用时防渗性能 每根板桩锁口都须均匀涂以混合油 其体 积配合比为黄油 干锯沫 5 3 钢板桩接长 浍河特大桥 16 墩所需钢板桩长度为 22m 而钢板桩单根长度为 12m 所以施 工插打前需将钢板桩接长 接长的钢板桩要保证每根只有一道接缝 钢板桩在接长前先进行变形检查 对变形严重的钢板桩进行校正并做锁口通 过检查 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 其它检查包括剔除钢板桩前期使用后表面因焊接钢板 钢筋留下的残渣瘤等 保证焊接质量措施如下 a 焊前将焊缝用氧 乙炔焰烘烤 目的是除油去污且起焊前预热的作用 以 降低淬硬倾向 防止产生冷裂纹 b 将焊条在烤箱中烘烤 2 3h 温度控制在 200 使用时放入焊条保温筒 中 随用随取 以确保焊接材料干燥 防止产生氢脆裂纹和气孔等缺陷 c 施焊过程中采用多层交替焊接 采用多层焊 由于焊缝短 前道焊缝未冷 到较低温度 就开始下一层焊缝 上层对下层有预热作用 下层对上层有缓冷作 用 因此对焊缝有改善作用 采用双面交替焊 可防止两面受热不均造成焊接变 形过大 d 焊接时为防止残余应力过大 导致延迟裂纹的产生 在施焊过程中用锤 击焊缝法 即边焊边用小锤敲击近缝区 使焊缝在振动中结晶 使晶粒有序化 可起到松弛焊缝残余应力的作用 2 其他材料准备 围堰所需的支撑 临时吊挂 牛腿等材料进场均要经过检验 必须具有有效 地合格证明 在加工区根据需要对原材料进行现场加工的 如工字钢拼接 角撑制作等 操作工艺及质量必须满足设计及规范要求 4 3 24 3 2 机械设备准备机械设备准备 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 DZ90 振动锤的端电压要达到 380 420V 而夹板牙齿不能有太多磨损 DZ90DZ90 振动锤性能参数表振动锤性能参数表 表表 4 24 2 型 号 参数 DZ60ADZ90ADZ120DZJ135 偏心矩 kg cm 3600460068000 7540 最大频率 cpm 1100105010001000 起振力 kN 4865707750 843 最大振幅 mm 9 612 6911 60 8 5 总重量 kg 51306155827412000 70T70T 履带吊性能参数表履带吊性能参数表 表表 4 34 3 4 3 34 3 3 现场准备现场准备 桩基施工结束后撤走钻机并拆除钻孔平台 同时清理待施工墩位处栈桥以便 钢板桩运输及临时堆放 4 44 4 钢板桩的插打钢板桩的插打 本工程钢板桩围堰利用履带吊配合振动锤进行钢板桩插打 围堰施工总体流程为 施工准备 放线 安装定位导向架 打拉森桩合拢 降水 挖土安装围檩及 支撑直至承台底 施工混凝土承台 承台与钢板桩间空隙填砂 施工混凝土传力 带 拆除第二道围檩支撑 施工内部结构至相应的支撑底并拆除相应处的支撑 及围檩直至第一道支撑底 回灌水并拆除第一道支撑 拔出钢板桩 围堰施工结 束 钢板桩施工工艺流程 图 4 7 钢板桩插打施工工艺流程 1 钢板桩插打施工 钢板桩插打选择从围堰横桥向中心处开始 然后依次向两边进行 最后在任 一角桩附近进行合拢 钢板桩插打前利用钻孔平台 在定位桩上焊接双拼 45C 工字钢作为钢板桩导 向架 在插打前几根钢板桩前 先按钢板桩宽度在导向架上画出每根钢板桩的边 线 然后再焊接长约 4m 的导向桁架 在导向架上 下边上设置限位装制 大小比 钢板桩每边放大 1cm 钢板桩插打导向架示意如图 4 8 图 4 8 钢板桩插打导向架示意图 为了确保每片钢板桩插打后的平面位置 第一片钢板桩是插打的关键 插 打前在导向架上设置限位装制 大小比钢板桩每边放大 1cm 插打时 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 通过检测 确定首根钢板桩插打合格后 以此桩为基准 再向两侧插打每 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 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 钢板桩插打至设计标高后 立即与导向架进行焊接 以抵抗水流冲击 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 2 钢板桩围堰合拢 钢板桩合拢技术是钢板桩围堰施工过程中的关键 合拢成功与否决定了围堰 的施工质量及进度 合拢点选择 钢板桩最后的合拢点选择在任一角桩附近 4 5 根钢板桩处 合拢准备 为控制合拢口处钢板桩垂直度 在距合拢口两侧还剩 10 余根钢板桩时便严格 控制钢板桩的倾斜度 每插打一根钢板桩就测量其轴向及法向倾斜度 并根据其倾 斜度的累积增加规律及已有的施工经验预计其后几根桩的倾斜度 再后续桩插打 时予以逐渐纠正 保证插打至合拢处 其轴向及法向倾斜度均控制在 0 2 以内 插打合拢钢板桩 为了使合拢钢板桩能顺利与相邻桩的锁口相互咬合 插打前应使合拢钢板桩 两侧桩高度不同 高差控制在 100 200 mm 这样合拢钢板桩的锁口可较方便地先 与高桩套好 再套低桩的锁口 插打合拢桩时 使与相邻桩套好锁口的合拢桩自由落入 并将振动锤垂直降 落 使其重量全部压在合拢桩上 开启振动锤 随着桩进入土体的深度增加 阻 力逐渐增大 此时控制器电流表的电流值亦增大 当电流值升至 400A 时 将桩上 提 2 m 左右 待电流值降至 100A 时 再向下施打 如此反复几次 将桩打至预定 高程 合拢施工质量评价 合拢质量评价的标准如下 合拢钢板桩施打时间与一般钢板桩插打时间基本 一致 在打桩过程中 合拢钢板桩的锁口与相邻桩的锁口连结完好 未发现锁口 破坏现象 合拢钢板桩打入后 其相邻两根桩的倾斜度仍保持在 0 2 以内 与合 拢前倾斜度一致 3 钢板桩插打质量控制 钢板桩的运输控制 对于处理好的钢板桩 在堆放和运输中 要避免碰撞 防止弯曲变形 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 钢板桩的起吊控制 a 将接长后的钢板桩整齐排列在易于起吊的位置 b 利用起吊孔起吊钢板桩时 使用气割等在钢板桩轴线上从离端部 10cm 左 右的位置穿好直径 5cm 大小的吊孔 再使用钩环结结实实的联结 c 在下端部系好适当的绳索以防止左右摆动 钢板桩起吊示意见图 4 9 图 4 9 钢板桩起吊示意图 钢板桩施工顺序控制 考虑到起吊设备和振动设备以及围堰合拢的精确度等因素 围堰采用前一部 分逐根直接插打至设计标高 后一部分 约合拢点附近 15 根左右 先插合拢再插 打至设计标高的方法 首先施打的钢板桩 插打时钢板桩桩背紧靠导向架 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 施打完 成后测量检测平面位置和垂直度 满足要求后利用锁口导向和定位导向依次施打 其余钢板桩 钢板桩插打控制 通过检测确定第一片钢板桩插打合格后 以其为基准 再向两边对称插打钢 板桩 整个施工过程中 要用锤球控制每片桩的垂直度 并及时调整 在钢板桩 的插打时注意钢板桩的拼接缝不能在围堰的同一断面上 应上下交替错开 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 钢板桩插打至设计 标高后 立即与导向架进行焊接 以抵抗水流冲击 钢板桩的起插控制 第一根钢板桩以导梁为定位 垂直插 此项工作应反复仔细校正拉森钢板桩 位 确保垂直 至设计标高 其余钢板桩则以已插好的钢板桩为准 起吊后人工 扶持插入前一根拉森钢板桩锁口 然后用振动锤振动下沉 插入桩位的钢板桩需 紧靠导梁 插打一根或几根后 将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上 整个施工 过程中 要用锤球始终控制每根桩的垂直度 及时调整 调整工具有千斤顶 木 楔 导链等 板桩打设的公差标准如下表所示 钢板桩验收标准表钢板桩验收标准表 表表 4 44 4 项目项目允许公差允许公差 板桩轴线偏差 10cm 桩顶标高 10cm 板桩垂直度 1 4 54 5 内支撑安装内支撑安装 钢板桩插打施工完后即进行内支撑的安装施工 本工程钢板桩围堰内支撑均在抽水后进行吊装 焊接 围檩在吊装前首先在 安装位置下方焊接承受围檩自重的临时短型钢牛腿 然后吊围檩型钢就位 由于 部分钢板桩内侧与围檩型钢之间存在空隙 将每片有空隙处的钢板桩用短型钢支 撑在围檩型钢上并焊接固定 尤其注意围堰四角与围檩型钢的固定 并按照设计 要求安装钢管桩支撑 对围檩型钢和支撑接头位置用三角加劲板焊接 同时加强 焊缝质量检查 形成稳定的内支撑结构 施工工艺流程 图 4 10 内支撑施工工艺流程图 钢支撑验收标准表钢支撑验收标准表 表表 4 54 5 序号项目允许偏差 1 围檩 支撑中心标高 mm 30 4 64 6 水下吸泥施工水下吸泥施工 本工程封底砼面以上土层为粉质粘土 粉土 水中墩围堰内吸泥采用水下吸 泥法施工 特大桥 18 墩为岸上墩 围堰内直接开挖土方 根据围堰设计要求 在 内支撑安装到位后并保持围堰内外水位一致的情况下进行水下吸泥施工 为保证 围堰内水位能始终与围堰外水位保持一致 在钢板桩插打前 每个围堰选择 6 根 钢板桩根据设计桩顶标高至低水位时的高度在钢板桩上开孔设置开关阀 在围堰 内水下吸泥过程中打开开关阀使围堰内水位与围堰外水位保持一致 在封底砼达 到强度准备抽水前 关闭开关阀 吸泥施工采用高压气泵吸泥机 清理围堰内基底至封底砼地面 清理完后检 查基底平整度并作好记录 高压气泵吸泥机工作原理 机具由一节直径 273mm 的钢管组成 钢管上附着 有 3cm 的送气管 使其组成一个整体循环系统 工作时整个机具伸入水中 用高 压气泵向送气管管内充入气体 钢管下部进入坑底不断搅动 随着气