改造铁路新桥钢板桩施工承台简介

改造铁路新桥钢板桩施工承台简介

编制时间

工程概况

杭州钱江铁路新桥位于钱塘江干流杭州市河段，北岸为杭州市彭埠镇，南岸为杭州市萧山区。线路向北接改建后的杭州东站客专场，向南引入萧山站客专场，是沪杭甬客运专线杭甬段和杭长客运专线的重要组成部分。项目桥址位于杭州铁路枢纽既有钱江铁路二桥铁路桥上游，铁路新桥桥梁中心与既有钱江二桥铁路桥中心距为29.25m，两桥内侧线路中心距为20.2m。45#～51#、53#～59#墩为八边形承台，厚4m，下部为17根φ2.0m钻孔桩，呈梅花型布置。墩号支撑标高(m)河床标高（m）围堰内吸泥标高（m）595.52-5.575585.5-1-5.575575.5-1-6.075565.5-1-6.075555.5-1-6.075545.5-2-7.075465.52-5.575桥位处土层以56号桥墩位为例从上向下依次为粉土、淤泥质粉质黏土等，土层分布见图1，岩土力学值见表1。表156号岩土层力学试验值地层名称快剪固结快剪内摩擦角(°)凝聚力/kPa内摩擦角(°)凝聚力/kPa粉土26.1416.0328.6113.24淤泥质粉质黏土8.3213.9611.6518.25粉土层：黄灰色，潮湿、饱和，稍密～中密，稍具层理，夹少量薄层黏性土，含少量云母碎片，摇震反应迅速。σ0＝100kPa，标准贯入试验＝7.78击。淤泥质粉质黏土层：浅灰色，流塑，局部软塑，含少量贝壳及腐植质，局部夹粉土薄层。属高压缩性土。σ0＝80kPa，标准贯入试验＝4.48击。在桥址位置，百年一遇最大涌潮高度2.45m，涌潮压力49kN/m2；十年一遇最大涌潮高度1.96m，涌潮压力32kN/m2。涌潮压力分布形式：在低潮位以上沿垂线方向差别不大，可按矩形分布；在低潮位以下水深范围内按零处理。地质情况施工方案选择

由于原钱江二桥施工时遗留下的部分栈桥预应力管桩与钱江铁路新桥部分承台施工双壁钢围堰重叠，且原钱江二桥施工时抛填片石及其他遗留物较多；本工程承台均埋于河床下，承台施工时若采用双壁钢围堰，则其下沉过程中将会遇到大量障碍物而导致钢围堰下沉困难。拉森钢板桩围堰能较方便地转向，遇片石或其他障碍物时可以适当避让；考虑本工程位于强涌潮地区涌潮压力大，若采用钢板桩围堰则钢板桩自身刚度要大、要具有较强的抗潮能力。拉森Ⅵ钢板桩为近期从日本引进的新型材料，该钢板桩每米板面惯性矩Ix=56700cm4；拉森Ⅳ钢板桩每米板面惯性矩Ix=38600cm4。拉森Ⅵ钢板桩较国内常用的其他钢板桩截面抗弯模量大、锁口水密性能较好、钢板桩施工时插打和拔除均较为方便；因此本桥钱塘江中部分承台选用拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工承台的方案。56号墩承台为八边形，平面尺寸为18.4m×23.9m×4m(顺桥向宽×横桥向宽×高)，承台底标高-3.575m。在距承台边净距约为1m外设置钢板桩围堰。钢板桩围堰顺桥向由32根宽度为0.6m及2根0.3m转角钢板桩组成；横桥向由45根宽度为0.6m钢板桩组成；转角处钢板桩与另一根钢板桩焊成直角桩，便于钢板桩围堰方向转变。施工期水位为＋5.0m，钢板桩围堰顶按＋6m设置。钢板桩围堰设两层支撑，第1层支撑设置在＋5.5m，第2层支撑设置在＋2.5m处。钢板桩围堰平面及立面布置见图2、图3。拉森Ⅵ钢板桩为近期从日本引进的新型材料，该钢板桩每米板面惯性矩Ix=56700cm4；拉森Ⅳ钢板桩每米板面惯性矩Ix=38600cm4。拉森Ⅵ钢板桩较国内常用的其他钢板桩截面抗弯模量大、锁口水密性能较好、钢板桩施工时插打和拔除均较为方便；因此本桥钱塘江中部分承台选用拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工承台的方案。钢板桩围堰施工方案钢护筒插打完成后，在＋5.5m标高处钢护筒上焊接牛腿,将第1层围檩设置好，然后再安装第1层内支撑。沿围第1层檩周围开始插打钢板桩直至形成闭合围堰，进行不排水取土至封底标高，水下混凝土封底；待封底混凝土达到设计强度后，抽水至标高+2.0m，在+2.5m处钢板桩围堰上的设置的牛腿上，安装第2层围檩并设置好第2层内支撑。排干围堰内的水，破除桩头，然后进行承台、墩身的施工。墩身施工完成后向围堰内注水至＋2.0m处，拆除第2层内支撑及围檩，继续注水至＋4.5m处，拆除第1层内支撑及围檩，拔除钢板桩。钢板桩围堰施工工艺流程钢板桩整修钢板桩插打围堰清基、封底水下混凝土封底围堰抽水桩头凿除、桩基检测承台施工测量放样钢板桩检查主要施工方法及工艺

1、钢板桩的检验 钢板桩运到工地后，应进行检查、分类、编号及登记。对钢板桩的主要进行外观检验，包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等，新钢板桩必须符合出厂质量标准，重复使用的钢板桩应满足以下技术要求，否则在打设前应予以矫正.一、钢板桩插打前的准备工作2、钢板桩吊运及堆放装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。在堆放时要注意：⑴堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便。⑵钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明。⑶钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3～4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。3、钢板桩锁口润滑及防渗措施对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。4、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380－420V，而夹板牙齿不能有太多磨损。5、设置导向装置及内支撑在钻孔桩完成后，测量放线，在钢护筒处焊接牛腿，并在牛腿上标示好围堰边线，安装导向支撑的H588导环，并与牛腿焊接牢固。二、钢板桩插打

考虑到起吊设备和振动设备等因素，钢板桩围堰采用逐片插打。钢板桩插打机械选用DZ90震动打桩锤并配专用夹具，起吊机械利用履带吊机，用固定的临时导向架插打钢板桩，在稳定的条件下安置桩锤。钢板桩插打从上游端开始，沿两侧向下游端进行，最后在下游端闭合。插打分两阶段进行，先进行预打，形成闭合结构后，再复打到位。由于围堰大，钢板桩数量多，锁口间隔累计增大，施打围堰时，钢板桩容易倾斜，因此，每次打插完5片，用短钢筋头将钢板桩点焊固定于内导向框上，减少累积偏斜位移，利于围堰合拢。开始打设的第一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确，以便起到样板导向作用，所以在插打第一、二块钢板桩时，增设导向轨、导向卡等新型导向结构。导向轨用I30做成,按一定距离垂直焊在导环及导向支架上。导向卡则由切肢角钢和钢板组焊而成,先预制成凹形卡块然后焊在与导向轨相应位置的钢板桩凹槽内如图四。导向轨安装长度不少于3m，其安装垂直度偏差控制在1/1000以内。第一、二片钢板桩每打入1m应测量一次，插打至设计标高后应立即用钢筋或钢板与导环焊接固定。其余各钢板桩，则以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉。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。调整工具有千斤顶、木楔、导链等。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。钢板桩插打时导向装置示意图钢板桩插打过程图三、钢板桩围堰合拢在合拢前剩最后5～7片钢板桩未插打时，开始测量并计算钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数。钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口不一定平行，会出现上大下小或上小下大，左右偏移等情况，采用如下措施进行调整：⑴合拢口尺寸上下都大时，在合拢口两侧钢板桩上点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车相向对拉，直至符合要求为止。⑵合拢口上大下小时，只在合拢口两侧钢板桩上部点焊吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车相向对位，直至符合要求为止。⑶合拢口上小下大时，只在合拢口两侧钢板桩上部点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车向上部进行相向对拉，下部反向外拉，直至符合要求为止。⑷合拢口尺寸上下都小时，在合拢口两侧钢板桩上点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链滑车反向外拉，直至符合要求为止。如果采取以上措施仍不能解决合拢问题，就采用特制型桩合拢。四、够围堰报清基云、封姿底1、清基采用辽空气淋吸泥突机将宝压缩漠空气郊经风卷管射孙入围荡堰底即，使客翻动舒的沉隶淀物劈燕经吸朵泥管咐排出盐孔外胳，将火围堰英内基武底面臭清至能设计倾标高傻。清基时条注意保给持围堰眼内外水则位一致赠，必要氏时采用访水泵补俩水，防丛止翻砂富影响清零基效果评。封底侦混凝土用高度范幻玉围内的佛钢板桩令围堰内哄壁上的拿砂土应伯清除干锹净，并斑且要使示基底面适尽量平姻整，以浆提高水圾下砼的蛾灌注质线量。.2、封压底利用钢丙围堰和密钻孔桩疑护筒作吸为支撑哄，沿顺湿桥向拼卡装贝雷骗梁，其郑上铺脚捡手板作猫为封底副施工平仅台。封底施业工平台盛间拼装密两个储除料斗支砍架，安陡装储料县斗，旋引转漏斗录以及滑闹槽和导栏管等封规底施工放设备。简每个滑菊槽须用巧临时支我撑固定塞牢固。封底混裳凝土的斯灌注采鞋用垂直网导管法驰，导管佩数量及剧在平面碍上的布揪置，应虚使各导渣管的有列效灌注请半径互拣相搭接幅，并覆纺盖基底医全范围拔球顺奏序根据穷导管处演基底面玩情况，赴按事先茫编好的橡拔球顺他序（根优据清基债后的底售面标高翻确定）薪逐根进蚀行拔球字灌注。染原则是纠由低处蛾向高处无，由四舌周向中那间的顺鹊序，分排期分批恢开灌，危尽量使万混凝土歌流动不元要太远命。吸泥、透清基封底抽水椅，焊影接内帐支撑蓝，开饮始承浆台施俱工封底单砼强砖度达盖到设战计要揪求后鞠，开巾始抽烦水，膝焊接侵钢板浩桩围破堰内悄支撑贯，支蓄撑采株用钢眼管焊纪接，伤支撑络检查膀合格瓶后，幸开始断清理昼封底漆砼表想层，窃进行鸭桩基得检测厕，桩谁头凿码除，皂开始缓承台废钢筋洽绑扎杀，模疏板安继装，腊承台朽砼浇绝筑。内支呢撑焊且接桩头劣破除桩头虽破除承台施鸽工工艺模板制阴作与安顶装钢筋看制作贷与安惹装混凝维土浇绞注承台养完护和冷歇却水管标压浆模板怒制作纯与安急装钢板司桩围惹堰采筛用大爆块钢陷模施孙工承纷台,以减惯少模于板拼鱼缝，工提高涂混凝旱土外桥观质锈量。运模板爆支设悦前应枣检查绵板面帽是否廊变形鲜，是围否有仓划痕茄、翘崇曲破户损，近如板播面有菜明显头损伤牵，一望律禁蛾止使始用；执用磨命光机娇清除冠表面嚼污物呆，均陷匀涂铺刷机纳油作贿为脱演模剂语。板集块拼甜缝位妻置应匠事前亿规划白，排骡列整箭齐。洲模板诸内表躁面应志无污帝物、骑砂浆钩及其文他杂桶物，煤并应字在使鬼用前眯涂脱金模剂生。脱透模剂穴或其晶他相堪当的骄代用劝品，耳应具端有易赵于脱饰模的兆性能否，并昼使混蚊凝土柔表面甩不变侨色。敞所有蔑模板腥缝之查间均贫夹塑茄纸一元层，豆防止谎混凝健土浇讯灌时沸漏浆衫，但项不能惰突出封模板爱面，猛以防车嵌入拒混凝拉土中肤影响滔混凝波土外象观质怒量。钢筋裳的制迫作与宁安装钢筋加狂工制作弟时，要召将钢筋弟加工表两与设计易图复核盖，检查旱下料表兴是否有慰错误和满遗漏，辽合格后崭再按下受料表放飞出实样抚，加工苗好的钢稿筋要挂户牌堆放习整齐有偶序。承台阔主筋撕接长腥采用记滚轧亩直螺嫩纹套旱筒连吸接方馋式，游其余叼钢筋安采用宵闪光训对焊伟连接吃。钢巷筋制指作过箭程中强须严讯格控彩制钢论筋接渡头安桐装质归量，袖且钢纽奉筋接性头必辣须错芳开布避置，犬接头饭数不中超过喊该断布面钢丢筋总宴根数奴的50％。钢筋的嚼品种、棵规格、碌性能、竿质量要月符合设待计要求脚。采用正焊接接鹊头时，荡接头要出按《规范》要求学取样净试验乡丰，检同查接荣头的辅机械旋性能叹。承台换钢筋份绑扎承台钢咏筋绑扎混凝亚土浇栽注承台粗砼的卵浇注弹采用垒水平的分层畅斜向愚分段乎进行过浇注狱，分咳层厚振度严兆格控笼制在30货cm左右。砼的振膨捣采用设插入式右振捣器锻，每次模振捣时刑，以不粗扰动下阀层砼为倍主，插楼入下层滤深度在5～10昂cm。在振捣耐过程中拦应经常访检查模忌板、预闹埋件及席内外支后撑和拉档杆的支恨撑情况成，有异控常及时婚处理。浇注速膨度要保迷证在初好凝时间伞内上层罩混凝土火必须覆停盖下层猛混凝土扣，并加授强混凝豆土振捣蜜，确保合混凝土金密实。众振捣时进振动棒智不得碰屯到模板疤和钢筋扇。承台砼瞒浇筑承台野养护苍和冷照却水莫管压部浆混凝土疾终凝后娱即开始甚养护,一般混桌凝土浇构筑完毕折后的12隔h内即应掌覆盖养售护。混何凝土湿童润养护绿时间至养少28天，率水中坑承台般浇筑韵完毕晌后，缴利用跟冷却文管循体环热池水蓄塘水养鉴护。混凝土失强度达澡到1.宋2M貌pa前，恋不得枕使其芽承受墨施工肾人员议、运更输工惭具、印钢筋挽、支则架及沫脚手项架等急荷载述。待混别凝土吩内外脚温差魂达到房诚规范池要求歌后，制冷却爱水管学停止饶水循拒环，榆用与陕承台料等强奔度的利水泥蜘浆对牧冷却喂水管观进行崭压浆爪。钢板桩嫩施工中巨遇到的口问题及吨处理由于钱昨塘江地齿质结构联复杂，窝钢板桩君打拔施闹工中常农遇到一松些难题璃，常采肠用如下覆几点办邻法解决抹：（1）打桩忠过程中贼有时遇资上大的设块石或栏其它不史明障碍松物，导内致钢板悼桩打入变深度不荷够，则喷采用转病角桩或联弧形桩介绕过障泪碍物。（2）钢滚板桩愁在淤挣泥质缓地段留挤进呈过程桐中受嗽到淤恭泥中脏块石件或其之它不突明障开碍物母等侧出向挤降压作术用力废大小忆不同热容易列发生近偏斜截，采导取以敲下措销施进捆行纠扰偏：单在发窑生偏捡斜位喊置将闭钢板竖桩往耻上拔l.租0m～2.0堂m，再往热下锤进发，如此揉上下往越复振拔涛数次，像可使大霜的块石童等障碍业物被振辫碎或使狼其发生址位移，锤让钢板华桩的位弊置得到亿纠正，薯减少钢披板桩的女倾斜度向。（3）钢打板桩作沿轴轨线倾困斜度誓较大逢时，久采用迅异型昆桩来巷纠正论，异杂型桩亦一般烦为上声宽下罪窄和组宽度佣大于皆或小秀于标户准宽慌度的以板桩功，异恋型桩姐可根镜据据役实际拒倾斜换度进桐行焊挑接加程工；步倾斜秧度较派小时吊也可过以用饭卷扬脱机或峡葫芦僵和钢饰索将扣桩反辱向拉欺住再绑锤击馅。（4）由于泽淤泥质积基础较救软，有悉时施工则发生将圾邻桩带拔入现象阶，采用烦的措施昆是把相悄邻的数棚根桩焊阴接在一被起，并切且在施辽打当桩湖的