改造铁路新桥钢板桩施工承台简介

改造铁路新桥钢板桩施工承台简介

编制时间

工程概况

杭州钱江铁路新桥位于钱塘江干流杭州市河段，北岸为杭州市彭埠镇，南岸为杭州市萧山区。线路向北接改建后的杭州东站客专场，向南引入萧山站客专场，是沪杭甬客运专线杭甬段和杭长客运专线的重要组成部分。项目桥址位于杭州铁路枢纽既有钱江铁路二桥铁路桥上游，铁路新桥桥梁中心与既有钱江二桥铁路桥中心距为29.25m，两桥内侧线路中心距为20.2m。45#～51#、53#～59#墩为八边形承台，厚4m，下部为17根φ2.0m钻孔桩，呈梅花型布置。墩号支撑标高(m)河床标高（m）围堰内吸泥标高（m）595.52-5.575585.5-1-5.575575.5-1-6.075565.5-1-6.075555.5-1-6.075545.5-2-7.075465.52-5.575桥位处土层以56号桥墩位为例从上向下依次为粉土、淤泥质粉质黏土等，土层分布见图1，岩土力学值见表1。表156号岩土层力学试验值地层名称快剪固结快剪内摩擦角(°)凝聚力/kPa内摩擦角(°)凝聚力/kPa粉土26.1416.0328.6113.24淤泥质粉质黏土8.3213.9611.6518.25粉土层：黄灰色，潮湿、饱和，稍密～中密，稍具层理，夹少量薄层黏性土，含少量云母碎片，摇震反应迅速。σ0＝100kPa，标准贯入试验＝7.78击。淤泥质粉质黏土层：浅灰色，流塑，局部软塑，含少量贝壳及腐植质，局部夹粉土薄层。属高压缩性土。σ0＝80kPa，标准贯入试验＝4.48击。在桥址位置，百年一遇最大涌潮高度2.45m，涌潮压力49kN/m2；十年一遇最大涌潮高度1.96m，涌潮压力32kN/m2。涌潮压力分布形式：在低潮位以上沿垂线方向差别不大，可按矩形分布；在低潮位以下水深范围内按零处理。地质情况施工方案选择

由于原钱江二桥施工时遗留下的部分栈桥预应力管桩与钱江铁路新桥部分承台施工双壁钢围堰重叠，且原钱江二桥施工时抛填片石及其他遗留物较多；本工程承台均埋于河床下，承台施工时若采用双壁钢围堰，则其下沉过程中将会遇到大量障碍物而导致钢围堰下沉困难。拉森钢板桩围堰能较方便地转向，遇片石或其他障碍物时可以适当避让；考虑本工程位于强涌潮地区涌潮压力大，若采用钢板桩围堰则钢板桩自身刚度要大、要具有较强的抗潮能力。拉森Ⅵ钢板桩为近期从日本引进的新型材料，该钢板桩每米板面惯性矩Ix=56700cm4；拉森Ⅳ钢板桩每米板面惯性矩Ix=38600cm4。拉森Ⅵ钢板桩较国内常用的其他钢板桩截面抗弯模量大、锁口水密性能较好、钢板桩施工时插打和拔除均较为方便；因此本桥钱塘江中部分承台选用拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工承台的方案。56号墩承台为八边形，平面尺寸为18.4m×23.9m×4m(顺桥向宽×横桥向宽×高)，承台底标高-3.575m。在距承台边净距约为1m外设置钢板桩围堰。钢板桩围堰顺桥向由32根宽度为0.6m及2根0.3m转角钢板桩组成；横桥向由45根宽度为0.6m钢板桩组成；转角处钢板桩与另一根钢板桩焊成直角桩，便于钢板桩围堰方向转变。施工期水位为＋5.0m，钢板桩围堰顶按＋6m设置。钢板桩围堰设两层支撑，第1层支撑设置在＋5.5m，第2层支撑设置在＋2.5m处。钢板桩围堰平面及立面布置见图2、图3。拉森Ⅵ钢板桩为近期从日本引进的新型材料，该钢板桩每米板面惯性矩Ix=56700cm4；拉森Ⅳ钢板桩每米板面惯性矩Ix=38600cm4。拉森Ⅵ钢板桩较国内常用的其他钢板桩截面抗弯模量大、锁口水密性能较好、钢板桩施工时插打和拔除均较为方便；因此本桥钱塘江中部分承台选用拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工承台的方案。钢板桩围堰施工方案钢护筒插打完成后，在＋5.5m标高处钢护筒上焊接牛腿,将第1层围檩设置好，然后再安装第1层内支撑。沿围第1层檩周围开始插打钢板桩直至形成闭合围堰，进行不排水取土至封底标高，水下混凝土封底；待封底混凝土达到设计强度后，抽水至标高+2.0m，在+2.5m处钢板桩围堰上的设置的牛腿上，安装第2层围檩并设置好第2层内支撑。排干围堰内的水，破除桩头，然后进行承台、墩身的施工。墩身施工完成后向围堰内注水至＋2.0m处，拆除第2层内支撑及围檩，继续注水至＋4.5m处，拆除第1层内支撑及围檩，拔除钢板桩。钢板桩围堰施工工艺流程钢板桩整修钢板桩插打围堰清基、封底水下混凝土封底围堰抽水桩头凿除、桩基检测承台施工测量放样钢板桩检查主要施工方法法及工艺1、钢板桩的检检验钢板桩运到工工地后，应进进行检查、分分类、编号及及登记。对钢钢板桩的主要要进行外观检检验，包括表表面缺陷、长长度、宽度、、厚度、高度度、端头矩形形比、平直度度和锁口形状状等，新钢板板桩必须符合合出厂质量标标准，重复使使用的钢板桩桩应满足以下下技术要求，，否则在打设设前应予以矫矫正.一、钢板桩插插打前的准备备工作2、钢板桩吊运运及堆放装卸钢板桩宜宜采用两点吊吊。吊运时，，每次起吊的的钢板桩根数数不宜过多，，并应注意保保护锁口免受受损伤。吊运运方式有成捆捆起吊和单根根起吊。成捆捆起吊通常采采用钢索捆扎扎，而单根吊吊运常用专用用的吊具。钢板桩桩应堆堆放在在平坦坦而坚坚固的的场地地上，，必要要时对对场地地地基基土进进行压压实处处理。。在堆堆放时时要注注意：：⑴堆放放的顺顺序、、位置置、方方向和和平面面布置置等应应考虑虑到以以后的的施工工方便便。⑵钢板板桩要要按型型号、、规格格、长长度、、施工工部位位分别别堆放放，并并在堆堆放处处设置置标牌牌说明明。⑶钢板板桩应应分层层堆放放，每每层堆堆放数数量一一般不不超过过5根，各各层间间要垫垫枕木木，垫垫木间间距一一般为为3～4m，且上上、下下层垫垫木应应在同同一垂垂直线线上，，堆放放的总总高度度不宜宜超过过2m。3、钢板板桩锁锁口润润滑及及防渗渗措施施对于检检查合合格的的钢板板桩，，为保保证钢钢板桩桩在施施工过过程中中能顺顺利插插拔，，并增增加钢钢板桩桩在使使用时时防渗渗性能能。每每片钢钢板桩桩锁口口都须须均匀匀涂以以混合合油，，其体体积配配合比比为黄黄油：：干膨膨润土土：干干锯沫沫＝5：5：3。4、检查查振动动锤振动锤锤是打打拔钢钢板桩桩的关关键设设备，，在打打拔前前一定定要进进行专专门检检查，，确保保线路路畅通通，功功能正正常，，振动动锤的的端电电压要要达到到380－420V，而夹夹板牙牙齿不不能有有太多多磨损损。5、设置置导向向装置置及内内支撑撑在钻孔孔桩完完成后后，测测量放放线，，在钢钢护筒筒处焊焊接牛牛腿，，并在在牛腿腿上标标示好好围堰堰边线线，安安装导导向支支撑的的H588导环，，并与与牛腿腿焊接接牢固固。二、钢钢板桩桩插打打考虑到到起吊吊设备备和振振动设设备等等因素素，钢钢板桩桩围堰堰采用用逐片片插打打。钢钢板桩桩插打打机械械选用用DZ90震动打打桩锤锤并配配专用用夹具具，起起吊机机械利利用履履带吊吊机，，用固固定的的临时时导向向架插插打钢钢板桩桩，在在稳定定的条条件下下安置置桩锤锤。钢板桩桩插打打从上上游端端开始始，沿沿两侧侧向下下游端端进行行，最最后在在下游游端闭闭合。。插打打分两两阶段段进行行，先先进行行预打打，形形成闭闭合结结构后后，再再复打打到位位。由由于围围堰大大，钢钢板桩桩数量量多，，锁口口间隔隔累计计增大大，施施打围围堰时时，钢钢板桩桩容易易倾斜斜，因因此，，每次次打插插完5片，用用短钢钢筋头头将钢钢板桩桩点焊焊固定定于内内导向向框上上，减减少累累积偏偏斜位位移，，利于于围堰堰合拢拢。开始打打设的的第一一、二二块钢钢板桩桩的位位置和和方向向应确确保精精确，，以便便起到到样板板导向向作用用，所所以在在插打打第一一、二二块钢钢板桩桩时，，增设设导向向轨、、导向向卡等等新型型导向向结构构。导导向轨轨用I30做成,按一定定距离离垂直直焊在在导环环及导导向支支架上上。导导向卡卡则由由切肢肢角钢钢和钢钢板组组焊而而成,先预制制成凹凹形卡卡块然然后焊焊在与与导向向轨相相应位位置的的钢板板桩凹凹槽内内如图图四。。导向向轨安安装长长度不不少于于3m，其安安装垂垂直度度偏差差控制制在1/1000以内。。第一一、二二片钢钢板桩桩每打打入1m应测量量一次次，插插打至至设计计标高高后应应立即即用钢钢筋或或钢板板与导导环焊焊接固固定。。其余余各钢钢板桩桩，则则以已已插好好的钢钢板桩桩为准准，起起吊后后人工工扶持持插入入前一一片钢钢板桩桩锁口口，然然后用用振动动锤振振动下下沉。。整个个施工工过程程中，，要用用锤球球始终终控制制每片片桩的的垂直直度，，及时时调整整。调调整工工具有有千斤斤顶、、木楔楔、导导链等等。插插打过过程中中，须须遵守守“插插桩正正直，，分散散即纠纠，调调整合合拢””的施施工要要点。。钢板桩桩插打打时导导向装装置示示意图图钢板桩桩插打打过程程图三、钢钢板桩桩围堰堰合拢拢在合拢拢前剩剩最后后5～7片钢板板桩未未插打打时，，开始始测量量并计计算钢钢板桩桩底部部的直直线距距离，，再根根据钢钢板桩桩的宽宽度，，计算算出所所需钢钢板桩桩的片片数。。钢板板桩围围堰在在合拢拢时，，两侧侧锁口口不一一定平平行，，会出出现上上大下下小或或上小小下大大，左左右偏偏移等等情况况，采采用如如下措措施进进行调调整：：⑴合拢拢口尺尺寸上上下都都大时时，在在合拢拢口两两侧钢钢板桩桩上点点焊上上下平平行吊吊耳，，位置置及数数量根根据尺尺寸大大小的的差值值而定定，利利用倒倒链滑滑车相相向对对拉，，直至至符合合要求求为止止。⑵合拢口口上大大下小小时，，只在在合拢拢口两两侧钢钢板桩桩上部部点焊焊吊耳耳，位位置及及数量量根据据尺寸寸大小小的差差值而而定，，利用用倒链链滑车车相向向对位位，直直至符符合要要求为为止。。⑶合拢拢口上上小下下大时时，只只在合合拢口口两侧侧钢板板桩上上部点点焊上上下平平行吊吊耳，，位置置及数数量根根据尺尺寸大大小的的差值值而定定，利利用倒倒链滑滑车向向上部部进行行相向向对拉拉，下下部反反向外外拉，，直至至符合合要求求为止止。⑷合拢拢口尺尺寸上上下都都小时时，在在合拢拢口两两侧钢钢板桩桩上点点焊上上下平平行吊吊耳，，位置置及数数量根根据尺尺寸大大小的的差值值而定定，利利用倒倒链滑滑车反反向外外拉，，直至至符合合要求求为止止。如果采采取以以上措措施仍仍不能能解决决合拢拢问题题，就就采用用特制制型桩桩合拢拢。四、围围堰清清基、、封底底1、清基基采用空空气吸吸泥机机将压压缩空空气经经风管管射入入围堰堰底，，使翻翻动的的沉淀淀物经经吸泥泥管排排出孔孔外，，将围围堰内内基底底面清清至设设计标标高。。清基时时注意意保持持围堰堰内外外水位位一致致，必必要时时采用用水泵泵补水水，防防止翻翻砂影影响清清基效效果。。封底底混凝凝土高高度范范围内内的钢钢板桩桩围堰堰内壁壁上的的砂土土应清清除干干净，，并且且要使使基底底面尽尽量平平整，，以提提高水水下砼砼的灌灌注质质量。。.2、封底底利用钢钢围堰堰和钻钻孔桩桩护筒筒作为为支撑撑，沿沿顺桥桥向拼拼装贝贝雷梁梁，其其上铺铺脚手手板作作为封封底施施工平平台。。封底施工平平台间拼装装两个储料料斗支架，，安装储料料斗，旋转转漏斗以及及滑槽和导导管等封底底施工设备备。每个滑滑槽须用临临时支撑固固定牢固。。封底混凝土土的灌注采采用垂直导导管法，导导管数量及及在平面上上的布置，，应使各导导管的有效效灌注半径径互相搭接接，并覆盖盖基底全范范围拔球顺序根根据导管处处基底面情情况，按事事先编好的的拔球顺序序（根据清清基后的底底面标高确确定）逐根根进行拔球球灌注。原原则是由低低处向高处处，由四周周向中间的的顺序，分分期分批开开灌，尽量量使混凝土土流动不要要太远。吸泥、清基基封底抽水，焊接接内支撑，，开始承台台施工封底砼强度度达到设计计要求后，，开始抽水水，焊接钢钢板桩围堰堰内支撑，，支撑采用用钢管焊接接，支撑检检查合格后后，开始清清理封底砼砼表层，进进行桩基检检测，桩头头凿除，开开始承台钢钢筋绑扎，，模板安装装，承台砼砼浇筑。内支撑焊接接桩头破除桩头破除承台施工工工艺模板制作与与安装钢筋制作与与安装混凝土浇注注承台养护和和冷却水管管压浆模板制作与与安装钢板桩围堰堰采用大块块钢模施工工承台,以减少模板板拼缝，提提高混凝土土外观质量量。模板支支设前应检检查板面是是否变形，，是否有划划痕、翘曲曲破损，如如板面有明明显损伤，，一律禁止止使用；用用磨光机清清除表面污污物，均匀匀涂刷机油油作为脱模模剂。板块块拼缝位置置应事前规规划，排列列整齐。模模板内表面面应无污物物、砂浆及及其他杂物物，并应在在使用前涂涂脱模剂。。脱模剂或或其他相当当的代用品品，应具有有易于脱模模的性能，，并使混凝凝土表面不不变色。所所有模板缝缝之间均夹夹塑纸一层层，防止混混凝土浇灌灌时漏浆，，但不能突突出模板面面，以防嵌嵌入混凝土土中影响混混凝土外观观质量。钢筋的制作作与安装钢筋加工制制作时，要要将钢筋加加工表与设设计图复核核，检查下下料表是否否有错误和和遗漏，合合格后再按按下料表放放出实样，，加工好的的钢筋要挂挂牌堆放整整齐有序。。承台主筋接接长采用滚滚轧直螺纹纹套筒连接接方式，其其余钢筋采采用闪光对对焊连接。。钢筋制作作过程中须须严格控制制钢筋接头头安装质量量，且钢筋筋接头必须须错开布置置，接头数数不超过该该断面钢筋筋总根数的的50％。钢筋的品种种、规格、、性能、质质量要符合合设计要求求。采用焊焊接接头时时，接头要要按《规范》要求取样试试验，检查查接头的机机械性能。。承台钢筋绑绑扎承台钢筋绑绑扎混凝土浇注注承台砼的浇浇注采用水水平分层斜斜向分段进进行浇注，，分层厚度度严格控制制在30cm左右。砼的振捣采采用插入式式振捣器，，每次振捣捣时，以不不扰动下层层砼为主，，插入下层层深度在5～10cm。在振捣过程程中应经常常检查模板板、预埋件件及内外支支撑和拉杆杆的支撑情情况，有异异常及时处处理。浇注速度要要保证在初初凝时间内内上层混凝凝土必须覆覆盖下层混混凝土，并并加强混凝凝土振捣，，确保混凝凝土密实。。振捣时振振动棒不得得碰到模板板和钢筋。。承台砼浇筑筑承台养护和和冷却水管管压浆混凝土终凝凝后即开始始养护,一般混凝土土浇筑完毕毕后的12h内即应覆盖盖养护。混混凝土湿润润养护时间间至少28天，水中承承台浇筑完完毕后，利利用冷却管管循环热水水蓄水养护护。混凝土强度度达到1.2Mpa前，不得使使其承受施施工人员、、运输工具具、钢筋、、支架及脚脚手架等荷荷载。待混凝土内内外温差达达到规范要要求后，冷冷却水管停停止水循环环，用与承承台等强度度的水泥浆浆对冷却水水管进行压压浆。钢板桩施工工中遇到的的问题及处处理由于钱塘江江地质结构构复杂，钢钢板桩打拔拔施工中常常遇到一些些难题，常常采用如下下几点办法法解决：（1）打桩过程程中有时遇遇上大的块块石或其它它不明障碍碍物，导致致钢板桩打打入深度不不够，则采采用转角桩桩或弧形桩桩绕过障碍碍物。（2）钢板桩在在淤泥质地地段挤进过过程中受到到淤泥中块块石或其它它不明障碍碍物等侧向向挤压作用用力大小不不同容易发发生偏斜，，采取以下下措施进行行纠偏：在在发生偏斜斜位置将钢钢板桩往上上拔l.0m～2.0m，再往下锤锤进，如此此上下往复复振拔数次次，可使大大的块石等