鋼板樁圍堰工程施工組織設計方案(雙層填土)

1、. . . . 目 錄一、 施工方案21、工程概況22、鋼板樁圍堰施工方案24、承臺施工55、安全措施66、質(zhì)量保證措施67、 施工組織7二、設計計算71 工程概況72 計算依據(jù)83 計算與參數(shù)選擇84 計算容95 主、被動土壓力計算96 圍堰鋼板樁與支撐計算107 圍堰封底混凝土驗算148 基坑底土抗隆起驗算15特大橋2#墩承臺鋼板樁圍堰施工專項技術(shù)方案1、 施工方案1、工程概況特大橋2#橋墩筑島圍堰施工孔樁、完后打鋼板樁圍堰施工承臺墩身。承臺平面尺寸均為16.4m×11m，高度4m，承臺底標高分別為-1.152m，水面標高為+4m。鋼板樁圍堰布置于鉆孔樁的外側(cè)，沿鋼板樁中線平面尺

2、寸19.4m×14m，鋼板樁采用拉森型，長度15m，平均入土深度約5 m。2、鋼板樁圍堰施工方案2.1施工準備2.1.1樁基礎施工完成后，用挖機對圍堰圍的場地進行平整，測量放樣，插打定位樁，在定位樁上安置導梁，作為插樁時的導向設備。2.1.2鋼板樁的檢查，檢查鋼板樁有無彎曲、撞傷、破損、鎖口變形等，按具體情況分別用冷彎、熱敲、補焊、割除或接長等方法進行整修。并在鋼板樁鎖口涂抹黃油或混合油膏(黃油瀝青干鋸末干粘土=2221)以減少插打時鎖口間的摩擦和水的滲漏。2.1.3檢查振動錘，振動錘是打拔鋼板樁的關(guān)鍵設備，在打拔前一定要進行專門檢查，確保線路暢通，功能正常。振動錘的端電壓要達到 3

3、80420V，而夾板牙齒不能有太多磨損。2.1.4同一圍堰的鋼板樁使用同一型號規(guī)格的產(chǎn)品，保證鎖口一致。2.2插打與合攏2.2.1、導梁安裝：施打前必須先制作和安裝導梁，導向應用較大規(guī)格的槽鋼或其它型鋼制作，必須具有一定豎向和側(cè)向剛度，保證打樁時不變形，正確導向。2.2.2、鋼板樁插打：鋼板樁插打時，利用50t履帶吊懸掛DZ90型振動錘插打鋼板樁。板樁采用單根插打，用液壓夾板夾緊從外側(cè)開始緊貼導梁插打。每根樁尤其是最開始樁打入時加強定位和雙向垂直度檢查控制，必須保證位置準確，垂直下沉，插打順序由承臺的一個角開始向兩邊插打，隨時檢查樁身是否垂直，不符合要求時立即糾正或拔起重新施打。2.2.3、支

4、撐安裝支撐安裝：鋼板樁圍堰合龍后，邊開挖基坑，邊做圍囹支撐，采用采用2I45a工字鋼作為水平導環(huán)，圍囹支承在牛腿上，牛腿焊接在鋼板樁上，斜撐用2I45a加強格構(gòu)柱45度安裝，必須保證焊縫厚度和質(zhì)量；建立圍堰支撐系統(tǒng)。第一層支撐安裝在6.152m標高位置。在抽水、開挖、吸泥過程中注意對樁墻的位移、沉降進行觀測，遇異常情況立即停止開挖，通知坑人員迅速撤離，并采取回灌、加撐等措施處理，加固后方可繼續(xù)施工，以確保安全。為了減少鋼板樁鎖口變形和改善導環(huán)的受力狀況，對鋼板樁與導環(huán)之間的所有空隙用硬木楔或槽鋼進行填塞、頂緊、焊接。2.2.4、圍堰清基、封底鋼板樁基坑開挖、在標高為5.848m安裝第一層支撐，

5、再用長臂挖機開挖基底淤泥.圍囹可臨時支撐在樁基鋼護筒上，支撐穩(wěn)固后，清基至3 m標高，在標高3.348m安裝第二道支撐；再用長臂挖機開挖基底淤泥-0.5 m標高在標高-0.152安裝到第三層圍囹，開挖到標高-2.652m澆注1.5m厚C25混凝土封底；待封底混凝土達到設計強度拆除第三道圍囹支撐回填土方施工承臺墩身。2.2.5施工承臺、墩身鑿除樁頭、樁基檢測，破樁頭前，應在樁體側(cè)面用紅油漆標注高程線，以防樁頭被多鑿，造成樁頂伸入承臺高度不夠。破除樁頭時應采用空壓機結(jié)合人工鑿除，上部采用空壓機鑿除，下部留有1020cm由人工進行鑿除。鑿除過程中保證不擾動設計樁頂以下的樁身砼。嚴禁用挖掘機或鏟車將樁

6、頭強行拉斷，以免破壞主筋。將伸入承臺的樁身鋼筋清理整修成設計形狀，復測樁頂高程，樁基檢測合格后進入承臺施工。承臺鋼筋集中加工，現(xiàn)場進行綁扎，底層承臺鋼筋網(wǎng)片與樁身鋼筋焊接牢固；搭設鋼管架綁扎、定好上層承臺鋼筋和預埋于承臺的墩身鋼筋。安裝冷卻水管，預埋墩身鋼筋、綜合接地線等，在特殊結(jié)構(gòu)的橋墩承臺位置處，應在承臺上提前預埋現(xiàn)澆支架的定位預埋鋼筋或其它預埋構(gòu)件。安裝承臺模板，加固通過型鋼、方木、拉桿與基坑四周坑壁擠密、撐實，確保模板穩(wěn)定牢固、尺寸準確。檢驗合格后，澆注承臺砼。混凝土下落高差大于2.0米時，設串筒或溜槽?；炷练謱訚仓?，分層厚度控制在3050cm。振搗采用插入式振動器，振搗時嚴禁碰撞鋼

7、筋和模型。振動器的振動深度一般不超過棒長度2/33/4倍，振動時要快插慢拔，不斷上下移動振動棒，以便搗實均勻，減少混凝土表面氣泡。振動棒插入下層混凝土中510cm，移動間距不超過40cm，與側(cè)模保持510cm距離，對每一個振動部位，振動到該部位混凝土密實為止，即混凝土不再冒出氣泡，表面出現(xiàn)平坦泛漿。本橋墩墩身較低（6.85m高），采用大塊鋼模板一次澆筑成型，混凝土通過泵車泵送入模，墩身模板和鋼筋采用汽車起重機垂直吊裝作業(yè)。澆筑完成后先帶模澆水養(yǎng)生，拆模后覆蓋塑料膜養(yǎng)生。2.2.6拔樁墩身施工結(jié)束，拔除鋼板樁采用振動錘拔樁，利用振動錘產(chǎn)生的強迫振動，擾動土質(zhì)，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻

8、力，依靠附加起吊力的作用將樁拔除。鋼板樁拔出前，先將往圍堰填土，使板樁擠壓力消失，圍堰的支撐與其它設施從下到上的順序拆除，拔樁設備可用吊機、打拔樁機，拔樁可用長卡環(huán)扣在拔樁孔上作為吊點。拔樁時先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min2min，使鋼板樁周圍的土松動，產(chǎn)生“液化” ，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機的負荷情況，發(fā)現(xiàn)上拔困難或拔不上來時，應停止拔樁，先振動12分鐘后再往下錘0.5m1.0m再往上振拔，如此反 復既可將樁拔出來。拔出的鋼板樁立即清刷干凈、修補整理、涂刷防銹油。3基坑清理鋼板樁圍堰可能遇到的問題與預防措施基坑開挖、吸泥、抽水到位后在鋼板樁端面與砼墊層接

9、觸部分涂以隔離層，以確保鋼板樁在施工結(jié)束后能順利拔出。清理基坑底面準備鋼筋的綁扎。在完成承臺和墩身施工以與支架出水后，灌水至支撐位置，然后逐層拆除支撐，將整個基坑回填完畢，再用覆帶吊震動錘逐個撥出鋼板樁。拆撐過程中必須加強板樁和支撐變形監(jiān)測，確保安全。3.1、插打鋼板樁時傾斜在插打鋼板樁前，除在鎖口涂以潤滑油以減少鎖口的摩阻力外，同時在未插套的鎖口下端打入鐵楔或硬木楔，防止沉入時泥砂堵塞鎖口。采用復式滑車組糾正鋼板樁的傾斜。3.2、鋼板樁防滲漏水 鋼板樁由于插打不當或壓力下變形，致使鎖口發(fā)生變形、脹縫，出現(xiàn)滲漏。常規(guī)的方法是在外側(cè)水中拋灑鋸末、細砂等進行堵漏，但這種方法效果不好，致使基坑經(jīng)常發(fā)

10、生大面積滲漏，因此采用打雙層鋼板樁中間夾芯填黏土的方法，即在打一層鋼板樁之外2米左右再插打1層鋼板樁，再在兩層鋼板樁之間回填黏土，此種方法起到了良好的效果，極大的方便了基坑的開挖施工。3.3、圍堰挖土圍堰先用長臂挖機挖土挖泥，若是淤泥需要用空氣吸泥機吸泥實現(xiàn)清基，圍堰需配備一臺空氣吸泥機與壓風機，由于墩位處地質(zhì)以粘土為多，吸泥時需輔以射水，潛水工下水檢查清基情況，再布置平臺進行封底作業(yè)。4、承臺施工測量放線施工準備基坑開挖砼封底施工樁頭處理模板安裝鋼筋綁扎、安裝澆注承臺砼砼養(yǎng)生、拆模轉(zhuǎn)入下道工序鋼筋制作鋼筋、模板檢查承臺施工工藝流程圖承臺模板采用鋼模板，承臺布置冷卻水管與測溫元件控溫，砼一次性

11、澆注，承臺頂面按要求埋設墩身鋼筋與施工支架預埋件。承臺作業(yè)的吊裝以25噸汽車吊為主。施工操作要求：(1)、在綁扎鋼筋前，如發(fā)現(xiàn)封底砼有滲水現(xiàn)象，則應設置滲水盲溝，將水匯至較低處，在滲水管放置污水泵，將滲水抽至圍堰外。(2)、綁扎鋼筋前，在封底砼頂面放出墩中線、橋中線，確保鋼筋綁扎位置符合設計位置。(3)、承臺底層鋼筋網(wǎng)下應用短鋼筋制成支撐骨架將其墊好，保證設計保護層厚度。(4)、鋼筋籠上端伸入承臺部分鋼筋，應除銹、整直后，由樁頂砼面向外起彎，并綁扎好外圍螺旋筋。(5)、墩身鋼筋預埋時，必須通過測量放線，而后以鋼筋做框架（箍）預以固定。(6)、砼澆注時，每個承臺設置6個布料點，通過下料滑槽逐點分

12、層布料。澆注底層時，在布料點放置下料漏斗，將砼直接送至承臺底部，防止砼自由跌落高度過大而造成灰漿與粗骨料分離。為防止承臺大體積混凝土水化熱溫度裂縫，采用以下措施：加強養(yǎng)護，混凝土澆筑結(jié)束后，在承臺上面覆蓋一層塑料布，使外溫差控制在20以。埋設冷卻水管，并利用河水循環(huán)，帶走承臺部熱量，防止混凝土水化熱溫度裂縫。在承臺埋設測溫元件，監(jiān)測、控制最高溫度和溫差。承臺澆筑前要注意預埋現(xiàn)澆支架的預埋件5、安全措施為確保施工中的安全，在進行鋼板樁圍堰施工時，必須將安全工作放在首位，預防為主，在施工過程中應注意以下安全措施：(1) 對操作人員進行安全思想教育，提高操作人員安全意識，實行培訓持證上崗制度，不經(jīng)培

13、訓或無證者，不得進行上崗操作；(2) 建立好鋼板樁安全管理制度，完善好安全管理體制，編制好鋼板樁安全應急方案；(3) 在鋼板樁插打前，一定要設鋼板樁定向?qū)Я?，保證鋼板樁插打的平直度和垂直度；(4) 在鋼板樁插打過程中，要設專人指揮，避免人多時亂指揮，出現(xiàn)意外安全事故；（5）隊測量組在開挖施工過程中，對鋼板樁圍堰變形進行跟蹤觀測。如發(fā)現(xiàn)異象，立即要求施工人員停止施工，并快速撤離。(6) 鋼板樁圍堰支撐一定要按設計進行施工，施工焊縫一定要牢固，斷面尺寸和數(shù)量符合設計要求；(7) 由圍堰至圍堰外須設置臨時出入安全通道，并焊好欄桿、踏步板；(8) 各工種進行上下立體交叉作業(yè)時，不得在同一垂直方向操作；

14、鋼管、鋼板樁吊裝過程中嚴禁在鋼管和吊車臂下站人。高空作業(yè)人員必須系帶安全帶、安全帽。吊車派專人指揮操作。(9)起吊作業(yè)時，均需有專人指揮，嚴禁違章操作。在施工場地、吊裝作業(yè)區(qū)域禁止閑雜人員入，觀察人員須離吊裝區(qū)域我一定距離，且用繩索設置禁入?yún)^(qū)。6、質(zhì)量保證措施6.1 明確質(zhì)量目標：符合國家和鐵道部有關(guān)標準、規(guī)與設計文件要求，檢驗批、分項、分部工程施工質(zhì)量檢驗合格率100%。6.2 實行定期目標檢查考核、評定，實行全面質(zhì)量管理制度：建立專項QC小組，嚴格按照PDCA循環(huán)，扎實、有效地開展活動。加強班組建設，加強全員（管理人員和操作人員）對本項目工程質(zhì)量認識，加強對施做人員各項技能培訓。對施工全過

15、程、全方位進行檢查、監(jiān)督和控制。6.3 建立四級檢查制度：班組自檢、施工員復檢、質(zhì)檢工程師復檢、監(jiān)理工程師檢查。自檢、復檢穿梭于每道工序作業(yè)中，嚴格按照施工技術(shù)規(guī)和設計要求進行施工。6.4 施工過程質(zhì)量控制措施：加強對原材料、半成品使用、施工工藝的控制，對材料質(zhì)量狀況、機具設備狀況、施工程序、關(guān)鍵操作、安全條件、新材料新工藝應用、常見質(zhì)量通病、包括操作者的行為等影響因素列為控制點，作為重點檢查項目進行預控；對工序產(chǎn)品、分項工程的檢查按標準要求進行目測、實測與抽樣試驗的程序，做好原始記錄，經(jīng)數(shù)據(jù)分析后，與時做出合格與不合格的判斷，對合格工序產(chǎn)品進行與時驗收，對不合格工序產(chǎn)品進行返工處理。7、 施

16、工組織（1）主要設備投入：鋼板樁1套；50t覆帶吊1臺；DZ900型打樁錘1臺；長臂挖機1臺；25t汽車吊1臺；泥漿泵2臺；抽水機2臺；PC200挖機1臺；運輸汽車3臺;砼運輸罐車6臺；砼汽車泵送車1臺。（2）勞動力計劃項目施工采用集中管理，流水作業(yè)，現(xiàn)場設一個工班來配備勞動力，現(xiàn)場設管理人員1名，技術(shù)人員2名，負責包括施工管理、技術(shù)等方面的工作。其余工種數(shù)量配備按能滿足兩個墩同時施工考慮，主要有裝吊工10人，鉚焊工15人，鋼筋、砼工15人與普工20人等。（3） 施工周期安排樁基清理、導向安裝2天；鋼板樁插打與固定5天；基坑開挖、吸泥、抽水與支撐安裝7天；鑿樁頭6天；承臺施工8天；墩身與墩旁托

17、架施工10天；回填、圍堰支撐拆除5天；鋼板樁拔除2天；合計45天。二、設計計算1 工程概況特大橋2#橋墩位于河流岸邊，人工填土至水面標高、，樁基礎施工完成后打鋼板樁圍堰施工承臺、墩身。河床以下地層依次為：2.1m粉質(zhì)粘土 黏土、18m淤泥粉質(zhì)粘土，考慮靠近河邊鉆孔壯是土層破壞所以土層全部考慮為淤泥粉質(zhì)粘土。承臺平面尺寸均為16.4m×11m，高度4m，水面標高為+4m，承臺底標高為-1.152m，設三道支撐。鋼板樁圍堰布置于鉆孔樁的四側(cè)，沿鋼板樁中線平面尺寸19.4m×14m，鋼板樁采用拉森型，長度15m，平均入土深度約5m。具體布置如下圖：2 計算依據(jù)（1）至客運專線施工

18、圖：線路平面圖（HYZQ-1標，第三冊）。（2）至客運專線施工圖：特大橋（圖號：杭甬客專施（橋）咨-06-）圖紙、施工水位與地質(zhì)資料（3）鐵路橋涵鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)（TB10002.2-2005）（4）鐵路橋涵施工規(guī)（TB10203-2002）（5）鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)（GB50017-2003）（6）土力學和基礎工程（下冊）（成宇主編）中國鐵道3 計算與參數(shù)選擇3.1 計算假設3.1.1 本計算中土層參數(shù)根據(jù)圖紙?zhí)峁┑耐翆淤Y料，取值如下：編號土層名稱土層標頂高土層底標高容重（KN/m3）摩擦角（°）粘聚力(kPa)2#淤泥粉質(zhì)黏土+5.1-2017.274.4411.903.1.2 河道水流較緩

19、，不考慮流水作用力。4 計算容4.1 主動土壓力計算4.2 圍堰鋼板樁與支撐計算A、驗算容（1）鋼板樁的抗彎能力；（2）鋼板樁的入土深度；（3）支撐與圈梁應力。B、強度驗算控制指標材質(zhì)為SY295的拉森型鋼板樁強度控制值:=210MPa；Q235鋼材強度控制值：=170MPa；4.3 圍堰封底混凝土驗算A、驗算容：（1）圍堰抗?。唬?）樁基粘結(jié)力；（3）混凝土應力。B、驗算工況：圍堰抽水、清淤分別做第一、二、三道圍囹支撐，圍堰第二道支撐加好后，清淤到設計標高澆筑封底混凝土，圍堰封底混凝土達到設計強度后，施工承臺時拆除第三道支撐。C、混凝土拉應力控制值：=1270KPa；4.4 基坑底土抗隆起驗

20、算5 主、被動土壓力計算5.1 主、被動土壓力系數(shù)淤泥質(zhì)黏土：K1a=tg2（45-4.44/2）=0.8563， (K1a)1/2=0.9254K1p=tg2（45+4.44/2）=1.1678， (K1p)1/2=1.0806土壓力計算公式采用郎肯土壓力理論，但由于土壓力沒有考慮墻體與土體之間的摩擦力，使得主動土壓力偏大，被動土壓力偏小，在采用等值梁法計算時，需將被動土壓力加以提高修正。郎肯土壓力公式：主動土壓力：Pa=Kah-2c(Ka)1/2 被動土壓力：Pa=Kph+2c(Kp)1/26 圍堰鋼板樁與支撐計算6.1 施工工況分析本圍堰鋼板樁與支撐計算根據(jù)圍堰施工工序，計算各支撐在各階

21、段可能出現(xiàn)的最大反力和鋼板樁最大力。工況一、圍堰第一道支撐加好后，清淤到3m標高；工況二、圍堰第二道支撐加好后，清淤到-0.5m標高；工況三、圍堰第三道支撐加好后，清淤到-2.652m標高；在計算時，各階段鋼板樁計算長度按等值梁法計算確定，從主動土壓力到被動土壓力相等的反彎矩截面（即凈土壓力為零或彎矩為零）截斷形成等值梁計算支撐反力和鋼板樁彎矩。工況一、圍堰第一道支撐加好后，清淤至3m標高因為地面標高為5.1m； P(a)=K1a1h=0.8563×17.27×2.1=31.06KPa鋼板樁受力如下圖所示1m2.848m1.5mabo對等值梁加載圖示荷載后，由軟件計算得到：

22、 剪力圖：彎矩圖：工況二、圍堰第二道支撐加好后，清淤到-0.5m標高；P(a)=K1a1h=0.8563×17.27×5.6=82.81KPa1.5m2.5m3.852m1mbao 對等值梁加載圖示荷載后，由軟件計算得到：剪力圖：彎矩圖：工況三：第三道圍囹支撐好開挖到基坑底。 P(a)=K1a1h=0.8563×17.27×7.752=114.64KPa1m1m3.5m2.5m1.5mabo對等值梁加載圖示荷載后，由軟件計算得到：剪力圖：彎矩圖：各工況下各支撐點支撐反力與鋼板樁最大彎矩計算如下： 項目工況反力R1（KN/m）反力R2（KN/m）反力R3（

23、KN/m）鋼板樁最大彎矩Mmax（KN·m）工況一17.1030.09工況二39.59202.74125.67工況三172.99323.80109.716.2 鋼板樁的抗彎能力Mmax=125.67KN·m，鋼板樁慣性矩為56700cm4/m，抗彎截面模量為2700cm3/m。=Mmax/W=125.67×106/2700000=47MPa =210MPa，符合要求。6.3 鋼板樁的入土深度鋼板樁的最小入土深度根據(jù)在最不利狀況（工況二）進行求解。鋼板樁的最小入土包括鋼板樁上彎矩為零點的入土深度（x）和為克服彎矩零點鋼板樁剪力所需的被動土深度（y）。由工況二鋼板樁受

24、力示意圖可知，x=1m， 64y=0.5×K1p×1×y2×y/3 求的y=3.5m則，鋼板樁的最小入土深度為：1+3.5=4.5m<5m，滿足要求。6.4 支撐與圈梁應力計算 Rmax=323.80KN/m第二道支撐圈梁采用雙拼I45a工字鋼，材料截面參數(shù)如下表：截面參數(shù)A（mm2）Ix（mm4）Wx（mm3）雙拼I45b工字鋼2920013702000004894000 圍囹按單跨簡支梁計算，跨度4m q=323.80KN/m=ql2/(8×W)=323.8×42/(8×4.894)=132.32MPa=170MP

25、a7 圍堰封底混凝土驗算7.1圍堰抗浮驗算計算參數(shù)：封底混凝土有效計算厚度1.5m，圍堰尺寸：19.4m×14m；樁基外徑為1.5m，共11根；鋼材與混凝土、混凝土與混凝土粘結(jié)力取120KN/m2；混凝土容重：23KN/m3；水的浮力P=gh2s/(h+2t)=1000×9.8×6.4822×（19.4×14-11×3.14×0.75×0.75）/(6.482+2×5.9)=568t封底砼自重G=v=2.3×（19.4×14-11×3.14×0.75×0.

26、75）×1.5=558t封底砼與樁基的粘聚力N1=2×3.14×0.75×1.5×12×11=932t則抗浮安全系數(shù)為： K=（G+N1+N2）/P=885.51/369.3=2.61.05，抗浮滿足要求。7.2護筒粘結(jié)力驗算取3.5m×3.9m的一個區(qū)域樁基承受的剪力為：Q=（10×5.89/3-23×0.5）×（3.9×3.5-3.14×0.75×0.75）=96.7KN=Q/A=96.7/（0.5×2×3.14×0.75）=41KN/<120KN/m2，護筒粘結(jié)力滿足要求。7.3封底混凝土拉應力封底砼按承受均布荷載的三邊固定、一邊簡支的面板結(jié)構(gòu)計算。作用荷載：P=10&