钢板桩施工方案

第 页 共 14 页1 西溪河特大桥水中墩钢板桩围堰施工方案西溪河特大桥水中墩钢板桩围堰施工方案 一 一 概况概况 厦门海洋站的潮汐属于正规半日潮型 平均高潮位 3 50m 西溪河特大桥 河中墩 7 11 墩 37 42 墩及 46 墩 均位于感潮河段 设计采用低桩承台 因此只能围堰后才能施工承台 由于下构施工时段跨越雨主讯期 为确保河道 行洪时堤防安全 决定采用阻水断面较小的钢板桩围堰作为河中墩承台施工的 围护结构 二 二 基坑钢板桩围堰基坑钢板桩围堰 水中墩施工时采用钢板桩围堰 钢板桩围堰基本信息见表 2 1 所示 表表 2 12 1 钢板桩围堰基本信息钢板桩围堰基本信息 基坑深度H m 7 500 围堰平面尺寸 m 13 01 9 56 围堰顶标高 m 4 500 钢板桩型号冷弯WRU10 桩长 m 12 00 嵌固深度 m 4 000 每延米板桩截面面积A cm2 161 00 每延米板桩重量A Kg 74 00 每延米板桩壁惯性矩I cm4 24190 00 每延米板桩抗弯模量W cm3 1344 00 每个围堰钢板桩数量76根 其中含4根转角桩 内支撑道数 道 2 I14工字钢 Kg 2019 围堰平面布置见附图 围堰顶高出最高潮水位 0 5m 以上 钢板桩围堰施 工主要由施工准备 插打钢板桩 支撑 抽水堵漏 开挖基坑及硬化基层 拔 除钢板桩六部分组成 1 施工准备 将钢板桩运到工地后 详细对其检查 丈量 分类 编号 同时对两侧锁 口用一块同型号长 2 3m 的短桩作通过试验 以 2 3 人拉动通过为宜 第 页 共 14 页2 锁口通不过或桩身有弯曲 扭曲 死弯等缺陷 采用冷弯 热敲 温度不 超过 800 1000 焊补 铆补 割除 接长等方法加以整修 同时接头强度 与其它断面相等 接长焊接时 用坚固夹具夹平 以免变形 在焊接时 先对 焊 再焊接加固板 对新桩或接长桩 在桩端制作吊桩孔 2 插打钢板桩 沉 拔桩机械选用 DZ60 型振动沉桩机 围檩 支撑 板桩吊装采用 50t 履带吊 板桩围堰施工采用导框导向 逐根打入的施工方法 1 导框安装 钢板桩打入前 先行插打定位桩 然后进行导框的安装 在安装导框时 先进行定位测量 水中导框距岸边或已成墩 或施工便桥 较远者 用前方交 会法定位 导框采用在现场分段制作 在平台上组装 固定在定位桩上 2 钢板桩插打方法 钢板桩要求以小锁口打入 见图 2 2 所示 图图 2 22 2 钢板桩小锁口打入示意图钢板桩小锁口打入示意图 插打前 钢板桩桩的锁口内 涂以黄油混合物油膏 重量配合比为 黄油 沥青 干锯末 干粘土 2 2 2 1 以减少插打时的摩阻力 并加强防渗性能 沉 桩时先将钢板桩插打稳定 插桩时锁口要严格对准 用经纬仪双向校正板桩姿 态后 开启振动桩锤 低幅轻振使桩尖入土约 1 0m 后再次校正板桩姿态 接 着施加正常激振力沉桩到位 插打钢板桩顺序 因在潮汐河流有两个流向的关 系 为减少水流阻力 可采取从侧面开始 向上 下游插打 在另一侧合龙 第 页 共 14 页3 打桩时应做到横平竖直 因第一 二根板桩对后续板桩具有垂直向的导 向作用 在插打过程中小心慢打 每沉桩 1m 后需暂停振动 对桩身姿态进行 校正调整 确保板桩位置 方向 垂直度精确 沉到预定位置后立即将板桩桩 头与导框焊接固定 转角和封闭合拢处因模数不一致 导致合拢闭合有困难时 采取异型桩或 修正轴线走向和长度的方法保证闭合 钢板桩围堰的布置祥见附图 3 钢板桩内支撑 钢板桩围堰拟设 2 道水平内支撑 见图 3 3 所示 围堰支护沿围护结构内 水平方向紧贴周边钢板桩 在横向支撑点上设置腰梁 腰梁其它支撑杆件均采 用 I14 工字钢 钢板桩内支撑见图 3 4 所示 详细见附图 图图 3 33 3 围堰内撑示意图围堰内撑示意图 图图 3 43 4 网格内支撑示意图网格内支撑示意图 4 抽水堵漏 钢板桩插打完后 即可抽水开挖 先支撑再抽水 并检查各节点是否顶紧 第 页 共 14 页4 板桩与内支撑间木楔是否敲紧 防止因抽水而出现事故 抽水速度不能过快 且要随时观察围堰的变化情况 当锁口不紧密漏水时 用棉絮等在内侧嵌塞 同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠 使其由水夹带至漏水处自行堵塞 必要时可 外部堵漏 较深处的渗漏 可将煤渣等沉送到漏水处堵漏 在桩脚漏水处 采 用砼封底等措施 5 挖基坑 硬化基层 在水抽干后 即可人工挖泥沙 或不抽水采用高压水枪配合泥浆泵吸泥沙 至设计标高 之后回填混渣 采用 C20 混凝土硬化基底后进行承台施工 6 拔除钢板桩 钢板桩拔桩前 在退潮后涨潮前先将围堰内的支撑 从上到下陆续拆除 并陆续灌水至高出围堰外水位 1 1 5m 使内外水压平衡 使板桩挤压力消失 并与部分砼脱离 指有水下砼封底部份 再在下游选择一组或一块较易拔除的 钢板桩 先用振动锤轻振桩体 使土层与桩身之间产生松动 再提升卷扬机拔 出板桩 再从下游开始分两侧向上游挨次拔除 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 必要时进行水下切割 三 三 基坑排水基坑排水 水泵抽水能力应为渗水量的 1 5 2 倍 汇水坑设在承台外侧 准备采用 2 台流量 40m3 h 的柴油浮箱式抽水机抽水 四 四 质量控制质量控制 1 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 第 页 共 14 页5 2 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 3 为保证插桩顺利合拢 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木 顺导向木下 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 使每组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 同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分 事先在围堰导梁上按钢板桩 组的实际宽度画出各组钢板桩的位置 使宽度误差分散 并在插桩时 据此调 整钢板桩的平面位置 使误差不大于 15mm 当仍有困难时 将合龙口两边各 几组钢板桩不插到河床 在悬挂状态下进行调整 在无法顺利合拢时 则根据 合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图 但要控制异形钢板桩上下宽度之 差不超过桩长的 2 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 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 第 页 共 14 页6 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 五 五 河中墩承台施工顺序河中墩承台施工顺序 为满足铺架工期要求 根据钻孔桩施工进度我项目队准备两套钢板桩围 堰器材 先行施工西溪河石浔支流中 7 11 墩承台 依次施工 8 9 及剩余 河中墩承台 每个河中墩承台施工包含插拔钢板桩需 15 天 河中墩承台计划 2007 年 1 月 10 开始施工 至 2007 年 6 月 30 日结束 六 六 安全技术措施安全技术措施 1 钢板桩围堰人员上下要有专用爬梯 2 注意因板桩的变形 接缝不密或桩端处透水等原因而渗水量大的可能情 况 必要应采取有效措施堵截板桩的渗漏水 防止因抽水过多使桩外的土随水 流入板桩内 引起板桩外土层坍塌 3 构件吊装 应有二名指挥 上下各一名 严禁在吊物下站人 严禁向下 抛物 4 钢板桩支撑的水平距离不得大于 2 5 米 基坑挖土与支撑应密切配合 做 到随挖随撑 5 拔桩时要先震动 1 2 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 6 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 7 作业环境及夜间照明必须良好 8 施工用电符合 JGJ46 2004 的要求 第 页 共 14 页7 钢板桩围堰计算书钢板桩围堰计算书 围堰方案 钢板桩围堰 连续墙支护 计算时按水深加深1m考虑 不考虑水流流速影响 基本信息 内力计算方法增量法 规范与规程 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 基坑等级二级 基坑侧壁重要性系数 0 1 00 基坑深度H m 8 500 嵌固深度 m 4 000 墙顶标高 m 0 000 连续墙类型钢板桩 每延米板桩截面面积A cm2 161 00 每延米板桩壁惯性矩I cm4 24190 00 每延米板桩抗弯模量W cm3 1344 00 有无冠梁无 放坡级数 0 超载个数 0 第 页 共 14 页8 土层信息 土层数 2 坑内加固土 否 内侧降水最终深度 m 8 700 外侧水位深度 m 0 000 内侧水位是否随开挖过程变化否 弹性法计算方法m法 土层参数 层号层号土类名称土类名称层厚层厚重度重度浮重度浮重度粘聚力粘聚力内摩擦角内摩擦角 m m kN m3 kN m3 kN m3 kN m3 kPa kPa 度度 1 淤泥 6 500 00 00 010 00 2 中砂 20 0018 08 00 0030 00 层号层号与锚固体摩与锚固体摩粘聚力粘聚力内摩擦角内摩擦角水土水土计算计算m m值值抗剪强度抗剪强度 擦阻力擦阻力 kPa kPa 水下水下 kPa kPa 水下水下 度度 MN m4 MN m4 kPa kPa 10 10 000 00 分算 0 00 260 00 0030 00 分算 16 00 支锚信息 支锚道数 2 支锚支锚支锚类型支锚类型水平间距水平间距竖向间距竖向间距入射角入射角总长总长锚固段锚固段 道号道号 m m m m m m 长度长度 m m 1 内撑 1 6003 000 2 内撑 1 6003 000 支锚支锚预加力预加力支锚刚度支锚刚度锚固体锚固体工况工况抗拉力抗拉力 道号道号 kN kN MN m MN m 直径直径 mm mm 号号 kN kN 10 0050 00 2 20 0050 00 4 土压力模型及系数调整 弹性法土压力模型 经典法土压力模型 第 页 共 14 页9 层号层号土类名称土类名称水土水土水压力水压力主动土压力主动土压力被动土压力被动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数调整系数调整系数调整系数最大值最大值 kPa kPa 1 静水分算 1 0001 0001 00010000 000 2 中砂分算 1 0001 0001 00010000 000 结构计算 各工况 第 页 共 14 页10 第 页 共 14 页11 内力位移包络图 第 页 共 14 页12 地表沉降图 整体稳定验算 第 页 共 14 页13 计算方法 瑞典条分法 应力状态 总应力法 条分法中的土条宽度 0 40m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks 1 823 圆弧半径 m R 7 685 圆心坐标X m X 1 410 圆心坐标Y