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桥梁水中墩桩基础及钢板桩围堰施工方案

1红旗路浏阳河大桥 桩基础及主墩钢板桩围堰施工方案长沙市市政工程有限责任公司长沙市红旗路浏阳河大桥项目经理部2012年12月10日

1主要内容一、工程概况二、桩基施工方案三、钢板桩围堰施工方案四、钢板桩围堰施工监测 五、钢板桩围堰受力计算六、安全文明施工

3一、工程概况红旗路浏阳河大桥纵断面图

4红旗路浏阳河大桥主墩施工平面布置图

62.1施工准备施工准备工作包括： 1、技术及机械设备准备 2、测量准备 3、试验准备 4、物质材料准备 5、施工场地与施工便道布置 便道以黄土填筑，在面层铺20cm厚砖渣，在上河堤和下河道路等关键部位面层浇筑15cm厚C25砼作为路面。 合理布置施工场地，保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位与材料运输办公大楼加固整修工程施工组织设计，钻渣的及时外运。

82.2钻进成孔1、泥浆制备泥浆性能指标

92.2钻进成孔2、钻进施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。钻渣要及时运出工地，弃运到合适的地点以达到环境保护的要求，地质情况记录按相应的地质的相关的表记录 。 3、终孔钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用测孔仪进行检测。确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收 。

2.2钻进成孔4、清孔及检测清孔采用掏渣法清孔，清孔时注意保持孔内水位。清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力 。成孔检测标准编号

112.3钻进成孔4、钢筋笼制作、运输及安装 钢筋笼骨架在制作场内分节制作。钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼定位后，应及时浇注水下混凝土，防止坍孔。按设计要求安装声测管：声测管外径5.7cm，壁厚3mm，与钢筋笼等长。

132.3钻进成孔6、二次清孔导管下放到位后，应立即进行孔底沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求时，采用气举反循环二次清孔，浇注混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm，孔内沉渣测量采用前端悬挂平砣测绳测量，测出的差值即为沉渣厚度。7、水下混凝土灌注水下混凝土采用输送泵泵送至导管顶部的漏斗中。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在18～22cm之间，并有很好的和易性、流动性。 （1）首批混凝土数量初灌量计算如下：V=πD2/4*（H1+H2）+πd2/4*h1计算得首批混凝土灌注量为v=6.19 m3 取大集料斗容量6m3,小集料斗1m3 。

15三、钢板桩围堰施工方案经过综合考虑后，我部在承台基坑开挖时采用的支护方案为钢板桩围堰支护。基坑侧壁安全等级为二级 。选用拉森Ⅳ型钢板桩，采用三道支撑，支撑全部采用钢结构，支撑由围檩和钢管组成，围檩采用2I36b型工字钢，钢管支撑采用Φ600mmδ8mm钢管。封底为20号砼。详见下图。

163.1钢板桩总体施工组织计划

173.2钢板桩施工平面布置

183.3旋挖钻引孔施工由于主桥5#、6#墩位地质情况是在20m~22m进入风化岩层，而承台基坑开挖底标高为19.5m,直接插打钢板桩无法到达设计深度，所以在插打钢板桩前采用旋挖钻引孔方法破碎岩层。

193.4钢板桩施工工艺1、导架的安装在板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。

203.4钢板桩施工工艺2、板桩施打

223.4钢板桩施工工艺3、钢支撑的安装 钢管支撑安装施工工艺流程：施工准备→钢围檩牛腿焊接安装→工字钢围檩安装→安装钢管支撑→安装钢管角撑。

233.4钢板桩施工工艺钢围檩安装

243.4钢板桩施工工艺钢管支撑安装

253.4钢板桩施工工艺基坑开挖

263.4钢板桩施工工艺钢围堰及支护成型

213.4钢板桩施工工艺水下砼封底

273.4钢板桩施工工艺4、板桩的拔除 基坑回填后，要拔除板桩，以便重复使用。承台施工完毕后，对承台四周采用沙砾进行分层回填，回填过程中保证每层回填厚度不大于1米，并灌水密实。回填至钢支撑底部，经检测回填沙压实度达到90%以上后方可进行钢支撑的拆除工作。钢支撑拆除时先将支撑与围檩之间的焊接进行切割，对钢板桩向外侧适当施加外力后，将钢管撑拆除。全部拆除完毕后再依次拆除斜撑、围檩、牛腿等构件。 最后采用振动锤拔除钢板桩。5、钢板桩施工质量要求 钢板桩的垂直度要求不超过1%，钢板桩的轴线偏差为±10cm。6、基坑防水排水措施 安排专人对集水坑抽水，坑内的污水泵应24h连续抽水直至钢板桩拆除等施工完毕。

28四、钢板桩围堰施工监测4.1监测组织监测小组人员表序号

4.2监测内容和方法 （1）钢板桩变形监测 （2）内支撑体系变形监测 （3）基坑变形监测项目监测内容和精度要求序号

304.3观测频率 各监测项目在基坑开挖前应测得稳定初始值，且不少于2次；从基坑土方开挖期间，每1天观测1次，稳定后每3天观测1次。 当大暴雨结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测；当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。

4.4监测报警 根据地质与设计等因素，及二级基坑安全等级，确定基坑及支护结构监测报警值见下表：序号

32五、钢板桩围堰受力计算5#、6#墩基础施工采用钢板桩围堰法，钢板桩围堰在原筑岛围堰平台上施工。由于5#、6#墩地质条件相仿，6#墩承台略深一点，围堰受力较6#墩更不利，比选时取6#墩围堰进行计算。 浏阳河水位25.8m标高，河床标高24.7m，筑岛用粘土填至28.5m标高。承台顶标高23.3m，承台底标高19.8m，钢板桩桩顶标高29.5m。

33五、钢板桩围堰受力计算5.1支撑的等弯矩布置由计算结果，内支撑布置如下：第一道支撑布置在离填土顶1米的地方，即标高为27.5米的位置；第二道支撑布置在离第一道支撑3.2米的地方，即标高为24.3米的位置；第三道支撑布置在离第二道支撑2.8米的地方，即标高为21.5米的位置。

34五、钢板桩围堰受力计算5.2入土深度计算（1）第三道安装之前入土深度计算（工况1）：由于第三道围檩安装之前，为最不利工况安装第三道围檩时，考虑随着深度的增大，主动土压力增大，钢板桩的受力也会增大，所以此时选择开挖深度为第三道围檩深度21.5m。经计算，入土深度为2.5 m， 钢板桩所需长度9.5m。（2）开挖至坑底标高19.5米，入土深度计算（工况2）：经计算，入土深度为2.26m，钢板桩所需长度11.26m。所以选用12m长钢板桩，开挖到基坑底部入土深度为2.3m，钢板桩露出筑岛平台70cm。

35五、钢板桩围堰受力计算5.3模型建立钢板桩采用拉森Ⅳ，截面尺寸： 宽400mm；高170mm；壁厚15.5mm 截面积：A=242.5cm2 惯性矩：I=38600cm4/m 截面抵抗矩：W=2270cm3 /m。钢板桩采用与其惯性矩等效的板模拟： 等效板厚为16.67厘米GB／T 37507-2019标准下载，W=bh3/12=100×16.67×16.67×16.67/12=38600 cm4/m

36五、钢板桩围堰受力计算5.3模型建立

37五、钢板桩围堰受力计算5.4结果分析

五、钢板桩围堰受力计算分析指标

按照设计材料的力学性能，Q345钢材的屈服应力为345MPa，根据各个钢材构件的截面尺寸可得钢板桩每延米的极限弯矩为600kN·m，双层工字钢的极限轴力为5858kN，钢管桩的极限轴力为5134kN。以上结构的应力均未达到Q345钢材的屈服应力，钢板桩弯矩未超过钢板桩每延米的极限弯矩GB／T 23004-2020 信息化和工业化融合生态系统参考架构.pdf，支撑的轴力均未超过钢管桩和双层工字钢的极限轴力。故结构处于安全状态，设计符合要求。

39五、钢板桩围堰受力计算5.5 承载力与抗隆稳定验算（1）承载力验算 验算基底承载力，基底荷载为σ=3.7×26=96.2kPa＜[σ]= 500kPa。故基底承载力满足要求。（2）抗隆起验算 由抗隆起安全系数K=（2×π×c）/（γ×h）≥1.2 所以h≤9.97m。即围堰的深度不能超过9.97m，否则发生隆起，施工时围堰深度为9m，不会发生隆起现象。实际围堰还有20cm厚混凝土封底，将更加安全。