一级建造师市政公用工程管理与实务考试必备讲义汇编（4650P 城市桥梁篇）5

xx特大桥主桥

深水基础

—钢板桩围堰施工技术2008年1月1中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区一、工程概况1、概况黄河特大桥主桥墩基础墩号为0～5号，其中3号墩为固定墩。0、5号墩采用21根φ2.0m钻孔灌注桩，0号墩桩长90m，5号墩桩长70m。1、2、3、4号墩采用28根φ2.5钻孔灌注桩，1、4号墩桩长90m，2号墩桩长102m，3号墩桩长98m。0、5号墩承台厚度4.5m，平面尺寸34.6×13.8m，0号承台顶面标高33.0m、5号承台顶面标高30.0m；1、2、3、4号墩承台厚度6.0m，平面尺寸42.5×23.3m，承台顶面标高27.0m。2008年1月2中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区2、地形、地貌与不良地质

（1）桥渡地形

正桥桥址处河道属济南段黄河窄河道区，宽约900m，河床平均高程高出两岸大堤背水面3.0m。

（2）水文条件

黄河河流平均流速2.07m/s，设计施工洪水位+30.5m。黄河枯水期仅主河槽有水，水深约4-6m，水面标高+27m，水面宽约300m。黄河主河道内一般冲刷厚度约为7.7m～11.3m。

2008年1月3中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区（3）工程地质

桥位工程地质地层以第四系河流相粉质土为主，其间多夹粉、细、中沙及粉土、薄层粘土或透镜体。其中覆盖层40m以下姜石含量较高，姜石层分布较多。设计图纸反映桥址范围第一层土主要为软塑的粉质粘土、粘土及稍密的粉土组成，厚度9.6m～22.5m；第二层为硬塑的粉质粘土、粘土及中密的粉土及中密的砂层组成，厚度2.7m～11.8m；第三层为硬塑状的粉质粘土组成，厚度钻孔未揭露。黄河主河道内一般冲刷厚度约为7.7m～11.3m，枯水期河床冲刷层范围沉积层主要以粉砂土为主。

2008年1月4中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区二、钢板桩方案的确定

1、根据1、2号墩位处地质条件和承台设计标高，采用钢板桩围堰较合适，围堰防水性能好，整体刚度较强。2、钢板桩围堰由单层钢板桩和两层由型钢组成的内撑梁组成；围堰平面为矩形，其内口尺寸为50×36米，钢板桩单根长22米，被打入后，其底端标高为+9米，顶面标高为+31m；采用德国拉森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10°～15°，摩阻力小，防渗性较好，四个转角位置采用焊接的T形钢板桩；2008年1月5中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区3、钢板桩的施打采用平台吊机，配合震动打桩船进行打入，承台施工完成后拔除；内撑梁分别安放在设计标高位置处，焊接在钢板桩的牛腿上，内撑梁外缘两端与钢板桩相撑住，以加大围堰抵抗土侧压力及水压力的能力。2008年1月6中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区4、钢板桩施工完成后，进行围堰内水下混凝土封底施工。封底混凝土强度满足要求后，开始在围堰内边抽水边设置内支撑。第一道内支撑安装前，将围堰内水抽至第一道内支撑设计位置以下50cm，然后快速安装好内支撑；第一道内支撑安装完成后继续抽水至第二道内支撑设计位置以下50cm，快速安装好内支撑；继续抽水至围堰底，进行承台施工。2008年1月7中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区5、承台混凝土分两次浇筑，每次为3m厚。当第一次混凝土浇筑完成后，需要拆除底层内支撑。为此，在承台第一次混凝土浇筑完成，强度满足要求后拆除侧模板，将围堰底部以上3m范围杂物清理彻底。然后在围堰底部以上3m承台和钢板桩围堰间全部回填沙土，采用注水措施保证所填沙土的密实。拆除下层内支撑，将支撑力分配到所填沙土和上层内支撑上。继续施工完承台后拆除钢板桩围堰内支撑，拔除钢板桩2008年1月8中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区三、钢板桩围堰结构计算2008年1月9中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区1、设计参数（1）主河道内主要为软塑的粉质粘土、粘土，土体力学性能如下：土体容重：r=18.5KN/m3土体内摩擦角：φ=20°土体总应力粘结力Cu=12.16kPa（2）钢板桩力学性能：钢板桩采用IV型拉森桩，重量75kg/m，每1米宽截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa。（3）型钢力学性能[σ]=145Mpa，=85Mpa。2008年1月10中铁一局桥梁公司京沪高铁二标十工区2、围堰堰基底底设计计验算算⑴抗基基底翻翻起计计算基底土土体稳稳定，，不会会发生生翻起起。⑵基底底土体体管涌涌（稳稳定性性检算算）钢板桩桩不发发生管管涌的的最大大入土土深度度：2008年年1月月11中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区单根钢钢板桩桩长22米，围围堰钢钢板桩桩实际际入土土深度度为13米。考考虑8m冲刷深深度的的影响响，钢钢板桩桩入土土深度度仅为为5m。因此此，在在没有有冲刷刷的季季节施施工钢钢板桩桩围堰堰时，，在内内支撑撑合理理的情情况下下可以以直接接抽干干围堰堰内的的水而而不发发生基基底翻翻起或或土体体管涌涌，基基底稳稳定。。在有有河床床冲刷刷季节节，考考虑8m冲刷深深度的的影响响，要要对围围堰底底进行行水下下混凝凝土封封底施施工。。2008年年1月月12中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区3、钢板板桩、、围堰堰围囹囹、内内支撑撑计算算⑴确定定围囹囹层数数及间间距根据施施工的的具体体情况况，承承台高高度，，水压压土压压，另另外钢钢板桩桩虽能能满足足强度度要求求，但但内支支撑布布设也也有一一定要要求，，确定定采用用布置置为h=3.5m、h1=3m、h2=3.5m，即钢钢板桩桩围堰堰顶面面标高高+31m，第一一道内内支撑撑标高高+27.5m，第二二道内内支撑撑标高高+24.5m，封底底混凝凝土顶顶面标标高+21m。2008年年1月月13中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区⑵钢板板桩计计算在钢板板桩围围堰顶顶面设设置临临时内内支撑撑，钢钢板桩桩围堰堰抽水水至围围堰顶顶面以以下4m深位置置，而而第一一道内内支撑撑尚未未安装装为工工况一一；第第一道道内支支撑安安装后后，钢钢板桩桩围堰堰抽水水至围围堰顶顶面以以下7m深位置置，而而第二二道内内支撑撑尚未未安装装为工工况二二；第第一、、二道道内支支撑安安装完完毕，，钢板板桩围围堰抽抽水至至围堰堰顶面面以下下10m深位置置，最最终受受力状状态为为工况况三。。2008年年1月月14中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区2008年年1月月15中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区通过MidasCivil计算，，三种种工况况下钢钢板桩桩所受受内力力如下下：工况一一：工况二二：工况三三：2008年年1月月16中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区⑶围围囹内内力计计算第一、、二两两层围围囹采采用双双I56a，Wx=4684cm3，其中中支点点的最最大间间距为为3m，按照照最不不利的的简支支计算算：2008年年1月月17中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区⑷围围囹内内支撑撑计算算内支撑撑顺桥桥向采采用φ630××8mm钢管,横桥向向采用用2I36a。按轴轴心受受压构构件计计算，，压杆杆两端端按铰铰接简简化。。①钢管管内支支撑计计算（（水平平面内内）钢管桩桩轴向向应力力②钢管管内支支撑计计算（（竖直直面内内）钢管桩桩轴向向应力力2008年年1月月18中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区4、封底底混凝凝土验验算根据钢钢板桩桩封底底后最最高水水位时时围堰堰所承承受的的托浮浮力进进行估估算，，考虑虑最不不利状状态，，即河河床冲冲刷最最深处处。计计算得得围堰堰封底底混凝凝土厚厚度，，h=1.5m。2008年年1月月19中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区2008年年1月月20中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区2008年年1月月21中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区四、钢钢板桩桩围堰堰施工工1、施工工准备备：①将将新旧旧钢板板桩运运到工工地后后，详详细检检查、、丈量量、分分类、、编号号；②钢板板桩的的整修修。对对有弯弯曲、、破损损、锁锁口不不合的的钢板板板桩桩均进进行修修整，，采用用的方方法为为：冷冷弯、、热敲敲、焊焊补、、割除除。③钢板板桩长长度不不足时时，可可用同同类型型的钢钢板桩桩接长长。接接长采采用焊焊接，，先对对焊，，再焊焊加固固板。。2008年年1月月22中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区钢板桩桩接长长现场场2008年年1月月23中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区2、钢板板桩围围堰的的打设设①导向向安装装准确测测量后后，打打设两两根钢钢板桩桩，并并焊接接钢牛牛腿,其上放放置两两根钢钢板桩桩并与与牛腿腿焊接接牢固固，形形成框框架作作为导导向（（此钢钢板桩桩在围围堰一一边打打设完完成后后拔除除，之之后重重新安安装导导向））2008年年1月月24中铁一一局桥桥梁公公司京京沪高高铁二二标十十工区区临时导导向钢钢板桩桩2008年年1月25中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区临时导向框框架2008年年1月26中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区临时导向框框架2008年年1月27中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区②钢板桩插插打Ⅰ、打桩设备备：a、10吨水上浮吊吊；b、60T液压钳式振振动桩锤；；c、钢板桩运运输船。2008年年1月28中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区采用三条普普通运输船船拼成的移移动平台及及40T履带吊2008年年1月29中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区60T液压钳口式式振动桩锤锤2008年年1月30中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区60T液压钳口式式振动桩锤锤2008年年1月31中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区Ⅱ、插打方法法先逐根插打打矩形围堰堰的三个边边，最后一一边先插合合拢后再打打入。实践践证明：该该方法速度度快，合拢拢误差小，，易合拢。。Ⅲ、插打顺序序先上游，后后下游合拢拢。Ⅳ、垂直度的的控制在钢板桩正正面、侧面面各站一人人采用吊线线锥的方法法检查垂直直度，观察察点远离钢钢板桩插打打位置50米~100米为易。2008年年1月32中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区振动桩锤的的钳口正在在嵌入用钢钢丝绳吊起起钢板桩2008年年1月33中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区振动桩锤钳钳住钢板桩桩2008年年1月34中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区钢板桩插打打2008年年1月35中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区钢板桩插打打2008年年1月36中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区2008年年1月37中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区钢板桩围堰堰打设完成成2008年年1月38中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区3、钢板桩围围堰封底①清淤围堰合拢后后进行基底底清淤。余余姚江河床床底为淤泥泥质粘土。。清淤方法法为：潜水水员潜入河河床底，清清水泵抽干干净的河水水通过加压压，潜水员员持高压水水枪冲起、、搅混基底底淤泥，同同时基坑内内的泥浆泵泵抽出浑浊浊的基坑水水，达到清清除基底淤淤泥的目的的。2008年年1月39中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区潜水员准备备潜水清淤淤2008年年1月40中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区②、抛片清淤至设计计标高后，，抛填50cm厚粒径不大大于20cm的片石，之之后进行水水下混凝土土封底。2008年年1月41中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区抛填片石2008年年1月42中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区③、砼封底底封底采用C25砼，厚度为为1.5米。水下封底采采用一次连连续浇注完完成。封底混凝土土采用导管管法，导管管设计作用用半径为3.0m。2008年年1月43中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区砼封底2008年年1月44中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区砼封底2008年年1月45中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区4、围堰内支支撑的安设设①在封底混凝凝土达设计计强度的50%后即可抽水水架设围囹囹和内支撑撑。②支撑安放原原则：先支支撑后降水水，分层支支撑分层降降水。③围堰第一次次抽水较为为关键，根根据钢板桩桩新旧程度度需配置足足量的水泵泵进行强降降水。④围堰四角处处受力较复复杂，为保保证围堰安安全性，四四角采用型型钢进行加加强。⑤施工观测，，重点是观观测围堰围围囹、内支支撑和钢板板桩的变形形。如发现现变形过大大，立即停停止抽水，，并向钢板板桩围堰内内注水，以以减少变形形。分析原原因，采取取加固措施施后，重新新抽水、安安放支撑。。2008年年1月46中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区参考图片：：安放的第第一道围囹囹2008年年1月47中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区参考图片：：安放的第一一道围囹及及内支撑2008年年1月48中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区参考图片：：围堰堵漏前前抽水时的的情景2008年年1月49中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区参考图片：：正在用锯沫沫拌合湿的的细砂堵漏漏2008年年1月50中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区参考图片：堵漏成功，，围囹及内内支撑安装装完成后2008年年1月51中铁一局桥桥梁公司京京沪高铁二二标十工区区2008年1月月52中铁一局局桥梁公公司京沪沪高铁二二标十工工区5、钢板桩桩围堰可可能遇到到的问题题

及预预防措施施1、打桩过过程中有有时遇上上大的块块石或其其它不明明障碍物物，导致致钢板桩桩打入深深度不够够，则采采用转角角桩或弧弧形桩绕绕过障碍碍物。2、钢板桩桩在淤泥泥质地段段挤进过过程中受受到淤泥泥中块石石或其它它不明障障碍物等等侧向挤挤压作用用力大小小不同容容易发生生偏斜，，采取以以下措施施进行纠纠偏：在在发生偏偏斜位置置将钢板板桩往上上拔l.0m～2.0m，再往下下锤进，，如此上上下往复复振拔数数次，可可使大的的块石等等障碍物物被振碎碎或使其其发生位位移，让让钢板桩桩的位置置得到纠纠正，减减少钢板板桩的倾倾斜度。。3、由于淤淤泥质基基础较软软，有时时施工发发生将邻邻桩带入入现象，，采用的的措施是是把相邻邻的数根根桩焊接接在一起起，并且且在施打打当桩的的连接锁锁口上涂涂以黄油油等润滑滑济减少少阻力。。2008年1月月53中铁一局局桥梁公公司京沪沪高铁二二标十工工区6、承台施施工钢板桩围围堰抽水水完毕后后，测量量围堰底底面标高高，用砂砂浆找平平承台底底面至承承台底面面设计标标高。在在桩基检检测完成成后，对对桩位进进行复测测，并报报请监理理验收。。在验收收合格后后，进行行承台施施工。根根据钢板板桩围堰堰内支撑撑的布设设要求，，承台砼砼可一次次浇注完完成。承承台模板板使用大大块钢模模板进行行施工。。2008年1月月54中铁一局局桥梁公公司京沪沪高铁二二标十工工区承台散热热方案承台混凝凝土一次次整体浇浇筑。为为避免大大体积砼砼温度应应力过大大而产生生裂纹，，采取了了埋设冷冷却水管管，利用用江水循循环，带带走承台台内部热热量使使内外温温差控制制在25℃以内；冷却水管管埋设如如下图2008年1月月55中铁一局局桥梁公公司京沪沪高铁二二标十工工区冷却管示示意图2008年1月月56中铁一局局桥梁公公司京沪沪高铁二二标十工工区冷却管设设计说明明1、冷却管管采用外外径φ42mm，壁厚2.5mm的无缝钢钢管，冷冷却管连连接段用用φ54mm，壁厚3.0mm的无缝钢钢管。2、如设计计图所示示，承台台每层冷冷却管设设一个进进水口，，一个出出水口。。3、用水泵泵抽水，，保证冷冷却管进进水口有有足够的的压力，，进出水水管的水水温控制制在相差差5～10度之间，，承台从从浇注起起至浇注注完成砼砼后，10天内不断断注水。。4、设计图图中标注注的冷却却管长度度为管道道中心处处距离，，冷却管管保证不不串浆，，不漏水水，安装装完毕，，必须做做密水检检查，保保证注水水时管道道畅通，，砼养生生完成后后，冷却却管内压压入30号水泥浆浆。5、冷却管管用φ22钢筋架立立点焊多多点固定定。6、冷却管管接头采采用满焊焊，且保保证不漏漏水，不不串浆。2008年1月月57中铁一局局桥梁公公司京沪沪高铁二二标十工工区7、钢板桩桩围堰的的拆除钢板桩在在拆除工工作中应应注意：：1、钢板桩桩围堰拆拆除与围围堰施工工顺序相相反进行行。首先先采用