拉森钢板桩围堰施工方案第三.pdf

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德商高速公路路桥二标项目经理部
小运河大桥5号墩钢围堰
专项施工方案
冲击碾压试验段施工方案
中铁十五局集团有限公司德商高速公路
夏津至聊城段路桥二标项目经理部
二〇一四年三月一十三日:.
编制:职肖肖
审核:焦良韦
批准:张政伟
后方公司评审:周长青:.
一、项目概况........................................................................................
二、工程概况........................................................................................
三、水文地质情况................................................................................
1、地层与地质情况...........................................................................
2、气象水文.......................................................................................
四、施工组织和施工安排.....................................................................
、总体施工方案和方法..................................................................
、主要工期进度指标......................................................................
、施工工艺流程.............................................................................
、材料机具配备.............................................................................
........................................................................................
五、拉伸钢板桩围堰验算情况.............................................................
六、主要施工方法与方案.....................................................................
、钢板桩围堰施工.........................................................................
、基坑开挖.....................................................................................
、钢板桩围堰支护.........................................................................
、围堰内止水及排水......................................................................
、混凝土垫层.................................................................................
七、基坑顶部水平位移监测.................................................................
........................................................................................
........................................................................................
................................................................
.......................................................................................:.
........................................................
八、各工序安全质量保障措施.............................................................
、基坑开挖.....................................................................................
、机械作业.....................................................................................
、临时用电.....................................................................................
九、深基坑施工专项处置预案.............................................................
、总则.............................................................................................
、主要风险及救援特点..................................................................
、预警及预防.................................................................................
、应急处置....................................................................................
、保障措施.....................................................................................
十、防汛施工及应急预案.....................................................................
、成立抗洪防汛领导小组............................................................
、建立季节气象信息网................................................................
、做好汛期实施措施....................................................................
、防汛快速反应方案....................................................................
、事故恢复过程中的应急措施....................................................
十一、附件...........................................................................................
附件一:钢板桩围堰施工实例照片...................................................:.
一、项目概况
德商高速公路夏津至聊城段路桥二标位于聊城市和临清市境内,
起点桩号为K61+800,终点桩号为K84+000。本合同段主要设置2个
互通区和一个停车区;分别为:临清东互通区、聊城北互通区和聊城
北停车区,合同价:。
主要工程量有:路基借土填方3005393m3、强夯77409m2、浆喷
桩272231m;、、分离式立交
、;,箱型
,;盖板涵106m/2
道;收费站式互通2处、停车区1处、房建3处。
二、工程概况
小运河大桥桥梁起点K74+,终点桩号K75+,全长
,全桥共四联,采用分幅设计,其具体跨径组合为:(3x30)+
(40+70+40)+2X(4x30)m,交角为90度。桥梁中心桩号为K75+031。
跨径采用悬浇变截面预应力混凝土连续箱梁,下部采用柱式墩,
肋式台,钻孔摩擦桩。
小运河为人工河道,河宽50m,常年流水,~。
,,最大水深
,流量最大为50m3/s,水下地质基本为粉质黏土或黏土,
承载力基本容许值为[fa0]=100~150kPa。
小运河大桥深基坑为2#、3#、4#、5#墩承台,2#为桩系结
构,。3#墩为主桥过渡墩,结构形式为钻孔灌注
桩,工字型承台,柱式墩,;4#、5#为主桥:.
主墩,结构形式为钻孔灌注桩,矩形承台,实体墩,基坑开挖深
度4#,5#。5#墩位于小运河南堤岸,小里程侧位
于水中。其余桥墩位于旱地中。根据现场情况及验算拟5#墩采
用拉森钢板桩围堰进行施工,其余墩采用明开挖放坡留取台阶的
施工方案进行施工。
三、水文地质情况
德商高速公路位于山东省西部,区域为鲁西南-鲁西北平原,
由黄河泛滥冲积而成,是华北平原的组成部分。海拔高程在27~
35m之间。地势由西南向东北倾斜,比降一般在1/6000~1/10000
之间。由于黄河多次决口、改道和沉积,地表形成一系列高差不
大的河道高地和河间洼地,彼此重迭、纵横交错。地形地势平坦,
起伏高差较小,为较典型冲积平原地貌。区域地貌类型可划分为
河滩高地、缓平坡地、河间浅平洼地、背河槽状洼地、决口扇形
地等5种类型。
1、地层与地质情况
本区域地处黄泛平原,上覆第四纪松散堆积物,厚度>250m,
主要为粘土、粉砂、砂及砾石层。分为更新统和全新统,更新统
主要为河湖相沉积,岩性上部为灰黄色、黄褐色粉土为主,夹有
粉砂和粉细砂,结构松散;下部多为棕褐色、灰褐色、棕红色粉
质粘土。全新统主要为冲积、冲洪积、沼泽相沉积,其上部主要
为灰黄色粉土局部夹粉质粘土薄层,结构松散。
不良地质作用主要是沿线土层为第四系冲洪积物,地基土质
以粉土、粉质粘土、粘土、细砂为主,具有较松散、承载力低、
固结程度差等特征,上部土层的地基容许承载力一般在110Kpa:.
左右。根据液化叛别结果,本项目仅局部路段存在可液化地基,其
中大部分为轻微液化。
2、气象水文
项目区域属暖温带半湿润大陆性气候区,四季分明,气候温
和,冷热干湿季节明显。春季干旱少雨多风沙,夏季炎热多雨时
有涝,秋季常有晚秋旱,冬期严寒干燥雨雪较少。年平均气温为
~℃;~;年平均风速
~;年平均相对湿度66%,降雨多集中在7月至8月;
一般在11月下旬开始冻结,次年3月中旬解冻,最大冻土深度
47cm。
路线走廊范围内地表水系及地下水均较发育,主要存在的地
表水系及地下水类型如下:①地表水:地表水主要为小运河、裕民
渠、戴颜分干渠、王康干渠、德王河、黄杨分干渠、德王河东支
等人工河流,7~8月份为丰水期;②地下水丰富,一般在地表下
3-6m可见水,上层滞水,主要赋存于沿线浅表填筑土、种植土;
小运河属京杭大运河临清段(也称会通河),因与卫运河相
比既窄又浅,故称小运河。详细地质情况如下:
1)素填土(Q4me):浅黄色,松散,主要由粉质黏土组成,
含植物根系。承载力基本容许值【fa0】=70kPa,桩侧摩阻力标
准值qik=20kPa。
2)粉土(Q4al+pl):灰黄色,湿,中密~密实,土质较
均,干强度、韧性低。承载力基本容许值【fa0】=90kPa,桩侧
摩阻力标准值qik=25kPa。
3)粉质黏土(Q4al+pl):黄褐色,软塑,土质较均。:.
干强度、韧性中等。承载力基本容许值【fa0】=100kPa,桩侧摩
阻力标准值qik=30kPa。
4)黏土(Q4al+pl):黄褐色,可塑,土质较均。干强
度、韧性高。承载力基本容许值【fa0】=110kPa,摩阻力标准值
qik=30kPa。
5)粉质黏土(Q4al+pl):灰色,软塑~可塑,土质较均。
干强度、韧性中等。承载力基本容许值【fa0】=120kPa,桩侧摩
阻力标准值qik=30kPa。
6)粉土(Q4al+pl):灰黄色夹灰褐色,湿,中密~密实,
干强度、韧性低。承载力基本容许值【fa0】=120kPa,桩侧摩阻
力标准值qik=30kPa。
7)黏土(Q4al+pl):黄褐色,可塑,土质较均,干强
度、韧性高。承载力基本容许值【fa0】=150kPa,桩侧摩阻力标
准值qik=40kPa。
8)黏土(Q4al+pl):褐黄色,可塑~硬塑,土质较均,
含少量铁锰斑点,干强度、韧性中等。承载力基本容许值【fa0】
=140kPa,摩阻力标准值qik=35kPa。
9)粉砂(Q4al+pl):褐黄色,饱和,中密,砂质较纯,
分选性一般,级配较好。承载力基本容许值【fa0】=140kPa,桩
侧摩阻力标准值qik=35kPa。
四、施工组织和施工安排
、总体施工方案和方法
、5#桥墩位于小运河河堤内侧,地下水位较丰富,承:.
台底低于河床标高3m,考虑开挖深度及坑壁、坑底渗水量大,
承台施工采用钢板桩围堰后,采用挖掘机或吸泥方式进行基坑开
挖,开挖过程中遵循先支护后开挖的原则边支护边开挖,浇筑混
凝土垫层后进行承台基坑排水,最后完成承台钢筋及砼施工。
、承台施工完毕后对基坑进行分层回填,采用常规方
法施工墩柱及其它下部构造。
、主要工期进度指标
根据钢板桩行业内施工总体水平结合本单位常年施工经验,
同时考虑2014年总体施工计划及小运河控制性工程进度计划要
求,我部将按如下进度计划进行相应资源配备。
总体工期45天,钢板桩打设6天,基坑开挖4天,内支撑安
装3天,检测修正2天,混凝土垫层4天,承台钢筋绑扎5天,
模板安装4天,砼浇筑及墩柱施工准备5天,实心墩施工8天,
钢板桩拆除4天。
计划开始时间:2014年3月25日
、施工工艺流程
施工准备→测量放线→导向安装→打钢板桩→开挖基坑准
备→清淤排水→安装内支撑围囹→人工清底→混凝土垫层(围堰
止水)→承台施工→上部墩台施工→填土加水→拆除内支撑→拔
出钢板桩。
、材料机具配备
主要材料配备表:.
项目名数理论重备
序号材料长度吨位
称量量注

钢板桩

2H500×200双

型钢拼
围囹
2H500×200双

型钢拼
2H500×200双

型钢拼
内支撑
2H500×200双

型钢拼

8内支撑合计吨位:
9钢板桩合计吨位:
10总计吨位:
主要机具配备表
序号名称单位规格数量
1履带吊台50t1
2振动锤台901
3变频柜台1
4潜水渣浆泵台1504:.
5客货车辆长城皮卡1
6气割台若干
7电焊机台ZX5-400若干

序号人员类别姓名人数职责、职务
1项目负责人张政伟1项目经理
2技术总负责人焦良韦1项目总工程师
3小运河大桥负责人李克春1项目副经理
4工区负责人王宗鑫1项目副经理兼工区长
5质检负责人周拥军1总质检负责人
6试验负责人石旺财1试验室主任
7测量工程师王斌斌1测量队长
8安全负责人赵焕雪1安全环保部部长
9机械、设备工程师黄新明1物资设备部部长
10现场管理人员孙得力1专业队队长
11技术主管尹艳波1专业队技术负责人
12现场技术员2
13专职安全员范贵祥1
14钢板桩打拔工5
15钢结构施工人员4
16机械司机3
17后勤服务人员1
五、拉伸钢板桩围堰验算情况
通过验算采用12m长钢板桩,,加设一层围
囹,5道水平撑的方式进行维护,满足施工需求(详见受力验算)。:.
六、主要施工方法与方案
、钢板桩围堰施工
1)、围堰结构、尺寸
×=;钢板桩型
号为:日本拉森PV-4型,单根钢板桩长为12m;钢板桩围堰比
。围囹采用双拼H型钢。
2)、钢板桩围堰施工
(1)钢板桩的选用
根据工程所在场地特点,结合钢板桩的特性、施工方法等方
面进行考虑,选用拉森Ⅳ型400×155mm钢板桩,长度12m,单
∕m。
(2)打桩设备
投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。振动锤为DZ-90型,功
率为90KW,激振力为0~579Kn,最大拔桩力为254Kn,重量为
。
(3)钢板桩插打
在承台周围打插钢板桩,钢板桩顶面高于现地面50cm。
①插打钢板桩前的准备工作
a、对现有围堰范围内能施工钢板桩场地进行清理,避免在钢
板桩插打位置遇到障碍物;
b、钢板桩变形检查:因钢板桩在装卸、运输过程会出现撞:.
伤、弯扭及锁口变形等现象,因此,钢板桩在插打前有必要对其
进行变形检查。对变形严重的钢板桩进行校正并做锁口通过检
查。锁口检查方法:用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩
作标准,采用卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾作锁口
通过检查,对于检查通过的投入使用,不合格的再进行校正或淘
汰不用。钢板桩的其它检查:剔除钢板桩前期使用后表面因焊接
钢板、钢筋留下的残渣瘤;
c、振动锤检查:振动锤是打拔钢板桩的关键设备,在打拔
前一定要进行专门检查,确保线路畅通,功能正常,振动锤的端
电压要达到380-420V,而夹板牙齿不能有太多磨损;
d、涂刷黄油混合物油膏:为了减少插打时锁口间的摩擦和
减少钢板桩围堰的渗漏,在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏。
e、桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭,避免泥土挤入,
锁口应涂以黄油或其它油脂。对于年久失修,锁口变形,锈蚀严
重的钢板桩,应进行整修矫正,弯曲变形的桩,可用油压千斤顶
顶压或火烘等方法进行矫正。
②钢板桩围堰的插打
钢板桩插打利用履带式吊车作为起吊设备,配合DZ90振动
锤的施工方法逐片插打。
a、安装钢板桩插打导向架:钢板桩插打之前,安装第
一道支撑圈梁,作为钢板桩插打时的导向架,以控制钢板桩的平
面尺寸和垂直度;:.
b、为了确保每一片钢板桩插打准确,第一片钢板桩是插打
的关键,在插打前先按钢板桩宽度在圈梁上画出每根钢板桩的边
线,然后在圈梁上焊接长约4m的导向桁架(如下图),在导向架
上、下边上设置限位装置,大小比钢板桩每边放大1cm,插打时,
钢板桩桩背紧靠导向架,边插边将吊钩缓慢下放,这时在相互垂
直的两个方向用锤球进行观测,以确保钢板桩插正、插直;
c、在打桩过程中。为保证钢板桩的垂直度。用两台经纬仪
在两个方向加以控制。通过检测,确定第一片钢板桩插打合格后,
然后以第一根钢板桩为基准,再向两边对称插打每一根钢板桩到
设计位置。整个施工过程中,要用锤球始终控制每片桩的垂直度,
及时调整;
d、每一片钢板桩先利用自重下插,当自重不能下插时,才
进行加压;
e、钢板桩插打至设计标高后,立即与导向架进行焊接;
f、插打过程中,须遵守“插桩正直,分散即纠,调整合拢”
的施工要点。
③钢板桩合拢
钢板桩打入的顺序由四周边线中点处依次向4个角合拢。合
拢前的准备:在即将合拢时,开始测量并计算出钢板桩底部的直
线距离,再根据钢板桩的宽度,计算出所需钢板桩的片数,按此
确定下一步钢板桩如何插打。合拢时桩的调整处理,为了便于
合拢,合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有4个面,打完:.
的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直,合拢应选
择在角桩附近(一般离角桩4~5片),如果距离有差距,可调整
合拢边相邻一边离导向架的距离。为了防止合拢处两片桩不在一
个平面内,一定要调整好角桩方向,让其一面锁口与对面的钢板
桩锁口尽量保持平行。
④钢板桩的施工中遇到的问题及处理
由于基坑底地质结构复杂,钢板桩打拔施工中常遇到一些难
题,常采用如下几点办法解决:
a、打桩过程中有时遇上大的孤石或其它不明障碍物,导致
钢板桩打入深度不够,则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
b、钢板桩在软泥质地段挤进过程中受到泥中块石或其它不
明障碍物等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜,采取以下措
施进行纠偏:~,再
往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的块石等障碍物被振
碎或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩的倾
斜度。
c、钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形
桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩,异形桩可
根据据实际倾斜度进行焊接加工;倾斜度较小时也可以用卷扬机
或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
d、软泥质基础较软,有时施工发生将邻桩带入现象,采用
的措施是把相邻的数根桩焊接在一起,并且在当前施工打桩的连:.
接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。
、基坑开挖
围堰采用挖掘机进行承台基坑土方开挖,土方开挖应分层分
区连续施工,并对称开挖。
钢板桩围堰完成后,进行第一层基坑开挖,开挖深度至围囹
,开挖方式采用长臂挖机施工,安装围囹支撑,内
支撑安装完成后,继续进行开挖,挖至基坑底面标高,在取土过
程中及时测量坑底标高,防止超挖,特别要注意开挖是对桩基混
凝土的保护,逐步分层开挖,逐步降一层水,不得冒进超挖。排
水方式宜采用水沟排水,基坑四周预留集水井,采用低扬程大流
量抽水设备排水。
、钢板桩围堰支护
钢板桩内撑围囹布置图
钢板桩内撑围囹示意图
钢板桩内于桩基及墩柱关系图
钢板桩内撑围囹示意图
、围堰内止水及排水
a、钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合
物。当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,外侧包裹一层
防水彩条布,起到防水作用
b、钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
抽水时同时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合:.
物,使其由水夹带至漏水处自行堵塞,在桩脚漏水处,采用局部
砼封底等措施。
c、钢板桩支护止水完成后,进行基底清理工作。在承台四
角挖集水坑,周边做排水沟,用水泵及时排除围堰内渗水。
d、基坑内的水排入线路右侧的防洪渠道中,经考察满足排
水需求,根据渗水质量情况采取措施保证排出水符合环保要求。
、混凝土垫层
承台基坑开挖完毕后,~
土垫层,混凝土垫层采用C20标号。
七、基坑顶部水平位移监测

监测点水平间距不宜大于20米,每边监测点数不宜少于3个。
水平和竖向位移监测点宜为共用点,监测点宜设置在基坑坡顶上。

采用极坐标法测量原理,在测点周围每次使用两固定控制点,一
个设站,一个作为后视点,正、倒镜测出施工坐标取平均值,基坑开
挖前所测成果作为初始值,两次测量成果从轴距中可直观地看出:相
对上次轴距小时产生位移;本次与前次测得差值为本次变化量,日常
监测值与初始值的差值为累计变化量。

水准基点控制网布设的基本原则采用分级,首先根据基坑监测点
分布情况,布设首级控制网(起始、闭合于水准基点),观测首级控:.
制点高程;其次,布设二级水准网(起始、闭合于首级控制点),观
测各沉降点高程。首级控制和二级控制布设成附合路线或闭合路线均
可,具体采用那种路线,根据观测点分布情况决定。在布设水准控制
路线时,为确保