沉箱圍堰施工工法

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.靈昆大橋沉箱圍堰施工工法目 錄前言工法特點適用范圍工藝原理施工工藝流流程操作要點材料與設備備質(zhì)量控制安全措施環(huán)保措施資源節(jié)約效益分析應用實例沉箱圍堰施施工工法法前言2007年年，浙江省省交通勘勘察設計計有限公公司檢測測到溫州州靈昆大大橋樁基基礎存在在沖刷、漏漏筋、縮縮徑等問問題。主管單位溫溫州龍灣灣區(qū)交通通局根據(jù)據(jù)島內(nèi)正正在建設設的深水水港的要要求，提提出將橋橋梁進行行提高荷荷載標準準等級加加固處理理，即將將原橋的的通行能能力提升升為一級級公路，滿滿足集裝裝

2、箱卡車車的通行行，下部部樁基的的加固由由中建七七局交通通公司組組織施工工。在對現(xiàn)場進進行了查查看、分析，結合設設計圖紙紙要求，我我們提出出采用沉沉箱圍堰堰的施工方方法對該橋的的存在缺缺陷的樁樁基進行行加固處理理。工法特點沉箱圍堰的的施工方方法是新新型的施施工工藝藝，與傳傳統(tǒng)的鋼鋼板樁圍圍堰、土土圍堰、小小圍堰相相比具有有不可代代替的優(yōu)優(yōu)點。另外，因因在海水中作作業(yè)，土土圍堰無無法實現(xiàn)現(xiàn)。這里里就不再再贅述，現(xiàn)現(xiàn)將另外外三種圍圍堰施工工方法進進行對比比，具體體比較見見下表。三種方案的的比較方案比較類型方案比較類型沉箱圍堰方方案鋼板樁圍堰堰方案小圍堰方案案（設計）技術優(yōu)點可以一次性性徹底解解決所有

3、有樁基存存在的問問題可以一次性性徹底解解決所有有樁基存存在的問問題無法徹底解解決所有有樁基存存在的問問題設備投入共需投入33套大沉沉箱、22套小沉沉箱共需投入44套鋼板板樁大圍圍堰、22套鋼板板樁小圍圍堰共需投入118套小小圍堰施工成本用鋼5144噸，6623萬萬用鋼量6443噸，679萬用鋼量少，190萬施工工期150天162天200天安全問題有保障有保障無保障通過以上比比較， 我們發(fā)發(fā)現(xiàn)沉箱箱圍堰不不僅可以一一次徹底底解決所所有樁基基存在的的問題，而而且所用用材料成成本相對對低，需需要的施施工工期期最短，且且安全有有保障，我們選擇了使用沉箱圍堰作為施工處理措施。沉箱圍堰施施工方法法適用范范

4、圍沉箱圍堰施施工方法法主要適適用于深深水基礎礎施工，處處理深度度10mm以內(nèi)，開開挖深度度1.55m，實實行深水水處干處處作業(yè)，沉箱圍堰還可以作為鉆機等設備的工作平臺在水面平移進行水上作業(yè)。地質(zhì)情況可可以為粘粘土、砂砂土等I類類土以下下情況，便便于下插插板插入入土中。工藝原理本施工方法法是鋼結結構結合合基坑處處理的方方法設計計施工，沉沉箱是采采用鋼結結構，自自重1338噸，幾幾個箱體體空腹時時的浮力力達到3360噸噸，沉箱箱浮起后后，利用用動力拖船船（800T）在在平潮時時將沉箱拖拖到指定定地點注注水下沉沉。落潮潮過程中中，自重重不變沉沉箱浮力力減小，自自重加大大的情況況下，沉沉箱下插插板插入

5、入灘涂中中，沉箱箱坐正后后，再在在箱體內(nèi)內(nèi)側打設設一周高壓旋旋噴樁，起起箱底止水水帷幕作作用，最最后壓密密兩漿（水水玻璃、水水泥）封封底，實實行箱體體內(nèi)的閉閉水，從從而達到到圍堰內(nèi)內(nèi)干施工工作業(yè)。由于箱體有有下插板板，能夠夠自己穩(wěn)穩(wěn)定，一一旦下沉沉后，箱箱體能夠夠穩(wěn)定座座在灘涂涂面上，且且整個箱箱體地面面落在最最低灘涂涂面，故故不需要要進行整整體穩(wěn)定定性驗算算，箱體體之間全全部用高高強螺栓栓連接，不不需要進進行單個個箱體踢踢腳穩(wěn)定定性驗算算，根據(jù)據(jù)施工主主要治理理的問題題是坑底底隆起和和滲流、箱箱體浮力力、高壓壓旋噴樁樁厚度的的驗算?？拥淄挥框烌炈憧紤]到圍堰堰內(nèi)的基基底在覆覆蓋土的的作用下下不

6、足以以抵抗下下部的水水壓力，基基坑就會會失穩(wěn)，出出現(xiàn)突涌涌現(xiàn)象，我我們對基基坑的突突涌穩(wěn)定定性進行行驗算。最高潮水擋水板潮水w箱體w下插板H砂土土t坑底突涌驗算計算簡圖最高潮水擋水板潮水w箱體w下插板H砂土土t坑底突涌驗算計算簡圖驗算平衡公公式：土tw式中：土土：土的的容重 tt：不透透水層的的厚度 w：水的的容重H:承壓水水頭高于于含水層層頂板的的高度88m當tww/土時，不不會產(chǎn)生生突涌其中沒有考考慮覆蓋蓋土層的的重量和和覆蓋層層與支護護結構的的摩擦力力，此計計算偏向向安全。一一般取值值安全系系數(shù)大于于1.22。坑底抗隆起起穩(wěn)定性性驗算hdKpelg（Kpelg1）/tghdKpelg（K

7、pelg1）/tg1+h1+hdKst式中：hdd嵌入深深度h基坑開開挖深度度 驗算旋噴噴樁的厚厚度旋噴樁上口口連接箱箱體，上上部的水水平力主主要由箱箱體下插插板承受受，墻體體承擔外外圍土體體和潮水水的壓力力，墻體體的厚度度采用抗抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定驗算算確定。擋水板箱體下插板擋水板箱體下插板hwahwaeaiaih=1eaiaih=1eaikaihaEpjHwphdeaikaihaEpjHwphdhpbhpb高壓旋噴樁墻體厚度計算簡圖高壓旋噴樁墻體厚度計算簡圖10（1.20h10（1.20haaihppj）b5cs5cs（hhd）20w（2h3hdhwp+2hwa）式中：EEai水泥墻墻底以上上基坑

8、外外側水平平荷載標標準值的的合力之之和；Epj水泥墻墻底以上上基坑內(nèi)內(nèi)側水平平抗力標標準值的的合力之之和；ha合力力ai作用點點至水泥泥墻底的的距離；hwp合合力pj作用點點至水泥泥墻底的的距離； cs水泥土土墻的平平均容重重； w水的容容重0安全全系數(shù)取取1 hhwp基坑內(nèi)內(nèi)側地下下水位高高度 hhwa基坑外外側地下下水位高高度水平標準荷荷載計算算Eai作用在高壓壓旋噴樁樁基上的的荷載包包括土壓壓力、水水壓力。按按照以下下公式進進行計算算：eajk=aiai22cikaii（zzihwaa）（mmjhwaa）waaiw式中：aaik作用于于深度zzi處的豎豎向應力力標準值值（）aikrkok

9、lkai第第i層的的主動土土壓力系系數(shù)；aittg2（455ik/22）ik第第i層的的內(nèi)摩擦擦角標準準值；cik三三軸試驗驗確定的的第i層層固結不不排水剪剪粘聚力力標準值值；zi計算算點深度度；mj計算算參數(shù)；hwa基基坑外側側地下水水位深度度；wa計計算系數(shù)數(shù)；w水的的容重水平抗力標標準值Epi：epjpjkpi22cikkpii（zzjhwpp）（11pi）w式中：ppjk作用于于基坑底底面以下下zj處的豎豎向應力力標準值值；pi第第i層的的被動土壓壓力系數(shù)數(shù)；pittg2（455ik/22）pjkmjzj mj深度度zj以上土土的加權權平均天天然容重重。浮力驗算由于沉箱的的排除海海水體

10、積積較大，在在潮水最最高位置置時，沉沉箱的理理論排水水量遠大大于沉箱箱自重，需需要對沉沉箱受到到的浮力力進行驗驗算。承臺a上a下a上b箱h1a箱a下b下h2b箱h挖沉箱排水體積計算平面簡圖沉箱排水體積計算立面簡圖a箱a箱a箱承臺a上a下a上b箱h1a箱a下b下h2b箱h挖沉箱排水體積計算平面簡圖沉箱排水體積計算立面簡圖a箱a箱a箱反壓梁擋水板反壓梁擋水板b上b上箱體箱體下插板下插板 沉箱圍堰采采用正方方形設計計，經(jīng)過過計算其其自重GG1338t，浮浮力F浮浮就是沉沉箱圍堰堰排開水水的體積積減去箱箱體自重重，此浮浮力仍舊舊很大，需需要施加加外力防防止沉箱箱上?。篎浮a下下b下h2+（a下0.5）

11、（b下0.5）hh挖a上b上h1G 式中：a、bb是沉箱箱的內(nèi)平平面尺寸寸； 0.5m是高壓壓旋噴樁樁的寬度度； h11、h2、h挖是沉箱箱最高水水位到箱箱體頂、箱箱體高度度、開挖挖深度； G是是沉箱自自重。防止沉箱上上浮是采采用H445鋼梁梁置在原橋橋的承臺臺下，反壓沉箱箱箱體，注注意沉箱箱箱體要要進行適適當加固固，使得得反壓力力均勻傳傳遞至整整個箱體體。從上上式，我我們沒有有計算箱箱底的吸吸力和潮潮水漲過過箱體后后潮水對對箱體外外沿的作作用力，故故此計算算偏于安安全。 施工工藝流流程沉箱制作沉箱制作沉箱試拼裝沉箱設計沉箱轉移至施工點沉箱對角拆分修改沉箱圍墩組合箱體注水下沉將所有螺栓擰緊搭設

12、平臺以承臺為工作面準備兩只80t拖船最高潮水位、無風高壓旋噴施工壓密注漿施工高壓旋噴就位壓密注漿就位反壓梁施工養(yǎng)護3天抽水、基坑開挖樁基處理沉箱上浮轉移拆除反壓梁YNYN 沉箱制作沉箱的制作作在廠家家進行，先先按照設設計圖紙紙下料，并并作記號號，鋼板板采用切切割下料料，不得得使用氧氧氣乙炔炔高溫切切割，防防止鋼板板變形。箱箱體所用用閥門設設置在箱箱體內(nèi)，閥閥門要采采取防漏漏水處理理，閥門門設置在在離沉箱箱底800cm以以上。箱箱體之間間連接處處要焊接接牢固，拆拆除的位位置要設設置止水水帶，止止水帶用用螺絲連連接在箱箱體上，做做到不能能因擠壓壓損壞。沉沉箱焊接接完成后后，在場場地進行行拼裝，做做

13、到?jīng)]有有問題后后下水。沉箱就位沉箱就位前前要將墩墩臺位置置清理平平整，特特別是將將承臺周周鋼管清清理至灘灘涂下，原原承臺周周邊的灘灘涂要基基本在一一個水平平面上，確確保箱底底下插板板能全部部插入土土中，遇遇到原橋橋鋼管時時，采用用外套小小護筒在在最低潮潮位時切切除鋼管管。沉箱拖移時時間控制制在漲潮潮基本結結束前的的一個小小時，同同時基本本拆除沉沉箱之間間（對角角）的連連接螺栓栓，留下下的螺栓栓不要超超過設計計的300，便便于靠近近墩臺后后及時分分解沉箱箱，為就就位二次次組合留留下時間間。分解后要將將沉箱及及時按照照方位就就位，一一個邊長長度7mm順橋方方向下靠靠，一個個邊長度度11mm橫橋方方

14、向下靠靠墩臺。分解并靠近近墩臺的的沉箱用用尼龍繩繩拉緊，防防止落潮潮時沉箱箱漂移。必必要配置置5噸手手拉葫蘆蘆4根，22噸手拉拉葫蘆22根，第第一時間間將沉箱箱用高強強螺栓連連接，連連接時沉沉箱部分分螺栓孔孔會漏水水，用小小水泵抽抽除。等到所有箱箱體的連連接螺栓栓連接牢牢固并加加強后將將沉箱注注水下沉沉。螺栓栓的連接接先外后后內(nèi)，按按照順時時針或逆逆時針加加強螺栓栓。反壓梁施工工當沉箱下沉沉就位后后，開始始反壓梁梁的施工工，我們們注意到到在沉箱箱下沉成成功時，沉沉箱的浮浮力達到到6800噸，一一旦潮水水過了箱箱體，會會產(chǎn)生箱箱體上浮浮，利用用反壓鋼鋼梁可以以有效解解決沉箱箱的浮力力，加載載鋼梁

15、前前先對沉沉箱箱體體進行加加固，使使浮力均均勻傳遞遞到箱體體，本次次采用的的鋼梁共共計4根根，單根根長度112m，鋼鋼橫梁順順橋向設設置。鋼鋼梁與承承臺之間間用小槽槽鋼頂住住，之間間的孔隙隙用三角角木楔塞塞緊。箱底止水帷帷幕和壓壓密封底底高壓旋噴樁樁平均樁樁徑為9000mm、樁樁間距7700mmm，長長度7000cmm。高壓壓旋噴鉆鉆機采用用XPZ550型單單管高壓壓旋噴樁樁，BWWT1000330高壓壓注漿泵泵機，當當鉆機鉆鉆到設計計標高后后，用高高壓旋噴噴機把安安有水平平噴嘴的的注漿管管下到孔孔底，利利用高壓壓設備使使噴嘴以以24MMpa的的壓力把把漿液噴噴射出去去，沖擊擊切割土土體，并并

16、與土體體攪拌混混合，隨隨著注漿漿管的旋旋轉和提提升而形形成圓柱柱樁體，漿漿與土體體經(jīng)過一一系列的的物理化化學反應應，固結結成樁，從從而達到到支護、止止水的作作用。壓密注漿采采用二重重管壓密密注漿。注注漿孔的的間距為為1.55m。采采用的鉆鉆探設備備為XYY-1型型鉆機，鉆鉆孔直徑徑1100mm，孔孔深為44.000m，進進入樁基基處理面面下1.5m。注注漿液采采用4225#硅酸鹽鹽水泥，水水灰比為為1：110.5：11。注漿漿設備采采用HBB80/10型型泵，注注漿壓力力0.33MPaa1.0MPPa，在在注漿初初期水灰灰比采用用1：11，若“吃漿”均勻，可可增大水水灰比的的濃度，直直至0.5

17、：11。當注注漿壓力力達1.0MPPa，并并不“吃漿”，應停停止注漿漿。 維護加固在樁基抽水水，開挖挖前還需需要對樁樁基進行行外圍的的加固，防防止潮水水反復沖沖刷處理理。潮水流速高高，容易易對箱底底形成沖沖刷，導導致箱底底出現(xiàn)脫脫空，在在沉箱下下沉到位位后，安安排水上上挖機對對箱體外外進行堆堆土作業(yè)業(yè)，堆土土范圍為為箱體外外1.55m范圍圍內(nèi)，堆堆土高度度1m，必必要時在在箱體的的兩個迎迎水面打打設鋼管管，里面面填裝裝裝土蛇皮皮袋。材料和設備備沉箱圍堰施施工用的的材料序號材料名稱材料規(guī)格使用部位備注1鋼板t8頂板、腹板板、底板板、隔艙艙板、加加勁板2鋼板t30端頭板箱體體連接3槽鋼12.66箱

18、體與擋水水板連接接面4角鐵L5055擋板加強5角鋼L755505箱體通長6鋼板t6擋水板面板板7角鐵L6355擋水板加強強肋8角鋼L5055剪刀撐9鋼管2192196注水口10高強螺栓M201110沉箱連接11普通螺栓M16440擋水板連接接12高強螺栓M16550擋水板連接接13橡膠墊10-122mm擋水板、箱箱體間止止水14 角鋼L5055鋼爬梯15H型鋼H45反壓箱體沉箱圍堰主主要包括括箱體、擋擋水板、下下插板、反反壓梁等等部分。沉箱圍堰施施工用的的設備按照要求投投入了33套沉箱箱，高壓壓旋噴設設備1套套，壓密密注漿設設備1套套。序號機械或設備備名稱型號規(guī)格數(shù)量性能1大沉箱2.5111m

19、32大沉箱2.5113m33挖泥船0.3方14泥漿泵45kw35高壓泵3.5kww36單管高壓旋旋噴樁機機XPZ55017鉆 機XY128砂輪切割機機29沖擊電錘210附著式振搗搗器HZ6Z50811電焊機BX1-3300412小型運輸船船80t413內(nèi)陸式挖機機1質(zhì)量控制箱體接頭質(zhì)質(zhì)量箱體是鋼結結構，但但是鋼結結構間的的連接需需要進行行密水處處理，我我們在鋼鋼箱體（包包括擋水水板、箱箱體）之之間設置置安裝了了橡膠墊墊圈作為為止水材材料，并并用高強強螺栓連連接牢固固，螺栓栓的間距距不得大大于100cm。其他需要焊焊接的部部分焊接接牢固，不不得有焊焊接孔洞洞，連續(xù)續(xù)焊接。沉箱下水前前要在場場地進

20、行行試拼裝裝，拼裝裝檢查螺螺栓孔的的位置是是否在一一個位置置，能否否確保沉沉箱的連連接鋼板板密實連連接，不不漏水。箱體內(nèi)的背背肋是否否焊接牢牢固，應應該不連連續(xù)分段段焊接，焊焊縫長度度不小于于5cmm，焊接接的間距距不大于于5cmm。反壓系統(tǒng)質(zhì)質(zhì)量控制制反壓梁壓緊緊在箱體體上，防防止箱體體上浮，由由于潮水水的來回回影響箱箱體潮水的浮力力不均勻勻，造成成箱體不不均勻的的上浮，由由于反壓壓梁限制制箱體的的上浮，其其壓力必必然作用用于軟的的地基，造造成箱體體向下移移位，落落潮時，箱箱底出現(xiàn)現(xiàn)脫空，容容易引起起漏水。所所以要經(jīng)經(jīng)常檢查查反壓梁梁上的調(diào)調(diào)平木楔楔，一旦旦松動就就及時打打緊。地基的處理理原

21、來的海涂涂面是一一個高低低不平的的表面，沉沉箱就位位前需要要進行開開挖整平平，經(jīng)過過開挖處處理發(fā)現(xiàn)現(xiàn)樁周存存在大量量的鋼管管，鋼管管埋置入入土較深深，且在在最低潮潮位時，不不滿足海海涂下降降的要求求。最后后決定采采用小護護筒切割割鋼管。將將鋼管處處理到最最低海涂涂下500cm。高壓旋噴樁樁及壓密密注漿的的處理高壓旋噴施施工前將將沉箱圍圍堰內(nèi)的的水位要要保持水水平，防防止潮水水由箱底底涌進箱箱體圍堰堰內(nèi)。 沖刷高高壓成樁樁，有效效形成了了箱底止止水帷幕幕。施工時控制制提管速速度，提提管的速速度直接接影響成成樁質(zhì)量量，提管管大致控控制在每每12分分鐘一節(jié)節(jié)（1.5m），成成樁的有有效直徑徑0.77

22、m，樁樁基的間間距沿著著圍堰內(nèi)內(nèi)側環(huán)向向為0.7m。由由于沉箱箱外側角角隅處潮潮水沖刷刷嚴重，容容易引起起管涌，施施工時在在圍堰內(nèi)內(nèi)側垂直直角的位位置適當當加2根根樁。施工時，拉拉線控制制樁基的的線性和和間距，放放線時，樁樁基緊貼貼著圍堰堰內(nèi)側施施工，有有效將樁樁體和沉沉箱下插插板成為為一體。安全措施安全措施是是本工法法控制的的難點，施施工前及及施工過過程要加加強安全全的教育育，避免免不熟練練工作引引起事故故。我們們主要從從水上作作業(yè)、橋橋面作業(yè)業(yè)、機械械及用電電三個方方面對施施工人員員進行了了教育。本本次施工工無事故故發(fā)生。水上安全安安全事項項 施工人員員進入施施工現(xiàn)場場必須戴戴好安全全帽扣

23、好好帽扣，登登高2米米必須戴戴好安全全帶扣好好安全扣扣，禁止止醉酒作作業(yè)。 施工前對對沉箱，船船只必須須進行檢檢查，合合格后方方可使用用，嚴禁禁機械帶帶病作業(yè)業(yè)。 水上作業(yè)業(yè)必須穿穿救生衣衣，特別別在沉箱箱外面施施工注漿漿，堵漏漏，小圍圍堰和其其他樁基基作業(yè)，作作業(yè)處必必須保證證一艘船船在作業(yè)業(yè)面附近近，隨時時救生。 船只由專專人駕駛駛，并按按期保養(yǎng)養(yǎng)（修理理），每每天做一一次清理理檢查。 人員臨近近船邊作作業(yè)，要要注意防防止落水水，上下下爬梯防防止踏空空。 人員上下下班用的的爬梯要要設置安安全防護護網(wǎng)。 沉箱移動動時要防防止沉箱箱被水流流沖擊引引起傾覆覆。 沉箱拼裝裝時要注注意箱體體穩(wěn)定，人

24、人員不得得站在箱箱體結合合處，防防止被擠擠壓傷害害。 保持行走走通道干干凈、整整齊，及及時清理理踏板上上的泥巴巴，防止止人員滑滑倒。箱體抽水完完成后，由由于自重重及水壓壓較大，注注意觀察察箱體下下土體的的穩(wěn)定性性。橋面作業(yè)安安全事項項 施工現(xiàn)場場晚上必必須設有有專人值值班，各各施工點點設標記記標識，特特別橋面面施工點點設置明明顯的安安全警示示標志。 橋上人員員橫過橋橋面注意意來往車車輛 做好防盜盜防火安安全工作作，宿舍舍嚴禁使使用明火火，貴重重物品自自己保存存好。 本工程為為多工種種，集體體配合的的工程，而而且是地地面和水水上交叉叉作業(yè)，因因此要求求各工種種緊密配配合，統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)指揮。 開挖的基基坑要設設置臨時時防護網(wǎng)網(wǎng)和警示示標志，防防止其他他人員意意外跌落落。注意意觀察基基坑穩(wěn)定定情況 橋上要注注意設置置安全保保護墩，同同時施工工人員穿穿反光服服裝。 橋上東西西往下放放的時候候，注意意下面人人、物的的安全，橋橋面設置置安全警警示標志志。 橋面施工工作業(yè)在在晚上進進行時，確確保場地地明亮。用