精品資料（2021-2022年收藏）主墩鋼板樁圍堰施工方案

1、揚州西北繞城高速公路YRC-YZ1標(biāo)段（10#、11#墩鋼板樁圍堰）施 工 方 案中鐵第十九工程局第二工程處揚州西北繞城高速公路YRC-YZ1標(biāo)項目經(jīng)理部二OO二年四月十三日一、工程概述： 京杭運河特大橋兩主墩（10#、11#墩）設(shè)計為低樁承臺，設(shè)計承臺底標(biāo)高為-3.45m，河床標(biāo)高為-0.66m，高程差為2.74m。承臺處水深為5.35m，河床土層為硬塑亞粘土，承載力為300Kpa。 原施工方案采用單壁無底鋼套箱，套箱高度為10.8m，需沉入土層深度為3.8m（封底砼厚度為1.0m）。鋼套箱施工時需采用反循環(huán)鉆機在河床上施鉆，鉆進深度不小于3.80m，施工周期較長，費用較高，與目前現(xiàn)場施工的

2、進度要求不相適應(yīng)。于此，我部擬變更承臺施工的圍水方案，采用鋼板樁圍堰，圍堰平面尺寸為28.8×14.0m，單塊鋼板樁長度為15m，并保證基底開挖至設(shè)計標(biāo)高后，鋼板樁樁尖距離基坑底部的距離不小于2.5m。經(jīng)計算，鋼板樁選擇我國生產(chǎn)的“鞍”型板樁。板樁插打完成后，邊抽水邊安裝支撐。抽水結(jié)束后，采用人工挖掘河床至設(shè)計標(biāo)高，以達到為承臺施工提供無水環(huán)境之目的。二、鋼板樁圍堰施工 （一）施工機具的選擇 板樁施工的順利進行在很大程度上決定于施工機械的選擇，綜合考慮本工程的工程規(guī)模、土質(zhì)情況、作業(yè)能力及作業(yè)環(huán)境，我部決定采用25T吊機配合90KW振拔樁錘，該樁錘引進日本技術(shù)，采用液壓原理固定樁端，

3、牢固可靠，不易損壞樁頂，適合于在粘土層中打樁作業(yè)，且可以插打任意形式的板樁，輔助設(shè)施簡單，操作方便，振動力大，施工速度快，噪音小。 （二）鋼板樁的整理、堆放 鋼板樁不論新購置，還是租賃的，進入施工現(xiàn)場前需進行檢查整理，完整無損的鋼板樁可運入現(xiàn)場，檢查項目如下： 1、鎖口檢查：用一塊長為1.52.0m符合類型規(guī)格的鋼板樁作標(biāo)準(zhǔn)，將進場的所有鋼板樁作鎖口通過檢查，檢查時用絞車或卷揚機拉動標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁平臺，從樁頭至樁尾進行，鎖口不合格的鋼板樁禁止直接使用，需作修整處理后再用。鎖口檢查方式如圖一。 2、完整性檢查：因鋼板樁為圍水結(jié)構(gòu)，需檢查鋼板樁樁身的有無割洞、割縫及破損，發(fā)現(xiàn)缺陷處及時修整，以保證鋼板

4、樁在使用過程中不漏水，并滿足強度要求。 3、規(guī)格檢查：檢查單塊鋼板樁規(guī)格尺寸是否一致，板樁長度及長度方向的板寬是否一致，有無楔形現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)需作適當(dāng)調(diào)配或修整。 板樁檢查合格后，在堆放時盡量不使其彎曲變形，避免碰撞，尤其不能將鎖口破壞，堆放場地應(yīng)平整、堅實，不產(chǎn)生大的缺陷。最下層板樁應(yīng)墊木塊，每塊板樁間要留有一定通道，便于吊機或運輸車輛的通行。 （三）鎖口潤滑及防滲 為防止板樁在形成樁墻后出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，板樁插打前在兩側(cè)鎖口涂以熱的混合油膏，以減少插打時的磨阻力，并增加防滲性能?；旌嫌透嗯浜媳龋ㄙ|(zhì)量比）為：黃油：瀝青：干鋸末：干粘土=2：2：2：1 另外，在板樁插打完成進行抽水施工時，若出現(xiàn)較嚴(yán)

5、重滲漏現(xiàn)象，可采用優(yōu)質(zhì)黃砂沿滲漏的板樁壁灑入水中，即可實現(xiàn)堵漏。 （四）異形板樁的準(zhǔn)備 因本圍堰平面型式為封閉式矩形，插樁時需進行轉(zhuǎn)直角及封閉合攏，故需事先加工角樁，角樁可采用配套的專用角樁，亦可現(xiàn)場加工，考慮租用或購買的鋼板樁多為普通板樁，角樁比較少見，故我部采取現(xiàn)場加工的角樁，其方法為：將一普通板樁沿中線割開，割面垂直焊加于另一塊板樁的“鞍背”上，形成直角樁。角樁制作形式如圖二。 另外，在合攏時，若合攏塊寬度不能滿足一塊規(guī)格板樁的寬度要求或合攏塊寬度上下不一致，需制作“楔”形板樁，“楔”形樁制作的具體尺寸需依現(xiàn)場實際測量情況確定。 （五）圍籠準(zhǔn)備及安裝在插打鋼板樁時需采用I45b工字鋼作為

6、內(nèi)外導(dǎo)梁、導(dǎo)框，制成圍籠，內(nèi)外兩導(dǎo)梁間距為440cm，其作用在于插打鋼板樁時起導(dǎo)向作用。導(dǎo)框分兩層，下導(dǎo)框緊貼水面，上導(dǎo)框與下層導(dǎo)框間距為2.2m。所有導(dǎo)梁工字鋼要平放。上導(dǎo)框只設(shè)內(nèi)導(dǎo)梁，采用2I45b工字鋼，并兼作施工平臺；下導(dǎo)框設(shè)內(nèi)外導(dǎo)梁，內(nèi)導(dǎo)梁采用支撐牛腿焊于護筒上，外導(dǎo)梁采用支撐牛腿焊于平臺鋼管樁上，內(nèi)外導(dǎo)梁均采用1根I45b工字鋼。導(dǎo)梁按設(shè)計尺寸直接下料，并在平臺上試拼，導(dǎo)梁接頭盡量安排在內(nèi)支撐的支點處，接頭采取焊接。安裝圍籠導(dǎo)梁時，應(yīng)進行測量定位，牛腿伸出導(dǎo)梁的部分應(yīng)割掉，以避免影響板樁插打。導(dǎo)框工字鋼要與牛腿焊接牢固，不能滑移。導(dǎo)梁接頭要焊固，尤其拐角接頭處，不能發(fā)生變形扭曲。待

7、鋼板樁插打完成后，將圍堰外導(dǎo)梁移至圍堰內(nèi)，4根I45b導(dǎo)梁合并焊于一體，焊加橫、縱支撐后，下沉至下層支撐設(shè)計標(biāo)高。 （六）插打與合攏 1、鋼板樁的插打方法： 鋼板樁插打時按開始的一部分先插打，后一部分則先插合攏，后再統(tǒng)打的施工方法。此方法可減小合攏誤差，且施工進度較快。 2、插打順序： 若施工時有水流，可從上游開始，在下游合攏，每邊由一角插至另一角，具體插打順序如圖三所示。 3、插打施工： 插打前，應(yīng)在上下層導(dǎo)框的內(nèi)導(dǎo)梁上放出每塊板樁的位置線。插打時應(yīng)盡量將板樁貼靠內(nèi)導(dǎo)梁，并嚴(yán)格控制好樁的垂直度，尤其第一根樁要從兩個相互垂直方向同時控制，確保垂直不偏。 在板樁插打前，在鎖口內(nèi)涂刷熱的混合油膏，

8、并將不進行插連一側(cè)的鎖口采用木楔塞緊（第一塊插打的板樁需兩側(cè)全部塞緊），以免泥土或砂礫進入增加插樁阻力和降低防滲性能。板樁插打一塊或幾塊后，即與導(dǎo)框進行聯(lián)系。板樁起吊時，為防止板樁彎曲變形，可將吊點移至距樁頭不大于三分之一樁長的范圍內(nèi)，并采用捆吊法。4、板樁插入導(dǎo)框的技術(shù)措施：為使板樁在下插時有準(zhǔn)確方向，在上下層圍籠內(nèi)導(dǎo)梁上預(yù)先設(shè)置導(dǎo)向短方木，第一根鋼板樁即順此導(dǎo)向木插下。導(dǎo)向短方木預(yù)先鋸好槽口，卡住導(dǎo)框的內(nèi)導(dǎo)梁，待第一根短方木插打完成后，可將短方木移至下一樁位，繼續(xù)作為插打?qū)颉?、鎖口下插困難時的技術(shù)措施：鋼板樁起吊后，采用人工扶持插入前一塊的鎖口后繼續(xù)下插，如下插困難時，可采取如下措施：

9、 （1）樁吊起插入鎖口后，快速放松吊樁繩，借樁自重急速下插； （2）用錘壓樁下插，必要時可加以低錘慢打； （3）用倒鏈絞拉。6、施工周期：因樁基施工完成后，兩主墩平臺場地寬闊，可作為板樁堆放場地。為加快施工進度，可將板樁提前運至鋼平臺上，并用一臺吊機配合擺放鋼板樁及涂刷混合油膏，另用一臺吊機作打樁用，若不計板樁運輸時間，每塊板樁的插打周期為：涂刷混合油膏10分鐘，起吊就位插鎖口10分鐘，插打10分鐘，共計30分鐘。每天有效工作時間按12小時計算，每天可插打板樁24根。每個圍堰共計216塊板樁，9天即可插打完成。7、順利合攏的技術(shù)措施：為保證板樁插打正直、順利合攏，應(yīng)及在插打過程中及時糾正偏斜，

10、當(dāng)偏斜過大不能用拉壓方法調(diào)正時，應(yīng)拔起重新插打，在防止與糾正無效時，可用特制楔形樁進行合攏。每塊楔形樁的斜度不應(yīng)超過2%，如一塊楔形樁仍不夠合攏口用時，則可以采用兩塊楔形樁，兩塊楔形樁應(yīng)各有一個垂直邊，其間至少應(yīng)插入一塊普通樁，用一塊楔形樁插打順序如圖四所示。8、抽水堵漏鋼板樁圍堰的防滲能力較好，但遇有鎖口不密、個別樁入土不夠及樁尖打裂、打卷等情況時，仍會發(fā)生滲漏。鎖口不密的漏水可在抽水發(fā)現(xiàn)后以板條、棉絮、麻絨等在板樁內(nèi)側(cè)嵌塞，或在漏縫處側(cè)水中撒下大量爐渣與鋸末或谷糠等隨水夾帶至漏縫處自行堵塞。漏縫處較深時，也可將爐渣等裝袋，到水下適當(dāng)深度時逐漸倒出爐渣堵漏。三、鋼板樁圍堰的計算見后附“鋼板樁

11、圍堰的設(shè)計計算”。附錄：鋼板樁圍堰的設(shè)計計算一、計算原則： 1、板樁的計算原則：求算板樁圍堰的橫斷面、最小入土深度、支撐間距及尺寸等，本工程依實際情況，將板樁支撐布置成多支撐形式，且考慮施工方便，支撐為間距不等的任意間距形式。 2、橫撐導(dǎo)梁的計算原則：橫撐按兩端鉸接的軸向受力的壓桿計算，并驗算導(dǎo)梁與橫撐接觸面的受壓情況。二、設(shè)計計算的工況條件： 1、抽水階段的受力計算； 2、圍堰內(nèi)挖基的受力計算。三、荷載取值依據(jù)： 1、水平荷載Mj=靜水壓力+流水壓力； 2、豎直荷載Mj=板樁自重+浮力； 3、水的容重按9.81KN/m3計算，單位面積上的靜水壓力按9.81KN/m2考慮，水壓隨高度成線性分布

12、；4、考慮汛期流水壓力，其流速按V流=1.0m/s計算；5、水的浮力 浮=9.81KN/m3四、板樁的計算：對板樁的受力分析按最不利的情況考慮，所以我們?nèi)〕樗A段迎水流側(cè)板樁的水平受力。為安全起見，板樁的容許彎曲應(yīng)力按常用數(shù)值增加75%，在支撐系統(tǒng)計算中，仍按容許應(yīng)力計算。因板樁插打的土層為硬塑亞粘土層，為不透水層，故可考慮堰內(nèi)挖基階段的受力情況與抽水階段的受力情況相同。1、 板樁圍堰支撐的布置板樁支撐的布置層數(shù)及間距，直接影響著板樁、橫縱撐、圍檀的截面尺寸及支護結(jié)構(gòu)的材料量，從理想狀態(tài)考慮，支撐的布置分為等彎矩布置和等反力布置兩種形式，等彎矩布置可充分發(fā)揮鋼板樁的抗彎強度，可使鋼板樁材料最省

13、；等反力布置可使支撐系統(tǒng)簡化。但從兩主墩處河床標(biāo)高及承臺位置，不能按上述任何一種方式布置支撐，應(yīng)根據(jù)實際情況預(yù)以確定支撐層數(shù)及間距。即板樁圍堰內(nèi)共設(shè)三道支撐，將最下層支撐設(shè)置于承臺標(biāo)高之上0.5m的位置處，且與上兩道支撐等間距布置，間距為h=2.0m。具體布置形式見圖一。2、 板樁入土深度及板樁總長度確定 設(shè)板樁最小入土深度為t0，抽水、挖基后板樁與外側(cè)土體間存有殘余水，則圍堰支撐結(jié)構(gòu)及板樁受力如圖一所示：上圖為板樁上經(jīng)簡化的水壓力及土壓力分布圖，其中，h=3.06m，h1=h2=2.0m，h3=4.0m，計算過程如下：按盾恩近似法計算，假定作用在板樁CO段上的荷載為CDKO，一半傳至C點上，

14、另一半由坑底被動土壓力CJO承受，由幾何關(guān)系可得： H·(H2+H3+t0)=t0Kp+2c上式中：=9.81KN/m3，H=5.35m，H2=1.21m，H3=2.79m，=20.4KN/m3，c=77.6Kpa，Kp=tg2（45+）= tg2（45+）=2.16則有：9.81×5.35×(1.21+2.79+t0)= 20.4×t0×2.16+2×77.6×解得：t0=2.16m（即為板樁的最小入土深度）板樁下端的實際埋深應(yīng)位于t0之下，所需實際板樁的入土深度為：t=1.1t0=2.38m?？紤]板樁插打成形后，板樁頂面

15、應(yīng)高出鋼平臺頂面（平臺頂面標(biāo)高+7.606m），而板樁入土后的樁尖標(biāo)高計算如下：=-3.454m（基坑底標(biāo)高）-2.38（板樁入土深度）=-5.834m則所需板樁實際長度為：L7.606-(-5.834)=13.44m3、鋼板樁類型的選擇取最不利的工況條件，即以抽水、挖基后的板樁受力狀態(tài)作為確定板樁類型的依據(jù)。以1延米板樁墻為受力單元，將板樁看成是承受三角形荷載與均布荷載共同作用的連續(xù)梁，以計算的板樁最小入土深度確定板樁下支點位置，按彎矩分配法計算板樁的彎矩和反力。其力學(xué)簡化模式如圖二所示：坑底被動土壓力的合力作用點，距基坑底的距離為，其點設(shè)為G，從圖中可以看出，在5跨不等跨連續(xù)梁中，CG跨的

16、彎矩最大，L=h3+=4.0+=5.44m，為安全起見，將梁段CG的最大彎矩以簡支梁的形式計算，并近似采取圖的均布荷載形式，該梁段靜水壓力集度為： q靜=t0Kp+2c = 20.4×2.16×2.16+2×77.6× =323.27KN/m動水壓力： P=KH B=20×5.35××1×9.81=80.33KN 則動水壓力集度為：q動= = =8.38KN/m則CG梁段的最大彎矩為：Mmax = ql2= ×(323.27+8.38)×5.442=1226.84KN·m鋼板樁為A3鋼

17、，常用容許彎拉應(yīng)力為=180Mpa則每延米鋼板樁 W= = =4701cm3從計算所需鋼板樁的截面模量(4701cm3/m)可以看出，無此規(guī)格的鋼板樁可以滿足受力要求，計算表明需在CG梁段跨中增加一道支撐，以減少板樁的最大彎矩。若假設(shè)板樁的最小入土深度不變，在梁段CG中間增加一層支撐，其跨度變?yōu)?.72m，最大彎矩為：Mmax = ql2= ×(323.27+8.38)×2.722=306.7KN·m每延米板樁墻 W= = =1175cm3可選用德國生產(chǎn)的拉森式“”型鋼板樁（截面模量為2037cm3/m）?？紤]施工實際情況，將最下一道支撐設(shè)置在距離基底2.0m處，

18、按上述同樣方法驗算，所選板樁亦能滿足受力要求。Mmax = ql2= ×(323.27+8.38)×3.442=490.58KN·m每延米板樁墻 W= = =1880cm34、圍檀構(gòu)件截面尺寸的確定以兩護筒（或鉆孔灌注樁）的間隔作為內(nèi)支撐桿件的通過位置，其內(nèi)支撐桿件的平面布置見圖三所示：從圖中可以看出，縱向（無水流側(cè)）最大支撐間距為4.95m，橫向（迎水流側(cè)）最大間距為4.70m。增加一道內(nèi)支撐后，其板樁受力形式見圖四所示，取有水流側(cè)作為研究對象。從圖中可以看出，反力RE值最大，次之RC，RA最小。由以上可知，C=0.546m，則有：h=0.144，h1=h2=2m，h3=2.72m，h4=1.28m，假設(shè)各支撐反力相鄰兩跨上的半跨壓力由該支點承擔(dān)，則單根內(nèi)支撐反力為：RE = (H+P動)h·b = (9.81×5.35+80.33)×2.72×4.70=1698KN由上知，= +1.546m，= -0.814m，則=2.36m，H1=4.69-1.546=3.144m，H2=4.69+0.814