沉箱围堰施工工法

灵昆大桥沉箱围堰施工工法目录前言工法特点适用范围工艺原理施工工艺流程操作要点材料与设备质量控制安全措施环保措施资源节约效益分析应用实例哄沉箱竭围堰课施工工狗法前言鼻2007年归，贵浙江省交通网勘察设计有滤限公司检测辅到担温州智灵昆大桥桩胳基础存在冲怕刷、漏筋、午缩径等问题紧。晒主管单位温仪州龙湾区交换通局根据岛落内正在建设志的深水港的钥要求，提出樱将桥梁进行月提高荷载标寄准等级加固莲处理，即将栗原桥的通行俯能力提升为僚一级公路，退满足集装箱师卡车的通行己，下部桩基模的加固由中周建七局交通胆公司组织施私工。蝴在对现场进资行了查看港、啄分析众，铺结合设计图捐纸要求，我蓝们提出采用环沉箱围堰盒的阳施工方法笋对体该桥的趋存在缺陷的腾桩基进行统加固掩处理。工法特点慧沉箱围堰的放施工方法是烫新型的施工倦工艺，与传笑统的钢板桩营围堰、土围吨堰、小围堰思相比具有不肢可代替的挽优点扛。界另外，因在尊海蒜水中作业，恶土围堰无法宵实现。相这里就不再亿赘摄述，现将另山外三种围堰式施工方法进听行对比，殃具体比较见蒜下表。秧三种方案的鲁比较方案比较类型方案比较类型番沉箱围堰方违案居钢板桩围堰梨方案要小围堰方案面（设计）宪技术优点游可以一次性讽彻底解决所蛮有桩基存在碌的问题蕉可以一次性玉彻底解决所鸟有桩基存在抖的问题图无法彻底解琴决所有桩基欣存在的问题辰设备投入惧共需投入3摔套大沉箱、拿2套小沉箱吓共需投入4丘套钢板桩大糠围堰、2套龙钢板桩小围暗堰敌共需投入1赵8套小围堰驾施工成本痛用钢514也吨，框623万咱用钢量64妙3吨，惠679万驶用钢量少，妨190万耽施工工期运150天香162天奔200天倘安全问题屡有保障薯有保障骨无保障滋通过以上比痰较，丧我们发现日沉箱围堰不虑仅纵可以一次彻锦底解决所有崖桩基存在的陷问题，而且品所用材料成窝本记相对低，需嗽要的施工工佛期最短隔，且安全有刑保障，事我们选择档了使用揉沉箱围堰作弓为施工处理绳措施。视沉箱围堰施嚼工方法望适用范围收沉箱围堰施拒工方法主要避适用于深水望基础施工，步处理深度1旧0m掉以内攀，开挖深度代1.5m，变实行深水处证干处作业，附沉箱围堰还扒可以作为妇钻机等松设备的工作木平台在水面轨平移进行水要上黄作业。办地质情况可纷以为粘土、麻砂土等懒捉类土以下情蠢况，便于下扁插板插入土轻中。工艺原理属本施工方法岩是钢结构结穷合基坑处理等的方法设计乞施工，沉箱承是采用钢结星构，自重1灿38吨，几价个箱体蛋空腹时忠的浮力达到米360吨，坡沉箱浮起后镜，正利用值动力帖拖船聋（80T）堂在平潮时毕将五沉箱拖到指牢定地点注水乔下沉。傻落潮过程中萝，自重不变暖沉箱浮力减剃小，自重加宣大的情况下息，璃沉箱下插板晃插入滩涂中晴，疫沉箱坐正后爱，像再在箱体内俯侧打设一应周污高压旋喷桩洲，起仇箱底得止水帷幕作鼻用，最后压舒密糖两错浆（水玻璃解、水泥）封昆底飞，实行箱体元内的闭水，散从而达到围馒堰内干施工峰作业败。蛾由于箱体有感下插板，能穴够自己稳定打，一旦下沉述后，箱体能情够稳定座在裤滩涂面上，经且整个箱体枝地面落在最尿低滩涂面，截故不需要进姥行整体稳定容性验算，腊箱体之间全溉部用高强螺丧栓连接，不真需要进行单滚个箱体踢脚烂稳定性验算猾，镰根据戏施工主要治哗理钟的问题是坑响底隆起和渗年流井、箱体浮力丈、高压旋喷起桩厚度的验恨算推。赏坑底突涌验较算制考虑到围堰懒内的基底在屡覆盖土的作钩用下不足以株抵抗下部的砍水压力，基刺坑就会失稳梢，出现突涌压现象，我们鸭对基坑的突雨涌稳定性进拼行验算。最高潮水挡水板潮水Υw箱体Υw下插板H砂土Υ土ΥΥt坑底突涌验算计算简图最高潮水挡水板潮水Υw箱体Υw下插板H砂土Υ土ΥΥt坑底突涌验算计算简图狸验算平衡公遮式：锋Υ胳土赢×肌t＝叼Υ酱w采×Η犹式价中夺：约Υ受土膏：土的容重笋斧宜t：不透筒水层的厚度麦澡结由屯Υ郊w拘：水的容重刷H:承压水慰头高于含水阴层顶板的高咱度师8m械当t＞丰Υ危w瞎×Η纠/碧Υ扔土虎时，不会产南生突涌烛其中没有考甘虑覆盖土层测的重量和覆壤盖层与支护夜结构的摩擦嘱力，此计算饶偏向安全。藏一般取值安膝全系数大于微1.2。写坑底抗隆起全稳定性验算hdKpe∏lgф＋δ（KpehdKpe∏lgф＋δ（Kpe∏lgф－1）/tgф1+ω+h1+ω+hdKst＝食式中：h友d跟—摧嵌入深度貌h脉—惰基坑开挖深细度扔验算旋喷摸桩的厚度技旋喷桩上口核连接箱体，晃上部的水平捕力主要由箱从体下插板承织受，墙体承绍担外围土体嗽和潮水的压呢力呆，墙体的厚蓝度采用抗倾迁覆稳定验算吼确定。挡水板箱体下插板挡水板箱体下插板hwahwa∑eaiaih=1∑eaiaih=1eaikaiha∑EpjHwphdeaikaiha∑EpjHwphdhpbhpb高压旋喷桩墙体厚度计算简图高压旋喷桩墙体厚度计算简图10（1.2Υ0h10（1.2Υ0ha∑ai－hp∑pj）b≥5Υcs5Υcs（h＋hd）－2Υ0Υw（2h＋3hd－hwp+2hwa）在式中：栽∑千E冬a菊i报—规水泥墙底以幅上基坑外侧垦水平荷载标怖准值的合力铅之和；辛∑鼻E突p车j丈—吊水泥墙底以测上基坑内侧斧水平诸抗力标准值尖的合力之和伶；抖h磨a摇—洋合力报∑忍a混i蜡作用点至水暂泥墙底的距摘离；潮h延wp常—讽合力贝∑锯p丛j该作用点至水袜泥墙底的距拉离；艳满漠勾每抢Υ壁cs领—根水泥土墙的里平均容重；置蛋俭披Υ闷w斤—起水的容重肉Υ绝0鸦—遭安全系数取捎1税辽递没呆h贵wp精—墙基坑内侧地配下水位高度旨欠迷慢示h幸w牛a嘱—爸基坑外侧地招下水位高度斧水平标准荷弃载计算涝∑怪E踪a脊i泄作用在菊高压旋喷棉桩基上的荷倍载包括土压乔力、水压力地。按照以下顾公式进行计斥算：叛e械ajk刚=用σ浴ai何多К迅ai舞－2c启i雷k介√К漏ai营＋〔（z旨i快－h垃wa宵）－（m里j寄－h惑wa吵）绿η亡wa断К乏ai傲〕嚼Υ白w棚式中：触σ困aik抬—撒作用于除深度z黄i宫处的竖向应讲力标准值踢（）废σ榴ai换k贡＝组σ详r幅k心＋俯σ泪o宾k创＋服σ注l水k禁К粉ai饱—勇第i层的主释动土压力系塑数咽；挣К谣ai奔＝tg援2劈（45虚°络－普ψ盘ik古/2）专ψ洲ik愁—焰第i层的内但摩擦角标准分值；透c粘ik令—删三轴试验确斩定的牛第i层止固结不排水魂剪粘聚力标怨准值；逃z氏i丙—牢计算点深度舱；名m邪j俭—萝计算参数；递h悬wa务—事基坑外侧地扇下水位深度或；鞠η挽wa柳—灿计算系数；怨Υ兄w规—企水的容重咐水平抗力标悬准值纳∑鄙E骡pi：寄e采pj曲＝性σ掉pj龄k扁К烫pi寺－2c诱ik祸√К构pi初＋〔（z盛j验－h北wp撑）（1－代К脆pi晶）〕急Υ铃w鞠式中：阵σ色pj亚k敬—觉作用于基坑译底面以下盐z讯j梯处的竖向应遥力标准值；脆К网p呜i见—窃第i层的宵被剃动土压力系迈数；安К右p遵i妹＝tg孙2倦（45克°还＋仿ψ桥ik薄/2）烦σ疮pj疫k务＝息Υ摇mj赞×结z数j士壤翅Υ油mj喜深度此z动j捆以上土的加源权平均天然济容重。浮力验算稍由于沉箱的召排除立海水鞋体积较大，蜂在潮水最高柏位置时，沉脖箱的理论排杀水量沸远大于沉箱亭自重，需要伯对沉箱受到细的浮力进行渴验算。承台a上a下a上b箱h1a箱a下b下h2b箱h挖沉箱排水体积计算平面简图沉箱排水体积计算立面简图a箱a箱a箱承台a上a下a上b箱h1a箱a下b下h2b箱h挖沉箱排水体积计算平面简图沉箱排水体积计算立面简图a箱a箱a箱反压梁挡水板反压梁挡水板b上b上箱体箱体下插板下插板册沉箱围堰采仅用正方形设夕计，经过计厉算其自重G斥＝138t盾，浮力F凑浮哀就是沉箱围拴堰排开水的牛体积减去箱陪体自重，此仿浮力仍旧很孟大尾，需要施加藏外力防止沉斗箱上浮：屠F袭浮拢＝a怠下嘱×暮b呆下奇×富h而2迹+禾（a隶下误－0.5载）（凉b凉下煎－0.5）据h班挖仍＋a高上隆×还b摩上练×贿h扯1树－G庸衫式中：a、鸣b是沉箱的推内传平面杰尺寸屈；斧读花0.5筝m谦是高压旋喷掉桩的宽度竿；懂孕私h静1香、h戴2剥、h踏挖华是沉箱最高照水位到箱体喉顶、箱体此高度霞、开挖深度虑；弊沿盼G是沉萝箱自重。案防止沉箱上旺浮是采用窑H45蛙钢梁津置赴在原桥的承谜台堡下貌，益反压篇沉箱箱体，争注意沉箱箱嫌体要进行适堂当加固，使里得反压力均盖匀传递至整乌个箱体。从渴上式，我们壳没有计算箱序底的吸力和拒潮水涨过箱洪体后潮水对芹箱体外沿的倒作用力，故蜂此计算偏于巴安全。汇施工工艺流揉程沉箱制作沉箱制作沉箱试拼装沉箱设计沉箱转移至施工点沉箱对角拆分修改沉箱围墩组合箱体注水下沉将所有螺栓拧紧搭设平台以承台为工作面准备两只80t拖船最高潮水位、无风高压旋喷施工压密注浆施工高压旋喷就位压密注浆就位反压梁施工养护3天抽水、基坑开挖桩基处理沉箱上浮转移拆除反压梁YNYN堪际沉箱制作去沉箱的制作磁在厂家进行庄，先按照设挂计图纸下料碗，并作记号愚，钢板采用酬切割下料，且不得使用氧姿气乙炔高温思切割，防止浩钢板变形。浮箱体所用阀绳门设置在箱拆体内，阀门网要采取防漏叮水处理，阀士门设置在离暂沉箱底80粘cm以上。馒箱体之间连群接处要焊接披牢固，拆除消的位置要设亲置止水带，貌止水带用螺药丝连接在箱和体上，做到绸不能因挤压惑损坏。沉箱合焊接完成后新，在场地进春行拼装，做抚到没有问题铸后下水。沉箱就位夫沉箱就位前裁要将墩台位鄙置清理平整秩，特别是将番承台周钢管新清理至滩涂运下，原承台殖周边的滩涂杨要基本在一躲个水平面上显，确保箱底状下插板能全奸部插入土中胁，遇到原桥率钢管时，采锋用外套小护锐筒在最低潮炸位时切除钢足管。卷沉箱拖移时悔间控制在涨但潮基本结束毫前的一个小厕时，同时基矩本拆除沉箱索之间（对角便）的连接螺煤栓，留下的啄螺栓不要超烤过设计的3宝0％，便于森靠近墩台后怒及时分解沉币箱，为就位括二次组合留回下时间。勒分解后要将视沉箱及时按堪照方位就位没，一个边长介度7m顺桥醉方向下靠，萄一个边长度位11m横桥激方向下靠墩敲台。辜分解并靠近改墩台的沉箱掩用尼龙绳拉仪紧，防止落饰潮时沉箱漂木移。必要配醒置5吨手拉纤葫芦4根，舰2吨手拉葫博芦2根，第竹一时间将沉扇箱用高强螺颤栓连接，连但接时沉箱部仅分螺栓孔会关漏水，用小纷水泵抽除。取等到所有箱勉体的连接螺腥栓连接牢固捷并加强后将该沉箱注水下束沉。螺栓的横连接先外后认内，按照顺腰时针或逆时净针加强螺栓毁。反压梁施工迁当沉箱下沉汇就位后，开壶始反压梁的射施工，我们聪注意到在沉鸣箱下沉成功留时，沉箱的总浮力达到6垂80吨，一卷旦潮水过了身箱体，会产涝生箱体上浮凡，利用反压杂钢梁可以有翅效解决沉箱辟的浮力，加姓载钢梁前先南对沉箱箱体浆进行加固，躺使浮力均匀宇传递到箱体猾，本次采用套的钢梁共计丽4根，单根摆长度12m闻，钢横梁顺板桥向设置。彩钢梁与承台岭之间用小槽裂钢顶住，之谋间的孔隙用盲三角木楔塞收紧。却箱底止水帷捏幕和压密封猴底必高压旋喷桩偷平均桩径为级φ肆900mm衬、桩间距7蜡00mm，园长度700旷cm。高压与旋喷钻机采泡用X忽P帜Z－50型谈单管高压旋钩喷桩，BW悦T100／杜30高压注损浆泵机，当镜钻机钻到设瓜计标高后，渡用高压旋喷隶机把安有水虎平喷嘴的注页浆管下到孔神底，利用高坦压设备使喷枪嘴以24M局pa的压力期把浆液喷射鞭出去，冲击辜切割土体，责并与土体搅瓜拌混合，随辆着注浆管的捆旋转和提升证而形成圆柱冠桩体，浆与拼土体经过一伏系列的物理谋化学反应，袍固结成桩，宾从而达到羊支护、止水革的作用。视压密注浆采哪用二嫁重拔管压密注浆钓。注浆孔的摊间距为1.肆5m。采用掠的钻探设备摊为XY-1晃型钻机，钻泄孔直径11裹0mm，孔娃深为4.0川0m，进入翁桩基处理面里下1.5m学。注浆液采枣用425鸦#磁硅酸盐水泥欣，水灰比为剃1：1～0淡.5：1。欺注浆设备采障用HB80辆/10型泵杰，注浆压力慎0.3MP链a～1.0筹MPa，在抄注浆初期水桥灰比采用1葛：1，若捐“然吃浆绪”犯均匀，可增们大水灰比的木浓度，直至剑0.5：1集。当注浆压幅力达1.0喉MPa，并脑不杀“介吃浆恼”装，应停止注晴浆。维护加固腥在桩基抽水际，开挖前还滑需要对桩基赢进行外围的希加固，防止离潮水反复冲软刷处理。凤潮水流速高动，容易对箱犬底形成冲刷秘，导致箱底刘出现脱空，粥在沉箱下沉乡到位后，安堡排水上挖机在对箱体外进搏行堆土作业能，堆土范围推为箱体外1气.5m范围煌内，堆土高承度1m，必免要时在箱体稠的两个迎水狗面打设钢管成，里面填装惰装土蛇皮袋钩。材料和设备栗沉箱围堰施杯工用的咽材料迷序号慕材料名称雄材料规格乒使用部位趋备注尿1界钢板答t＝8效顶板、腹板播、底板、隔柱舱板、加劲劈板终2侍钢板押t＝30秀端头板箱体包连接废3特槽钢傍〔12.6奉箱体与挡水变板连接面蛋4皆角铁厨L50苗×左5犬挡板加强百5振角钢络L75盾×半50友×协5克箱体通长酒6胡钢板宴t＝6忘挡水板面板恨7亡角铁洽L63粥×筋5霸挡水板加强袖肋弄8遥角钢坑L50生×饱5更剪刀撑网9他钢管￠219拆219乒×找叼注水口帮10怨高强螺栓郑M20域×革110拨沉箱连接歌11浑普通螺栓付M16毯×膜40挥挡水板连接喉12章高强螺栓所M16库×披50修挡水板连接截13膏橡胶垫英10-12泄mm成挡水板、箱莫体间止水粗14哗角钢横L50晴×璃5沸钢爬梯斩15石H型钢取H45刮反压箱体妇沉箱围堰主应要包括箱体历、挡水板、出下插板、反你压梁等部分雷。察沉箱围堰施荷工用的虏设备笛按照要求投义入了3套沉掌箱，高压旋笨喷设备1套疤，压密注浆商设备1套。报序号代机械或设备博名称英型号规格怜数量度性能借1权大沉箱喝2.5剂×节11m撕3弟2峡大沉箱崇2.5愚×嫁13m移3旷3周挖泥船球0.3方汇1遮4纹泥浆泵赛45kw酸3衫5圾高压泵样3.5kw迹3威6丝单管高压旋已喷桩机独XPZ－5终0垒1守7月钻机只XY－1变2现8言砂轮切割机低2问9板冲击电锤最2孙10舅附着式振捣承器爽HZ6Z－占50饿8痛11慢电焊机扣BX1-3黄00游4葛12狐小型运输船重80t务4种13突内陆式挖机孩1质量控制伶箱体接头质格量退箱体是钢结侵构，但是钢山结构间的连愉接需要进行闯密水处理，锄我们在钢箱凭体（包括挡丘水板、箱体掌）之间设置其安装了橡胶晕垫圈作为止齿水材料，并火用高强螺栓站连接牢固，排螺栓的间距焦不得大于1震0cm。愉其他需要焊倒接的部分焊庙接牢固，不延得有焊接孔臭洞，连续焊阁接。蓝沉箱下水前挡要在场地进煌行试拼装，自拼装检查螺文栓孔的位置阻是否在一个诉位置，能否店确保沉箱的截连接钢板密印实连接，不苹漏水。出箱体内的背贱肋是否焊接聋牢固，应该狭不连续分段撇焊接，焊缝筒长度不小于撑5cm，焊浩接的间距不宰大于5cm外。搂反压系统质衡量控制矩反压梁压紧呆在箱体上，找防止箱体上怨浮，由于潮煌水的来回影隆响箱体蚊潮水的浮力缓不均匀，造奇成箱体不均粒匀的上浮，势由于反压梁凯限制箱体的趴上浮，其压赚力必然作用断于软的地基扎，造成箱体附向下移位，影落潮时，箱贞底出现脱空神，容易引起肯漏水。所以凝要经常检查枝反压梁上的赖调平木楔，孤一旦松动就丛及时打紧。地基的处理陵原来的海涂闸面是一个高张低不平的表堆面，沉箱就绸位前需要进攀行开挖整平卫，经过开挖黑处理发现桩陶周存在大量锋的钢管，钢白管埋置入土棵较深，且在俩最低潮位时先，不满足海顶涂下降的要尚求。最后决脖定采用小护在筒切割钢管梯。将钢管处烟理到最低海崭涂下50c蛇m。娱高压旋喷桩纪及压密注浆暴的处理欺高压旋喷施采工前将沉箱棋围堰内的水剖位要保持水帜平，防止潮合水由箱底涌乓进箱体围堰绍内。冲刷注高压成桩，皇有效形成了池箱底止水帷渐幕。恨施工时控制股提管速度，夫提管的速度拾直接影响成敢桩质量，提贝管大致控制妈在每12分误钟一节（1宴.5m），衡成桩的有效苦直径0.7轰m，桩基的屑间距沿着围吹堰内侧环向遮为0.7m遮。由于沉箱姿外侧角隅处柱潮水冲刷严穗重，容易引声起管涌，施嚼工时在围堰别内侧垂直角观的位置适当合加2根桩。旱施工时，拉肃线控制桩基腾的线性和间似距，放线时脱，桩基紧贴笑着围堰内侧丧施工，有效偷将桩体和沉誓箱下插板成摸为一体。安全措施挠安全措施是傅本工法控制食的难点，施次工前及施工汇过程要加强双安全的教育善，避免不熟熄练工作引起稀事故。我们断主要从水上授作业、桥面段作业、机械掏及用电三个壮方面对施工附人员进行了组教育。本次骄施工无事故猴发生。拿水上安全安液全事项约施工人员谨进入施工现动场必须戴好谷安全帽扣好纹帽扣，登高吐2米必须戴圈好安全带扣筒好安全扣，团禁止醉酒作苹业。劳施工前对房沉箱，船只律必须进行检讨查，合格后吹方可使用，固严禁机械带趁病作业。延水上作业笑必须穿救生缘衣，特别在元沉箱外面施恩工注浆，堵挽漏，小围堰这和其他桩基婶作业，作业作处必须保证叔一艘船在作木业面附近，时随时救生。碧船只由专最人驾驶，并吓按期保养（鸽修理），每摧天做一次清议理检查。房人员临近概船边作业，件要注意防止偿落水，上下液爬梯防止踏球空。爪人员上下洋班用的爬梯落要设置安全货防护网。维沉箱移动眠时要防止沉影箱被水流冲耻击引起倾覆挨。感沉箱拼装捎时要注意箱钓体稳定，人夜员不得站在宗箱体结合处都，防止被挤冻压伤害。喷保持行走靠通道干净、涉整齐，及时咸清理踏板上扣的泥巴，防议止人员滑倒励。剥箱体抽水完猴成后，由于孙自重及水压标较大，注意批观察箱体下币土体的稳定良性。电桥面作业安独全事项新施工现场指晚上必须设木有专人值班浇，各施工点渠设标记标识辨，特别桥面稠施工点设置腐明显的安全任警示标志。焰桥上人员剂横过桥面注子意来往车辆胜做好防盗筑防火安全工构作，宿舍严姓禁使用明火悼，贵重物品纱自己保存好枪。老本工程为凯多工种，集亏体配合的工吴程，而且是缴地面和水上宗交叉作业，替因此要求各炊工种紧密配升合，统一协特调指挥。础开挖的基哗坑要设置临研时防护网和我警示标志，适防止其他人搭员意外跌落白。注意观察握基坑稳定情婚况高桥上要注蚕意设置安全能保护墩，同史时施工人员悬穿反光服装