橋梁鋼板樁圍堰專項施工方案含cad圖

1、XX大橋鋼板樁圍堰專項施工方案因工期需要，本項目主墩承臺采用鋼板樁圍堰，現(xiàn)7#、8#右幅鋼板樁圍堰已施工完成，左幅采用右幅方式，9#采用左右幅一起圍堰，中間分隔。原設(shè)計采用鋼套箱，其從制作到安裝施工周期單個為1個月以上，并且封底較困難，而鋼板樁施工周期單個為1周左右，其封底較簡單，施工安全保障。圍堰尺寸定為：單個主墩為10.5m×10.5m，鋼板樁選用德國拉森型，采用長度為12m的鋼板樁。1、橋梁樁基、承臺的相關(guān)參數(shù)：7#、8#、9#墩共計設(shè)計有24根直徑為1.8m、樁長為58m的鉆孔灌注樁。樁基標(biāo)高參數(shù)為：7#主墩樁頂56.178m、樁底-1.822m，8#主墩樁頂55.905m、

2、-2.095m，9#主墩樁頂56.295m、樁底-1.705m。7#、8#、9#墩設(shè)計承臺6個、每個承臺基礎(chǔ)為4根樁。 左右幅承臺尺寸為均為7.5m×7.5m×3m。2、地質(zhì)資料情況介紹經(jīng)勘察查明，橋位區(qū)未見威脅橋梁安全的不良地質(zhì)現(xiàn)象，地勢開闊、平坦，地層分布簡單，工程地質(zhì)條件較好（詳見地質(zhì)勘察報告）。 3、鋼板樁圍堰簡介 根據(jù)河床地質(zhì)和水文情況及施工要求，初步確定圍堰尺寸為10.5m×10.5m。鋼板樁為寬0.4m的拉森IV型。鋼板樁入土部分為粉質(zhì)粘土層，入土深度為承臺設(shè)計標(biāo)高底下5m。其內(nèi)支撐7#墩-9#墩均設(shè)置2道（詳見另附圖），第1層圍囹斜撐均采用2I40

3、a型鋼，第2層圍囹斜撐均采用2Hw400×400H型鋼支撐，節(jié)點采用焊接（施工中嚴(yán)格執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范）。4、鋼板樁的設(shè)計7#墩-9#墩圍堰尺寸相同，且內(nèi)支撐材料形式一樣，受力情況基本一致，均采用砼封底，因8#墩水位較深，故可只分析驗算其中受力復(fù)雜的8#墩圍堰受力情況即可。（1）、平面幾何尺寸的確定主墩承臺的幾何尺寸為7.5m×7.5m，左右幅承臺間距為4.5m，考慮到施工需要，主要體現(xiàn)在圍堰打設(shè)方便、承臺模板安裝的作業(yè)空間，以及施工期間圍堰內(nèi)的抽水、集水井設(shè)置等因素，最后確定圍堰的打設(shè)平面幾何尺寸為10m×10m。這樣，圍堰距離承臺砼邊的距離為1.25m，滿足施

4、工需要。（2）、鋼板樁長度、入土深度確定根據(jù)望虞河現(xiàn)場的施工條件，結(jié)合水深、水流速度、橋位處地質(zhì)情況、鋼板樁的施工工藝等因素綜合考慮、均采用長度為12m的鋼板樁。5、鋼板樁圍堰的計算及驗算為確保大橋主墩鋼板樁圍堰的安全，在圍堰設(shè)計時，采用不同的方法隊圍堰的穩(wěn)定性、安全性進行驗算，確保施工過程安全。第一種方法，建立近似的計算模型，采用計算機程序進行計算。8#主墩鋼板樁圍堰受力計算，詳細的計算過程附后。第二種方法，采用傳統(tǒng)的手工計算方式，通過參考相關(guān)的專業(yè)書籍、規(guī)范、及計算手冊，通過計算，來確定圍堰的穩(wěn)定性、安全性，是否滿足施工需求。鋼板樁圍堰的穩(wěn)定性驗算（1）、計算工況選定通過分析施工過程的工藝

5、流程，結(jié)合理論知識，可以確定8號主墩的最不利情況下的工作狀況為，水下吸泥工序已經(jīng)完成，還未進行封底砼的施工。此時，圍堰內(nèi)的土面比圍堰外河床面要低4.8m，土壓力達到最大，易失穩(wěn)。（2）、計算的理論依據(jù)及計算模型取1延米長的鋼板樁為計算單元體，按板樁墻計算。通過參考相關(guān)計算手冊、專業(yè)理論教材，確定按懸臂板樁的土壓力計算模型來模擬計算，土壓力理論采用朗金土壓力。計算時，考慮到此時圍堰的第1、2到圍檁已經(jīng)安裝，對圍堰的安全性有幫助，但在計算過程中，不參與計算，相對保險系數(shù)加大。按懸臂板樁的土壓力計算公式來計算鋼板樁的最小入土深度及圍堰的受力狀況、穩(wěn)定性等。主動土壓力：Ea= zm2 -2cm被動土壓

6、力：Ep= z +2c公式中： 土的自重（KN/m3 ） C 土的粘聚力（kPa ） 土的內(nèi)摩擦角 Z 計算點距離土面的距離（m）5（3）、計算參數(shù)的確定根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)資料得知、主墩附近的詳細地質(zhì)參數(shù)取定如下：粘性土：自重=19kN/m、內(nèi)摩擦角=30°、粘聚力C=11kPa按照朗金土壓力理論，查相關(guān)計算手冊及通過公式計算可得：主動土壓力相關(guān)系數(shù)：m= = 0.577，m2 = 0.333被動土壓力相關(guān)系數(shù)：= = 1.732，= 3.000唐白河的正常水流速度v=1 m/s，河水的深度按3m計算8#墩承臺底標(biāo)高-3.303m，封底砼厚度取1.5 m計算，則封底砼的底標(biāo)高為-

7、4.8m。鋼板樁長度為12m，頂標(biāo)高為+3.0m，底低標(biāo)高為-9m，主墩位置處河床底標(biāo)高約為-6.0m左右，推算出圍堰內(nèi)外側(cè)基坑高差為4.8m。第1道圍檁距離河床底的距離為5.0m，鋼板樁封底砼底有效入土深度4.2m（4）、計算過程、 圍堰外迎水面鋼板樁水壓力計算 P1= Wh P 每延米板樁壁河床處水的壓強（kpa）。 W水的密度。 P1= Wh=108= 80kpa。h 水深（m） 迎水面鋼板樁水壓力合力Ea1 Ea1 = P1h Ea1 = 80 8 m=320KN 相對于第2道圍檁的力臂L1 =5-（8）=2.333 m、圍堰外側(cè)封底砼標(biāo)高至河床頂4.8m厚主動土壓力合力Ea2根據(jù)朗金

8、土壓力計算公式：h2 =4.8m厚土層地的主動土壓力Pa 2Pa 2=h2 m2 = 19×4.8×0.333=30.37kpa。主動土壓力合力Ea2 Ea2 = h2 2 m2= ×19×4.82×0.333=72.887 kN Ea2作用點距離土層底的距離 為1/3土層厚相對于第2道圍檁的力臂L2=5+4.8-（4.8）=8.2m、鋼板樁封底砼底有效入土深度4.2m厚主動土壓力合力Ea3h3 =4.8m厚土層地的主動土壓力Pa 3拉應(yīng)力與壓應(yīng)力得臨界高度h0=,計算可得h0=2 m,可求得 h3=4.2-2=2.2 mPa 3=h3 m2+

9、 Pa 2 =19(4.2-2)0.333+30.37=44.29 kpa主動土壓力合力Ea3 Ea3=h3 Pa 3=2.244.29=48.719 kNEa3作用點距離土層底的距離 為1/3土層厚h3 /=2.2=0.733 m相對于第2道圍檁的力臂L3=5+4.8+2+(2.2-0.733)=13.627m、圍堰內(nèi)水面鋼板樁靜水壓力計算 P1/= Wh P1/= Wh=10（8+4.8）= 128kpa。 圍堰內(nèi)鋼板樁靜水壓力合力Ea1 Eb1 = P1/h1/ Eb1= 128 12.8 m=819.2KN Eb1作用點距離水面以下2/3水，則有合力點相對于第2道圍檁的力臂L2/ L1

10、/ =5+（4.8-1/312.8）=10.333 m、鋼板樁有效入土深度4.2m厚被動土壓力合力Eb2根據(jù)朗金被動土壓力公式得：h2/ =4.2m厚土層地的主動土壓力Pb2/Pb2/=h+2c=h2/2 +2c =194.2.0+2111.732 =277.504 kpa被動土壓力合力Eb2 = Pb2/ h2/ Eb2 =0.5277.5044.2=582.758 KNEb2作用點距離土層底的距離 為1/3土層厚, 則有合力點相對于第2道圍檁的力臂L3/L2/=5+4.8+（4.2-1/34.2）=12.6 m（5）、穩(wěn)定性判斷 、 在保持圍堰內(nèi)外側(cè)水頭差一致時，對第2道圍檁支撐處取力矩來

11、判斷穩(wěn)定性。 、圍堰外側(cè)水及主動土壓力的傾覆合力矩為 = MC1+ MC2 +MC2 = Eb1L1+ Eb2L2+ Ea3L3=320KN2.333 m+72.887KN8.2 m+48.719KN13.627 m=2008.127 KN、圍堰外側(cè)水及主動土壓力的抗傾覆合力矩為 = MC1+ MC2 = Eb1L1/+ Eb2L2/=819.2KN 10.333 m +582.758 KN12.6 m=15807.55KN 安全系數(shù)K=15807.55÷2008.127= 7.812。通過驗算，鋼板樁封底砼底有效入土深度4.2m，安全。、當(dāng)內(nèi)外水頭差3m時：圍堰內(nèi)水面鋼板樁靜水壓力

12、計算 P1/= Wh P1/= Wh=10（5+4.8）= 98kpa。 圍堰內(nèi)鋼板樁靜水壓力合力Ea1 Eb1 = P1/h1/ Eb1= 98 9.8 m=480.2KN Eb1作用點距離水面以下2/3水，則有合力點相對于第2道圍檁的力臂L2/ L1/ =5+（4.8-1/39.8）=5.733 m圍堰外側(cè)水及主動土壓力的抗傾覆合力矩為 / =MC1+ MC2 = Eb1L1/+ Eb2L2/=480.2KN 5.733 m +582.758 KN12.6 m=10095.74KN安全系數(shù)K=10095.74÷2008.127= 5.032。安全6、鋼板樁圍堰施工鋼板樁圍堰施工流

13、程：測量放線清理鋼板樁設(shè)置導(dǎo)樁框架插打定位鋼板樁插打鋼板樁抽水設(shè)置第1、2道內(nèi)支撐水下吸泥水下砼封底等砼封底強度繼續(xù)抽水設(shè)置第3、4道內(nèi)支撐堵漏承臺和墩身施工拆除內(nèi)支撐拔除鋼板樁。完成設(shè)備進場，檢查振動錘。振動錘是打拔鋼板樁的關(guān)鍵設(shè)備，在打拔前一定要進行專門檢查，確保線路暢通，功能正常。（1）、鋼板樁的整理鋼板樁船運到場后，用一塊長1.52.0m類型規(guī)格均相同、鎖口標(biāo)準(zhǔn)的鋼板樁對所有同類型的鋼板樁做鎖口通過檢查，檢查用卷揚機拉動標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁平車，從樁頭至樁尾進行。若發(fā)現(xiàn)鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均需要修整，樁身扭曲及彎曲用油壓千斤頂頂壓校正。在施打鋼板樁前，在頂層內(nèi)導(dǎo)環(huán)上用紅線劃分樁位，為不

14、使鋼板樁在插打和搬運過程中弄錯順序，根據(jù)鎖口套聯(lián)情況，將鋼板樁分為甲、乙兩組，再用紅線標(biāo)出。鋼板樁兩側(cè)鎖口均在插打前涂滿黃油以減少插打時的摩阻力，同時在不插套的鎖口下端打入硬木楔，防止沉入時泥砂堵塞鎖口，鋼板樁插打時發(fā)生跑位現(xiàn)象。夾板在板樁插打過程中逐副拆除。 鋼板樁的準(zhǔn)備工作完成以后，從運輸船上用25t汽吊轉(zhuǎn)運上鉆孔平臺，按插樁順序堆碼。堆碼層數(shù)最多不超過四層，每層用墊木擱置，墊木高差不得大于10mm，上、下層墊木中線應(yīng)在同一垂直線上，允許偏差不得大于20mm。（2）、導(dǎo)樁打設(shè)導(dǎo)樁選用630mm、壁厚8mm的鋼管樁，長度擬為12m，鋼管采用履帶吊D60振動錘沉設(shè)，原鉆孔平臺的鋼護筒作為部分導(dǎo)

15、向樁。（3）、安裝導(dǎo)梁在導(dǎo)樁上焊接210水平支撐，各水平支撐的頂標(biāo)高相同。在水平撐上安裝導(dǎo)梁，導(dǎo)梁選用邊線順直的鋼板樁。安裝及調(diào)整導(dǎo)梁的軸線及內(nèi)邊凈距，將導(dǎo)梁與水平支撐臨時焊接固定。（4）、插打第一根邊樁施工時可選岸側(cè)水淺、流速小的地方開始，第一根邊樁的定位及雙向垂直度是控制鋼板樁圍堰位置及后期鋼板樁施工的關(guān)鍵，施工時須從嚴(yán)控制。精確測設(shè)第一根邊樁的方位，以此指揮打樁履帶吊車的移位，定位后，打樁錘的錘心必須與第一根樁的中心重合。起吊鋼板樁呈垂直狀態(tài)下完成插樁，考慮到水流的影響，第一根樁插設(shè)時需留置一定的預(yù)留量。插樁穩(wěn)定后，精確復(fù)測樁的位置與雙向垂直度，不符合要求時需重新插樁，直至合格為止。第一

16、根樁插樁穩(wěn)定后，用擋塊等頂塞調(diào)整后的空隙使鋼樁穩(wěn)固，間歇啟動振動錘，對第一根樁實施小位移量沉設(shè)，并跟蹤復(fù)核樁體的垂直度，直至樁體下沉入土超過3m后，方可連續(xù)沉設(shè)至設(shè)定的樁頂?shù)臉?biāo)高。（5）、其它鋼板樁的插打順著事先固定好的導(dǎo)梁依次插打其它鋼板樁，鋼板樁順前一根鋼板樁的鎖口插入，插樁到位后加塞固定，啟動振動錘分次沉設(shè)至設(shè)計標(biāo)高。鋼板樁吊起后用人工扶持順著前一塊的鎖口下插，當(dāng)下插困難時，可采用強迫插樁法，即樁吊起插入鎖口后快速放松樁繩，借樁自重急下插入。項目部采用帶有液壓夾樁裝置的D60振拔錘，能與鋼樁作鋼性聯(lián)接，可克服對樁的摩阻力，下沉較快且樁尖不致上卷，提高鋼板樁的防水性能和完好率。鋼板樁沉設(shè)時

17、，采用全站儀跟蹤測量，隨時檢查鋼板樁的偏位情況，當(dāng)鋼板樁發(fā)生偏斜時及時用倒鏈校正，以利及時糾偏，當(dāng)偏斜過大不能用拉擠的方法調(diào)整時，應(yīng)拔起重插。鋼板樁插打過程中，可能遇到另外的問題有共連、扭轉(zhuǎn)及水平伸長等，在此將相應(yīng)的預(yù)防措施及處理方法列舉如下表：常 見 問 題預(yù) 防 及 糾 正 措 施共連（施打時和已打入的鄰樁一起下沉）發(fā)生樁體傾斜及時糾正；先預(yù)留50cm，合攏后再打至設(shè)計標(biāo)高。樁體扭轉(zhuǎn) 安裝好樁帽，盡量保證樁體全截面受力均勻； 將兩塊板樁鎖口搭扣兩邊固定牢靠。水平伸長（沿打樁行進方向長度增加）不可能避免； 施打時提前考慮伸長值，在軸線修正時糾正。（6）、鋼板樁的合攏鋼板樁圍堰在合攏時，兩側(cè)鎖

18、口很難保證在一條直線上。此時采取的措施為：在鋼板樁合攏而剩下幾組還未插打時，提前考慮合攏情況，可將圍堰短邊的鋼板樁全部插入導(dǎo)梁內(nèi)，然后再逐次打設(shè)鋼樁，由于水流影響或其它原因，采取上述措施仍無法合攏時，可以根據(jù)實際需要制作異形鋼板樁進行合攏。（7）、鋼板樁圍堰的內(nèi)支撐設(shè)置經(jīng)驗算，主墩承臺的鋼板樁圍堰共需設(shè)置2道水平內(nèi)支撐，內(nèi)支撐的設(shè)計標(biāo)高及使用材料見附件。、內(nèi)支撐的設(shè)置時間2道內(nèi)支撐根據(jù)施工受力驗算的需要，分2次進行設(shè)置：a、頂層內(nèi)支撐鋼板樁圍堰合龍后，立即予以設(shè)置，以提高鋼板樁圍堰在抽水過程中的整體受力效應(yīng)。b、第2層內(nèi)支撐鋼板樁圍堰內(nèi)抽水時，板樁須承受較大的內(nèi)、外側(cè)壓力差，為確保施工安全，利

19、用頂層內(nèi)支撐的支撐，圍堰內(nèi)進行抽水至第2層內(nèi)支撐標(biāo)高，待第2層內(nèi)支撐設(shè)置完畢后，圍堰內(nèi)繼續(xù)抽水。、內(nèi)支撐的設(shè)置方法圍堰內(nèi)抽水（抽水時要隨時進行堵漏）至該層內(nèi)支撐的設(shè)計標(biāo)高下50cm處，維持圍堰內(nèi)的水面標(biāo)高，焊接牛腿、安裝圍囹進行該層內(nèi)支撐的設(shè)置。a、先在鋼板樁圍堰內(nèi)壁按測定的標(biāo)高焊接內(nèi)支撐圈梁的三角支撐，三角支撐采用25#槽鋼制作，支撐頂面標(biāo)高相同。b、起吊并水平安放由雙拼40#工字鋼焊接而成的圈梁，并連接固定，圈梁與板樁之間的空隙可用鐵塊或硬木予以墊塞。c、吊車配合人工安裝水平支撐，將水平支撐與圈梁焊接固定，以形成平面桁架結(jié)構(gòu)。（8）、圍堰內(nèi)除土鋼圍堰內(nèi)基礎(chǔ)開挖，擬采用水下吸泥。采用的方法是：鋼板樁合攏后，安裝了第1道內(nèi)支撐后，然后采用長臂挖機進行水下開挖，并配吸泥泵進行清泥至承臺底下1.5米處，進行水下封底C25砼，砼的強度須達到90%以上，方可進行下道工序施工。（9）、圍堰封底按設(shè)計要求進行封底砼澆筑。澆筑封底砼前，檢察內(nèi)支撐的狀況。采用鉆孔樁施工用的導(dǎo)管，進行水下砼的灌注，潛水員配合砼面找平?；炷敛捎闷嚤幂斔停斯ぐ凑帐虑爸贫ê玫臐沧⒙肪€，吊車配合，移動導(dǎo)管，進行灌注。砼澆筑完畢必，潛水員找平標(biāo)高。等待砼達到設(shè)計強度的90%以上