某大桥钢板桩围堰施工方案及计算书

PAGEXX河大桥2#、3#墩钢板桩围堰施工方案一、概述XX大桥位于XX市XX镇XX大队窑厂西侧，横跨XX，桥位处河宽约110m。大桥下部结构主墩采用矩形空心墩，钻孔灌注桩基础，本桥桩基均为摩擦桩。共有两个水中墩（2#、3#），计32根水中桩，每个墩分左、右幅两个承台。2#、3#主墩承台顶面标高为-0.648m，承台底面标高为-3.1480m,河面测时水位为1.6m，承台尺寸均为16.5×6.7×2.5m，两承台净距7m。XX大桥水中墩位处河底地质从上到下为亚砂土，该承台底面（基底）为亚砂土，此土质容易造成流砂，给施工带来困难。本工程水中墩施工采用拉森Ⅳ型钢板桩止水围堰的方案。施工时要求钢板桩围堰结构密实，不漏水或漏水很少。钢板桩围堰顶标高3.0m,高于施工水位以上1.4m。二、钢板桩施工步骤本工程采用单层矩形钢板桩围堰，其中心线平面尺寸18.4m×8.8m。承台平面尺寸为16.5m×6.7m，桩长12.0m，净入土5.8m。钢板桩进场钢板桩进场时直接运到工地1、4#台附近，堆放在河岸，用25T汽车吊和15t浮吊及60kW震动锤进行插打。在打桩前根据设计桥墩位置，在平台上放出钢板桩围堰的位置线，经监理复核后才能进行打桩。（二）钢板桩的整理钢板桩运到工地后，须进行检查、分类、编号及登记。锁口检查：用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别用冷弯、热敲、焊补、铆补、割除或接长。单块桩两侧锁口在插打前均要涂以黄油或热的混合油膏，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。（三）插打与合拢1、导梁安装：施打前必须先制作和安装导梁，可用若干钢板桩或型钢打入河床内，将内导梁焊挂在板桩上面，用以导向，水上平台经检查平面位置后可直接作为外导向。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、钢板桩插打：根据现场作业条件和地质资料，采用17吨浮吊悬挂60KW振动锤（激振力50吨）插打钢板桩，浮吊首先需要准确定位抛锚。板桩采用组桩插打，每3~4根桩利用3组夹板夹紧从外侧开始紧贴导梁插打，到夹板位置时拆除相应夹板，然后继续插打。每组桩尤其是第一组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，插打顺序由上游分两头向下游合拢，分两次打到设计标高；第一次将钢板桩逐组施打到稳定深度，待合拢后再依次插打至设计深度；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；钢板桩桩顶为＋3.00m，桩底为－9.0m。3、支撑安装：本钢板桩围堰采用两层支撑，第一层支撑安装在钢板桩顶向下1.8m处（中心标高+1.2m），用I45工字钢作为水平导环，导环支承在牛腿上，牛腿焊接在钢板桩上，斜撑用双[25c加强格构柱45度安装，与环梁连接处四周满焊，必须保证焊缝厚度和质量；第二层支撑安装在中心标高-1.0处，用双排I45c型钢作支撑；第二支撑采用[25c双槽钢加强杆作斜撑，斜撑安装角度45度，建立围堰支撑系统。围堰支撑随抽水和基坑开挖到相应深度后设置，严格控制分阶段开挖深度，不得超过支撑标高线下50cm，每层支撑安装完成并检查合格后方可继续开挖。（四）基坑开挖在钢板桩插打完毕后抽水安装第一层支撑，然后抽水（4B54型、2~3台），到标高-1.7m时（支撑中心下20cm）焊接牛腿，安装第二层支撑环梁和斜撑，抽水到河床面后，采用高压射水、吸泥的开挖工艺开挖河床土方，由中心向四周开挖，挖至-3.10m处停止射水，改用人工清除余下20cm底层土,直到设计标高-3.30m（即承台底标高以下15cm），严禁超挖。在基底角部开挖2～4个集水坑，坑深视基底渗水量决定，并用水泵昼夜排水，确保基坑内不积水。在开挖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。基坑开挖完毕，整平基坑内土后，按要求浇筑砼垫层，垫层厚度为15cm。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。在完成承台和墩身施工后，回填基坑内土方或灌水至支撑位置，然后逐层拆除支撑，将整个基坑回填完毕，再用浮吊和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，并作相应验算，必要时采用换撑拆除，确保安全。四、钢板桩围堰可能遇到的问题及预防措施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。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，同时可辅以外侧水中抛洒锯末、细砂（中砂过筛）等堵漏。3、围堰内挖土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。为防止挖土过程中发生意外事故，保证围堰安全，应配备从堰外向堰内灌水的水泵。一旦发生异常情况，立即向堰内灌水，恢复内外平衡，经检查处理后再抽水开挖。围堰挖土后，对支撑杆件和导环严禁切割和电焊。杆件拆除要按设计规定进行。各层导环要设固定观测点，派专人观察。五、主要施工机械设备、材料及施工人员（单个围堰）15吨浮吊1艘25T汽车吊1台60振动锤1套韩国Ⅳ型，12米拉森钢板桩136根抽水泵（4B54型）4台泥浆泵（冲挖土方用）1套I45c工字钢10Tφ325mm钢管桩32m[25c槽钢1.5t其它型钢、钢板2.5T施工及管理人员20名六、钢板桩施工顺序见下页工艺流程图。七、施工工期自拉森钢板桩进场后，打桩每半幅4天；挖土方每个5天（包括支撑加固在内）；打桩、挖土方共9天（包括支撑加固时间）；拨桩为3天。钢板桩施工工艺流程图浮吊进场浮吊进场钢板桩及振动锤进场钢板桩及振动锤进场定位、放线定位、放线安装导梁安装导梁打钢板桩及封口打钢板桩及封口抽水、吸泥开挖抽水、吸泥开挖钢支撑加固钢支撑加固浇筑砼垫层浇筑砼垫层承台、墩身及托架施工结束后灌水承台、墩身及托架施工结束后灌水拆支撑、拨桩拆支撑、拨桩八、施工观测施工过程中，在各层水平导环上每边设置4个固定的位移变形观测点，做好标记，派专人随时用经纬仪或线锤等仪器跟踪观测土体和板桩体系的移位、变形情况，并做好记录。如发现位移和变形增大、突变等异常情况，立即疏散坑内及周边施工人员，采取灌水平衡内外压力、增加支撑层数和加大支撑及导梁截面等有效措施加固后方可进一步施工。九、主要管理措施（一）施工技术措施：开工前组织本工程管理人员、技术人员及现场施工人员熟悉图纸，了解施工方案，严格执行各级技术检验复核制度。加强施工期间的检查制度，对施工方案、技术措施等，定期检查执行情况。加强施工现场的技术管理，认真落实各项技术管理制度，保证工程质量，把好现场技术关。现场派有经验的专人巡查，严格控制施工质量，确保施工按照设计意图进行。质量管理措施拉森钢板桩使用前，必须经检查验收，如有变形和质量不符合要求的不得使用。在开挖过程中，对局部有渗水的，采用土工布或棉絮填嵌。严格按照规范施工，实行全面质量管理。现场各道工序由专人负责把关，每道工序制定岗位责任，做到分工明确，责任到人。各工序设有质量负责人，质量检查人，责任落实。所用的仪器必须检测合格，并定期检查。施工中紧密配合监理和项目部共同抓好质量工作，保证施工质量。安全生产和文明施工加强安全教育，做好安全交底，杜绝一切违章指挥和违章操作。进入施工现场人员必须戴好安全帽，水上和坑内人员一律穿戴救生衣，不得穿拖鞋或赤脚进入现场。围堰内侧设置上下爬梯，遇紧急情况立即疏散坑内外人员。机械所用的电缆要采取安全措施，避免车辆碾压，防止人员触电，并经常检查线路的绝缘情况。水上施工坚持持证上岗，班前进行安全教育，班后进行安全总结。起重吊桩时加强防护，严禁无关人员进入现场。吊卸所用的索具要具备足够安全系数，并经常检查，如有问题及时更换。安全检查人员要经常巡视，发现有安全隐患及时解决整改。XX大桥2、3#墩钢板桩围堰计算单XX大桥水中墩基础及下部结构采用钢板桩围护支撑辅助施工，钢板桩长度12米，水面标高测时+1.6米，钢板桩顶高出水面1.4米，河床底高程-1.5米，承台顶标高-0.648米，承台底标高-3.148米，基坑深6.2米，第一层支撑在+1.2米标高中心位置处，支撑采用单层I45c工字钢做导梁，2[25槽钢在四角处做斜撑，φ325mm钢管桩做横撑，每层布置两道钢管桩间距6米；第二层支撑在-1.0米中心位置处，支撑采用单层I45c工字钢做导梁，2[25槽钢在四角处做斜撑，φ325mm钢管桩做横撑，每层布置两道钢管桩间距6米（具体布置见施工方案图），承台尺寸长16.5米×6.7米×2.5米高，围堰外围尺寸长18.4米×8.8米×6.25米深。侧压力检算钢板桩支撑布置位置处受到的水压力分别为：h1=0.3米时，Pw=γwh1=1t/m3×0.3m=0.3t/m2h2=2.5米时，Pw=γwh2=1t/m3×2.5m=2.5t/m2h3=4.7米时，Pw=γwh3=1t/m3×4.7m=4.7t/m2土压力为：Ea=1/2γtH2Ka=1/2×1.9t/m3×1.72×0.39=1.1t/m2Ka=tg2（45°-φ/2）=0.39式中：水的容重γw为1.0t/m3，砂土的容重γt为1.9t/m3，φ为砂性土的内摩擦角，查得为26°，Ka为主动土压力系数经计算为0.39。图中黑色线表示为水压力，绿色线表示为土压力。支撑受力检算第一道内支撑仅受到水的侧压力作用，每米钢板桩受到的均布荷载为0.3t/m，钢板桩又把荷载传给I45c工字钢，工字钢受到的弯矩为：M=1/8ql2=1/8×0.3×62=1.35t.mW=1567.911cm3σ=M/W=1.35×100/1567.911=0.086t/cm2=8.6Mpa＜[σ]=170Mpa(钢材的容许应力)横撑采用φ325mm,δ=6mm钢管桩，横撑产生轴向应力，工字钢和钢管桩之间可以看成两端固定的梁，取中间一格为一个单元：R=ql/22=0.33t/mm×6m/2==0.9tt钢管桩所能承受受的压力为为：L=8.8-00.45××2=7..9米，I=112..1mm，λ=7900/1122.1=77.0477查得φ=0.984N=φ[N]A=0..984××170××60133=1000.6t＞0.9tt,满足要求!第二道内支撑也也受到水的的侧压力作作用，每米米钢板桩受受到的均布布荷载为2.5t/m，钢板桩桩又把荷载载传给I45c工字字钢，工字字钢受到的的弯矩为：：M=1/8qll2=1/88×2.55×62=11..25t..mW=1567..911ccm3((I45c工字字钢截面抵抵抗矩)σ=M/W=111.25××100//15677.9111=0.7718t//cm22=71..8Mpaa＜[σ]=170Mppa横撑采用φ3225mm钢钢管桩，横横撑产生轴轴向应力，工工字钢和钢钢管桩之间间可以看成成两端固定定的梁，取取中间一格格为一个单单元：R=ql/22=2.55t/mm×6m/2==7.5tt钢管桩所能承受受的压力为为：L=8.8-00.45××2=7..9米，I=112..1mm，λ=7900/1122.1=77.0477查得φ=0.984N=φ[N]AA=0.9984×1170×66013==100..6t＞7.5tt满足要求！钢板桩强度受力力检算钢板桩受到的最最大弯矩应应在第二道道支撑与承承台底之间间，钢板桩桩不仅受到到水的侧压压力作用，还还受到土压压力，每米米钢板桩受受到水压力力的均布荷荷载为4.7t/m，土压力力为1.1tt/m钢板桩受受到的最大大弯矩为：：Mmax=1//10qiihi2=1/110×（4.7××4.722+1.11×1.772）=10..7t.mmW=2037ccm3（拉森IV型钢板桩桩截面抵抗抗矩）σmax=Mmaax/W==10.77×1000/20337=0..525tt/cmm2=52..5Mpaa＜[σ]=180Mppa，钢板桩桩是3号钢，常常用容许弯弯曲应力为为[σ]=1880Mpaa钢板桩强度也能能满足要求求！钢板桩抗弯检算算：四、钢板桩入土土深度的计计算流水中的