鋼板樁圍堰施工方案doc

府河特大橋173、174主墩承臺基坑支護方案一、工程概況府河特大橋173、174號主墩的承臺都深埋入原泥面以下，兩個承臺分別位于府河主河道兩側。其基坑開挖、承臺、下部墩身施工均需要采取鋼板樁圍堰支護。173、174主墩承臺斷面圖如下：二、府河水位情況府河為長江的支流，在武漢市陽邏與長江相通。本工程施工地點距府河入江口較近，其汛期水位主要受長江水位影響。根據長江武漢段近幾年水情分析，府河兩側河灘預計于7月份受淹，目前兩個主墩的鉆孔樁施工平臺預計于4月受淹。長江武漢關2006年、2007年、2008年水位情況見下頁圖。2008年1月～8月武漢關水位曲線圖（+9.91m為黃海高程）2007年5月～12月武漢關水位曲線圖（+9.91m為黃海高程）2006年8月～2007年4月武漢關水位曲線圖（+9.91m為黃海高程）三、圍堰結構設計要素1、圍堰支護使用時間（1）樁基施工階段樁基施工階段：由于主墩樁基自2010年3月初才從開始第一根試樁施工，根據試樁情況分析，兩個主墩樁基預計于6月底至7月初才能全部完成。根據水情分析，現(xiàn)有的河灘上的臨時道路將在7月份受淹，即在主墩鉆孔樁施工期間，現(xiàn)有的臨時道路可以滿足施工需求。為了盡可能早完成鉆孔樁施工，必須充分利用原有地面施工平臺，安排足夠數量的樁機同時施工。為此，在樁基施工期間，需要鋼板樁圍堰擋水。樁基施工階段，宜打設三面擋水圍堰，以便于臨時道路與施工平臺連接。其平面布置示意圖如下：（2）承臺施工階段進入承臺施工階段后，河灘上的臨時道路將受淹，無法利用現(xiàn)有河灘上的臨時道路。為此，必須在樁基施工中后期，架設好從南側堤頂通往北岸邊墩（即175號墩）鋼棧橋。以后的承臺、墩身、掛籃現(xiàn)澆均使用鋼棧橋通道。樁基施工完成，立即施打第四面圍堰，并與先期施打的三面圍堰連接，形成封閉的圍堰。封閉圍堰形成后，邊開挖基坑內土方，邊進行圍堰內支撐結構施工，澆注完成水下封底砼后，抽干圍堰內水，形成干施工條件，施工承臺。（3）主墩及0號塊支撐系統(tǒng)施工階段承臺施工完成后，邊施工主墩邊施工0號塊支架系統(tǒng)。0號塊支撐系統(tǒng)全部布置于承臺上，前期支撐施工至鋼圍堰頂部。當主墩施工超過圍堰頂高程后，即可邊回填土或注水拆除全部圍堰內支撐。并根據現(xiàn)場施工情況，拔除鋼板樁。2、圍堰頂標高確定（1）鋼板樁單根長鋼板樁單根最長為18m，現(xiàn)場采用1根18m與1根9m（18m鋼板截為兩段）對接，焊接成27m鋼板樁，即最終打入單根鋼板樁樁長為27m。由于此部位鋼板樁均為陸地上的機械施打，受施工機械性能及鋼板樁自身剛度兩方面因素影響，單根樁長27m已接近于最大的長度。（2）鋼板樁入土深度鋼板樁最終入土深度與上部懸臂長度之比約為1:1，即澆注完水下封底砼后，其外露長度約為13.5m。（3）施工水位確定受鋼板樁單根長及入土深度要求兩方面因素制約，鋼板樁圍堰頂高程無法考慮過高，經綜合分析與比較，確定圍堰頂高程+21.5m。即鋼板樁圍堰頂無法超過設計高水位，若府河出現(xiàn)短期的超高水位，則鋼板樁圍堰將會受淹而停工。（4）鋼板樁入土深度不足采取的措施由于鋼板樁最終入土深度難以達到常規(guī)要求，施工時將采取分層開挖、分層加固的措施。詳見本方案圍堰基坑土方開挖及支撐加固的相關內容。（5）高水位漫頂采取的措施當府河水位高漲，即將要越過鋼圍堰頂時，立即向圍堰內注滿水，確保河水越頂不會對圍堰內的結構物產生沖擊。當水位下降低于圍堰后，排干圍堰內積水，則可繼續(xù)施工承臺或墩身。注：由于受各方面條件限制，允許河水漫頂也是不得已而為之?？紤]到特高水位歷時較短，影響施工時間有限；另外，采取適當處理措施，也可確保圍堰安全。3、鋼板樁選型由于本圍堰開挖深度大，圍堰受力大，優(yōu)先考慮使用拉森6型或PU28型兩種重型鋼板樁。通過市場調查，比較兩種重型鋼板樁的力學性能，最終確定選用拉森VI型鋼板樁。其詳細參數如下：拉森VI型鋼板樁單根樁技術參數規(guī)格有效寬度（mm）高度（mm）腹板厚（mm）截面積（cm2）拉森VI60021018135.3單米重（kg）慣性矩（cm4）截面模數（cm3）10686305394、地質條件（1）173、174號墩地質剖面圖（2）地層性狀（2）1-2黏土、粉質黏土：褐灰色、灰黃色，軟塑，層厚0.5～18.5m、層面標高-2.69～27.12m，Ⅱ級，推薦承載力基本值σO=90kPa（2）1-3黏土、粉質黏土：褐灰色、灰黃色，可塑，該層廣泛分布，局部缺失，層厚0.8～23.6m、層面標高-5.33～29.87m，Ⅱ級，推薦承載力基本值σO=180kPa（3）3-4細砂：黃褐色，飽和，中密，局部夾薄層粉土、粉質黏土，層厚0~7m，層面標高-18.49～6.48m，Ⅱ級，推薦承載力基本值σO=150kPa；（3）6粗砂：灰黃色，飽和，中密，含圓礫，局部夾薄層粉土，層厚2.0~10.6m，層面標高-7.43~2.12m，Ⅱ級，推薦承載力基本值σO=250kPa；（3）土層主要物理力學指標四、鋼板樁圍堰結構采用拉森VI型鋼板樁形成圍堰，單根鋼板樁長27m，圍堰頂標高+21.5m。鋼板樁打完后，從上至下用H型鋼設四道圍囹，采用直徑600~1000m鋼管樁支撐。圍堰平面布置及斷面結構如下：五、鋼板樁圍堰施工測量放樣施工準備鋼板樁對接打設定位架測量放樣施工準備鋼板樁對接打設定位架打三面鋼板樁樁基施工打第四面鋼板樁挖泥第一層圍囹、支撐第二層圍囹、支撐挖泥第三層圍囹、支撐挖泥挖泥第四層圍囹、支撐第五層圍囹、支撐水下封底砼挖泥臺、墩、支架施工圍堰拆除封底砼施工2、施工準備（1）編制詳細的施工方案與技術交底，組織全體施工人員學習，做到每個參與施工者明確自己的工作內容與職責。（2）落實好物資、材料、機械設備，組織各類資源進場。（3）測量測放定位樁樁位，在沉樁點做好明顯標志。（4）鋼板樁焊接接長，鎖扣檢查通暢、灌注瀝青保滿。（5）施工現(xiàn)場樁機全部退出施工平臺，平整施工平臺。（6）已灌注砼的樁基孔口做好覆蓋防護。3、鋼板樁接長（1）在南、北兩岸靠近主墩附近，平整30m×40m范圍場地，經回填石渣硬化后，做為鋼板樁接長加工場。加工場平面示意圖如下：（2）鋼板樁接長臺座采用鋼板樁平鋪于地面，形成鋼板樁加工臺座。其示意圖如下：采用氣割將18m長鋼板樁對裁成兩根9m長樁，吊車將18m長鋼板樁與9m長鋼板吊放到位后，人工協(xié)助對準接頭部位。電焊連接接頭。要求腹板、兩側邊板及鎖扣均必須滿焊。然后在兩邊板及腹板處，加焊三塊10mm加強連接鋼板。要求兩邊板加強鋼板與腹板連接鋼板不得位于鋼板樁同一側。鋼板樁對接完成后，采用鎖口檢查件，通長檢查鋼板樁鎖口情況，確保鎖口通暢，沉樁時不出現(xiàn)卡扣現(xiàn)象。最后，向鎖扣內灌瀝青或黃油鋸未夾砂混合物，其作用一是避免沉樁時鎖扣內擠入泥砂影響沉樁，二是加強兩根樁鎖扣之間的合縫，防止接縫處過量的滲水。以上各工序完成后，吊起鋼板樁于成品堆放區(qū)待沉樁。4、打設定位系統(tǒng)（1）定位系統(tǒng)結構四面鋼板樁圍堰，對鋼板樁沉樁定位要求較高，否則易出現(xiàn)最后封口樁無法對準鎖口，造成圍堰封閉困難。因此，沉鋼板樁前必須布置好定位系統(tǒng)。沉樁定位系統(tǒng)由800mm（2）定位系統(tǒng)施工測量人員現(xiàn)場測放定位鋼管樁的平面位置，鋼管樁采用50噸履帶吊吊起，靠其自重沉入泥中。80t履帶吊配90KW振動錘夾樁起吊后，在定位處打樁。打樁過程中，嚴格控制定位樁的平面位置及頂標高。平面位置定位偏差不大于3cm，頂標高偏差不大于20cm。定位樁全部打設完成后，鋪設施工人員操作平臺。測量人員測放定位樁+20、+16m高程線。采用鋼抱箍夾樁，利用抱箍的支腿，形成定位導梁的擱置點。鋼抱箍結構簡圖如下：鋼抱箍安裝完成后，再次校核其平面位置，并適當調整角度，確保支腿不超出導梁的前沿。在支腿上測放導梁安裝線，安裝槽28型鋼導梁。上、下兩層導梁前沿即為鋼板樁內側定位線。校核導梁位置，無誤后，將導梁點焊于支腿上固定。5、打鋼板樁（1）立樁孔的設置鋼板樁必須豎立起來，才方便振動錘夾持。由于在陸地上打樁，較長的鋼板樁都不便于豎立，為此在打樁現(xiàn)場附近布置立樁孔。立樁孔采用直徑800mm的鋼管樁（樁長10m）打入地下，頂面較地面高約50cm。然后采用旋挖鉆機，在樁內鉆孔至26m深（從地面起算），形成立樁孔。50噸履帶吊，起吊鋼板樁，豎立插入立樁孔內。此時鋼板樁頂高出地面約1m，方便人員控制振動錘夾樁。（2）打樁采用80t履帶吊，起吊振動錘夾樁。確保錘夾夾好穩(wěn)固后，起吊鋼板樁。根據導梁上測放的位置，鋼板樁在人工的配合下，沿著導梁并對準定位線后，自由下沉。自重下沉穩(wěn)定后，開動振動錘沉樁，直到第一根鋼板樁沉放到位。第二根鋼板樁起吊后，其底口對準已經施打的鋼板樁，施工人員協(xié)助吊車，使兩根板樁鎖口對接，然后自重下沉及振動沉樁到位。以后每根板樁都遵循此施工順序，直至全部板樁打設完成。（3）鋼板樁施工注意事項由于鋼板樁圍堰要求四面形成封閉區(qū)，其對鋼板樁定位、施打等質量要求非常高。施打鋼板樁時應注意以下幾點：——第一根定位必須準確無誤，并確保垂直下沉到位?！瞬扇《喔鶚恫迦敕€(wěn)定后形成屏風式板墻，然后先將兩側樁下沉到位，再采取跳打的方式將中間部位的樁沉放到位?！翡摪鍢洞蛉胗幸欢ǖ拈L度，出現(xiàn)鋼板樁向一側傾斜，則應加工異形樁（梯形樁）及時予以糾正。——邊角處施工時，應準確定好轉角接頭的第一根樁的樁位，消除鋼板樁累積偏差，然后根據轉角處實際尺寸，調整加工轉角連接件的尺寸，打入轉角件，鈄兩邊鋼板樁連接起來。——封閉圍堰最后收口處設在第四面鋼板樁圍堰的中間部位。臨近收口處，要量測鋼板樁整體偏位情況，及時加工異形樁予以調整，確保最后一根收口樁能順利打入。6、挖泥與圍囹施工（1）鋼板樁圍堰外四周挖泥、卸載由于承臺基坑太深，基坑內挖泥后，鋼板樁圍堰承受較大的土壓力。為了減小外側土壓力，鋼板樁施工完成后，及時進行外圍挖泥施工。采用長臂挖掘機，盡可能挖低鋼板樁圍堰四周的地面，預計可將其四周地面降至+12~+13m。挖泥時放緩邊坡，防止開挖面塌方擠土對圍堰形成壓力。圍堰四周挖泥宜控制在同一高程。（2）第一層、二層圍囹施工樁基施工結束后，第四面鋼板樁打完形成封閉圍堰，拆除定位系統(tǒng)，及時進行第一層、第二層圍囹及支撐系統(tǒng)施工。第一層、第二層圍囹與支撐系統(tǒng)位于原地面以上及平齊原地面，其施工前，基坑土方無需開挖。量測鋼板樁圍堰平面尺寸，根據測量結果，確定鋼圍囹長度，并將鋼圍囹按尺寸加工好待用。鋼板樁每層圍囹底部焊接鋼牛腿，形成鋼圍囹擱置點，然后用吊車吊起鋼圍囹對位并擱放于牛腿上，電焊點焊固定鋼圍囹。鋼圍囹安裝完成后，再安裝鋼管支撐，要求鋼管支撐與鋼圍囹滿焊連接，局部可加墊鋼板，使鋼管支撐與鋼圍囹緊密連接，確保鋼管支撐均勻受力。（3）圍堰內挖泥與其他各層圍囹支撐施工A、挖泥采用射水空氣吸泥機開挖承臺基坑。射水空氣吸泥下沉的工作原理：由空壓機輸送足夠風量(風壓0．4一o．6MPa)進入吸泥器的風包內，向吸泥管內噴射，形成圓錐形高速氣流，向排泥管出口排放，從而帶走吸泥管和排泥管中的泥水和空氣，而在吸泥下部造成負壓產生吸力，將被射水器沖碎的泥、砂連同水吸入吸泥管，隨高壓氣流排出排泥管外，達到開挖承臺基坑土方的目的。射水空氣吸泥機由吸泥器、吸泥管、排泥管、高壓風管和射水器的高壓水管、噴嘴及其聯(lián)接件組成。動力是l2立方空壓機和9級水泵。吸泥器由8毫米鋼板焊接成巾400X700(毫米)的圓柱風包，從風包中心通過管徑為150毫米的吸泥管，而在風包中部的吸泥管管壁上鉆有孔徑為5毫米的小孔110個。小孔與管壁的交角為45度，均勻布置在110毫米高度內的圓周上。小孔的總面積為進氣管凈截面積的1.3倍。排泥管與吸泥管的直徑相同，用法蘭盤聯(lián)接成整根。它的出口處裝有弧形90度的彎頭和聯(lián)接軟管的法蘭，由軟管伸出井外。彎頭處開有天窗便于清除卡石。排泥管長度根據開挖高度定為15m。壓風管選用管徑為38毫米的無縫鋼管，一端通入風包內，另一端設有法蘭，聯(lián)接來自空壓機的高壓膠皮管。射水器由噴嘴和高壓水管組成，水由9級水泵供給。噴嘴外形為圓錐體。小頭孔徑為25毫米，大頭孔徑為50毫米。錐面上鉆訂5毫米的小孔四個，起輔助射水作用。高壓水管管徑為50毫米的無縫鋼管。一端串過吸泥器的風包，用法蘭盤與噴嘴大頭聯(lián)接，高度與吸泥器進泥管口一致。另一端用法蘭盤與9級水泵來的高壓膠皮管接通。高壓風管與水管的鋼管部分，分別與排泥管平行對稱設置，其長度三者基本一致。設計二個射水器，均勻布置在吸泥器周圍。每個射水器分別設開關，便于分開控制使用。吸泥之前，布置好大功率補水水泵。向圍堰內注水，注水高度略低于圍堰第一層圍囹頂。采用25t吊車吊起吸泥管、盤，開動空壓機與射流泵，保證氣壓在0.5MPa下，空壓機要全負荷運轉，以供最大風量(9—12m3／min)。排泥管每分鐘排泥水量可達2.5~3.5m3，最大對角線小于150毫米的石塊均能吸出。吸泥管口和噴嘴要離吸泥面l0~40厘米，吊車配合頻繁移動，求得吸泥最佳效果。B、挖泥控制標高與圍囹、支撐施工吸泥時通過控制吸盤的高度控制吸泥標高，并用測桿勤測基坑內泥面高程。第三層圍囹施工泥面控制標高+11.5m。挖泥至此高程后，抽干圍堰內積水，及時施工第三級圍囹及支撐。第四層圍囹施工泥面控制標高+9.5m。挖泥至此高程后，抽干圍堰內積水，及時施工第四層圍囹及支撐。第五層圍囹施工泥面控制標高+6.5m。挖泥至此高程后，抽干圍堰內積水，及時施工第五層圍囹及支撐。7、封底砼施工（1）施工工藝流程拋填碎石層拋填碎石層水下吸泥潛水員清理基坑搭設平臺水下澆注砼（2）水下吸泥第五層圍囹施工及驗收完成后，采取相同的水下吸泥方法，開挖承臺內土方直至封底砼底部，并超深0.5m（鋪設封底砼底部50cm厚碎石層），即挖泥標高控制在0m特別注意：在挖泥、封底砼澆注直至封底砼強度達到設計值之前整個全過程，都必須保證圍堰內水頭不得低于圍堰第一層圍囹底。安排三班人員24小時現(xiàn)場值班，圍堰漏水要及時開動補水水泵補水，維持圍堰內水頭高度。（3）拋填碎石層為了保證封底砼質量，防止水下澆注砼擠動底部泥、砂成堆，封底砼底部需拋填50cm厚碎石層。碎石粒徑5~12cm。拋填用碎石通過鋼棧橋運至鋼平臺附近，自卸至集料斗內，吊車起吊料斗，均勻拋填至基坑內。拋填過程中，勤測基坑底高程，以便于控制拋填厚度。（4）潛水員清理基坑碎石層拋填完成后，潛水員進入基坑底部，清理平整碎石墊層。對于173墩，由于封底砼底部已經進入透水砂層，故封底砼必須密實、防滲水。故潛水員必須采用鋼絲刷清刷鉆孔樁砼表面，清除掉鉆孔樁砼周邊附著的泥土，確保封底砼與鉆孔樁緊密粘接，避免封底砼在樁周形成滲水通道。對于174墩，封底砼主要起底層支撐、壓底防止軟土隆起的作用，不考慮防滲水，因此可以不清理樁周邊粘結的泥土。（5）搭設澆注平臺（6）封底砼要求混凝土配合比的合理設計，是封底成功的重要因素之一，除采用雙摻技術提高混凝土的和易性、流動性及穩(wěn)定性外，還對封底混凝土其它性能指標進行了規(guī)定。在封底混凝土澆筑過程中，可根據具體情況，對混凝土配合比進行必要的調整，使得混凝土的各項指標均滿足封底混凝土的質量要求。a、混凝土強度不小于設計強度C25；b、初始流動度不小于600mm，3小時后，混凝土流動度不小于500mmd、混凝土七天強度達到設計強度的90%以上。（7）封底砼澆注在各項準備工作就緒，并進行試運轉后才能灌注混凝土、混凝土的灌注應遵守以下原則：一次到位，由邊到中，儲料足夠，保證埋深。a、首灌混凝土澆注封底施工遵循從四周向中間逐漸推進。在開灌過程中，每隔30分鐘對已經開罐完畢的導管進行補料，補料時間一般為5分鐘，直至達到設計標高；導管首封砼施工順序：1、2、3、4、11、12、13、14、5、8、7、10、6、9。首封施工時，導管內放置圓柱式塑料（泡沫）隔水塞，5方大料斗與導管相接，關閉好封門。兩臺汽車泵同時向料斗內集料，集料滿后，打開封門，同時兩臺汽車泵滿負荷工作，向料斗內補料，確保料斗內砼始終保持一定的備料。料斗內儲備的5方料及兩臺罐車共計16方料一