9#墩钢板桩设计与施工方案

元江至蔓耗高速11标蛮板特大桥 钢板桩围堰设计与施工方案元江至蔓耗高速公路（红河段）蛮板特大桥9#墩钢板桩施工专项方案 编制： 审核： 批准：云南省建设投资控股集团有限公司第 分部2017年 月 日目 录一、桥梁桩基、承台参数：5二、钢板桩围堰简介：5三、钢板桩围堰设计：5四、钢板桩围堰施工5五、主要机械设备和人员安排7六、施工进度计划8七、质量控制措施8八、施工安全控制措施9九、文明施工及环境保护11十、附：9#墩钢板桩围堰设计图纸11钢板桩围堰设计与施工方案 蛮板特大桥9#墩主墩两个承台设计共25根直径2.2米的桩基，承台为矩形承台尺寸为25.6m*25.6m。一级承台顶高程为213.195m，二级承台顶高程为216.195m，位于施工水面高程217m以下，承台高6m+3m。根据类似工程施工经验，承台施工拟采用钢板桩围堰施工，围堰尺寸每侧宽出承台约1 m，以方便承台模板施工。9#墩承台拟采用在钢板桩围堰进行施工，钢板桩围堰按承台加大1m左右施工净宽插打。9号墩钢板桩围堰尺寸定为27.74m27.74m，钢板桩长度为15m，围堰采用拉森型钢板桩。一、桥梁桩基、承台参数： 9号墩共设计25根桩（5排*5根），桩径2.2m，钢护筒直径为2.5m。设计承台顶标高为216.195m，承台底标高为207.195m。承台尺寸为：一级承台25.6m（横）25.6m（纵）6m（厚）+二级承台（渐变）20.42m（横）15.88m（纵）3m（厚）地质资料情况介绍：地质：蛮板特大桥9#墩桥位区河江覆盖层主要为粉质粘土层、卵石层，下伏基层为板岩，根据凤化程度不同分为全风化层、强风化层及中风化共三层。从上到下各层依次为：粉质粘土、卵石层、全风化板岩、强风化板岩、中风化板岩。河床内从上到下地质情况：（少量）黏土厚0.2-0.5m，（大量）卵石层厚2-3m，基岩为板岩。水文资料介绍： 水文：蛮板特大桥桥址处河最大水深为10米，洪水期流速为20000m3/s。设计施工水位为217m，综合施工成本及施工安全考虑，钢板桩设防水位按218.5m计算。二、钢板桩围堰简介： 根据河床地质情况及施工要求初步确定9#墩围堰尺寸为27.74m27.74m，钢板桩长度为15.0m，钢板桩型号为拉森SP-。内支撑至下而上共设置二层，第一层设置于217.695m（高出水面0.5m）处，第二层围堰内支撑设在214.195m（承台顶面标高以上1.0m）处，围堰直支撑采用63010mm，斜支撑均采用63010mm钢管，内支撑垫板均采用100cm100cm1cm铁板垫片，钢围囹用三拼45b工钢围箍，节点均采用焊接联接，焊缝应满足结构要求。(施工中严格按照钢结构施工规范)三、钢板桩围堰设计： 1、平面几何尺寸的确定 9号墩一级承台尺寸为25.6m25.6m。考虑到施工需要，主要体现在围堰施工打设方便、钢板桩围堰作业空间，以及施工期间围堰内进行抽水灌砼等因素，最后确定钢板桩围堰打设的平面几何尺寸为27.74m27.74m，这样，钢板桩围堰与施工钢平台的净宽约为1.0m，以满足各工序施工需要。 2、钢板桩长度和入土深度的确定 根据桥位处现场的施工条件，结合桥位处地质情况、钢板桩的施工工艺等因素进行综合考虑，各围堰均采用长度为15m的拉森SP-钢板桩，入土深度不小于承台底标高以下4.0m，承台封底砼按1m考虑。四、钢板桩围堰施工钢板桩围堰施工流程： 测量放线清理钢板桩设置导桩框架插打定位钢板桩插打钢板桩开挖设置围囹及支撑继续开挖至设计标高浇筑砼封底砼强度达到要求承台及墩身施工拆除内支撑拔除钢板桩 钢板桩的整理 钢板桩运到现场后，用一块1.5m2.0m类型规格均相同、锁口标准的钢板桩对所有同类型的钢板桩做锁口通过检查，检查用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。若发现钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均需要修整，桩身扭曲及弯曲用油压千斤顶顶压校正。在插打钢板桩前，在导向框架导环内用红线划分桩位，根据锁口套联情况，在导向框架内标出。钢板桩两侧锁口均在插打前涂满黄油以减少插打时的摩阻力，同时在不插套的锁口下端打入硬木楔，防止沉入时泥沙堵塞锁口，钢板桩插打时发生跑位现象。夹板在钢板桩插打过程中逐副拆除。 导桩选用529mm厚10mm的钢管桩长度拟为15m，钢管采用打板机打设。安装导梁 在导桩上焊接20水平支撑，各水平支撑的顶标高相同，标高拟定为原地面以上0.5m位置。在水平支撑上安装导梁，导梁选用边线顺直的钢板桩。安装及调整导梁的轴线及边净距，将导梁与水平支撑临时焊接固定。插打第一根边桩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。 起吊钢板桩呈垂直状态下完成插打，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，直到合格为止。第一根桩插打稳定后，用挡块等顶塞调整后的空隙使钢板桩稳固，间歇启动振动锤，对第一根桩实施小位移量沉没，并跟踪复核桩位的垂直度，直至桩体下沉入土超过3m后，方可连续沉设至设计标高。其他钢板桩的插打顺着事先固定好的导梁依次插打其他钢板桩，钢板桩顺前一根钢板桩的锁口插入，插桩到位后加塞固定，启动振动锤分次沉设至设计标高。 钢板桩吊起后用人工扶持顺着前一块的锁口下插，当下插困难时，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。插打桩所用的D60振动锤带有液压夹桩装置，能与钢板桩作刚性联接，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。钢板桩插打时，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，用以及时纠偏，当偏斜过大不能用拉挤的方法调整时应拔起重插。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：常见问题预防及纠正措施共连（插打时和已打入的邻桩一起下）发生桩体倾斜及时纠正，先预留50cm，合拢后在插打至设计标高。桩体扭转安装好桩帽，尽量保证桩体全截面受力均匀；水平伸长（沿打桩行进方向长度增加）不可能避免，插打时提前考虑伸长值，在轴线修正时纠偏钢板桩的合拢 钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口很难保证很难保证在一条直线上。此时采取的措施为：在钢板桩合拢而剩几组还未插打时，提前考虑合拢情况，可将围堰一边的钢板桩全部插入导梁内，然后再逐次插打钢板桩。另外，在边角处的钢板桩也可以焊接角模完成围堰转角连接，再进行合拢。 钢板桩围堰的内支撑设置经验算，钢板桩围堰需设置二道水平内支撑，内支撑的设计标高及使用材料见附图。支撑先焊接牛腿，再安装围囹支撑，再直支撑和斜支撑，对各个部件进行焊接固定，并对梁与钢板桩之间空隙使用铁块或硬木垫塞，形成平面桁架结构。 围堰内除土钢围堰内基础开挖，拟采用长臂挖掘机进行开挖。在钢板桩围堰合拢后开挖至内支撑以下0.5m时停止开挖，安装内支撑并加固后，继续开挖至设计标高，清理至承台底下1m处，进行封底砼的浇筑，砼强度达到要求后，方可进行下道工序施工。 质量控制及注意事项在拼接钢板桩时，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分的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。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。为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板桩数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩桩身设固定于导向钢管桩，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部完全一致，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及其垂直方向的倾斜度不大于5%。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截面上，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。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。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。同一围堰钢板桩只能用统一锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩数量，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。在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m。安全措施为确保施工中的安全，在进行钢板桩围堰施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主。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。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。拔除钢板桩要先振动1-2分钟，再慢慢启动振动锤拔桩。在有松动后再边震边拔，防止蛮干。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磨损情况，危及安全的要及时维修、更换。五、主要机械设备和人员安排 按照总体施工计划，围堰需尽快施工，然后投入使用，因此，应尽快组织施工人员和机械设备进场投入施工。钢板桩围堰施工需要配备如下表中施工机械设备作为施工前提和保障：蛮板特大桥钢板桩围堰主要机械设备表序号名称规格型号产地数量(台/套)进场时间1打板机KATA22012振动锤DZ-6023汽车吊25t14电焊机BXI-500105平板拖车50t 26长臂挖机PC22017氧气乙炔割刀ZL-3010围堰施工过程中，设置2名技术人员和1名专职安全员对现场进行技术指导、质量检查和安全监督，保证围堰顺利推进。另外配置3名以上施工经验丰富的管理人员和领工人员进行现场施工管理，根据现场施工作业场地，安排施工作业人员20人，保证施工进度。施工围堰主要人员配备表及主要班组投入表。蛮板特大桥钢板桩施工主要人员配备表序号姓名性别职务资质证书从业时间1男项目经理工程师证15年2男技术负责人工程师证8年3男项目副经理工程师证12年4男施工员施工员证3年5男施工员施工员证5年6男安全员安全员证5年7男安全员安全员证10年8男电工电工证8年蛮板特大桥钢板桩围堰主要班组施工人数序号班组人数职称或工种从业时间备注1电焊工班组15电焊工515年4起重工8起重工410年5普工1028年六、施工进度计划 根据总体实施性施工组织设计和施工工期安排，保证蛮板特大桥承台顺利开工，9号墩钢板桩围堰施工进度计划按45天完成。七、质量控制措施 1、施工技术人员跟班作业，勤交底、勤检查，严格技术交底复核制度，并深入工班检查指导，与工人、技师一道保证各工序质量。 2、施工过程控制：严格执行“三检制”及工程监理制度，接受监理工程监督、检查和验收，严格执行各项检查签证制度，确保工程质量。实施工序质量检验程序，特别重视施工过程中的控制、质量监察。工序交接必须有班组间的交接检查，上道工序不合格，不准进入下道工序。 3、定期进行质量教育，加强技术培训，增强员工质量意识，牢固树立“质量第一”的思想观念。 4、对进场的材料要进行严格的检查，不合格产品一律不给使用。 5、锁口钢板桩插打必须设导向，保证管桩整齐、顺直，锁口能有效锁住，防止漏水。 6、锁口钢板桩必须按设计要求打到设计标高，当无法打至设计标高时，要及时汇报，分析原因。 7、钢板桩对接必须保证上下管桩在同一直线上，街头焊缝饱满，并对称贴4块以上加劲板。 8、钢板桩的支撑体系为重要受力结构，必须严格按设计要求安装，焊接部分必须由熟练的电焊工完成，保证焊接质量。八、施工安全控制措施 (一)施工安全生产目标 坚持“安全第一、预防为主”的方针，杜绝死亡事故，避免重伤事故。(二)安全管理一般规定1、合理布置作业现场，做到整洁、有序、文明生产和生活。2、每天收集天气预报资料，掌握天气变化动态，当发生六级以上大风时，应停止作业。3、施工过程确保全天候有人值班。4、现场施工人员严禁喝酒。5、特殊工种人员必须持证上岗。6、所有进入施工场地的员工必须戴安全帽，穿防滑鞋。(三)临时用电安全管理1、严格按有关规定安装线路及设备，用电设备都要安装地线，不合格的电气器材严禁使用。库房严禁烟火，采取防护措施。2、架空线：架空线必须设在专用电杆、水泥杆、木杆上，严禁打设在脚手架上，架空线装设横担和绝缘子。架空线离地4m以上，机动车道为6m以上。3、电源要有醒目的警告牌，非专业人员严禁靠近或乱动。4、电缆电线接头要规范、牢固、严禁漏电。电缆线沿地面敷设时，不得采用老化脱皮的电缆线，中间接头牢固可靠，保持绝缘强度；过路处穿管保护，电源端设漏电保护装置。5、启动电机要装降压启动装置与漏电保护器。6、所有电气设备要进配电箱，设置防护棚，严禁露天淋雨。用电场所配电箱、开关分开设置，并采用两级漏电保护装置。7、坚持一机一闸用电和下班断电加锁的原则。电工必须持证，电器必须严格接地接零和使用漏电保护器三种安全保护。电器安装后经验收合格才准接通电源使用，各工作面用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用。电线、电缆必须架空，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。局限性内作业面照明应采用安全矿灯或36伏以下的安全电压。8、手持电动工具和单项回路的照明开关箱内装设漏电保护装置，照明灯具的金属壳做好接零保护。9、施工现场临时用电每天进行检查，重点对移动式电动设备、潮湿环境和水下电气设备检查。(四)机械设备安全1、所有施工设备和机具在使用时均必须由专职人员负责进行检查、必要的实验和维修保养，确保状况良好。各技术工种必须经过培训并经考核取得合格证，方可持证上岗操作，杜绝违章作业。大型设备的保险、限位装置防护指示器等必须齐全可靠。2、驾驶、指挥人员必须持证上岗，必须按规程要求进行操作，驾驶员做好例行保护和记录。3、机械与输电线路垂直、水平方向按规定保持距离。(五)防火安全1、建立经理部、作业区、班组三级防火责任制，明确职责。2、重点部位如仓库、木工间配置相应消防器材，一般部位等处设常规消防器材。3、施工现场用电，严格执行有关规定，加强电源管理，防止发生电器火灾。4、焊、割作业点与氧气瓶、乙炔瓶等危险物品的距离不得小于10m，与易燃易爆物品的距离不得小于30m。(六)水上施工安全1、根据航务部门的要求提前做好航道改道和设置好通航标志。2、在围堰施工位置，上下游各300m范围内，划定施工作业区域，并做好明显标志，特别是晚上应有警示灯照明。3、非工作船只不得进入施工作业区域。4、施工租用作业的船只，应符合航监部门的的技术指标。船上应设有救生和消防设备。5、施工船只及船的锚定必须在施工划定的水域范围作业，不得占用通航河道。6、施工作业的船只无论是载货或载人，均不得超载。7、作业船只上的油污及垃圾，禁止弃入河中造成污染。8、设置专门人员维护航道的安全。(七)围堰设计、施工安全技术措施1、围堰必须根据现场实际地质情况、施工情况经过专项的结构设计、验算。2、围堰用的材料如锁口钢管桩、型钢、钢板等原材料的型号必须满足设计要求，材质符合国家钢结构及相关标准规定。3、施工用的电焊条必须满足规范要求，电焊工必须持证上岗，关键部位的焊接必须要求有经验的操作工人完成。4、钢板桩插打时必须保证每根钢管桩插打垂直，每相邻根钢管桩锁口互相紧密锁住，严防漏水。钢板桩纵横排向平直，以免影响支撑的安装和受力。5、钢板桩必须打至设计的标高，保证设计要求的入土深度。若无法打到设计要求标高时要立即汇报项目技术部门，并暂停分析研究解决措施，如确实无法达到设计标高时，要重新验算是否满足受力要求。6、钢板桩围堰的支撑为重要受力结构之一，支撑必须安装平稳，围囹工字钢必须与每根锁口钢板桩接触，存在空隙的地方必须用方木或钢板抄垫，支撑钢管与围囹的连接焊缝必须饱满，焊缝足够，形成整体受力体系。7、围堰支撑焊接完成后必须经技术员和项目技术负责人检查合格后方可进行下道工序的施工。(八)基坑开挖安全技术措施1、基坑开挖必须遵循“开槽支撑、随挖随撑、分层开挖、严禁超挖”的原则。每道支撑焊接完毕后必须通知项目技术部门对支撑的安装质量进行检查，合格后方可继续开挖。2、基坑开挖时要及时堵漏围堰的渗漏点。3、基坑开挖过程要随时对支撑和锁口钢板桩进行检查，检查是