黃河特大橋承臺鋼板樁圍堰施工方案課件

中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)12021年1月

京滬高速鐵路二標十工區(qū)濟南黃河特大橋主橋

深水根底

—鋼板樁圍堰施工技術開篇語：本系列是本人搜集很多圖片歸集而成，消耗大量時間精力的作品，謝謝大家的支持，歡送轉載，把知識傳遞給更多人。此為方證市政培訓系列1：?看圖識市政?以后我會繼續(xù)推出系列2：?跟方證背市政?系列3：?方證講案例?，方證畫書、考前沖刺等系列課程。讓你充分拿分，輕松自信上陣，獲取滿意成績！等系列課程。敬請繼續(xù)關注。方證召開14年市政培訓，方證qq：568244473更多資料：全部圖片：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)3一、工程概況1、概況黃河特大橋主橋墩根底墩號為0～5號，其中3號墩為固定墩。0、5號墩采用21根φ2.0m鉆孔灌注樁，0號墩樁長90m，5號墩樁長70m。1、2、3、4號墩采用28根φ2.5鉆孔灌注樁，1、4號墩樁長90m，2號墩樁長102m，3號墩樁長98m。0、5號墩承臺厚度4.5m，平面尺寸34.6×13.8m，0號承臺頂面標高33.0m、5號承臺頂面標高30.0m；1、2、3、4號墩承臺厚度6.0m，平面尺寸42.5×23.3m，承臺頂面標高27.0m。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)42、地形、地貌與不良地質(zhì)

〔1〕橋渡地形

正橋橋址處河道屬濟南段黃河窄河道區(qū)，寬約900m，河床平均高程高出兩岸大堤背水面3.0m。

〔2〕水文條件

黃河河流平均流速2.07m/s，設計施工洪水位+30.5m。黃河枯水期僅主河槽有水，水深約4-6m，水面標高+27m，水面寬約300m。黃河主河道內(nèi)一般沖刷厚度約為7.7m～11.3m。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)5〔3〕工程地質(zhì)

橋位工程地質(zhì)地層以第四系河流相粉質(zhì)土為主，其間多夾粉、細、中沙及粉土、薄層粘土或透鏡體。其中覆蓋層40m以下姜石含量較高，姜石層分布較多。設計圖紙反映橋址范圍第一層土主要為軟塑的粉質(zhì)粘土、粘土及稍密的粉土組成，厚度9.6m～22.5m；第二層為硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土及中密的粉土及中密的砂層組成，厚度2.7m～11.8m；第三層為硬塑狀的粉質(zhì)粘土組成，厚度鉆孔未揭露。黃河主河道內(nèi)一般沖刷厚度約為7.7m～11.3m，枯水期河床沖刷層范圍沉積層主要以粉砂土為主。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)6二、鋼板樁方案確實定1、根據(jù)1、2號墩位處地質(zhì)條件和承臺設計標高，采用鋼板樁圍堰較適宜，圍堰防水性能好，整體剛度較強。2、鋼板樁圍堰由單層鋼板樁和兩層由型鋼組成的內(nèi)撐梁組成；圍堰平面為矩形，其內(nèi)口尺寸為50×36米，鋼板樁單根長22米，被打入后，其底端標高為+9米，頂面標高為+31m；采用德國拉森Ⅳ型鋼板樁，套型鎖口，鎖口內(nèi)涂上潤滑黃油，兩樁鎖口聯(lián)結轉角10°～15°，摩阻力小，防滲性較好，四個轉角位置采用焊接的T形鋼板樁；2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)73、鋼板樁的施打采用平臺吊機，配合震動打樁船進行打入，承臺施工完成后拔除；內(nèi)撐梁分別安放在設計標高位置處，焊接在鋼板樁的牛腿上，內(nèi)撐梁外緣兩端與鋼板樁相撐住，以加大圍堰抵抗土側壓力及水壓力的能力。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)84、鋼板樁施工完成后，進行圍堰內(nèi)水下混凝土封底施工。封底混凝土強度滿足要求后，開始在圍堰內(nèi)邊抽水邊設置內(nèi)支撐。第一道內(nèi)支撐安裝前，將圍堰內(nèi)水抽至第一道內(nèi)支撐設計位置以下50cm，然后快速安裝好內(nèi)支撐；第一道內(nèi)支撐安裝完成后繼續(xù)抽水至第二道內(nèi)支撐設計位置以下50cm，快速安裝好內(nèi)支撐；繼續(xù)抽水至圍堰底，進行承臺施工。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)95、承臺混凝土分兩次澆筑，每次為3m厚。當?shù)谝淮位炷翝仓瓿珊?，需要撤除底層?nèi)支撐。為此，在承臺第一次混凝土澆筑完成，強度滿足要求后撤除側模板，將圍堰底部以上3m范圍雜物清理徹底。然后在圍堰底部以上3m承臺和鋼板樁圍堰間全部回填沙土，采用注水措施保證所填沙土的密實。撤除下層內(nèi)支撐，將支撐力分配到所填沙土和上層內(nèi)支撐上。繼續(xù)施工完承臺后撤除鋼板樁圍堰內(nèi)支撐，拔除鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)10三、鋼板樁圍堰結構計算2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)111、設計參數(shù)〔1〕主河道內(nèi)主要為軟塑的粉質(zhì)粘土、粘土，土體力學性能如下：土體容重：r=18.5KN/m3土體內(nèi)摩擦角：φ=20°土體總應力粘結力Cu=12.16kPa〔2〕鋼板樁力學性能：鋼板樁采用IV型拉森樁，重量75kg/m，每1米寬截面模量W=2037cm3,允許應力為[σ]=210Mpa?！?〕型鋼力學性能[σ]=145Mpa，=85Mpa。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)122、圍堰基底設計驗算⑴抗基底翻起計算基底土體穩(wěn)定，不會發(fā)生翻起。⑵基底土體管涌〔穩(wěn)定性檢算〕鋼板樁不發(fā)生管涌的最大入土深度：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)13

單根鋼板樁長22米，圍堰鋼板樁實際入土深度為13米。考慮8m沖刷深度的影響，鋼板樁入土深度僅為5m。因此，在沒有沖刷的季節(jié)施工鋼板樁圍堰時，在內(nèi)支撐合理的情況下可以直接抽干圍堰內(nèi)的水而不發(fā)生基底翻起或土體管涌，基底穩(wěn)定。在有河床沖刷季節(jié)，考慮8m沖刷深度的影響，要對圍堰底進行水下混凝土封底施工。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)143、鋼板樁、圍堰圍囹、內(nèi)支撐計算⑴確定圍囹?qū)訑?shù)及間距根據(jù)施工的具體情況，承臺高度，水壓土壓，另外鋼板樁雖能滿足強度要求，但內(nèi)支撐布設也有一定要求，確定采用布置為h=3.5m、h1=3m、h2=3.5m，即鋼板樁圍堰頂面標高+31m，第一道內(nèi)支撐標高+27.5m，第二道內(nèi)支撐標高+24.5m，封底混凝土頂面標高+21m。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)15⑵鋼板樁計算在鋼板樁圍堰頂面設置臨時內(nèi)支撐，鋼板樁圍堰抽水至圍堰頂面以下4m深位置，而第一道內(nèi)支撐尚未安裝為工況一；第一道內(nèi)支撐安裝后，鋼板樁圍堰抽水至圍堰頂面以下7m深位置，而第二道內(nèi)支撐尚未安裝為工況二；第一、二道內(nèi)支撐安裝完畢，鋼板樁圍堰抽水至圍堰頂面以下10m深位置，最終受力狀態(tài)為工況三。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)162021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)17

通過MidasCivil計算，三種工況下鋼板樁所受內(nèi)力如下：工況一：工況二：工況三：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)18⑶圍囹內(nèi)力計算第一、二兩層圍囹采用雙I56a，Wx=4684cm3，其中支點的最大間距為3m，按照最不利的簡支計算：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)19⑷圍囹內(nèi)支撐計算內(nèi)支撐順橋向采用φ630×8mm鋼管,橫橋向采用2I36a。按軸心受壓構件計算，壓桿兩端按鉸接簡化。①鋼管內(nèi)支撐計算〔水平面內(nèi)〕鋼管樁軸向應力②鋼管內(nèi)支撐計算〔豎直面內(nèi)〕鋼管樁軸向應力2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)204、封底混凝土驗算根據(jù)鋼板樁封底后最高水位時圍堰所承受的托浮力進行估算，考慮最不利狀態(tài)，即河床沖刷最深處。計算得圍堰封底混凝土厚度，h=1.5m。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)212021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)222021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)23四、鋼板樁圍堰施工1、施工準備：①將新舊鋼板樁運到工地后，詳細檢查、丈量、分類、編號；②鋼板樁的整修。對有彎曲、破損、鎖口不合的鋼板板樁均進行修整，采用的方法為：冷彎、熱敲、焊補、割除。③鋼板樁長度缺乏時，可用同類型的鋼板樁接長。接長采用焊接，先對焊，再焊加固板。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)24鋼板樁接長現(xiàn)場2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)252、鋼板樁圍堰的打設①導向安裝準確測量后，打設兩根鋼板樁，并焊接鋼牛腿,其上放置兩根鋼板樁并與牛腿焊接牢固，形成框架作為導向〔此鋼板樁在圍堰一邊打設完成后拔除，之后重新安裝導向〕

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)26臨時導向鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)27臨時導向框架2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)28臨時導向框架2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)29②鋼板樁插打

Ⅰ、打樁設備：

a、10噸水上浮吊；

b、60T液壓鉗式振動樁錘；

c、鋼板樁運輸船。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)30采用三條普通運輸船拼成的移動平臺及40T履帶吊2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)3160T液壓鉗口式振動樁錘2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)3260T液壓鉗口式振動樁錘2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)33

Ⅱ、插打方法先逐根插打矩形圍堰的三個邊，最后一邊先插合攏后再打入。實踐證明：該方法速度快，合攏誤差小，易合攏。

Ⅲ、插打順序先上游，后下游合攏。

Ⅳ、垂直度的控制在鋼板樁正面、側面各站一人采用吊線錐的方法檢查垂直度，觀察點遠離鋼板樁插打位置50米~100米為易。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)34振動樁錘的鉗口正在嵌入用鋼絲繩吊起鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)35振動樁錘鉗住鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)36鋼板樁插打2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)37鋼板樁插打2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)382021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)39鋼板樁圍堰打設完成2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)403、鋼板樁圍堰封底

①清淤圍堰合攏后進行基底清淤。余姚江河床底為淤泥質(zhì)粘土。清淤方法為：潛水員潛入河床底，清水泵抽干凈的河水通過加壓，潛水員持高壓水槍沖起、攪混基底淤泥，同時基坑內(nèi)的泥漿泵抽出渾濁的基坑水，到達去除基底淤泥的目的。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)41潛水員準備潛水清淤2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)42②、拋片清淤至設計標高后，拋填50cm厚粒徑不大于20cm的片石，之后進行水下混凝土封底。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)43拋填片石2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)44③、砼封底封底采用C25砼，厚度為1.5米。水下封底采用一次連續(xù)澆注完成。封底混凝土采用導管法，導管設計作用半徑為3.0m。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)45砼封底2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)46砼封底2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)474、圍堰內(nèi)支撐的安設①在封底混凝土達設計強度的50%后即可抽水架設圍囹和內(nèi)支撐。②支撐安放原那么：先支撐后降水，分層支撐分層降水。③圍堰第一次抽水較為關鍵，根據(jù)鋼板樁新舊程度需配置足量的水泵進行強降水。④圍堰四角處受力較復雜，為保證圍堰平安性，四角采用型鋼進行加強。⑤施工觀測，重點是觀測圍堰圍囹、內(nèi)支撐和鋼板樁的變形。如發(fā)現(xiàn)變形過大，立即停止抽水，并向鋼板樁圍堰內(nèi)注水，以減少變形。分析原因，采取加固措施后，重新抽水、安放支撐。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)48參考圖片：安放的第一道圍囹2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)49參考圖片：安放的第一道圍囹及內(nèi)支撐2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)50參考圖片：圍堰堵漏前抽水時的情景2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)51參考圖片：正在用鋸沫拌合濕的細砂堵漏2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)52參考圖片：堵漏成功，圍囹及內(nèi)支撐安裝完成后2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)532021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)545、鋼板樁圍堰可能遇到的問題

及預防措施

1、打樁過程中有時遇上大的塊石或其它不明障礙物，導致鋼板樁打入深度不夠，那么采用轉角樁或弧形樁繞過障礙物。2、鋼板樁在淤泥質(zhì)地段擠進過程中受到淤泥中塊石或其它不明障礙物等側向擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，采取以下措施進行糾偏：在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m～2.0m，再往下錘進，如此上下往復振拔數(shù)次，可使大的塊石等障礙物被振碎或使其發(fā)生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。3、由于淤泥質(zhì)根底較軟，有時施工發(fā)生將鄰樁帶入現(xiàn)象，采用的措施是把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起，并且在施打當樁的連接鎖口上涂以黃油等潤滑濟減少阻力。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)556、承臺施工

鋼板樁圍堰抽水完畢后，測量圍堰底面標高，用砂漿找平承臺底面至承臺底面設計標高。在樁基檢測完成后，對樁位進行復測，并報請監(jiān)理驗收。在驗收合格后，進行承臺施工。根據(jù)鋼板樁圍堰內(nèi)支撐的布設要求，承臺砼可一次澆注完成。承臺模板使用大塊鋼模板進行施工。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)56承臺散熱方案承臺混凝土一次整體澆筑。為防止大體積砼溫度應力過大而產(chǎn)生裂紋，采取了埋設冷卻水管，利用江水循環(huán)，帶走承臺內(nèi)部熱量使內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)；冷卻水管埋設如以下圖2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)57冷卻管示意圖2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標十工區(qū)58冷卻管設計說明1、冷卻管采用外徑φ42mm，壁厚2.5mm的無縫鋼管，冷卻管連接段用φ54mm，壁厚3.0mm的無縫鋼管。2、如設計圖所示，承臺每層冷卻管設一個進水口，一個出水口。3、用水泵抽水，保證冷卻管進水口有足夠的壓力，進出水管的水溫控制在相差5～10度之間，承臺從澆注起至澆注完成砼后，10天內(nèi)不斷注水。4、設計圖中標注的冷卻管長度為管道中心處距離，冷卻管保證不串漿，不漏水，安裝完畢，必須做