橋墩鋼板樁施工方案

21-黑瞎子島烏蘇大橋及引道工程鋼板樁圍堰施工方案中鐵大橋局股份有限公司1、工程概況黑瞎子島烏蘇大橋及引道工程路線全長6.405km，烏蘇大橋長1.6Km,引道全長4.805Km。工程起點位于撫遠水道南岸，在江堤西側約350米處與撫烏公路交叉，向西連接撫遠縣城，東接烏蘇鎮(zhèn)，引道向北沿西堤布置，前行2.7km與堤防平交，跨過南堤后接烏蘇大橋（全長1600m），南岸引道長3040m；北岸引道起于北岸橋頭，向東北延伸與島上既有砂石路相接，為本項目終點，北岸引道1765m。16#、17#、18#墩承臺采用鋼板樁圍堰施工方法，16#墩、18#墩承臺平面尺寸為8.5m×8.5m，高度為3.5m,混凝土設計強度為C40，單個承臺混凝土設計方量為252.8m3；17#墩承臺平面尺寸為18.5m×18.5m，高度為4m,混凝土設計強度為C40，混凝土設計方量為1369m3。2、施工部署2.1施工工藝流程墩鋼板樁圍堰施工流程如下：施工準備安裝第一道內支撐，插打鋼板樁施工準備安裝第一道內支撐，插打鋼板樁抽水并安裝第二道內支撐取土，安裝第三道內支撐向圍堰內灌水，水下吸泥水下封底混凝土澆注把水抽干，立模板、綁扎鋼筋，澆注承臺待墩身施工完畢，按上述步驟逆作法拆除圍堰鋼板樁圍堰的主要施工步驟如下:測量放樣→在鋼護筒(或平臺樁)上焊接牛腿，下放第一道內支撐→以第一道內支撐為導向框，插打鋼板樁至設計標高→將水抽至第二道支撐下1m處，安裝第二道內支撐→取土，安裝第三道內支撐→回灌水，進行水下吸泥→水下封底混凝土澆注→將水抽空，安裝模板，綁扎鋼筋→承臺澆筑→下塔柱施工→拆除圍堰本項目共進兩套鋼板樁，17#墩使用一套，16#墩的兩個承臺做成一個大圍堰，18#墩圍堰導用16#墩鋼板樁。2.2人員組織機構本圍堰施工采用項目經理負責制管理，成立施工領導小組。由項目經理全權負責小組的機械、材料和勞動力的組織及施工，管理架構如下：項目經理項目經理總工程師總工程師施工負責人技術負責人施工負責人技術負責人工班長電工焊工工班長電工焊工技術工人技術工人2.3施工機械及設備主要機械設備機械參數機械名稱型號數量功率使用部位振動錘DZ451臺插打及拔出鋼板樁運輸汽車東風1臺30T運輸鋼板樁氣割機1套切割鋼板樁電焊機XD1-2002臺2KVA鋼板樁接長抽水泵4臺圍堰內抽水180履帶吊50T1插、拔板樁25T汽車吊機1臺吊運鋼板樁3、施工方法3.1、施工準備鋼板樁運到工地后，詳細對其檢查、丈量、分類、編號，并對其尺寸及外觀進行檢查，鎖口通不過或樁身有彎曲、扭曲、死彎等缺陷，采用冷彎，熱敲（溫度不超過800~1000℃），焊補、鉚補、割除、接長等方法加以整修。同時接頭強度與其它斷面相等，接長焊接時，用堅固夾具夾平，以免變形，在焊接時，采用坡口焊，對新樁或接長樁、在樁端制作吊樁孔。如果采用組樁插打，每隔4~5m設有一道夾板，夾木在板樁起吊前夾好，插打時，逐付拆除，周轉使用。組樁及單樁的鎖口內，涂以黃油混合物油膏（重量配合比為：黃油：瀝青：干鋸末：干粘土=2：2：2：1），以減少插打時的摩阻力，并加強防滲性能。根據設計方案及市場上供應，選擇拉森Ⅳ型鋼板樁，樁長12m、15m和18m，所用鋼板樁具體截面特性見下表：拉森Ⅳ型鋼板樁截面特性型號（寬度×高度）有效寬W1mm有效高H1mm腹板厚tmm單根材每米板面截面面積cm2理論重量kg/m慣性距Ixcm4截面模量Wxcm3截面面積cm2理論重量kg/m2慣性距Ixcm4截面模量Wxcm3600×21060021018.0135.31068630539225.5177.05670027003.2、導框及支撐安裝在進行導向框安裝前，先進行定位測量。在原有鋼護筒上加焊鋼牛腿作臨時施工平臺。然后以原有樁基礎的鋼護筒作為定位樁，沿鋼板樁圍堰全長設置圍檁，16#墩第一層、第二、三層圍檁用H588型鋼；18#墩第一層、第二、三層圍檁用H588型鋼；17#墩第一、二、三層圍檁都使用H588型鋼。在鋼板樁圍堰四個轉角上使用工鋼做角撐，角撐至少設置兩道。具體支撐細節(jié)見附圖：鋼板樁圍堰布置圖。3.3、鋼板樁的吊運、插打與合攏3.3.1鋼板樁的運輸及吊運鋼板樁按插樁順序堆碼，最多允許堆放四層，每層用墊木隔開高差不得大于10mm，上下層墊木中線要在同一垂直線上，允許誤差不得大于20mm。起吊前，鎖口內嵌填黃油瀝青混合料。箍緊鋼板用的弧度卡箍，待插入鎖口時逐個解除。3.3.2鋼板樁的插打及布置承臺平面尺寸共有兩種：16#墩、18#墩承臺平面尺寸為8.5m×8.5m，高度為3.5m；圍堰尺寸25.6×11.6鋼板樁長18米，17#墩承臺平面尺寸為18.5m×18.5m，高度為4m，圍堰尺寸20.8×20.8鋼板樁長24米，鋼板樁逐根插打，插打順序為：先插打南向的一個邊，然后順時針方向插打，最后在北向合攏。最初的一、二塊鋼板樁的打設位置和方向要確保精度，以起到樣板的作用。插打時以第一道圍檁為導向框，每插打完成1米測量校正1次，確保在同一直線上。其余鋼板樁，則以已插好的鋼板樁為準，起吊后人工扶持插入前一片鋼板樁鎖口，然后用振動錘振動下沉，整個過程中，要用錘球始終控制每片樁的垂直度，及時調整。每根鋼板樁施打完畢后，即與圍檁焊接牢固。在合龍前剩最后5～7根鋼板樁未插打時，開始測量并計算鋼板樁底部的直線距離，再根據鋼板樁的寬度，計算出所需鋼板樁的片數。鋼板樁合龍時，兩側鎖口不一定平行，可能會出現上大下小或者上小下大、左右偏移的情況，應采取措施調整，必要時應采用異型樁合龍，以確保整個圍堰的密封性。組樁及單樁的鎖口內，涂以黃油混合物油膏（重量配合比為：黃油：瀝青：干鋸末：干粘土=2：2：2：1），以減少插打時的摩阻力，并加強防滲性能。3.3.3插打工藝a．用180履帶吊的吊鉤掛上振動錘，依次將鋼板樁插打。b.對準樁與定位樁的鎖口，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。c.試開打樁錘30秒左右，停止振動，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。d.板樁至設計高度前40cm時，停止振動，振動錘因慣性繼續(xù)轉動一定時間，打樁至設計高度。e.松開液壓夾口，錘上升，打第二根樁，以上類推至打完所有樁。f.打樁前一般應在鎖口內涂以黃油、鋸末等混合物，在打完鋼板樁后，開始進行鋼板樁圍堰內的止水處理。3.3.4注意事項a.導向框安裝之后，與鋼護筒焊接牢固，確保導向框不晃動，以便打樁時提高精確度。b.鋼板樁插打，鋼板樁起吊后人工將樁插入鎖口，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。c.鋼板樁振動插打到小于設計標高40cm時，小心施工，防止超深發(fā)生。d.封口時，精確計算異形鋼板樁的尺寸，確保圍堰密閉的質量。3.4、安裝內支撐鋼板樁插打前，在鋼護筒（或平臺樁）上焊接牛腿，然后安裝第一道內支撐，安質部對其驗收。對圍堰進行抽水，將圍堰內的水抽至第二道支撐下部1.5處，然后安裝第二道支撐。第二道支撐安裝完成后需報安質部，檢驗合格后方可安裝第三道內支撐。每一道支撐安裝完成后，要將其與圍檁固定成一個整體。在安裝內支撐時，要先外框再內支撐的步驟進行，并在吸泥和安裝過程中時刻關注圍堰的和水位的變化，發(fā)現異常情況，應停止施工檢查原因后，采取相關的措施后，方能繼續(xù)施工。3.5、開挖、抽水、封底在開挖的過程中采用邊施工邊抽水的方式，若遇到部分地方的漏情況較嚴重者還要進行水下堵漏，用棉絮等在內側嵌塞，同時在漏縫處撒大量木屑或谷糠，使其由水夾帶至漏水處自行堵塞。第三道內支撐安裝完成后，往圍堰內回灌水至施工水位，保持圍堰內外水位相等，進行水下吸泥，。在開挖過程中要時刻注意開挖的速度，不能開挖得過快，且要注意開挖的標高，不要超挖情況發(fā)生。封底前的施工準備。臺和滑槽布置，利用鋼圍堰和鉆孔樁護筒作為支撐，沿順橋向拼裝貝雷梁，其上鋪腳手板作為封底施工平臺。封底施工平臺間拼裝一個儲料斗支架，安裝儲料斗導管等封底施工設備2、導管布置封底混凝土的灌注采用垂直導管法，導管數量及在平面上的布置，應使各導管的有效灌注半徑互相搭接，并覆蓋基底全范圍。導管具體布置如下：⑴圍堰封底時，為使鋼板樁與水下封底混凝土有良好結合，圍堰四周導管的布置應較中間密集。導管吊裝前應試拼，接口連接嚴密、牢固，編號及自下而上標示尺度，做好分節(jié)及尺度標記。吊裝時，導管應位于設計規(guī)定位置，并在砼灌注之前進行升降試驗。⑵每套導管頂部應有2節(jié)1m長短管，以便調整導管高度，隨封底混凝土的增高拆除。導管接縫處必須連接可靠。⑶每套導管用油漆劃尺寸，以便計算導管埋入深度。⑷每套導管頂端安裝一個1.0m3的小漏斗，并用1臺5t倒鏈懸掛在施工平臺上，導管底口與封底基底頂面的距離不大于30cm。⑸為控制封底混凝土標高和隨時掌握封底混凝土的灌注情況，要求技術員隨時進行測量并記錄（測量點可在圖紙上做標記）。4、水下混凝土的拌合：⑴、拌合前機械進行試運轉，檢查設備完好情況，一切就緒后，方可開始。⑵、封底混凝土采用早強緩凝混凝土性能應滿足如下要求①3d強度不小于20MPa（設計強度為30MPa）；②混凝土初始坍落度18～22cm，2h后坍落度不小于15cm；③混凝土初凝時間不小于12h；④混凝土的拌和物和易性、流動性良好，且符合泵送及水下混凝土澆筑的施工工藝要求。⑶、砼每小時供應量應滿足混凝土面上升速度25cm/小時的要求，故每小時供應量不應少于865m3×0.25m/小時≈80m3/小時。5、機具設備的檢查對灌注封底混凝土使用的機具（拌合機、攪拌運輸車、砼泵車、倒鏈、泵管、電器設備等）應在施工前進行檢查，保證機械設備處于良好狀態(tài),確保封底灌注正常進行。6、水下封底混凝土前的最后檢查及準備⑴準備好測量繩，測量繩使用前應預先浸水，并用鋼尺校核，其誤差不大于5cm。⑵試倒鏈、潛水泵。⑶測量封底前泥面高程并記入封底記錄。⑷導管定位，導管下口高于泥面20～30cm。⑸各崗位人員就位。（二）、封底混凝土的灌注1、灌注順序拔球順序根據導管處基底面情況，按事先編好的拔球順序（根據清基后的底面標高確定）逐根進行拔球灌注。原則是由低處向高處，由四周向中間的順序，分期分批開灌，盡量使混凝土流動不要太遠。每根導管在其鄰近導管澆筑混凝土流至其底口前開灌，必要時可通過提升導管來控制，以免埋住導管底口。2、首批混凝土灌注保證拔球方量滿足導管埋深，方可拔球灌注，以保證首批混凝土灌注后，導管埋深不小于0.8m。初次拔球時，混凝土的陷度可適當降低（約18cm）。拔球時，儲料斗內的混凝土應連續(xù)快速有控制地送入導管內，不得中斷，以防導管進水，導致拔球失敗。拔球后，在測量確認導管埋深大于0.8m后方可進行下根導管的拔球。3、在各導管的拔球過程中，對各導管的混凝土供應應跳躍式進行，以免任何一根導管長時間得不到混凝土供應，導致堵管。第二根導管拔球后，應對第一根導管灌注一次混凝土，然后再進行第三根導管的拔球，第三根導管拔球后，應對第一根、第二根導管灌注一次混凝土再進行第四根導管的拔球….，依此類推，直到分塊灌注的最后一根導管拔完，其后各導管的灌注按順序進行。4、已拔球的導管在正常情況下，混凝土灌注間隔時間不宜時間過短，若超過30min不能供料，應使導管反復升、降三次，每次升降幅度約0.1m。對于每根導管每小時內必須保證至少一次的混凝土供應，每次5—10m3。5、正常灌注時導管埋深控制在1.0—1.5m，封底混凝土頂面高程每20-30分鐘測量一次，混凝土的頂面流動坡度控制在1:5左右，當坡度太大時，應增加導管底在混凝土內的埋入深度或采用流動度較大的混凝土，每次提升泵管的高度不應超過20cm。6、水下封底過程中，對混凝土的流動距離、流動坡度、泵管埋入深度、灌注速度、井孔內混凝土面上升情況，均應及時測量，做好記錄，隨時調整。7、尚未拔球的導管，應根據封底混凝土面上升高度的測量資料，隨時將導管提升至混凝土面以上一定高度，以防混凝土進入導管內，拔球時發(fā)生堵管，在拔球前必須以這些導管根據混凝土面標高測量重新確定導管下口高度。8、若發(fā)現導管漏水，混凝土面驟變等異常情況，應迅速上報項目部，研究處理。9、對產生離析、流動度損失大的混凝土，不準使用，防止堵管，引起質量事故。10、封底混凝土按設計厚度灌注，砼面的最終灌注高度比設計提高不小于15cm，待抽水后，清除表面松散層。封底混凝土頂面高程誤差應不大于10cm。11、灌注結束后，將拌合機、混凝土泵輸送管、灌注導管及其它盛放混凝土的設備沖洗干凈，以備下次使用。3.6、拆除內支撐當承臺及墩身均已施工完成后，便可對圍堰進行拆除。拆除時先拆除內支撐，再將鋼板樁拔除。拆除內支撐的順序與其安裝相反，由下至上進行拆除，但在拆除前為了便其拆除時的工況能現安裝時相同，應先進行承臺周邊基坑回填，并夯實，然后可拆除第三道支撐。拆除第三道支撐后應向圍堰內注水至內外水位一致，便圍堰受力平衡，然后可拆除第一、二道支撐。3.7、拔樁3.7.1拔樁鋼板樁拔樁前，先將圍堰內的支撐，從下到上陸續(xù)拆除，并陸續(xù)灌水至高出圍堰外水位1～1.5m，使內外水壓平衡，使板樁擠壓力消失。再選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，先略錘擊振動各拔高1~2m，然后挨次將所有鋼板樁均拔高1~2m，使其松動后，再挨次拔除，對樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁HYPERLINK"/news/equipment/"設備的能力，將相鄰的樁一齊拔出，必要時進行水下切割。3.7.2拔樁注意事項a.為防止將臨近板樁同時拔出，宜將鋼板樁和加固的工鋼逐根割斷。b.先割除鋼板樁的支撐，然后再拔圍堰鋼板樁。c.拔出的鋼板樁應及時清除土砂，涂以油脂。變形較大的板樁需調直，完整的板樁要及時運出工地，堆置在平整的場地上。d.將鋼板樁用振動錘再復打一次，可克服土的黏附力。e.按與打板樁順序相反的次序拔樁。3.8、河道清理由于在圍堰的施工過程中，開挖的土放置于周邊的河床上，使河床高度發(fā)生變化，影響了其排水功能，故在施工完成后，要對其河床時行復原，復原采用挖機直接平整的方式進行。4、監(jiān)控及救援預案4.1、監(jiān)控及救援系統(tǒng)a、目的：為了施工人員在事故面前的安全和利益。b、適用范圍：黑瞎子島烏蘇大橋及引道工程。c、施工現場生產安全應急救援小組安全小組應以項目經理為組長，對施工安全負主要責任。項目部其它主要人員擔任小組成員，負責日常事務。d、安全事故救援成員必須經過培訓。小組每季度進行1-2次應急救援演習和對急救器材設備的日常維修、保養(yǎng)，從而保證應急救援時正常運轉。e、生產安全事故應急救援程序：如發(fā)生產安全事故立即上報，具體上報程序如下：現場第一發(fā)現人——現場值班人員——現場應急救援小組組長——向上級部門報告。f、應急救援小組職責：⑴組織檢查各施工現場及其它生產部門的安全隱患，落實各項安全生產責任制，貫徹執(zhí)行各項安全防范措施及各種安全管理制度。⑵進行教育培訓，使小組成員掌握應急救援的基本常識，同時具備安全生產管理相應的素質水平，小組成員定期對職工進行安全生產教育，提高職工安全生產技能和安全生產素質。⑶制定生產安全應急救援預案，制定安全技術措施并組織實施，確定企業(yè)和現場的安全防范和應急救援重點，有針對性的進行檢查、驗收、監(jiān)控和危險預測。4.2、突發(fā)事件及風險預防措施根據風險情況看，如果不采取相應有效的預防措施，不僅給橋梁施工造成很大影響，而且對施工人員的安全造成威脅。1)深基坑在開挖時一定要注意周邊水位的變化，最好在低潮位進行施工，應近量避開高潮位。2)材料準備：開挖前準備足夠優(yōu)質腳手板，準備2臺抽水泵，隨時應急。3)深基礎開挖，在施工過程中組織專人觀測圍堰的變形情況，如發(fā)現變形過大應采取措施找出問題所在，對圍堰進行固。4)大風、大雨的預防措施：①配備兩臺水泵（其中一臺備用），用于排除井下積水。②施工現場倉庫配備足夠數量的潛水泵、泥漿泵。③及時獲取天氣信息，預先做好準備工作。④一旦出現雨量過大，應停止施工，在圍堰周邊設置安全警示標志。⑤當風力達到6級及以上，應停止圍堰施工或圍堰內的任何生產活動。4.3、救生設施的設置如事故一旦發(fā)生，應有較好的救生設施才能將損失降到最低。圍堰內均應放置不少于4個的救生圈、2根的救生繩及2條救生梯。救生梯與救生繩對稱布置于圍堰的4個邊的中部，救生圈應放在圍堰的四角部位。4.4、應急響應事故發(fā)生后，應急就會響應，具體的響應過程見下圖表緊急事故發(fā)生緊急事故發(fā)生上報安全組組長搶險領導小組搶險方案確定物資、設備到位進行搶險現場處置、送醫(yī)院搶救搶險結束、恢復生產措施及善后處理、進行總結上報監(jiān)理、業(yè)主、人員傷亡應急事故發(fā)生處理流程圖5、質量控制5.1、在拼接鋼板樁時，兩端鋼板樁要對正頂緊，坡口的設置嚴格按照焊接工藝規(guī)范執(zhí)行。使用新鋼板樁時，要有其機械性能和化學成份的出廠證明文件，并詳細丈量尺寸，檢驗是否符合要求。5.2、對組拼的鋼板樁兩端要平齊，誤差不大于3mm，鋼板樁組上下一致，誤差不大于30mm，全部的鎖口均要涂防水混合材料，使鎖口嵌縫嚴密。5.3、為保證插樁順利合攏，要求樁身垂直，并且圍堰周邊的鋼板數要均分，為保證樁身垂直，于第一組鋼板樁設固定于圍堰支撐上的導向木，順導向木下插，使第一組鋼板樁樁身垂直，由于鋼板樁樁組上下寬度不完全一致，鎖口間隙也不完全一致，樁身仍有可能傾斜，在施工中加強測量工作，發(fā)現傾斜，及時調整，使每組鋼板樁在順圍堰周邊方向及其垂直方向的傾斜度均不大于5‰，同時為了使圍堰周邊能為鋼板樁數所均分，事先在圍堰上按鋼板樁組的實際寬度畫出各組鋼板樁的位置，使寬度誤差分散，并在插樁時，據此調整鋼板樁的平面位置，使誤差不大于±15mm，當仍有困難時，將合龍口兩邊各幾組鋼板樁不插到河床，在懸掛狀態(tài)下進行調整。在無法順利合攏時，則根據合攏口的實際尺寸制造異形鋼板樁合攏。但要控制異形鋼板樁上下寬度之差不超過樁長的2%。5.4、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。5.5、在進行鋼板樁的插打時，當鋼板樁的垂直度較好，一次將樁打到要求深度，當垂直度較差時，要分兩次進行施打，即先將所有的樁打入約一半深度后，再第二次打到要求的深度。5.6、打樁時切忌錘擊過猛，以免樁尖彎卷，造成拔樁困難。5.7、鋼板樁圍圍堰在使用過過程中，防止止圍堰內水位位高于圍堰外外水位。在低低水位處設置置連通管，到到圍堰內抽水水時，再予封封閉，在圍堰堰內抽水時，鋼鋼板樁鎖口漏漏水，在圍堰堰外撒大量細細煤渣、木屑屑、谷糠等細細物，借漏水水的吸力附于于鎖口內堵水水，或者在圍圍堰內用板條條、棉絮等楔楔入鎖口內嵌嵌縫，撒煤渣渣等物堵漏時時，要考慮水水流方向并盡盡量接近漏縫縫，漏縫較深深時，用袋裝裝下放到漏縫縫附近處徐徐徐倒撒，同時時當圍堰內抽抽水至各層支支撐導梁處，逐逐層將導梁與與鋼板樁之間間的縫隙用木木楔楔緊，使使導梁受力均均勻。5.8、圍堰使用用完畢，拔除除鋼板樁時，首首先將鋼板樁樁與導梁木板板焊接物切除除，然后在圍圍堰內灌水至至高出圍堰外外水位1~1。5m，平衡內內外的水壓力力使其與封底底砼脫離，再再在下游選擇擇一組或一塊塊較易拔除的的鋼板樁，先先略錘擊振動動后拔高1~2m，然后挨挨次將所有鋼鋼板均拔高1~2m，使都松松動后，再從從下游開始分分兩側向上游游挨次拔除。6、安全措施6.1、機械設備備安全保證措措施6.1.1機械設設備操作人員員（或駕駛員員）必須經過