琼江河大桥基础钢板桩施工方案.doc

目 录1编制依据及说明11.1编制依据11.2编制原则11.3编制范围12工程概况22.1工程概述22.2施工条件22.2.1通航情况22.2.2工程地质情况22.2.3现场实测情况22.3工程特点33总体施工部署33.1总体施工方案33.2施工任务划分33.3施工工期安排44施工组织机构45主要工程项目施工方案55.1钻孔桩施工55.2钢板桩施工结构尺寸的确定55.3钢板桩的选用55.4钢板桩的布置65.5钢板桩施工65.5.1施工准备65.6.2施工机具85.6.3 钢板桩支护85.6.4 基坑开挖与支撑安装95.6.5 支撑体系转换105.6.6钢板桩围堰拆除105.6.7承台墩身施工116基坑监测116.1钢板桩施工中监测116.2系统的监测116.3观测点的布置116.4基坑监测频率126.5监测报警值126.6观测表127施工队伍及工期安排128资源配置138.1机械设备138.2劳动力计划149 质量卡控重点149.1 钢板桩施工149.2 围囹和支撑施作1510安全保证措施1510.1 基坑支护1610.2电焊、氧割作业1610.3 基坑开挖1610.4 基坑内作业1610.5 基坑围护1610.6航道安全1711应急预案保证措施1712环保措施2013附件201编制依据及说明1.1编制依据(1)琼江河大桥工程施工招标文件、施工图设计及相关文件。(2)国家及相关部委颁布的法律、法规和交通部颁布的现行相关规范及其他有关文件资料。(3)施工现场调查获得的有关资料、数据以及现场实际情况。(4)河道管理相关文件。（5）公路工程质量检验评定标准(jtg f80/1-2004)；（6）建筑地基基础工程施工质量验收规范（gb50202-2002）；（7）公路桥涵施工技术规范（jtg/t f50-2011）；1.2编制原则 (1)响应和遵守合同文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等规定及铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容；(2)突出重点和关键工序，合理安排各工序间的衔接；(3)质量创优、安全无事故，保证施工人员人身健康安全；(4)坚持专业化作业与综合管理相结合。充分发挥专业人员和专用设备的优势，综合管理，合理调配，采用先进的施工技术、施工工艺，科学的组织各项施工工序，运用网络施工管理技术，组织连续、均衡、紧凑、有序的施工；(5)加强过程监控，确保施工质量、施工进度、施工安全及工程效益；(6)文明施工，重环境保护、珍惜土地、合理利用、严格按相关文件执行。1.3编制范围 琼江河大桥1#、2#水中墩基坑钢板桩支护2工程概况2.1工程概述琼江大桥跨越琼江，桥梁中心桩号为k9+098.5，起点桩号k9+014，终点桩号k0+183，桥梁全长169.0m,本桥上部结构采用4-40m预应力砼先简支后连续t梁，下部结构主墩采用实体墩、群桩基础，其他桥墩采用双柱式墩，桥台采用肋板式桥台，基础采用钻孔灌注桩基础。2.2施工条件2.2.1通航情况琼江河为级航道，通航净高8.0m，通航净宽为32m，设计水位248.53m，汛期水位255.32m，目前水位243.2m。2.2.2工程地质情况2.2.3现场实测情况1#墩筑岛围堰高程为245.2m，测时水位为xm，承台底标高为238.5m，开挖深度为7.7m。2#墩筑岛围堰标高为245.2m,测时水位为xm，承台底标高为238.5m，开挖深度为7.7m。2.3工程特点(1)基坑开挖深，安全要求高；桥墩开挖深度在7.7米，而且1#墩小里程从上到下均为土，大里程侧有水，2#墩大里程从上到下均为土，小里程侧有水，整个围堰开挖处于偏心受压的状态，施工中沉降观测及位移观测是控制整个基坑安全的必要手段。(2)环境保护、水土保持要求高；该河为级航道，必须处理好施工对环境的影响，特别是桥梁钻孔桩和围堰内弃土必须满足环保要求，施工中做好弃土的处理，避免对航道、河流、环境造成影响。3总体施工部署3.1总体施工方案根据施工现场实际情况调查及项目节点工期情况、现有设备情况，采用先填筑筑岛平台冲击钻机成孔，然后插打钢板桩围堰进行承台基坑开挖施工，开挖结束后浇筑封底混凝土，进而开始承台、墩身、顶帽、垫石等一系列结构部位的立模及钢筋安装，除垫石外，其余结构的混凝土浇筑均采用泵送。待墩施工全部结束后，用粘土回填承台基坑至承台顶面，待墩身施工完毕后拔除钢板桩恢复航道，施工过程中注意质量控制，要做到安全施工、环保施工、文明施工。3.2施工任务划分根据施工节点工期及现场施工调查，钢板桩施工任务划分及安排见表3.2-1： 表3.2-1 施工任务划分及安排表序号作业队名称主要工作内容施工顺序备注1钢板桩作业队施工平台打钢板桩、填筑钻孔平台2钻机施工队钻孔钻机钻孔2钢板桩作业队钢板桩施工插打钢板桩基坑开挖封底混凝土浇筑承台墩身施工拔钢板桩3.3施工工期安排根据合同工期，结合实际情况，该工程工期安排计划与x年x月x日开工，x年x月x日结束，见表3.3-1总工期安排表。表3.3-1 总工期安排表序号工程项目开始时间完成时间工期天一筑岛平台砌筑二钻孔桩施工三基坑钢板桩围堰四承台、墩身4施工组织机构琼江河大桥连续梁设置一个架子队，架子队队长1名，由项目部副经理担任，技术主管1名，技术员1名，材料员1名，试验员1名，质检员1名、安全员1名，负责琼江河大桥日常工作管理。配置见下表：表4-1 架子队人员配置名单序号姓 名职务联系方式备注1队 长2技术负责人3技术员4安全员5质检员6材料员7试验员8领工员9工班长5主要工程项目施工方案5.1钻孔桩施工详细的钻孔桩施工流程及其他施工注意事项可见琼江河大桥基础施工方案、钻孔桩施工作业指导书。5.2钢板桩施工结构尺寸的确定承台尺寸为11.63.2米。钢板桩尺寸每边放宽1.5m，外部尺寸为14.6m6.2m，钢板桩长度选用15m，钢板桩基坑底部采用c30混凝土封底，封底厚度为1m。5.3钢板桩的选用 本工程选用钢板桩主要型号规格参数及结构尺寸见表5.3-1，断面尺寸见图5.3-1.表5.3-1拉森iv型钢板桩规格型号参数表 型号尺寸 (mm)截面积a(单根)(cm2)重量(kg/m)惯性矩ix截面抵抗弯矩w宽度b高度h腹板厚t1翼缘厚t2单根每米宽单根(cm4)每米宽（cm4/m）单根(cm3)每米宽(cm3/m)iv40017015.510.598.776.96192.583.9731.953362043图5.4-1拉森iv型钢板桩尺寸图5.4钢板桩的布置经过检算，选用15m长iv型拉森钢板桩进行基坑支护，基坑以下设计埋深1.5m，共设置3层围囹和支撑，根据工况检算顶层围囹圈梁采用2i40b型钢，角点斜撑采用i40b型钢，中间横撑采用32510mm大钢管；第一层围囹圈梁采用3i40b型钢，角点斜撑采用2i40b型钢，中间横撑采用32510mm大钢管；第二层围囹圈梁采用3i50b型钢，角点斜撑采用2i40b型钢，中间横撑采用40010mm大钢管。第三层围囹最大反力略低于第一层围囹，故，可以第一层围囹布置，即圈梁采用3i40b型钢，角点斜撑采用2i40b型钢，中间横撑采用32510mm大钢管。见基坑钢板桩平立面布置示意图。5.5钢板桩施工5.5.1施工准备5.5.1.1施工放样与定位根据拟定的方案，放出支护轮廓，定位4个拐角。考虑到基坑内模板安装空间以及钢板桩尺寸，166#墩承台支护尺寸14.6m（横桥向）6.2m(顺桥向)。5.5.1.2施工材料基坑支护用材料含钢板桩,围囹工字钢、斜撑以及对撑钢管桩，所用材料数量如表5.5-1所示：表5.5-1 单个承台基坑支护用材料数量表序号材料名称材料规格单位数量备注1钢板桩拉森iv型，l=15m根110横桥向每边38根，顺桥向每边17根围囹工字钢i40b工字钢米408圈梁i50b工字钢米150圈梁3大钢管32510mm米56横撑，每层3根440010mm19横撑，每层3根4钢板20mmm246对撑和斜撑钢管桩端部加劲对于关键材料钢板桩的验收操作如下：钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。 锁口检查的方法：用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。 为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1 为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。 锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯末5：5：3。 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。钢板桩堆放的地点，根据现场场地狭窄的施工条件，堆放在栈桥右侧靠码头端河堤上，使用时用吊车倒运。 钢板桩分层堆放，顺着河堤方向放置，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不超过2米。5.6.2施工机具钢板桩下沉采用振动锤沉入，利用50t履带吊和dz150柴油振动锤沉入，电焊机5台。5.6.3 钢板桩支护5.6.3.1 施工顺序 根据施工图及高程放设沉桩定位线根据定位线控设钢板桩导向框整修平整施工机械行走道路沉设钢板桩将钢板桩送至指定标高挖土砼施工填土拔除钢板桩。5.6.3.2导向架的安装在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导向架，亦称“施工围囹”。导向架采用i50工字钢制作，即纵断面图上的桩顶围囹，场地平整后按照设计尺寸吊装就位，并连成整体，必要时在围囹内侧打设几根定位桩。然后钢板桩贴着导向架下沉。导向架安装前，在导向架内侧四个角点准确放出钢管桩位置，打入时，用两台全站仪，从两个不同的方向控制钢管桩的垂直度，当有偏差时及时纠正。5.6.3.3钢板桩打设根据现场施工条件，采用单独打入法。此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。(1)履带吊停在离打桩点河堤上，侧向有施工人员监控。挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。(2)锤下降，开液压口，夹住一根由汽车吊喂至打桩锤下的钢板桩，锁口抹上润滑油，起锤。(3)上升锤与桩，至打桩地点。(4)对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠振动锤与桩自重压桩至表层软弱土以下一定深度不能下降为止。 (5)试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。 (6)板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。 (7)松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。 打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。5.6.4 基坑开挖与支撑安装结合本承台的现场条件，基坑采用22m长臂挖掘机开挖。钢板桩打设完毕，安装桩顶的定位围囹和支撑。施工步骤如下：(1)开挖基坑至桩顶往下至2.8m处，安装第一道围囹和支撑；(2)第一道围囹和支撑安装完成后，继续下挖至5.6m处，安装第二道围囹和支撑；(3)带水进行开挖，开挖至承台底下1.0米处,逐点检查基坑底部标高后，进行封底混凝土的施工； (4)待封底混凝土强度达到2.4mpa以上时，抽水，清理出第一层承台施工空间，找平和清理封底混凝土顶，施工第一层承台。(5)第一层承台拆模后混凝土强度达到20mpa以上时，进行第一层承台基坑回填，回填采用沙进行，灌水使之密实。然后拆除第二层支撑，腾出第二层承台的施工空间施工第二层承台。第二层承台拆模后混凝土强度达到20mpa以上时，继续回填基坑至第二册承台顶部，拆除第一层围囹和支撑。进行墩身施工完成后。拆除钢板桩围堰，下部结构施工完成。5.6.5 支撑体系转换 根据检算，封底混凝土浇筑后达到设计强度可作为一道支撑使用。第一层承台施工完毕，拆除模板，待强度达到20mpa以上时，进行第一次基坑回填，以便拆除第二层支撑，腾出第二层承台施工空间，第二层承台施工完毕，再次进行基坑回填。然后拆除第一层支撑，为墩身施工腾出空间。5.6.6钢板桩围堰拆除遵循先回填后拆除的原则，即在拆除钢板桩和支撑之前，先回填基坑，采用原开挖弃土，严格按照施工步骤进行，根据工况分析钢板桩围堰支撑和围囹在承台施工完毕后均可拆除，待墩身施工完毕，钢板桩围堰仍采用振动锤拔除，边拔边倒运集中堆放整齐，保持场地整洁。5.6.7承台墩身施工 承台墩身施工工艺及方法参照琼江河大桥施工方案。6基坑监测6.1钢板桩施工中监测在钢板桩施工中，打设的允许误差一般为：桩顶标高偏差100mm；钢板桩轴线偏差100mm；钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中，应用全站以测试钢板桩垂直度，确保垂直度偏差在允许范围内，在导向围囹上标出轴线位置，确保打入时轴线偏差在允许范围内，用水平测出导向围囹的标高，以备控制钢板桩顶部标高。监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。6.2系统的监测在施工支撑及承台的过程中，应对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。在施工过程中可能出现如下的情况：钢板桩弯曲变形严重：这主要是钢板桩断面选用偏小，土压力计算偏低，基坑超挖或支撑间距过大等原因造成的。基坑底部涌水严重：主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好，出现开裂、夹泥等情况引起的。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用，而需要进行二次封底。支撑弯曲：这往往是由于支撑断面不够或受力不均造成。可增加支撑以解决。围堰整体位移：这主要是钢板桩入土深度不够，地质情况有较大的出入等原因造成的。6.3观测点的布置钢板桩顶部设置8个水平位移和竖向位移点，在钢板桩靠大里程侧钢板桩两个角点地面上各设置一个土体沉降观测点。钢板桩对撑每个中间设置一个点，共10个点。6.4基坑监测频率监测频率应考虑基坑等级、基坑不同施工阶段以及周边环境变化，当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。本基坑监测频率参照建筑基坑工程监测技术规范（gb50497-2009)要求进行监测。本钢板桩围堰基坑开挖深度为10.54m，观测频率按照一级基坑考虑基坑类别施工进程基坑设计开挖深度10-15m一级开挖深度（m）5m1次/2d5-10m1次/1d10-15m2次/1d底板浇筑后时间（d）7d2次/1d7-141次/1d14-281次/2d281次/3d6.5监测报警值本工程基坑按照三级基坑考虑，其报警值见下表。序号监测项目累计变形绝对值（mm）变化速率（mm/d）1钢板桩顶水平位移60-708-102钢板桩顶竖向位移35-404-53基坑周边地表竖向位移60-808-104坑底回弹60-808-106.6观测表 见附表1、27施工队伍及工期安排针对水上施工复杂性和工期紧迫性，我部计划为本工程配备两支人员稳定施工经验丰富的施工队伍，已保证工程质量和工期要求，工期见下表7-1。表7-1 工期计划安排表序号工序名称所需时间（d）1钻机施工平台142钻孔桩施工603导向框制作及安装54钢板桩打入145承台开挖、围囹及支撑安装156封底混凝土浇筑17桩头破除58承台施工及支撑体系转换109墩身施工2010钢板桩拆除拆除58资源配置8.1机械设备表8-1机械设备计划表序号机械或设备名称型号数量(台)1泥浆运输车12振动锤15023插入式振捣器50104电焊机30kva55电动空压机l20/856泥浆泵3pn47清水泵q4ps88全站仪尼康19水准仪苏光2102000w发电机211履带吊28.2劳动力计划根据我分部的工期安排及施工季节、现场实际情况，具体劳动力计划见表8-2。表8-2劳动力计划表序号人员人数备注1现场管理人员82安全员23钢筋工24混凝土工105架子工106电焊工57履带吊司机29 质量卡控重点 为保证基坑支护质量，确保安全，从以下几个方面进行重点卡控。9.1 钢板桩施工钢板桩同时起支撑和止水作用，水中墩施工时尤其需注意，从以下几个方面重点卡控。 (1)钢板桩槽口清理使用的钢板桩往往不是第一次投入使用，为保证止水效果，对锁口要进行清理，清除锁口内残留的泥砂和焊渣等杂物，涂抹黄油润滑。 (2)钢板桩沉入 钢板桩沉入前先施作定位架，钢板桩顺着定位架逐根沉入，主要是保证垂直度和锁扣连接，沉入到位后对桩顶10cm范围内锁口焊接，防止另一根桩施工时位置错动。9.2 围囹和支撑施作 围囹和支撑起主要的骨架作用，受力大而集中，主要从以下几个方面进行卡控。 (1)围囹托架安装 为保证围囹安装位置准确和均匀，托架定位必须准确，顶面平整，托架间顶面高差不超过2mm。托架采用i40b型钢制作，焊接在钢板桩壁上。（2）围囹安装围囹采用i40b工字钢双拼焊接使用，基坑支护内净尺寸横桥向超过12m，围囹工字钢钢需要接长，满焊后采用20mm钢板帮焊。顺桥向和横桥向围囹接触处采用双层三角筋板防滑移。围囹与钢板桩之间的空隙采用钢板楔块楔牢。（3）支撑安装支撑采用325钢管，钢管壁厚1cm，采用多根钢管接长后使用。接长前割平接口，对位好后满焊，再帮焊3块钢板。支撑端部采用20mm钢板制作法兰板，为防止施工过程中意外碰撞到支撑发生移位，支撑与围囹之间焊接连接。斜撑与围囹采用型钢制作端块，边斜交为正交，端块与围囹间焊接双层20mm钢板防滑块。斜撑与端块之间采用焊接连接。10安全保证措施基坑支护施工涉及到机械吊装、电焊作业、氧焊作业、深基坑支护、基底清理等，必须遵守相应的操作规程以及安全防护措施。10.1 基坑支护基坑严格按照设计方案的结构和施工顺序进行支护和开挖作业，支撑体系转换必须经过总工程师检查验收通过才可执行。支护完成前的开挖深度严格控制在开挖深度限额之内，防止钢板桩产生大的变形造成安全或质量事故。在钢板桩壁上设置观测点，定期进行观测。10.2电焊、氧割作业支护过程中设计到电焊、氧气割焊等特殊工种作业，必须做到持证上岗。电焊机用电作业，必须做到一机一闸一漏保，并且做到机身接地，电缆线防破损，规范佩戴劳保用品，作业人员持证上岗；氧焊作业保证氧气乙炔瓶的安全距离大于5m，并配备有效的压力表及回火装置，氧气瓶斜放45，乙炔瓶立放，并都有覆盖防止阳光暴晒，作业人员持证上岗。10.3 基坑开挖基坑开挖采用长臂挖掘机，因挖掘机在河堤上进行，司机有可能看不见基坑底的情况，加上中间有支撑，作业难度加大，必须有专人指挥开挖，防止不小心碰撞到支撑体系造成事故。挖掘机操作有困难时可采用吸泥机射水吸泥开挖。10.4 基坑内作业基底清理人员必须规范佩戴安全帽，并在基坑内设置四处稳固的爬梯，便于意外情况发生时逃生。基坑内作业人数不超过10人，下去之前基坑应经过监测至少一天，没有发生大的变形才允许进入基坑作业。10.5 基坑围护承台范围内采用钢管作为栏杆材料，立杆高出地面1.2m，纵向间距2m，上一道横杆，底部距地面20cm一道扫地杆，挂密目安全网，并挂醒目的安全警示标志。基坑入口设活动门，平时关闭。非基坑作业人员不要靠近。基坑挖土方及时外运，禁止堆放在离基坑顶10m以内的地方，防止坍方。基坑开挖后严禁泡水，在基坑底设集水坑及时抽排。发现钢板桩有较大变形时及时通知现场管理人员，采取加固处理措施。10.6航道安全 在离钢板桩5m以外的河道中，设置标示牌，并挂上霓虹灯，防止夜间行船撞击钢板桩。11应急预案保证措施 (1) 应急预案的目标和任务为企业员工的工作安全和施工场区周围构筑物安全，以及施工场区提供更安全的环境；保证各种应急反应资源处于良好的备战状态；指导应急反应行动按计划有序地进行，防止因应急反应行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急反应行动的快速、有序、高效。(2) 应急预案领导小组应急救援织机构图如下： 图11-1 应急救援组织机构图组长由项目经理担任，副组长由项目副经理和项目总工担任，各小组组长分别由经理部各相关部门的负责人担任。应急救援组织机构职责另行发文明确。(3) 应急预案配备的装备特种防护品：如绝缘鞋、绝缘手套等；一般防救护品：安全带、安全帽、安全网、防护网；医药箱2个及临时救护担架及常用的救护药品等；专用饮水源、盥洗间和冲洗设备。(4) 应急救援的培训与演练项目经理部在开工前及开工每半年进行一次培训；新加入的人员及时培训；主要培训以下内容：灭火器的使用以及灭火步骤的训练；施工安全防护、作业区内安全警示设置、个人的防护措施；施工用电常识、大型机械的安全使用；对危险源的突显特性辩识；事故报警；紧急情况下人员的安全疏散；现场抢救的基本知识。应急预案和应急计划确立后，项目经理部在项目开工后演练一次，根据工程工期长短不定期举行演练，施工作业人员变动较大时增加演练次数。每次演练结束，及时作出总结，对存有一定差距的在日后的工作中加以提高。(5) 事故报告指定机构人员、联系电话项目经理部安质部门是事故报告的指定机构，指定联系人和联系电话，安质部门在到报告后及时向组长报告，组长根据有关法规及时、如实地向业主、临理单位、负责安全生产监督管理的部门、建设行政主管部门或其他有关部门报告。(6) 救援器材、设备、车辆等落实根据本工程施工生产特点以及应急救援工作的实际需要有针对地配备应急救援器材、设备，并对应急救援器材、设备进行经常性维护、保养，不得挪作他用。启动应急救援预案后，我单位的机械设备、运输车辆统一纳入应急救援工作之中。(7) 应急救援预案的启动、