蚌埠橋3#、4#墩鋼板樁施工方案

1、水中墩鋼板樁施工方案一 工程概況1.工程總體概況本工程起終點里程為BK0+800BK1+417.75，全長617.75m，包括橋梁、引道道路、排水管網(wǎng)、照明以及堤岸景觀工程。因蚌埠橋3、4墩水中基礎(chǔ)施工需要，進行鋼板樁圍堰配套施工，擬采用鋼板樁圍護后進行內(nèi)部淤泥開挖及混凝土澆注施工，單個承臺的鋼板樁圍護范圍為19.60m×10.40m，確定樁長為20m。2.總體施工流程施工準(zhǔn)備測量定位導(dǎo)向樁制作打鋼板樁鋼板樁內(nèi)支撐1排水堵漏鋼板樁內(nèi)支撐2排水堵漏清淤封底混凝土澆筑鋼板樁圍堰拆除（說明：在黑體字部分同時進行高壓射水清淤作業(yè)）。3.施工隊伍及工期安排針對水上施工的復(fù)雜性和工期的緊迫性，我

2、部計劃為本工程配備一支人員穩(wěn)定，水上施工經(jīng)驗豐富的施工隊伍，以保證工程質(zhì)量和工期要求。我部計劃于2005年11月15日開工，于2006年1月29日完成3、4兩個承臺與墩柱的施工。二 鋼板樁圍堰施工方案1.鋼板樁打入1.1 鋼板樁的選用本工程選用拉森型鋼板樁進行施工，該鋼板樁為小鎖口，有很好的止水能力，寬40cm，重77.7kg/m，考慮到本工程地質(zhì)情況的需要，擬采用樁長為20米的鋼板樁。首先在板樁堆放基地對鋼板樁進行分類、整理，選用同種型號的板樁，進行彎曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工需要的型號、規(guī)格、數(shù)量的鋼板樁。鋼板樁進場前需要檢查整理，發(fā)現(xiàn)缺陷隨時調(diào)整，整理后在運輸和堆放時盡量不使其

3、彎曲變形，避免碰撞，尤其不能將連鎖口碰壞。樁打入前將樁尖處的凹槽底口封閉，避免泥土擠入，鎖口宜涂以黃油或其它油脂，對鎖口變形、銹蝕嚴(yán)重的鋼板樁，整修矯正。轉(zhuǎn)角處采用90度的轉(zhuǎn)角樁。1.2鋼板樁理論用量計算：鋼板樁圍堰周長計算： 19.6×210.4×2=60m鋼板樁根數(shù)計算：角樁采用0.2m×0.2m，共4片，（60-0.4×4m）/0.4m=146片，1464150片鋼板樁重量計算：150×20×77.7233.100t1.3 打入1.3.1 施工放樣與定位（1） 將施工區(qū)域控制點標(biāo)明并經(jīng)過復(fù)核無誤后加以有效保護。（2） 由于本工程

4、的鋼板樁圍堰已經(jīng)將樁基施工平臺用鋼管樁圈在內(nèi)部，所以可以利用現(xiàn)有的鋼管樁進行定位，在鋼管樁上焊接工字鋼，用工字鋼來保證打出的鋼板樁在一條直線上。在鋼管樁露出水面部分刷上警告標(biāo)志，并焊上槽鋼加固，在打樁時作為導(dǎo)向位置及高程控制標(biāo)志。定位樁與需施工樁位置布置見下圖1.3.2鋼板樁打入總體施工流程鋼板樁從河?xùn)|側(cè)圍堰中心開始打入第一片鋼板樁，然后逐步向兩邊插打，在河下游合龍（見示意圖），最初的一、二塊鋼板樁的打設(shè)位置和方向要確保精度，以起到樣板的作用。每完成3米測量校正1次，確保在同一直線上。每根鋼板樁施打完畢后，即與槽鋼焊接牢固。根據(jù)起吊能力確定逐根插打到穩(wěn)定的深度，一般為2-3m，待全部插打完畢后

5、再依次打到設(shè)計標(biāo)高。鋼板樁合龍通過精確計算，確定龍口位置，配置相應(yīng)規(guī)格的異形鋼板樁，現(xiàn)場實測異形鋼板樁的角度和尺寸，根據(jù)實際切割焊接異形鋼板樁，以確保整個圍堰的密封性。1.3.3鋼板樁打入施工工藝（1）浮吊停在離打樁點約4m左右的地點，側(cè)向施工，便于測量人員觀察。掛上振動錘，升高，理順油管及電纜。（2）錘下降，開液壓口，拉一根樁至打樁錘下，鎖口抹上潤滑油，起錘。（3）待鋼板樁尖離開水面30cm時，停止上升。錘下降，使樁至夾口中，開動液壓機，夾緊樁。上升錘與樁，至打樁地點。（4）對準(zhǔn)樁與定位樁的鎖口，錘下降，靠錘與樁自重壓樁至淤泥以下一定深度不能下降為止。（5） 試開打樁錘30秒左右，停止振動，

6、利用錘慣性打樁至堅實土層，開動振動錘打樁下降，控制打樁錘下降的速度，盡可能的使樁保持豎直，以便鎖口能順利咬合，提高止水能力。（6） 板樁至設(shè)計高度前40cm時，停止振動，振動錘因慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動一定時間，打樁至設(shè)計高度。（7） 松開液壓夾口，錘上升，打第二根樁，以上類推至打完所有樁。打樁前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物，在打完鋼板樁后，開始進行鋼板樁圍堰內(nèi)的止水處理。1.4施工注意事項（1）導(dǎo)向樁打好之后，以槽鋼焊接牢固，確保導(dǎo)向樁不晃動，以便打樁時提高精確度。（2）線樁插打，鋼板樁起吊后人力將樁插入鎖口，動作緩慢，防止損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入。（3）鋼板樁振動插打到小于設(shè)

7、計標(biāo)高40cm時，小心施工，防止超深發(fā)生。（4）封口時，精確計算異形鋼板樁的尺寸，確保止水質(zhì)量。2 圍堰抽水與支撐鋼板樁圍堰封閉后進行抽水，抽水過程中應(yīng)嚴(yán)格控制抽水速度和抽水高度，并在圍堰頂端設(shè)置一道安全支撐。當(dāng)抽水達到預(yù)定的深度后，應(yīng)及時加支撐防護。鋼板樁全部焊接牢固到導(dǎo)向槽鋼上?？紤]到本工程施工場地很小，水下地質(zhì)情況較差，周圍動荷載和主動土壓力較大，因此決定在圍堰內(nèi)部采用529×7mm的鋼管樁做成骨架進行支撐，以保證安全，考慮到有1.5m厚封底混凝土，故內(nèi)部支撐共分兩層，分別支撐在標(biāo)高為+1.5m，-1.5m處以確保鋼板樁圍堰的穩(wěn)定性。兩端采用雙拼I36工字鋼做成斜撐，具體支撐形

8、式及計算見總體平面布置圖和計算部分。3 . 清淤 在抽水及進行內(nèi)部支撐的過程中用泥漿泵配合高壓射水將圍堰內(nèi)的淤泥清除，清除過程中同時使用抽水機對圍堰內(nèi)進行清淤補水，保證內(nèi)外水頭差不大于50cm，以保證圍堰安全。清淤時及時測量坑底標(biāo)高，如達到設(shè)計底標(biāo)高，停止高壓射水。如果抽水后發(fā)現(xiàn)清淤不到位，用人工清除剩余淤泥。4 .混凝土封底澆注由于采用水下封底可能造成鋼板樁無法拔出，所以采用先抽水、支撐，后封底。當(dāng)清淤達到要求后，即可按常規(guī)進行干封底施工。封底時在鋼板樁圍堰內(nèi)側(cè)支模，封底混凝土強度等級采用C20，經(jīng)過計算厚度為1.5m。5. 防滲與堵漏鋼板樁打入之前一般應(yīng)在鎖口內(nèi)涂以黃油、鋸末等混合物。當(dāng)鎖

9、口不緊密漏水時，用棉絮等在內(nèi)側(cè)嵌塞，外側(cè)包裹一層防水彩條布，起到防水和減小水壓力的雙重效果，抽水時同時在外側(cè)水中漏縫處撒大量木屑或谷糠和爐渣的混合物，使其由水夾帶至漏水處自行堵塞，在樁腳漏水處，采用局部砼封底等措施。若漏水嚴(yán)重，堵漏困難時，在鋼板樁外側(cè)補打木樁圍堰，木樁圍堰內(nèi)側(cè)鋪設(shè)彩條布，在彩條布與鋼板樁圍堰間填筑粘土進行封堵。三 基底清理1排水鋼板樁支護止水完成后，進行基底清理工作。在承臺四角挖集水坑，周邊做排水溝，用水泵及時排除圍堰內(nèi)滲水。四 鋼板樁拔除1施工要點（1）鋼板樁拔除采用振動錘，作業(yè)前對每個板樁的打入情況，作詳細調(diào)查，以此判斷拔樁作業(yè)的難易程度。（2）在墩柱澆筑完成后，進行支撐

10、的切割工作，用浮吊進行拔樁。（3）在內(nèi)支撐全部拆除完成后，進行鋼板樁的拔除。在拔樁時，采用振動錘進行拔除，拔一根清理一根。并及時運走，以保證場地的清潔。2拔樁注意事項（1）為防止將臨近板樁同時拔出，宜將鋼板樁和加固的槽鋼逐根割斷。（2）先割除鋼板樁的支撐，然后再拔圍堰鋼板樁。（3）拔出的鋼板樁應(yīng)及時清除土砂，涂以油脂。變形較大的板樁需調(diào)直，完整的板樁要及時運出工地，堆置在平整的場地上。（4）將鋼板樁用振動錘再復(fù)打一次，可克服土的黏附力。（5）按與打板樁順序相反的次序拔樁。五 圍堰受力計算（一）已知條件1、計算中根據(jù)實際情況取施工最高水位+1.0m.2、鋼板樁頂標(biāo)高：+2m,承臺設(shè)計頂標(biāo)高：-2

11、.0m，底標(biāo)高：-4.0m3、3、4 墩承臺尺寸為7.0m×15.0m×2.0m承臺的頂標(biāo)高為-2.000米，底標(biāo)高為-4.000米。經(jīng)過實測目前海河水的水面高程為+0.937米。3墩河床底標(biāo)高最大為-3.063m，最小為-3.363m；淤泥底標(biāo)高為-9.450米，淤泥層的厚度為（6.16.4）m；4墩河床底標(biāo)高為（-4.565m-5.065）m，淤泥底標(biāo)高為-11.5米，淤泥層的厚度為（6.46.9）m。淤泥層的承載力特征值，壓縮模量。 4、拉森型鋼板樁技術(shù)參數(shù)為：截面尺寸為：寬度400mm；高度155mm；每延米重量77.7Kg；截面矩W2037cm35、現(xiàn)場實測和地質(zhì)

12、報告結(jié)合后水文地質(zhì)情況（選用4墩處）見圖1。在19m范圍內(nèi)進行加權(quán)平均后得出：16.3；C14.4KPa；9.8°。主動土壓力系數(shù)：被動土壓力系數(shù)：（二）計算內(nèi)容1、內(nèi)支撐層數(shù)及間距按等彎距布置確定各層支撐的間距，根據(jù)拉森型鋼板樁能承受的最大彎距確定板樁頂懸臂端的最大允許跨度：r:平均值，取16.3h1=1.11h=3.14mh2=0.88h=2.49mh3=0.77h=2.18m根據(jù)具體情況，確定采用的立面布置形式如下圖所示整體平面布置見總平面布置圖2.計算板樁墻上土壓力零點離開挖土面的距離y，在y處板樁墻前的被動土壓力等于板樁后的主動土壓力，即：式中 K主動土壓力修正系數(shù)，土的內(nèi)

13、摩擦角為9.8。時，K取1.2。3、鋼板樁零點以下入土深度x的確定：由力矩分配法計算得受力圖如下：Po=26.507KN第一道內(nèi)支撐橫梁受力為：3.980KN/m第二道內(nèi)支撐橫梁受力為：65.706KN/m鋼板樁圍堰受到的最大彎矩在8.8米處（從圍堰頂算）。采用等值梁法計算原理，土壓力零點處的支承反力應(yīng)與該點以下鋼板樁土壓力對樁底的力矩平衡，假設(shè)土壓力零點以下鋼板樁埋深為x，可建立平衡方程式 。鋼板樁入土深度t0 = x+y = 3.97+3.15 = 7.12m，則t =1.2×t0 = 8.544m鋼板樁實際入土深度13.5m8.542m，滿足入土深度要求。4抗傾覆驗算和抗管涌驗

14、算，現(xiàn)分別驗算如下：（1）抗傾覆驗算考慮抽水過程中最不利情況，假定鋼板樁未加支撐時繞封底混凝土發(fā)生轉(zhuǎn)動，設(shè)鋼板樁最小入土深度為h,水深H,則由結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有： h=4.86m取安全系數(shù)為1.2,則實際最小入土深度為4.86×1.25.83m9.21mr/ : 土的浮容重，取16.3106.3（2）基坑底管涌驗算當(dāng)基坑位于砂土地基時，應(yīng)進行抗管涌驗算。試驗證明管涌首先發(fā)生在離坑壁大約等于板樁入土一半的范圍內(nèi)。為簡化計算近似地按鄰近板樁的最短線路計算。最大滲流力為：式中：不發(fā)生管涌的條件為：通過計算得出：, 6.3 > 1.7×2 = 3.44基坑底部的隆起驗算根據(jù)地質(zhì)勘

15、查報告，基坑底部粉質(zhì)粘土力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)經(jīng)過加權(quán)平均后如下： 土的浮容重r/取18.9108.9；坑頂荷載q取水壓力，由抗隆起安全系數(shù)則h（2c-1.2q）/1.2 r/ 所以：h1.72m。也就是說圍堰的深度不能超過1.72m，否則發(fā)生隆起，施工時圍堰深度為6米，可能發(fā)生隆起現(xiàn)象。實際中圍堰采用了1.5m厚混凝土封底，封底后經(jīng)過采用整體穩(wěn)定及抗浮穩(wěn)定性重新進行隆起計算（如下）。5抗浮穩(wěn)定性驗算設(shè)圍堰排水體積為V，封底混凝土厚度為x由 浮力封底混凝土自重混凝土與鋼板樁摩阻力得 a:圍堰單邊長19.6mb:圍堰單邊寬10.40m混凝土與鋼板樁摩阻力取13t/m2計算中取淤泥層作為水來考慮，實際施工中

16、采用1.5m厚封底混凝土，故偏于安全。6.圍囹及內(nèi)支撐受力計算（1）圍囹根據(jù)現(xiàn)場實際情況，圍囹采用H500型鋼，取5跨連續(xù)梁模型進行受力分析，從安全考慮取最大間距為6m進行計算，單跨最大彎矩Mmax=0.08ql2 圍囹主要承受彎矩和軸向壓力作用，故只需驗算正應(yīng)力強度圍囹的慣性半徑r=4.52cm ，查表0.856容許應(yīng)力=215*0.946=184.04MPa工字鋼最大正應(yīng)力故滿足要求,實際施工過程中在圍囹與橫撐焊接處加設(shè)八字斜撐以進一步保證安全。（2）內(nèi)支撐驗算結(jié)合現(xiàn)場實際，橫撐選用H500型鋼加八字支撐，支撐形式如下圖所示：橫撐受力驗算回轉(zhuǎn)半徑r=4.52cm橫撐兩端有八字斜撐，中間有縱

17、向焊接型鋼以保證穩(wěn)定，為安全考慮最大自由長度取5.4m，故長細比，查表0.885最大荷載：N=57.6×6345.6KN最大正應(yīng)力故滿足要求（3）斜撐驗算 斜撐采用HN350型鋼，最不利受力見下圖：由力矩平衡解得斜撐受力F=398KN回轉(zhuǎn)半徑 r3.86cm查表0.780故斜撐所能承受的最大荷載：P=A=0.780×53.19×215=891.996KN>398KN滿足要求7 .整體穩(wěn)定性驗算當(dāng)停止降水或抽干基坑內(nèi)積水時，封底層底面因受到靜水壓力作用，則要求：=1.56>1.05故滿足要求K整體抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取1.05； 總抗浮力總的

18、上浮力，即地下水位以下的支護、封底及基坑內(nèi)部凈體積的總排水量；板樁、支護與封底總重量L 支護與土體接觸外壁周長鋼板樁側(cè)土層的容許摩阻力鋼板樁側(cè)各土層的厚度抗拔容許摩阻力與受壓容許阻力的比例系數(shù)，由工程重要性、荷載、質(zhì)量及土質(zhì)情況等因素確定，一般取0.40.7；六 質(zhì)量保證措施1 質(zhì)量保證措施建立健全質(zhì)量安全管理網(wǎng)絡(luò)，分工明確，責(zé)任到人，及時發(fā)現(xiàn)和清除各種質(zhì)量安全隱患，防患于未然。（1）以項目經(jīng)理為質(zhì)量第一負責(zé)人，任命1至2名合適的有資格人員負責(zé)質(zhì)量管理方面的工作，并保持與設(shè)計施工等各方面有效協(xié)調(diào)。（2）各種原材料，半成品嚴(yán)格按質(zhì)量要求進行采購。鋼板樁送到現(xiàn)場后，應(yīng)及時檢查、分類、編號

19、，鋼板樁鎖口應(yīng)以一塊長1.52.0m標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁進行滑動檢查，凡鎖口不合應(yīng)進行修正合格后方能使用。（3） 鋼板樁質(zhì)量要求 a、樁的垂直度控制在1%以內(nèi)； b、樁底高程誤差控制在10cm左右； c、沉樁要連續(xù)，不允許出現(xiàn)不連鎖現(xiàn)象； d、樁的平面位移控制在15cm以內(nèi)。（4）在使用拼接接長的鋼板樁時，鋼板樁的拼接接頭不能在圍堰的同一斷面上，而且相鄰樁的接頭上下錯開至少2m，所以，在組拼鋼板樁時要預(yù)先配樁，在運輸、存放時，按插樁順利堆碼，插樁時按規(guī)定的順序吊插。（5）鋼板樁圍堰在使用過程中，防止圍堰內(nèi)水位高于圍堰外水位。在低水位處設(shè)置連通管，到圍堰內(nèi)抽水時，再予封閉，在圍堰內(nèi)抽水時，鋼板樁鎖口漏水，

20、在圍堰外撒大量細煤渣、木屑、谷糠等細物，借漏水的吸力附于鎖口內(nèi)堵水，或者在圍堰內(nèi)用板條、棉絮等楔入鎖口內(nèi)嵌縫，撒煤渣等物堵漏時，要考慮水流方向并盡量接近漏縫，漏縫較深時，用袋裝下放到漏縫附近處徐徐倒撒，同時當(dāng)圍堰內(nèi)抽水至各層支撐導(dǎo)梁處，逐層將導(dǎo)梁與鋼板樁之間的縫隙用木楔楔緊，使導(dǎo)梁受力均勻。2 .工期保證措施（1）、項目經(jīng)理部立即開展工作，調(diào)遣具有豐富同類工程施工經(jīng)驗和責(zé)任心強的工程技術(shù)、經(jīng)濟、行政等各類專業(yè)管理人員和施工隊伍上場。（2）、實行項目法施工管理方式，做到統(tǒng)一組織、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一計劃協(xié)調(diào)、統(tǒng)一物資供應(yīng)、統(tǒng)一資金收付。各施工隊伍在項目經(jīng)理部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，互相協(xié)作配合共同完成所承擔(dān)的施工任務(wù)。（3）、發(fā)揮整體優(yōu)勢，對施工隊伍實行動態(tài)管理，合理組合。（4）、加強現(xiàn)場的思想政治工作，抓住時機，開展以比質(zhì)量、比安全、比進度、比效益的勞動競賽，使每一位參加