鋼管樁圍堰施工方案

1、蘇嘉杭高速公路湘城2#大橋第10孔外邊梁更換項(xiàng)目C50砼配合比設(shè)計(jì)計(jì)算書蘇州交通工程集團(tuán)有限公司基礎(chǔ)圍堰施工方案蘇州交通工程集團(tuán)有限公司常熟南北快速通道B標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部二零一零年五月常熟南北快速通道B標(biāo)辛安塘大橋基礎(chǔ)圍堰施工方案一、方案編制說明二、工程概況三、工程特點(diǎn)和難點(diǎn)分析四、方案擬定五、施工方案計(jì)算六、施工組織七、海事、航道專項(xiàng)安全措施八、圍堰安全專項(xiàng)措施九、質(zhì)量、安全保證體系常熟南北快速通道B標(biāo)辛安塘大橋基礎(chǔ)圍堰施工方案一、方案編制說明 常熟南北快速通道B標(biāo)辛安塘大橋28墩均在辛安塘河中，埋置較深，地質(zhì)條件一般，施工難度較大，進(jìn)場(chǎng)伊始，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我部考慮了兩個(gè)施工方案，一是搭設(shè)水

2、中平臺(tái)，進(jìn)行鉆孔樁施工，二是進(jìn)行半幅圍堰施工；我部經(jīng)過慎重討論，結(jié)合鉆孔樁澆筑的方便性、安全性，最終選定圍堰施工。二、工程概況辛安塘大橋路線在K6+777.2處與辛安塘河呈17斜交,辛安塘河現(xiàn)為等外級(jí)航道,凈空要求為12*2.5米,最高通航水位為1.624米,改移后的航道中心樁號(hào)為K6+840,橋梁交角為45。橋梁平面位于R=4000m的右偏圓曲線上,墩帽中心線、橋臺(tái)背墻前緣線按徑向布置后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45布設(shè)。中跨呈斜扇形布置：橋臺(tái)背墻前緣線與預(yù)制梁段平行布置.辛安塘大橋上部結(jié)構(gòu)采用25m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的裝配式部分預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁,預(yù)制箱梁高1.4米,橫向半幅橋由6片梁組成.橋墩采用四柱式橋墩,

3、立柱直徑為1.3米,鉆孔樁樁徑為1.5米,橋臺(tái)采用承臺(tái)分離式臺(tái),半幅橋臺(tái)下設(shè)8根1.2米鉆孔灌注樁基礎(chǔ).常熟南北快速通道辛安塘大橋橋梁起點(diǎn)樁號(hào)為K6+649.3，終點(diǎn)樁號(hào)為K6+930.7，橋梁全長(zhǎng)281.4米，上部結(jié)構(gòu)采用裝配式部分預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用墩柱、蓋梁，基礎(chǔ)為鉆孔樁、系梁，按摩擦樁設(shè)計(jì)。圍堰的順利進(jìn)行對(duì)鉆孔樁盡早施工具有重要意義。三、工程特點(diǎn)和難點(diǎn)分析1、工程地質(zhì)條件 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，該處主要的地質(zhì)為粘土、淤泥粘土、粉砂，高含水量，高孔隙比，高壓縮性，低強(qiáng)度，性質(zhì)極差，連續(xù)分布，在河中間56處淤泥層厚度在0.5米，含水量為26%，孔隙比額e=0.755,壓縮系數(shù)0.23Mp

4、a1,壓縮模量ESL-27.37MPa。2、施工難點(diǎn) 該處主要的施工難點(diǎn)可以概括為一下幾點(diǎn)：a、有來往船只，要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)通航要求。b、圍堰面積大，面積范圍為70*352450M2。c、土質(zhì)條件一般：河床以下2米處為淤泥質(zhì)粘土，土質(zhì)一般，厚度約11米。d、施工周期短：通常68月份為最可能的雨季，辛安塘大橋圍堰工程是項(xiàng)目的重要控制性節(jié)點(diǎn)工程，因此我部必須在11月前結(jié)束半幅鉆孔樁施工，施工工期非常緊張，而此處的工程量也相當(dāng)大，工期短，任務(wù)重，必須盡早確定方案，以便我部早日予以組織施工。四、方案擬定我部根據(jù)該墩所處的地理位置、地形條件以及施工方便，初步擬定采用以筑島結(jié)合鋼管樁圍堰的方案進(jìn)行施工：打雙

5、排鋼管樁，中間填土（用土工布結(jié)合竹柵圍堰）五、施工方案計(jì)算本方案設(shè)計(jì)計(jì)算如下：鋼管樁圍堰是深水基礎(chǔ)、基坑支護(hù)有效的施工方法，施工比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)受力明確的一種圍堰形式。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，水深在4米左右， 采用鋼管樁圍堰，施工中下打方便，淤泥中封水比較容易，成功率大，費(fèi)用比較低。因此我部決定用雙排鋼管樁加筑土圍堰，可有效抵抗水流沖刷。1、圍堰結(jié)構(gòu)組成 圍堰由鋼管樁圍堰、內(nèi)側(cè)筑島土。2、圍堰受力計(jì)算已知條件：1、施工水位：+1.5m2、平臺(tái)土圍堰標(biāo)高：+2.5m；3、土的重度為：18.8KN/ m3，內(nèi)摩擦角=20.14、距鋼管樁外1.5m均布荷載按20KN/ m2計(jì)。鋼管樁平面布置、管樁類型選擇，

6、支撐布置形式，管樁入土深度、基底穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算如下：1.5鋼管樁土壓力分布圖q=20kn/1.004.0(1)作用于管樁上的土壓力強(qiáng)度及壓力分布圖ka=tg（45-/2）= tg（45-20.1/2）=0.49Kp= tg（45+/2）= tg（45+20.1/2）=2.05鋼管樁外側(cè)均布荷載換算填土高度h1，h1=q/r=20/18.8=1.06m+1.50m以上土壓力強(qiáng)度Pa1：Pa1=r*(h1+0.4)Ka=18.8*(1.06+1.0)*0.49=18.98KN/m2+1.50m以下土壓力強(qiáng)度Pa2：Pa2=r*(h1+1.0)+（r-rw）*（3.3+6.2）*Ka=18.8*(1

7、.06+1.0)+( 18.8-10)*5.0*0.49=40.54KN/m2土壓力Pa3：Pa3=r*(4+1)=18.8*594 KN/m2則總的主動(dòng)壓力(土體及水壓力)Ea：Ea=(13.4*2.06)/2+18.98*(2.06+5)/2+(40.54-18.98)*5/2+94*5/2=375.4494KN/m(2) (2)確定內(nèi)支撐層數(shù)及間距按等彎距布置確定各層支撐的間距，鋼管樁能承受的最大彎距確定鋼管樁頂懸臂端的最大允許跨度h:h= = 6*200*203718.8*0.493 =298cm=2.98mh1=1.11h=1.11*2.98=3.3mh2=0.88H=0.88*2.

8、98=2.62mh3=0.77h=0.77*2.98=2.3m根據(jù)具體情況，確定采用的布置如右圖所示：（3）各內(nèi)支撐反力采用簡(jiǎn)支梁法近似計(jì)算各內(nèi)支撐反力P1=18.98*2.06/2+18.98*(0.5+4/2)+(18.98+40.54)/2(1.0-0.5)/2+(18.98+40.54)/24/2+(40.54+18.98*2-(18.98+40.54)/2)/24/2=182.699 KN/mP2=(40.54+18.98*2)（4/2+4/2）+(40.54+18.98+94)-(40.54+18.98*2)）/24/2-（40.54+18.98*2-(18.98+40.54)/2

9、）/24/2=340.1KN/m（3）鋼管樁入土深度：土的重度考慮浮力影響后，取r=8.8KN/m2Kn=r(Kp-Ka)=8.8*(2.05-0.49)=13.73 KN/m3則r*( Kp-Ka)*X*X*X*2/3*1/2=0.779*375.4494得X=3.92取安全系數(shù)K=1.1X=1.1*3.92=4.3m所以鋼管樁的總長(zhǎng)度L為：L=4.3+1.06+5=10.36m選用鋼管樁長(zhǎng)度12m.（5）基坑底管涌驗(yàn)算根據(jù)不發(fā)生管涌條件：K=（h+2t）r/ hrw1.5r=rs-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m3, t=5.0m h=7.0m rw=10.0 KN/m3則K=(

10、7+2*5)*8.8/7*10=2.131.5即當(dāng)鋼管樁入土深度超過5m時(shí)，不會(huì)發(fā)生管涌。（6）坑底滲水量計(jì)算：Q=K*A*= K*A* h/( h+2t)根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料，土的綜合滲透系數(shù)取0.08m/d則Q=(0.08*26*20*7)/(7+2*5)=17.12m3根據(jù)其滲水量的大小，鋼管樁之間填土夯實(shí)。 （7）整體抗浮穩(wěn)定性檢算：當(dāng)停止降水或抽干基坑內(nèi)積水時(shí)，封底層底面因受到靜水壓力作用，則要求K=Pk/Pf=(0.9Ph+*L*f*h)/Pf1.05 =（0.9842.8+0.6（26+20）1421.1）/2026（17.5-11.67-0.8）=0.61.05但由于在施工中，將在

11、基坑內(nèi)封底砼中設(shè)置降水井，降水工作不停止，降水后水位比封底砼底面要低，靜水壓力較小，從而不會(huì)發(fā)生整體上浮。六、施工組織第一節(jié) 圍堰施工、圍堰總體布置根據(jù)確定的方案，采用雙排鋼管樁內(nèi)側(cè)填土作為圍堰主體，雙排鋼管樁之間間距設(shè)為4米，中間以粘土填筑，在臨水一側(cè)兩個(gè)堰體角設(shè)置為圓弧形以起到導(dǎo)流作用，減小水流的紊流及水流對(duì)堰體沖刷力。鋼管樁外側(cè)加固一道槽鋼圍囹連接，在鋼管樁外側(cè)及內(nèi)側(cè)以5mm防水土工布加自制竹篾編制在鋼管樁上，使整個(gè)堰體形成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)；以此作為圍堰主體。該方案的成敗與否，關(guān)鍵取決于該圍堰的成功與否，所以該方案主要內(nèi)容即為圍堰施工的組織。、圍堰施工組織設(shè)計(jì)1、由于面河向的一排鋼管樁離河岸

12、大約有35米，所以在打埋鋼管樁前需先填筑碼頭，碼頭長(zhǎng)度確定為70米，寬度為35米；鋼管樁打設(shè)采用長(zhǎng)臂挖機(jī)配以自動(dòng)震動(dòng)錘輔以大型船只進(jìn)行施工。2、平整場(chǎng)地施工前對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整，在吊車位進(jìn)行硬化平整處理，便于吊車工作；鋼管樁位進(jìn)行平整便于鋼管樁位的放樣和插打。3、打設(shè)鋼管樁：插打鋼管樁是整個(gè)基坑圍堰施工的關(guān)鍵工序，以下主要敘述鋼管樁的插打施工。4、第一根鋼管樁插打確定圍堰整體布置，先進(jìn)行輔助導(dǎo)向樁的插打施工。先根據(jù)第一根鋼管樁的位置對(duì)輔助導(dǎo)向樁進(jìn)行放樣，然后用履帶長(zhǎng)臂打樁機(jī)電動(dòng)振動(dòng)樁錘，通過電動(dòng)振動(dòng)樁錘的夾具起吊輔助導(dǎo)向樁，按放樣位置將兩根輔助導(dǎo)向樁打入地下，打入深度7m。輔助導(dǎo)向樁插打完成后

13、設(shè)置導(dǎo)向架，導(dǎo)向架用型鋼焊制而成，高度2m。最后用履帶吊吊起電動(dòng)振動(dòng)樁錘，通過電動(dòng)振動(dòng)樁錘的夾具起吊第一根鋼管樁，插入導(dǎo)向架，啟動(dòng)電動(dòng)振動(dòng)樁錘，將其打入地下，頂面標(biāo)高控制在+2.5m，完成第一根鋼管樁的插打施工，具體見圖 “第一根鋼管樁插打施工示意圖”。5、拆除導(dǎo)向架，拔除輔助導(dǎo)向樁。6、第二根鋼管樁插打放樣后重新插打輔助導(dǎo)向樁，設(shè)置橫向?qū)驒M梁，采用與第一根鋼管樁同樣的起吊方式吊起第二根鋼管樁，在導(dǎo)向橫梁上焊接臨時(shí)導(dǎo)向卡，啟動(dòng)電動(dòng)振動(dòng)樁錘，將其打入地下，頂面標(biāo)高控制在+2.5m，完成第二根鋼管樁的插打施工，具體見圖 “鋼管樁插打施工示意圖”。5、第二根鋼管樁施工完畢后，解除臨時(shí)導(dǎo)向卡，按第二

14、根樁的施工方法進(jìn)行其余鋼管樁的插打施工，直至全部鋼管樁插打完畢。施工過程中要注意角樁的情況。插打側(cè)面第一根鋼管樁插打施工示意圖輔助導(dǎo)向樁、臨時(shí)導(dǎo)向卡、導(dǎo)向橫梁及鋼管樁的平面相對(duì)位置插打側(cè)面其余鋼管樁插打施工示意圖1、根據(jù)合同文件中工期的要求，該圍堰必須在11年6月前結(jié)束施工，據(jù)此安排，工期十分緊張，按圍堰正常施工工序，打圍堰外圍鋼管樁-填土圍堰-等待固結(jié)-下護(hù)筒-布鉆機(jī)鉆孔-樁砼施工結(jié)束-立柱施工。2、圍堰施工A、 鋼管樁施打前，測(cè)量組放樣定位，控制圍堰長(zhǎng)、短邊的鋼管樁位置，定出圍堰的角點(diǎn)及長(zhǎng)、短邊的間距。每點(diǎn)處打兩根鋼管樁，兩相鄰點(diǎn)的鋼管樁用槽鋼焊接，做為打鋼管樁的導(dǎo)向。B、 施打時(shí)先將鋼管

15、樁逐根施打到穩(wěn)定深度，然后依次打到設(shè)計(jì)深度，并由上游分兩頭向下游合龍，注意檢查樁身的垂直度。C、 鋼管樁打完后，橫向之間先用槽鋼連接連接起來，形成一個(gè)整體，然后依次用竹柵、土工布，回填土施工，依次推進(jìn)，最后用橫向槽鋼將兩根雙排方向的鋼管連接。3、計(jì)劃安排 根據(jù)總體施工進(jìn)度安排，南半幅圍堰在2010年11月前完成，施工時(shí)考慮到通航要求，北半幅待南半幅施工完畢后進(jìn)行施工，整個(gè)施工過程工期緊。 1、鋼管樁的加工運(yùn)輸 鋼管樁的加工運(yùn)輸由專業(yè)加工廠家負(fù)責(zé)完成，到2010年5月15日全部加工運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)。2、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作助導(dǎo)向樁的插打，具體實(shí)施時(shí)間為2010年5月25日2010年6月1日，共5天

16、。3、鋼管樁插打 鋼管樁插打2010年6月1日2010年6月20日，共20天。4、圍堰施工 圍堰施工2010年6月20日2011年5月30日，共11個(gè)月。5、鉆孔樁施工 鉆孔樁施工2010年7月1日2010年9月30日，共90天。（北半幅計(jì)劃根據(jù)南半幅進(jìn)度另行排定）辛安塘大橋基坑圍堰施工進(jìn)度橫道圖施工階段2010年五月六月七月八月九月十月十一月鋼管樁加工運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)工作準(zhǔn)備鋼管樁插打圍堰施工鉆孔樁施工立柱施工具體施工流程如下：打設(shè)鋼管樁進(jìn)行北半幅圍堰施工放樣拔出鋼管樁立柱施工鉆孔樁施工挖出內(nèi)部土筑島圍堰填土備注： 1、上圖鋼管樁平面示意圖，單位為米。 2、雙排樁縱橫向之間用槽鋼連接，焊接牢固。 3

17、、鋼管內(nèi)側(cè)用竹柵、土工布及中間填土。 4、鋼管樁約高出水面1米，填土高度與鋼管樁齊平。 七、海事、航道安全專項(xiàng)措施（一）保證航道正常通行和航道及相關(guān)設(shè)施安全的措施1、提前與海事部門、航道管理部門取得聯(lián)系，并按行政審批程序上報(bào)水上施工申請(qǐng)和相關(guān)安全措施，經(jīng)審批獲得許可后方可開始組織水上施工；2、在經(jīng)航道部門同意后，航道航標(biāo)由航道部門統(tǒng)一按規(guī)定設(shè)置，上下游各一組。3、施工中需要限航或臨時(shí)斷航時(shí)提前上報(bào)海事部門，實(shí)行水上交通管制或統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮；4、安排專人和安全員每天反復(fù)巡視，確保航運(yùn)設(shè)施、水上施工臨時(shí)設(shè)施、各標(biāo)示標(biāo)牌和警示牌、警示燈、航標(biāo)燈的正常完好，保證航道正常通行。5、所有水上作業(yè)人員均配備安

18、全帽、救生衣、防滑膠鞋、安全帶等安全防護(hù)用品，保證施工和人身安全；6、水上作業(yè)船只包括打樁船、駁船等必須拉錨固定，不得?？坑谟绊懻Ｍㄐ械奈恢茫▽?shí)施限航或禁航管制時(shí)除外），錨繩不得設(shè)置于航道范圍內(nèi)。7、遇大風(fēng)天氣風(fēng)力6級(jí)以上時(shí)停止一切水上作業(yè)，所有水上設(shè)施采取有效措施保護(hù)和固定。8、按航道部門要求，在主通航孔設(shè)置通航信號(hào)燈，并在外側(cè)搭建紅白相間的孔框。（二）通航孔兩側(cè)墩柱防護(hù)措施1、在施工橋位上下游各150m處設(shè)置禁停警示標(biāo)志，禁止過往船只在施工區(qū)域逗留或停泊；2、施工前在橋位上下游各100米處設(shè)置正規(guī)警示牌和施工告示牌，寫明工程名稱、限寬限高、施工時(shí)間等內(nèi)容，提醒過往船只；3、施工圖設(shè)計(jì)設(shè)置

19、已經(jīng)考慮防撞保護(hù)樁，施工時(shí)在最外側(cè)鋼管樁露出水面部分，涂刷紅白色條形反光漆。4、在靠通航孔一側(cè)及上下游外側(cè)懸掛防撞橡膠輪胎保護(hù)樁身不受碰撞破壞；5、在通航孔懸掛一排綠色信號(hào)燈，其它孔掛紅色信號(hào)燈，徹夜指示過往船只安全通航；6、在通航孔上下游位置懸掛橋梁凈高提示牌，上下游各一個(gè)；八、圍堰施工安全專項(xiàng)措施1、為保證鋼管樁準(zhǔn)確打入，安排專業(yè)車輛人員定位放樣，確保位置準(zhǔn)確。2、打樁時(shí)安排經(jīng)驗(yàn)豐富的施工指揮人員。3、及時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)，在下雨或刮風(fēng)五級(jí)以上時(shí)不得從事作業(yè)。4、施工時(shí)做好安全警示標(biāo)志。5、盡量避免夜間施工，以免打擾附近居民。九、質(zhì)量、安全保證體系(一) 質(zhì)量保證體系如下頁圖質(zhì)量保證體系框圖工

20、程部：李偉華試驗(yàn)室宋 武測(cè)量組陳大勇材料組徐清春圍堰施工隊(duì)質(zhì)檢科：徐有國綜合部：周建德項(xiàng)目總工：周黎軍項(xiàng)目經(jīng)理：鄭平安測(cè)量作業(yè)組填土作業(yè)組拖拉作業(yè)組焊接作業(yè)組裝配作業(yè)組起吊作業(yè)組航道安全組 (二)、制定嚴(yán)格的工程質(zhì)量檢測(cè)制度1、 建立健全以項(xiàng)目經(jīng)理為首的質(zhì)量管理體系，經(jīng)理部各部門明確質(zhì)量管理范圍、責(zé)任、技術(shù)科各部門分級(jí)落實(shí)責(zé)任制，技術(shù)人員分工明確，并且責(zé)、權(quán)、利三者相結(jié)合，發(fā)揮出每個(gè)技術(shù)人員的工作積極性，使他們起到應(yīng)有的作用。2、 建立并健全兩級(jí)管理制度，所有工序需經(jīng)隊(duì)部自檢合格后方可上報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理部，項(xiàng)目經(jīng)理部需對(duì)隊(duì)部所報(bào)材料認(rèn)真進(jìn)行審查，并通過進(jìn)一步測(cè)量復(fù)核，在確認(rèn)合格后經(jīng)理部再將資料報(bào)送監(jiān)

21、理組、指揮部，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確率。3、 認(rèn)真審閱圖紙，審圖需全面、完整，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)做好記錄，在開工前及時(shí)向設(shè)計(jì)單位了解，開工后遇到有關(guān)技術(shù)上的問題及時(shí)請(qǐng)示監(jiān)理工程師及相關(guān)專家，對(duì)監(jiān)理工程師及相關(guān)專家指示的技術(shù)方法正確地深刻領(lǐng)會(huì)，以指導(dǎo)施工。4、 現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員做到認(rèn)真、細(xì)心負(fù)責(zé)，及時(shí)指出工程施工中的不足之處并予及時(shí)糾正完善，工作過程中做到操作仔細(xì)、不放過任何可疑點(diǎn)，并推行復(fù)核檢驗(yàn)制度。5、 推行計(jì)劃管理各施工組，各組根據(jù)總計(jì)劃指標(biāo)要求制定本組、本施工點(diǎn)的計(jì)劃。隊(duì)部提出處理意見，及時(shí)調(diào)整人工、材料、機(jī)械設(shè)備在數(shù)量和時(shí)間上的安排，保證各施工環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)緊扣，有條不紊，既保進(jìn)度又保質(zhì)量。(三)安全保證體系框圖試驗(yàn)室宋武試驗(yàn)室宋武材