围堰施工方案2003.doc

围堰施工方案一、围堰结构设计概述基坑两侧围堰采用双排钢板桩围堰，两排钢板桩间距15m，围堰内填土，顶面设路面结构层（泥结碎石路面），可通行载重汽车。为抵抗围堰内外侧的水土压力差，在钢板桩顶面以下50cm处设一道水平拉杆，布置间距2.4m。于此对应设置2I32b作为围檩。钢板桩桩顶标高根据20年一遇最高水位而定，桩顶标高设为+1887m，比上述最高水位高0.6m。同时在板桩围堰外侧设置50100cm高的防波堤。板桩底部标高根据围堰受力计算确定。围堰外侧钢板桩长度为18m，内侧钢板桩长度为30m，均采用FSP-IV型钢板桩。因本工程基坑开挖深度达到14.6m，据此围堰自上而下共布置4道内支撑，布置间距依次为2.0m（距板桩顶）、3.5m、3.5m和3m，最下一道支撑距基坑地面2.6m。上面两道内支撑围檩均采用3I45b，水平支撑采用529x10mm钢管，下面两道内支撑围檩均采用3I56b，水平支撑采用609x16mm钢管。因水平支撑长度较大，中间设一排钢管立柱，采用529x10mm钢管，立柱钢管插入工程桩内，竖向按每层水平支撑位置焊接牛腿并在其上安装工字钢联系梁，以达到降低水平支撑长细比，提高其稳定性的目的。二、围堰施工2.1 施工流程从起点开始先打设一段钢板桩,长约510m,并设置锚拉系统在岸边堆土向水中推填,并配以压实在板桩内已筑土面上堆置新土预压，在已筑土面前端设置观测点，观测填土部分的变形情况稳定后，将堆载的土方推填至前方钢板桩继续向前打设,设置相应的锚拉系统,每段长约510m继续向前堆填土方如此不断打设板桩、推填土方，不断向前延伸围堰，直至到达设计围堰终点在围堰终点线处设置封口钢板桩，并加设必要的拉锚系统在整个围堰上设置必要的观测系统转入基坑开挖施工。2.2、围堰钢板桩的打设本工程基坑两侧围堰均采用双排钢板桩形式，两排钢板桩之间填土。围堰有两个方面的作用，一是作为工程基坑的挡水围护结构，一是作为施工期间的运输道路。围堰钢板桩长根据受力及稳定性要求确定，外排钢板桩长18m，穿过泥炭质土层，插入粘土层深约6m；内侧钢板桩长30m。内外排钢板桩设置拉杆系统，拉杆布置在钢板桩顶以下50cm处，水平距离为2.4m一道。钢板桩采用拉森IV型，长度18m的可由2根9m接驳，长度30m的可由两根15m的接驳或12m+9+9m钢板桩接驳。钢板桩接长均在工地加工场内进行，然后运至现场施打。根据水文资料，20年一遇高水位为+1886.4m，据此钢板桩顶部标高设为+1887m，临水一侧设置50100cm高的防浪堤，采用砂袋码砌，并用彩条布包裹。两排围堰内填土，土面高程与钢板桩顶高程一致。为保证运输车辆的顺利通行，顶面设泥结碎石路面，厚20cm。钢板桩的插打应与填土相配合。钢板桩的插打分段进行，每段长约510m，并按设计图安装好拉杆系统。随着围堰钢板桩的分段打设，围堰内的填土也分段向前推进，钢板桩比填土可超前一个施工段。每段填土稳定后方可施打下一段钢板桩。围堰在终点处设封口钢板桩，其中基坑范围内的封口钢板桩长仍为30m，围堰范围内的封口钢板桩长度为18m，并在顶部以下50cm处设置一道拉杆，间距2.4m。拉杆的锚体也采用钢板桩，桩长12m，距封口钢板桩约15m远。钢板桩采用45kW振动锤打设，如较长钢板桩打设困难时，可改用60kW或90kW振动打设，确保钢板桩桩端达到设计规定的深度。2.2.1 施工准备（1） 钢板桩经过装卸、运输、会出现撞伤、弯扭及锁口变形，钢板桩在拼组前必须进行检查。（2） 按照施工方法，先打定位桩，在定位桩上安置导梁，组成框架式的围笼作为插桩时的导向设备，因此在施打前必须制作导向架。（3） 振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔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 380420 V，而夹板牙齿不能有太多磨损。（4）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；剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。2.2.2 插打钢板桩（1）插打第一片钢板桩为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。插打在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将浮吊钩缓慢下放。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。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20片时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。（2）钢板桩的插打作业步骤和技术要点在钢板桩锁口内涂黄油，安置吊点，根据浮吊起重高度可在桩顶利用拔桩孔系千斤顶，如起重机高度不够，可用钢丝绳在钢板桩1/3以上处捆扎，捆扎处应有夹板，并垫有木块，胶皮以防滑移和受力后吊点处锁口变形。在钢板桩下端系揽风绳二根，起吊钢板桩接近垂直状态时，利用揽风绳控制正反方向。钢板桩就位下插，第一片钢板桩沿活动导向下插是整个围堰的基准，要反复测量检查，使其方向垂直，位置准确，必要时可加辅助设施，控制桩在导向内的左右位置。将桩夹住后，进一步复核桩的垂直度、位置，认可后进行插打。使钢板桩（第一片或第一组）下沉到设计标高，其它钢板桩则以插打好的桩为准。对准锁口，控制好方向，利用自重下插，当自重不能迫使下插时，可利用配重或滑车组加压。（3）插打过程的控制在插打过程中，钢板桩下端有上挤压，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）。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。（4）插打注意事项插打时要严格控制垂直度，特别是第一根桩；在硬塑性粘土上插打钢板桩时，可采用“插打拔起再插打”的方法，让水渗入到钢板极与粘土之间，减小摩擦，加快插打速度；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，磨损了钢板桩；定期检查高架浮吊上的螺栓，以防松动掉落；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；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）合拢（主要是封口钢板桩与纵向钢板桩）合拢前的准备：在即将合拢时，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）。合拢时桩的调整处理：为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有4个面，打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩45片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。（6） 安装拉锚系统围堰内外两排钢板桩分段打设完成后，即可分段安装板桩顶部的拉杆系统。（7）围堰观测沿围堰内外排钢板桩每隔1530m在板桩顶设置变形观测点，随施工进度随时进行测量，以监控围堰的稳定性。有条件的情况下，还可在拉杆上设应力计，观测拉杆的轴力变化。2.3 围堰内填土施工在一段围堰（510m）钢板桩打设完毕，并安装完拉杆系统以后，即可进行围堰内的填土施工。围堰内的填土遵循分段填筑，分段预压的施工程序进行，具体操作步骤如下：（1）首先从起始段开始堆土推填，从岸边向水中逐步进行。推填土方应自陆地向水中逐步推填，一次出水，防止填土受水浸泡变成淤泥。土料应选取好土，按公路路基填料要求。填筑土方出水后，应分层填筑压实，压实度应在93%以上。填筑过程中，应尽量将表层松软淤泥挤掉，如填筑前方淤泥隆起，应采用长臂挖掘机挖出，并用自卸汽车拉走。（2）围堰内填土分段进行，钢板桩比围堰内填土需超前一个施工段（长度510m），在一个施工段完成后，应设立观测点，在该施工段上堆载土方预压，堆载高度以后期施工荷载大小换算。堆载过程中，应实时观测已填筑部分的变形情况，掌握堆载的速率。堆载完成且填筑土稳定后，将堆载部分继续向前推填，进行下一个施工段的土方填筑。（3）一个施工段的土方填筑完成后，将围堰钢板桩继续向前插打一个施工段长度。板桩插打完毕，并安装好拉杆后，即可继续进行下一个土方施工段的施工。（4）按照以上的施工步骤，循环施工直至完成整个围堰钢板桩和围堰内填土的施工。（5）板桩内填土的变形观测为随时掌握筑岛的稳定性，设置如下观测点，测量填土的变形情况，以便及时采取相应的措施：A、在填土前，在已打设的钢板桩上设置变形观测点，在后端、中部以及前端设置三组观测点。随填土施工，而定时观测，以确定填土对围堰钢板桩的影响。B、在已填筑土面的前端设置临时观测点，观测点随围堰内土面不断延伸而跟着前移，用以观测已填筑土面的变形情况。C、在围堰内填土全部完成以后，在围堰两侧每隔1530m设置相对永久的观测点，在道路运行阶段和基坑开挖阶段定时观测，掌握土面的变形情况。上述观测数据由测量组负责，并专人负责观测及数据的整理。三、基坑施工3.1、施工工艺流程中部隔墙下工程桩施工，桩内插入529x10钢管立柱基坑挖土至第一道内支撑中心线下30cm安装第一道围檩及内支撑钢管在中间钢立柱上焊接牛腿，安装2条I32b工字钢联系梁，并与每根钢管支撑焊接在第一道内支撑上设置监控点和监控设备继续向下挖土至第二道支撑中心线下30cm，同前述步骤一样，安装第二道围檩、水平支撑钢管以及工字钢联系梁继续挖土，完成第三道和第四道内支撑系统挖土至基坑底面，设置排水系统，浇筑混凝土垫层，转入主体结构的施工。3.2 内支撑结构设计基坑内支撑由围檩、水平支撑、立柱、联系梁等组成。根据围堰受力计算，自上而下共设置四道水平支撑系统。第一道支撑距板桩顶面2.0m，第四道支撑距基坑底面2.6m。第一道至第四道支撑间距依次为3.5m、3.5m、3m。第一道支撑和第二道支撑相同，围檩均采用3I45b，水平支撑为529x10mm钢管，顺线路方向布置间距为3.0m。第三道和第四道支撑相同，围檩均采用3I56b，水平支撑为609x16mm钢管，顺线路方向布置间距也为3.0m。由于基坑宽度较大，在基坑中部设置一道钢管立柱，采用529x10mm钢管。立柱底端插入工程桩内。在立柱对应每层水平支撑钢管位置焊接牛腿，安装2根I32b工字钢联系梁，在顺线路方向将同一层各支撑钢管联系起来，以达到降低长细比，提高稳定承载力的目的。3.3 基坑挖土基坑挖土采用挖掘机挖装，自卸汽车运输的方式进行。具体布置为在基坑两侧围堰顶部路面上各布置一台长臂挖掘机，基坑内布置2台常规挖掘机（必要时也可配置两台长臂挖掘机）。基坑中部土方由基坑内挖掘机转至基坑两侧，再由长臂挖掘机挖出装车。基坑挖至较深时，也采用上述方式进行接力挖土。基坑挖土的顺序为自终点（一二期围堰交界）向起点进行，以方便施工。基坑挖土分段分层进行，纵向分段长度按结构施工流水确定，竖向分层按内支撑设置高度进行。3.4 内支撑的安装在基坑挖土至每层内支撑系统中心线以下3050cm，立柱位置可局部挖深，以方便安装纵向工字钢联系梁。即可安装相应内支撑系统。首先沿钢板桩每隔3m焊接一道20a牛腿，用以放置围檩。围檩分段制作，分段长度12m，分段拼装，接头处采用焊接连接，要保证焊接质量。在围檩上定出水平支撑钢管的位置，逐根安装水平支撑钢管。支撑钢管两端设加强头，与围檩的间隙采用斜板打紧。围檩上焊接钢管端部的限位装置，以策安全。在中部钢立柱相应位置对称焊接I20a牛腿，两侧牛腿上各放置一根I32b工字钢联系梁，将每根工字钢与水平钢管支撑之间采用弧形筋板焊接连接。每层内支撑经检查合格后，方可进行土方的开挖。3.5 内支撑系统的监测在基坑两端端部、中部以及基坑断面变化处各设置一组