钢板桩围堰施工方案.ppt

钢板桩围堰施工方案,中交三公局徐明,、工程概况,本标段全部为桥梁工程，由南、北岸引桥和主桥组成，主桥采用246m+125m的独塔双索面斜拉桥，塔墩固结体系，主跨为分离式钢箱梁，副跨为分离式混凝土箱梁，基础采用圆形承台+群桩基础；引桥分别为两联(32.5+60+32.5)m跨北岸大堤及规划大堤变截面连续箱梁及36m43mPC现浇箱梁。下部采用RC实体花瓶墩。北引桥桥墩基础采用4根直径1.5米的钻孔灌注桩；南引桥桥墩基础采用2根直径2.0米的钻孔灌注桩。 北岸引桥的17#、18#承台均位于淮河主河道中，水下承台、墩柱采用钢板桩围堰施工方案。承台平面尺寸为（6.456.45）m，围堰尺寸采用（9.59.5）m，河床顶面标高分别为17#墩：+9.082m；18#墩：+7.062m，承台底标高分别为17#墩：+5.856m；18#墩+4.161m。 钢板桩选用德国拉森型，17#，18#墩均采用长度为18m的钢板桩。,2水文，地质状况介绍,2.1水文条件 淮河6-8月份为丰水期，11月至翌年2月为枯水期。汛期淮河水位升幅较大，常淹没两岸的低洼地区。淮河设计防洪水位为+16.50m，警戒水位为+19.0m，保证水位为+19.60m；最高通航水位+19.16m，最低通航水位+10.82m，枯水期水位在+12.5m左右，方案设计时，施工常水位按+13.0m，最高水位按+14.0m考虑。钢板桩顶标高控制为14.0m。水的正常流速按4.0m/s考虑。 2.2地质条件 根据设计单位提供的淮河特大桥工程地质报告显示，本基坑钢板桩埋深范围内地质情况为： 层 软土，深灰色，流塑，主要由淤泥质粉质粘土和粉土组成。 高程为6.7m 4.0m。 层 细沙，灰色，饱和，松散，稍密，局部夹粉质粘土和粉土薄层。,3施工方案的总体设计,3.1钢板桩方案的确定 根据该桥位处的水深、水文、地质等相关情况以及工地现场的实际情况、施工组织设计的总体工期安排，结合我单位技术装备水平和现有设备、人员情况，我们对各类施工方案进行综合比选后认为：采用钢板桩围堰施工方案与其它方案相比，具有工艺简单、施工期间临时占用水面较小、安全、施工风险易于控制等诸多优势，决定17#,18#桥墩水下承台、墩柱采用钢板桩围堰施工方案。,图1 钢板桩围堰实物照,3.2钢板桩围堰的结构设计,根据定淮淮河特大桥桥位处的水文地质情况，进行了钢板桩围堰施工方案的结构设计，根据施工进度计划，17#，18#承台施工周期在枯水季节期，根据现场的施工条件、施工图纸及岩土工程勘察报告，结合拉森钢板桩宽度适中，抗弯性能好、施工安全等方面考虑，17#,18#主墩各打设一个水中钢板桩围堰，设计钢板桩围堰尺寸（9.59.5）m，长度为18m。其顶面控制标高为+14.0m，桩底标高为-4.0m；钢板桩与承台侧面边缘净宽取1.5m，以利于安装承台模板，要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。 选用德国单面拉森S-IV型钢板桩，套型锁口，锁口内涂上润滑黄油，两桩锁口联结转角1015，摩阻力小，防渗性较好，钢板桩周圈咬合紧密，有止水措施，四个转角位置采用焊接的T形钢板桩。 为了提高围堰的整体性能，增加抗压能力，围堰内侧四周圈采用上、中下三层工字钢以围檩形式支撑，顶，中层采用2I32工字钢，底层采用2I40工字钢，四角采用工字钢2I40斜撑，布设间距为3.0m。内撑梁外缘两端与围笼相撑住，以加大围堰抵抗土侧压力及水压力的能力。 为确保混凝土封底质量，防止封底混凝土内形成淤泥夹层，在清淤完成后先铺设一层厚50cm的片石垫层，然后进行1.5m厚水下封底混凝土的灌注。封底混凝土采用C30水下混凝土。,钢板桩围堰示意图,3.2.1、钢板桩围堰示意图,3.3钢板桩围堰施工的一般要求,（1）桩尖高程符合设计要求； （2）钢板桩验收时，应备有有关出厂合格证，机械性能和几何尺寸符合施工要求。 （3）板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊接或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开2m以上。 （4）钢板桩采用组桩插打，每隔45m加一道夹板，夹板在板桩起吊前夹好，插打时逐付拆除，周转使用。组桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。 （5）拼制角桩时，将一块钢板桩纵向割开后，中间用角钢或钢板弯制焊接、铆接或螺栓连接成角桩。 (6)钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于17#、18#桥墩及承台施工，即在承台基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。 (7)为提高深基坑围护的安全性，需要对桩的入土深度进行理论计算，对围护桩的强度及稳定性进行验证。 (8)基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。 (9)在插打拉森桩的过程中，严格按照规范进行施工，基坑四角必须设置角桩，最大程度的提高小齿口拉森桩防漏性能，保证下道工序顺利进行。 (10)采用350*350H型钢进行拉森桩的围令加固，并根据具体情况增设对角斜撑距离及数量，对个别渗漏处进行止漏处理。,4施工计划,4.1施工工期 本合同段北岸引桥17#、18#承台均位于淮河主河道中，双幅共四个钢板桩围堰，总体计划1个月完工，开工日期计划为2011年9月20日，10月20日结束。 4.2施工机械的选用 施工机械设备投入以满足钢板桩围堰施工需要为原则，并且各种设备要相互配套，以最大限度提高机械设备的使用率。详细机械设备及材料计划见下表：,5施工工艺,吊运就位 插打钢板桩 抽水 设置第1、2道内支撑 水下吸泥 水下砼封底 等砼封底强度 继续抽水施工准备 测量放线 清理钢板桩 设置导桩框架 插打定位钢板桩 钢板桩 设置第3道内支撑 堵漏 承台和墩身施工 拆除内支撑 拔除钢板桩。,5.1钢板桩施工工艺流程,1)17#、18#钢板桩布置图,18#墩锁口钢板桩围堰布置图,17#墩锁口钢板桩围堰布置图,5.2施工准备,5.2.1场地平整 先进行施工场地整理，清除场地内杂物，挖除施工范围内河堤，凿除以前施工遗留废弃物（水泥块）挖除打桩范围内土方。 对临时道路重新修整，满足大型打桩机进场要求，最后平整场地，满足钢板桩堆码及其它机械设备停放。 5.2.2钢板桩的整理，检查,将钢板桩运到工地现场后，需进行整理。剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤，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。 钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用。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。 对两侧锁口用一块长23m的同类型、同规格的钢板短桩作标准桩做锁口通过检查，检查采用卷扬机拖拉标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。,5.2.3检查振动锤,振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在插打钢板桩之前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。振动锤的端电压要达到380420V，且功率达到40KW以上，而夹板牙齿不能有太多磨损。,5.4导向架的制作与安装,5.4.1导向架制作 钢板桩围堰用型钢作为内导梁、导框制成围笼。内外导梁间距比钢板桩有效厚度大8cm10cm，以利钢板桩的插打。矩形导梁按设计尺寸直接下料，导梁接头均安排在横撑支点处，接头用夹板螺栓连接。 5.4.2 导向架安装 安装导向架前，先进行测量定位，然后打设定位桩。定位桩选用60cm、壁厚8mm的钢管桩，长度拟为12m，采用D90振动锤沉设。部分定位桩也可利用水上施工平台四周的钢管桩。 在定位桩上焊接210水平支撑，水平支撑的顶标高均相同，在水平撑上安装定位横梁，定位横梁梁选用边线顺直的钢板桩，其位置须严格遵照设定的标高布置，沿承台外侧四周，距承台边缘1.5处布置，是钢板桩围堰的第一层围菱支护，四角设两道2I40工字钢斜撑。斜撑与横梁呈45度夹角，采用焊接固结连接，然后安装纵向300内支撑钢管，钢管支撑两端头处加焊钢板作为支撑面，直接支撑在定位横梁上，钢管与横梁连接设一定的加劲块。 导向架在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上，在钢板桩上设置定位卡盘，限制钢板桩的平面位置。,5.5钢板桩的插打,施工时根据施工场地水位情况，在水上搭设施工平台，打桩机等架设在平台上，直接用打桩机打桩。 一般宜插桩到全部合龙，然后再分段、分次打到标高。 根据现场施工条件采用单块打入法。钢板桩的插打次序是从上游河道边一角开始沿顺时针方向逐块插打，打到结束中途不停顿，打到角后打插角桩，最后在此合龙。从临钢板桩由50t履带吊车进行施打，施打前钢板桩的锁口用止水材料捻缝，以防漏水。插打时尽可能先用标识完好的钢板桩，合龙段选择同一标准尺度的钢板桩插打。,但是，由于单块打入，钢板桩在淤泥质地段挤进过程中，受到淤泥中块石或其它不明障碍物等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.02.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。 整个施工过程中，用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整。插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合龙”的施工要点。,。 图4 钢板桩围堰插打次序图,5.5.1插打第一片钢板桩,在第一层定位支撑安装完成后即可进行插打钢板桩施工。考虑到起吊设备和振动设备等因素，钢板桩围堰采用逐片插打。,钢板桩打桩立面图,为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。第一根边桩的定位及双向垂直度是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键，施工时须从严控制。 精确测设第一根边桩的方位，以此指挥打桩履带吊车的移位，定位后，打桩锤的锤心必须与第一根桩的中心重合。 各项准备工作就绪后，将事先加工好的定位桩精确垂直安设于上游中心，并用与导梁工字钢焊接牢固，导梁为上下双层导梁，确保插打第一片钢板桩的垂直度。 起吊钢板桩呈垂直状态下完成插桩，考虑到水流的影响，第一根桩插设时需留置一定的预留量。插桩稳定后，精确复测桩的位置与双向垂直度，不符合要求时需重新插桩，直至合格为止。 第一根桩插桩稳定后，用挡块等顶塞调整后的空隙使钢桩稳固，间歇启动振动锤，对第一根桩实施小位移量沉设，并跟踪复核桩体的垂直度，直至桩体下沉入土超过3m后，方可连续沉设至设定的桩顶+3.0m的标高。 在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背靠导向架，这时应在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。,5.5.2其他钢板桩的插打,其余各钢板桩，则以已插好的钢板桩为准，顺着事先固定好的导梁依次插打。钢板桩起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，插桩到位后加塞固定，然后用振动锤振动下沉，分次沉设至设计标高后，将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。 当下插困难时，可采用强迫插桩法，即桩吊起插入锁口后快速放松桩绳，借桩自重急下插入。项目部采用带有液压夹桩装置的D90振拔锤，能与钢桩作钢性联接，可克服对桩的摩阻力，下沉较快且桩尖不致上卷，提高钢板桩的防水性能和完好率。 为保证插打过程中钢板桩的稳定性，每插打完一根桩后应与相邻的板桩焊接。 在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合龙，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后一部分时，要先插后打，若合龙有误，用倒链或滑车组对拉，使之合龙。合龙后，再逐根打到设计深度，在用倒链或滑车组对拉时不要过猛，以防止合龙段缝隙过大。 在整个钢板桩插打过程中必须保证合龙密实，要充分采取止水措施，以防钢板桩围堰大量漏水。 在施工过程中，钢板桩如需拼接时，两端钢板桩要对正，可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊，再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。,5.5.3钢板桩围堰合龙,插打从上游开始，在下游进行合龙，合龙分两种：四角合龙和中间合龙。中间合龙要求打设精度高，打设过程要精确测量；四角合龙对打设精度要求较低，经过分析采用在四角合龙，就是选在下游一个角合龙。在露出水面段的合龙处将两根合龙钢板桩焊接1m的焊缝后，再把两根钢板桩拔起至底部，然后随焊随打，一直到设计标高处。如打进过程有阻碍可把相临桩拔起一段后一起打入即可解除阻碍。 钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口很难保证在一条直线上。此时采取的措施为：在钢板桩合拢而剩下几组还未插打时，提前考虑合拢情况，可将围堰可将围堰短边的钢板桩全部插入导梁内，然后再逐次打设钢桩，由于水流影响或其它原因，采取上述措施仍无法合拢时，可以根据实际需要制作异形钢板桩进行合拢。,1）合龙前的准备 在即将合龙时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板材如何插打（是增加钢板桩，还是钢板桩插打时向外绕圆弧）。 2）合龙时桩的调整处理 为了便于合龙，合龙处的两片桩应一高一低，合龙时往往出现“上小下大“（下端有土挤压，上端是自由的）的情况，此时可用两个走四滑车组向两边拉开，直到合龙桩两边桩顶的距离等于钢板桩宽度为止，在接近平行时，再将合龙桩插人，打到设计标高。 方形围堰有4个面，每一片钢板桩都应沿导向架的法线和切线方向垂直，合龙应选择在角桩附近（一般离角桩45片），如果有误差，可调整合龙边相邻一边离导向架的距离。为了防止合龙处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角极方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。,5.5.4插打时的注意事项,插打时需要注意以下事项： （1）打桩选用较轻型桩架，选用震动打桩机打钢板桩，锤重宜大于桩重，锤击能量要适当。 （2）在施打钢板桩围堰前，在围堰上下游一定距离及两岸陆地设置经纬仪观测点，用以控制围堰长、短边方向的钢板桩的施打定位。在插打过程中随时监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。 （3）插打钢板桩时从第一块(组)就要保持平整，严格控制垂直度，几块插好打稳后即与导框固定，然后继续插打，为了使打桩正常进行，设一台吊机来担负吊桩工作。钢板桩起吊后须以人力扶持插入前一块的锁口内，动作要缓慢，防止损坏锁口，插入以后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入，或用锤重下压，比较困难时，也可以用滑车组强迫插桩，待插入一定深度并站立稳定后，方可加以锤击。 （4）单桩逐根连续插打，注意桩顶高程不宜相差太大。 （5）钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打。凡带有接头的钢板桩应与无接头的桩错开使用，不得已时其接头水平位置至少应上下错开2m以上。 （6）保证钢板桩插打正直顺利合龙的措施是随时纠正歪斜，歪斜过甚不能用拉挤办法整直者要拔起重打，纠正无效时,应特制楔形桩合龙。 （7）钢板桩组桩插打时，组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞。组桩的外侧锁口均应在插打前涂以黄油或混合油膏，以减少插打时的摩阻力，并加强防渗能力。 （8）在硬塑性粘土上插打钢板桩时，可采用“插打一拔起一再插打”的方法，让水渗人到钢板极与粘土之间，减小摩擦，加快插打速度； （9）当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，磨损钢板桩； （10）振动锤的夹板由液压控制，必须经常检查液压设备，防止因液压泵失灵而引起钢板桩掉落； （11）振动锤的电动机长期超负荷运转，容易发热烧毁，尤其在硬塑性粘土上打拔钢板桩时更应注意。,5.6内支撑系统的安装,5.6.1内支撑的安装原则 在钢板桩合龙后，封底混凝土达50%设计强度后即可抽水架设围笼和内支撑。 内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍安装墩身模板。内支撑自上而下设置，一边抽水，一边安装，安装内撑与抽水交替进行。钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。钢板桩围堰内抽水完成后，将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。 围堰第一次抽水较为关键，需配置足量的水泵进行强降水，围堰内排水用抽水机，抽水机排水量应大于围堰内渗水量的1.52.0倍（抽完后留12台备用）。 从实践中可知漏水情况与围堰钢板桩锁口咬合是否紧密有很大关系，在抽水时，如发现有明显的渗漏，可用细砂拌和木屑从锁口外侧抛洒，随着水流由外向内流入，锯末流入钢板桩缝隙内，靠水压差产生的水的自吸力起到堵漏作用，也可在围堰的内侧用刮刀将干海带或棉纱插进钢板桩的缝隙内止水。漏水较大处可先用棉絮等物品进行填塞，然后重复上步工作反复多次后即可堵漏。,5.6.2内支撑的安装流程,在确保安全的前提下，围堰内支撑的施工与围堰内水位的下降按“先支撑后降水，分层支撑分层降水”的原则进行，本工程围堰共分三层支撑，内支撑的顺序如下：加入第一层围笼进行第一层支撑抽水至第二层支撑处加入第二层围笼进行第二层支撑抽水至第三层支撑处加入第三层围笼进行第三层支撑抽水至基坑底。,5.6.3内支撑的安装,三道内支撑根据施工受力验算的需要，分3次进行设置： 1）顶层内支撑 钢板桩围堰内抽水时，板桩须承受较大的内、外侧压力差，所以钢板桩围堰合龙后，立即设置顶层内支撑，以提高钢板桩围堰在抽水过程中的整体受力效应。 a、先在钢板桩围堰内壁按测定的标高焊接内支撑圈梁的三角支撑，三角支撑采用10#槽钢制作，支撑顶面标高相同。 b、起吊并水平安放由2I50工字钢焊接而成的圈梁，并连接固定，圈梁与板桩之间的空隙可用铁块或硬木予以垫塞。 c、吊车配合人工安装水平支撑，将水平支撑与圈梁焊接固定，形成平面桁架结构。 2）中间层内支撑 利用顶层内支撑的支撑，进行第一次抽水（抽水时要随时进行堵漏），水面达到第二层支撑底设计标高下50cm处，维持围堰内的水面标高，进行该层内支撑的设置，安装方式同第一层内支撑。待第二层内支撑设置完毕后，围堰内继续抽水。 3）第三层内支撑 第二层内支撑安装完成后，进行第二次抽水，水面达到第三层支撑底2m以下，同时水下封底砼达到设计强度后，即可安装第三层内支撑，待第三层内支撑设置完毕后，继续抽水至围堰底标高。 由以往施工经验知，围堰四角处受力较复杂，为保证围堰安全性，四角采用型钢进行加强,。,5.7围堰内除土清淤,围堰合龙后进行基底清淤，淮河床底为粉砂及淤泥质粘土，因此钢板桩围堰内淤泥采用潜水员配合吸泥机水下吸泥清淤。清淤过程潜水员要对围堰钢板桩的锁口情况进行检查，看是否有脱口现象，如有应提早进行整修，保证围堰后期抽水顺利。 开始前吸泥前，先清理围堰中钻孔灌注桩施工时的遗留物。吸泥机开动时注意围堰内外水头保持平衡，靠近钢板桩和灌注桩附近的泥较难吸出，可由潜水员用高压水枪冲刷，吸泥至承台底下1.5米处。 围堰内经过吸泥整平后进行测量，基底标高要符合设计要求，局部高低允许误差为30cm，围堰壁和灌注桩壁不能有淤泥。为了防止污染水体，吸出的泥浆，通过泥浆泵运至指定地方处理。,5.8围堰封底混凝土施工,由于基底土层较软，为了防止抽水后，钢板桩围堰向内滑移，同时为了防止抽水后，基底发生隆起，须进行水下砼封底。浇筑封底砼前，检查内支撑的状况。,5.8.1封底厚度的确定,混凝土封底应有足够的厚度，以确保围堰的安全。主要考虑以下三个因素： 1）封底混凝土底面在受到内外水头压力差的作用下，若钢板桩围堰和封底混凝土之间的粘结作用不致被静水压力破坏时，则必须有足够抵抗封底混凝土及围堰整个被浮起的能力。 2）在围堰整体能稳定时，必须考虑封底混凝土在抵抗向上的水压力及其它荷载时能正常工作。不至因产生向上的挠曲和折裂致使围堰穿孔。 3）在设计中要考虑以下有利因素：有上浮趋势时土体对围堰的向下摩阻力；钢板桩自重的作用限制封底混凝土的抗浮力；基桩的锚固力。 上述前两项有利因素较难定量计算，但应考虑其有利方面，计算时可减小其取值，不应舍弃这部分有利因素。同时正确估计施工进度，以合适的水位来计算围堰所受的浮力，使封底厚度尽可能小，达到减小基桩受力，降低施工成本。,5.8.2混凝土封底施工,清淤达设计标高后，将定位钢管拔出，然后进行基底处理。先在围堰内基底抛填约3050cm厚片石，然后回填一定量河砂找平基底面至承台底面下150cm，最后基底干封150cm厚C30砼。,封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封底砼隔离，以便将来钢板桩顺利拔除。封底后标高不能高于承台底设计标高，封底砼顶面保证基本平整。 封底混凝土浇筑时的控制要素： 混凝土配合比：本工程围堰封底混凝土的设计强度等级为C20，混凝土到现场的坍落度不小于22cm，初凝时间不小于30小时。根据这三项基本指标，通过多组试验，选择满足要求的配合比。 研究水下混凝土的配合比设计，采用低热水泥和良好的粗、细骨料，掺加适量粉煤灰和外加剂。从而使混凝土拌和物和易性良好，可泵性好，初凝时间长，坍落度损失小。 混凝土供应：封底混凝土需连续施工，要确保在混凝土初凝前浇筑完成。施工前，砼拌合站备足材料，检查好混泥土泵车和运输车辆，同时还需要有备用车辆。 单个围堰封底混凝土方量约140m3，采用1台泵机泵送，混凝土供应量为3035m3/h，浇注在5小时之内完成。 浇筑平台：利用钻孔灌注桩施工平台的钢管桩，横桥向搭设两路贝雷。纵桥再搭设贝雷梁作为漏斗承重梁。漏斗安装在平台上，导管需要转移位置时，利用浮吊整体起吊安装制定位置。浇筑平台见附图。 导管的布置：围堰尺寸（9.59.5）m，采用单导管法浇注。按每根导管控制的半径为3.5m计算，沿宽度方向布置2根导管，由于采用汽车泵，将不设大储料斗，每根导管配一个料斗，料斗的容量需满足首灌混凝土数量要求，首灌要求导管埋深不小于65cm。 混凝土浇筑：封底混凝土厚度1.5m，采用全高度斜截面，从围堰的上游向下游推进浇筑，保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。当导管埋深不足65cm时，应及时补灌。相邻的导管进行了首灌前，进行了深度测量，使导管口至河床距离不小于20cm，如果小于20cm，将导管提高。漏斗按照编好的顺序进行了开盘，浇筑时及时测量混凝土面的高度变化，根据断面图，对灌注的位置和方量及时调整。 水下混凝土养护：在混凝土养护期间保证围堰内外的水头高度一致。自然养护时间不少于7天。 等待砼达到设计强度的90%以上后，再抽水进行第3道内支撑的施工。围堰内封底砼浇筑完毕，围堰内支撑设置完，抽干水后，即可进行桩头的破除、检测。桩检合格后，找平承台地面，就可进行承台的施工。,5.9围堰施工过程中的监控,5.9.1 钢板桩的施工监控,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，应监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。 在插打过程中，钢板桩下端有土挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打四五根钢板桩就要用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1以内，超过限定的倾斜度应予纠偏（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。 钢板桩沉设时，采用全站仪跟踪测量，随时检查钢板桩的偏位情况，当钢板桩发生偏斜时及时用倒链校正，以利及时纠偏，当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时，应拔起重插。 当钢板桩偏移太多时，只能采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若因土质太硬纠编困难时，可采用走四滑轮组纠偏。 钢板桩插打过程中，可能遇到另外的问题有共连、扭转及水平伸长等，在此将相应的预防措施及处理方法列举如下表：,5.9.2封底混凝土的监控,封底混凝土高程控制：测点布置保证每根导管、灌注桩和围堰壁能准确测量动态标高。测锤采用钢板焊接成三角锥形，测绳在使用前在水中浸泡24小时，校核其长度。混凝土浇筑前，沿测点逐点测量初始深度，并在固定位置做出标记，测出平台高程，作为控制封底混凝土高程的依据。为了加强封底混凝土高程的控制，每30min对各测点进行监控测量，将各测点数值在相应的施工控制断面图中反映，以较全面掌握浇筑情况。,5.9.3支撑系统的监控,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、抽水深度的控制等。在施工过程中可能出现如下的情况： 1）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。 2）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，而须要进行二次封底。 3）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。 4）围堰整体位移。这是钢板桩入土深度不够，地质情况有较大出入等造成的。 5）钢板桩在两层支撑的弯曲变形较大。这往往是由于在施工过程中，安装好环形导梁后，没有及时把导梁和钢板桩连接，达不到支撑的效果，致使钢板桩发生弯曲。,5.10钢板桩围堰的拔除,承台浇筑完毕后，要拔除钢板桩。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法、顺序和时间。否则，由于拔桩的振动影响，及拔桩时带土过多会引起地面沉降和位移，给已施工的地下结构带来危害。 对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法，从下游开始分两侧向上游挨次拔除。钢板桩的拔除与围堰插打是一个相反的过程。 钢板桩拔桩前，先给围堰内回灌水至要拆除的内支撑的位置，拆除该层内支撑。之后继续回灌水，从下到上依次拆除内支撑。拆除最后一层内支撑后，使内外水压平衡，板桩挤压力消失。 拔桩设备可用吊机、打拔桩机、千斤顶、扒杆滑车组及卷扬机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。 拔桩时，尽量使板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高12m，然后挨次将所有钢板桩均拔高12m，使其松动后，再挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出。 在下游选择一块较易拔除的钢板桩，先用打拔桩机夹住钢板桩头部，用液压钳配合振拔桩锤先震动几分钟，使钢板桩周围的填充物松动，减少填充物对桩的摩阻力，然后再慢慢向上拔起，拔桩时注意桩机的负荷情况。对较难拔除的板桩，不可硬拔，可先行往下施打少许，再往上拨，如此反复几次即可拔除钢板桩。对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。 拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。在运输堆放时，不使碰撞，防止弯曲变形，堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。,6质量控制及注意事项,6.1原材料和施工技术控制措施,质量是企业的生命，为严把质量关，我部将采取以下措施确保工程质量： 1、严格控制原材料质量，不合格的材料坚决不予进场，杜绝因原材料不合格而造成质量问题。 2、加强工序控制，每一道工序完成后均要进行自检，自检合格后交由下道工序复检合格后再进行下一道工序施工，使一次报验合格率达到98%以上。 3、加强施工人员的施工素质教育和技术交底工作，使每一个操作人员均熟悉本职工作内的各种操作规程，严格按施工规范进行施工。 4、建立完善的质量保证体系，使质量随时处于质保体系的控制下。,6.2施工过程质量控制措施,用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。 1、为保证插桩顺利合龙，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜。 在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每块钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5。 2、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。 3、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。 4、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。 5、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。 6、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。 7、钢板桩围堰在使用过程中，防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管，到围堰内抽水时，再予封闭，在围堰内抽水时，钢板桩锁口漏水，在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物，借漏水的吸力附于锁口内堵水，或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝。 撒煤渣等物堵漏时，要考虑水流方向并尽量接近漏缝，漏缝较深时，用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒，同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处，逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧，使导梁受力均匀。 8、围堰使用完毕，拔除钢板桩时，首先将钢板桩与导梁木板焊接物切除，然后在围堰内灌水至高出围堰外水位11.5m，平衡内外的水压力使其与封底砼脱离，再在下游选择一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动后拔高12m，然后挨次将所有钢板均拔高12m，使都松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除。 9、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用; 10、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩; 11、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤; 12、在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m.,7安全技术保障及措施,为确保施工安全，在钢板桩围堰施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主。 1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。 2、设专人负责日常检查和养护工作，在施工过程中设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现安全事故。 3、对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况，危及安全的要及时维修、更换。 4、打桩机在轨道上的轮子要经常检查不能有悬空的，如有时应调整轮子或塞垫等办法，使轮子压在轨道上。 5、对打桩机主塔架，应设风绳固定，防止风大时，桩架摇晃严重发现意外事故。 6、拔桩时要先震动12分钟，再慢慢启动卷扬机拔桩。在有松动后再边震边拔，防止蛮干。 7、在钢板桩围堰外围靠近主航道侧一定位置需设置防撞装置，以防止船舶撞击围堰，造成安全事故。 8、当人爬上打桩机塔架和走在临水的导向环上时，应戴好安全帽，系好安全带。 9、水上作业操作人员必须穿救生衣，以防人员落水。 10、桩基、承台施工，要有专职安全员检查水位、施工安全情况。,8环保措施,8.1环境保护的意义 在钢板桩围堰施工期间，我们将对参与施工人员进行环保法的学习和教育，增强环保意识，按业主及沿线环保部门的要求，采用有力措施，施工过程中最大限度的保护原有地形地貌，保证施工不对地方环境造成或污染。 8.2环境保护的措施 8.2.1所有的施工便道进行硬化处理，并做好排水和必要的防护措施，防止水土流失，减少植被破坏。禁止顺坡弃渣毁坏河道、农田和造成水土流失。 8.2.2施工过程中采取一切合理措施防止尘土对居民区、农田区的污染，对便道经常洒水，以不扬起尘土为宜，必要时运料车可用帆布、盖套进行覆盖，使施工作业产生的降尘、空气污染减至最低程度。 8.2.3施工过程中尽量安排白天进行施工，在夜间22：00点以后尽量避免施工，如在夜间施工尽量安排在远离居民区，并不得在夜间安排噪声很大的机械施工，并采取措施将施工噪声控制到最低程度。,钢板桩围堰方案设计 计算书,中交三公局徐明,1 工程概况,北岸引桥的17#、18#承台均位于淮河主河道中，承台平面尺寸为6.45m6.45m，河床顶面标高分别为17#：+9.082m；18#：+7.062m，承台底标高分别为17#：+5.856m；18#：+4.161m。 桥址处淮河设计防洪水位为16.5m，最高通航水位19.16m，最低通航水位10.82m，枯水期水位在12.5m左右，方案设计计算时，取最高水位为+13.0m。钢板桩顶标高控制为14.0m，采用9.5m9.5m的钢板桩围堰进行施工，板桩长分别为12m和18m。,2地质状况,根据淮河特大桥工程地质报告显示，本基坑钢板桩埋深范围内地质情况为： 层 软土，深灰色，流塑，主要由淤泥质粉质粘土和粉土组成。 高程为7.0m 4.0m。 层 细沙，灰色，饱和，松散，稍密，局部夹粉质粘土和粉土薄层。 高程为4.0m -7.9m。,3钢板桩围堰简介,根据河床地质和水文情况及施工要求，初步确定围堰尺寸为9.5m9.5m。17#墩采用长度为12m的钢板桩；18#墩采用长度为18m。钢板桩为宽0.4m的拉森IV型，钢板桩顶标高为+14.0m，桩底标高分别为17#：+2.0m；18#：-4.0m。17#墩钢板桩入土部分为粉粘土层，18#墩钢板桩入土部分为粉土加杂细砂层。其内支撑均设置3道（详见另附图），第1层围囹斜撑采用2I32a工字钢，第2、3层围囹均采用2I40a工字钢，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。,4钢板桩围堰设计计算,为确保钢板桩围堰的安全，在围堰设计时，采用不同的方法对围堰的稳定性、安全性进行验算，确保施工过程安全。 因17#,18#围堰尺寸相同，钢板桩顶标高一样，内支撑材料一样，但17#桩长12m，入土深度只有2.3m，故只分析验算其中受力最大的17#墩围堰受力情况。,4.1平面几何尺寸的确定 主墩承台的几何尺寸为6.45m6.45m，考虑到施工需要，主要体现在围堰打设方便、承台模板安装的作业空间，以及施工期间围堰内的抽水、集水井设置等因素，最后确定围堰的打设平面几何尺寸为9.5m9.5m。这样，围堰距离承台砼边的距离为1.5m，满足施工需要。,4.2钢板桩长度，入土深度确定的确定,控制钢板桩长度的要素主要有基底翻起、管涌、插打过程的稳定（入土深度x与钢板桩长度L比值应大于0.5）、封底的经济性几方面和现场实际地质情况。 根据施工条件，结合水深、水流速度、桥位处地质情况、钢板桩的施工工艺等因素综合考虑、17#墩采用长度为12m的钢板桩，18#墩采用长度为18m钢板桩。钢板桩顶标高为+14.0m，桩底标高分别为17#：+2.0m；18#：-4.0m。 17#墩承台底标高+5.9m，封底砼厚度取1.5 m计算，则封底砼的底标高为+4.4m。钢板桩长度为12m，顶标高为+14.0m，底标高为+2.0m，主墩位置处河床标高约为+9.1m左右，河水的深度为3.9m计算，推算出围堰内外侧基坑高差为4.7m。 第2层支撑距离河床底的距离为-0.2m，钢板桩封底砼底有效入土深度2.4m,4.2.1计算工况选定 通过分析施工过程的工艺流程