大桥钢板桩围堰施工方案#安徽#钢板桩设计.doc
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1、目 录第一章 编制依据1(一)专项施工方案编制依据和原则1第二章 工程概况2第三章 钢板桩围堰设计3(一)、施工难点分析3(二)、主要设计参数3(三)、设计成果4第四章 钢板桩围堰及承台施工9(一)、施工准备9(二)、测量定位10(三)、首桩定位控制10(四)、钢板桩导向架施工10(五)、钢板桩施工10(六)、合拢段施工11(七)、围堰内抽水、挖泥、安装内支撑(以5#墩设计分析为例)11(八)、质量控制及注意事项13(九)、钢板桩围堰施工中的防漏水措施14(十)、承台施工15(十一)、围堰拆除16(十二)、施工预案(湿挖条件下水下浇注封底砼)16第五章 钢板桩围堰施工计划18(一)、劳动力计划
2、18(二)、施工周期安排(以一个承台施工周期为例)18第六章 安全保证体系19(一)、总则19(二)、安全管理机构19(三)、安全保证措施19第七章 安全应急救援预案21(一)、安全生产事故应急救援21(二)、处理突发事件应急预案的原则21(三)、应急救援领导小组21(四)、各项危险源发生应急预案21第八章 环境保护措施238.1搞好环境保护工作238.2环境保护措施23附件:各桥主墩基坑工程计算书261 工程概况261.1 土层参数261.2 基坑周边荷载262 开挖与支护设计262.1 挡墙设计262.2 支撑(锚)结构设计272.3 工况顺序283 计算原理描述293.1 围护墙主动侧土
3、压力计算293.2 围护墙被动侧土压力计算303.3 水压力计算303.4 围护墙内力变形计算303.5 抗倾覆计算333.6 整体稳定计算343.7 抗渗流稳定计算353.8 钢板桩强度验算363.9 坑底抗隆起计算363.10 墙底抗隆起计算374 内力变形计算384.1 计算参数384.2 计算结果385 整体稳定计算425.1 计算参数425.2 计算结果426 坑底抗隆起计算436.1 计算参数436.2 计算结果447 墙底抗隆起计算447.1 计算参数447.2 计算结果448 钢板桩强度计算458.1 计算参数458.2 计算结果459 抗倾覆计算469.1 计算参数469.2
4、 计算结果4610 抗渗流稳定计算4610.1 计算参数4610.2 计算结果4611 支撑结构内力计算46111 第一道支撑体系46112 第二、三道支撑体系4812、湿挖条件下封底厚度计算5012.1、围堰抗浮稳定性计算50附图:钢围堰设计图纸某某县某某某某新开河桥工程拉森钢板围堰专项施工方案第一章 编制依据根据招标文件的规定和建设单位的要求,制定本专项方案。本专项方案的编制以公司现有的施工力量和历年来类似的桥梁施工经验作为基点,计划施工时间为80天,即7月1日开始,9月19日前结束作为控制进度目标,统筹考虑围堰的施工工艺、现场布置以及施工进度计划。(一)专项施工方案编制依据和原则1、编制
5、依据(1)某某县某某某某新开河桥工程施工地质图;(2)某某县某某某某新开河桥工程施工合同文件、施工图设计;(3) 施工现场考察情况;(4) 项目现有可投入本工程的施工技术力量和设备;(5) 有关的施工规范、试验规范、规程;A、国家行业标准建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99B、公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011C、公路工程名词术语 JTJ002-87D、混凝土结构工程施工及验收规范 GB50204E、公路工程施工安全技术规程 JTJ 076-952、编制原则根据招标文件的规定和建设单位的要求,按照将本专项方案作为重点控制的原则编制,具体体现在以下几个方面:(1)根据项目实际
6、情况,制定切实可行的专项施工方案,合理安排施工顺序,确保施工进度、质量和安全。(2)合理布置施工现场,尽量减少工程消耗,降低生产成本。(3)积极推广新工艺、新技术、新材料的应用,增加产品的科技含量。(4)采用平行、流水施工方法和网络计划技术组织,进行有序、均衡、连续的施工。第二章 工程概况某某县某某某某新开河桥工程起点位于环城某某交叉口处,起点桩号K0+00,由北向南跨越浍河后接规划前进路,设计终点桩号K0+848.352,设计路线全长0.848公里。K0+385某某某某新开河桥位于连接新老城区的某某路与浍河交汇处,为某某路的控制性节点,桥位处河道比较顺直,呈东西走向,上游为彩虹桥,下游为S3
7、06蚌五路泄洪闸,新建大桥轴线法线方向与水流流向基本一致,路线与河道交角为90度。桥位处河面宽约205米,两侧大堤间宽约220米,堤顶标高在20.50米左右,河底标高在10.406米左右,两岸均为某某城区,其中北岸为老城区,南岸为城南新区。其中3#、4#完全置于水中,已搭设水中钢栈桥平台施工桩基;5#、6#部分位于滩地上,经回填压实后施工桩基,但5#、6#处于通航河道旁,为在施工过程中,确保航道的通行,计划对3#、4#、5#、6#进行拉森钢板围堰的施工。第三章 钢板桩围堰设计(一)、施工难点分析该围堰所处位置土层较硬,河面水位设计标高+14.50m(按十年重现期洪水位),河底面最低标高为+10
8、.406m,地质报告显示从河床底面以下4米范围内为粉质粘土,其下层为硬塑粘土,性质较好,但产生的土压力和水压力较大,平面开挖尺寸分别为:3#(30.3m*9.25m)矩形、4#(35.5m*9.25m)矩形、5#(35.5m*13.00m)矩形、6#(35.5m*9.25m)矩形。承台及墩身下部作业施工需要在基坑内完成,给各道围檩及内支撑的确定增加难度。(二)、主要设计参数相关数据如下:粉质粘土=40Kpa, 粘土=55Kpa, 相关高程数据如下:1、北岸坝顶高程20.10m,南岸坝顶高程20.57m,百年一遇水位16.61m,重现期十年的洪水位15.50m,设计通航最低水位13.00m,测时
9、水位14.50m(6月10日)。钢板桩设计顶端高程控制在16.50m左右。查新开河历史水位资料如下:年 月6月7月8月9月10月11月200213.26 13.68 13.84 14.23 14.08 13.79 200313.56 13.85 14.25 14.66 14.27 14.01 200413.34 13.52 13.99 14.30 14.05 13.68 200513.95 14.44 15.22 15.50 15.12 14.64 200613.27 13.66 14.02 14.56 14.26 14.00 200713.66 13.95 14.20 14.60 14.30
10、 13.89 200813.58 13.80 13.90 14.23 14.00 13.76 200913.49 13.95 14.45 14.87 14.52 14.12 201013.77 14.02 14.56 14.90 14.65 14.28 201113.86 14.50 14.76 14.80 14.45 14.68 2、各墩参数墩号实测高程河床高程承台底高程开挖深度承台顶高程承台高度承台尺寸钢板桩尺寸3 水面:14.5012.2308.9395.56111.4392.527.36.2530.39.254 水面:14.5010.2276.1118.3899.1113.032.56
11、.2535.59.255回填面:15.2515.2506.1079.1439.1073.032.510.0035.513.006回填面:15.4815.4806.1609.3209.1603.032.56.2535.59.253、地质河床以下:粉质粘土3.6m厚,粘土5.4m厚,粉质粘土20.2m,细砂6.4m,粘土34.7m厚。4、钢板桩长度的确定控制钢板长度的要素主要有:基底翻起、管涌、插打过程的稳定(入土深度与钢板桩长度的比值应大于0.5)、封底的经济性和现场实际地质情况,经过计算比选,最终选择18m钢板桩。(三)、设计成果经设计计算,该基坑拟采用水冲挖法施工,各个基坑开挖深度为2#:H
12、=5.561m,3#:H=8.389m,4#:H=9.143m,5#:H=9.320m;共布置二或三道钢支撑,具体布置见下图。第一道围檩采用单拼H型钢(4004001321mm),钢支撑采用630mm直径壁厚10mm钢管;第二、三道围檩采用双拼H型钢(4004001321),支撑采用630mm直径壁厚10mm钢管。第一道钢围檩支撑的底面与设计水位平齐,支撑竖向间距见附图;为保证第三道支撑在承台施工阶段不拆除,第三道支撑底面距离承台面控制在0.38m,以确保施工承台时的操作空间土方开挖后,先抛0.5m厚片石,再浇筑1.3m厚C25封底混凝土,最后浇筑0.15m厚C15找平混凝土。钢板桩围堰支撑布
13、置及结点连接见下图:第四章 钢板桩围堰及承台施工基坑施工流程:施工准备测量定位施工钢板桩导向插打钢板桩逐层进行钢板桩内支撑排水、挖泥浇筑封底及垫层混凝土承台施工墩身施工基坑回填逐步拆除内支撑钢板桩拔出。(一)、施工准备1、主墩的钻孔桩完成后,移走钻机,清理钻孔平台,拆除上部贝雷架;2、对河床进行清理:在桩基施工完成后,对围堰范围内河床进行清理,避免在钢板桩插打位置遇到障碍物;3、在钢板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理,发现缺陷随时调整,选用同种型号的钢板桩,进行弯曲整形、修正、切割、焊接,整理出施工需要的型号(拉森IV号钢板桩15米或18米)、15米钢板桩规格(40017015.5mm)、18
14、米钢板桩规格(60021018mm);整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形,避免碰撞,尤其不能将连接锁口碰坏。 钢板桩平面不直的,应尽量使其平直整齐,避免不规则的转角,以便顺利将钢板桩插打入地下,并利于围檩支撑的设置。4、振动锤检查:采用DZ150型振动锤,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 380420V,而夹板牙齿不能有太多磨损; (二)、测量定位对墩位承台控制点标明并经过复核无误后加以有效保护,同时距离承台边线1.5米的位置钢导向的外边线,并详细定位后固定,施工导向架,导向架使用第一道围檩兼用,在保证钢板桩垂直度的情况
15、下逐根插打。主墩钢板桩使用50t履带吊配合震动锤在用工字钢铺平后的钢护筒上直接插打,插打钢板桩前需复核钢板桩边线位置,在保证钢板桩位置准确前提下逐根打入钢板桩。(三)、首桩定位控制在正式沉桩前应结合现场情况确定并计算首桩所用的测点位置和有关参数,施工采用任意角交会控制定位,其交会角宜在60120之间,且控制点间距不宜大于150m。利用已知的测量控制点坐标和桩位坐标,分别计算两个测量控制点与桩位之间的夹角和距离,利用一个测量控制点上的全站仪控制桩位,利用另一测量控制点上的全站仪进行复核。施工中采用全站仪或经纬仪控制钢板桩垂直度,垂直度出现偏差时需将桩向上拔出一段距离后重新插入,以控制垂直度,钢板
16、桩垂直度允许偏差1%。(四)、钢板桩导向架施工根据钢围堰的平面尺寸,在围堰的外边线上施打两根定位桩,在定位桩上焊接两根工字钢作为钢板桩施工的导向架。施工过程中利用定位卡确保准确定位。施工中需反复校核钢板桩位置和垂直度。(五)、钢板桩施工 由于3#、4#完全在水中钢栈桥上进行施工,利用现有钢栈桥四周的四根钢管桩作为导向钢管,在导向钢管上设置导向架(导向架为两根【25槽钢,两根槽钢之间的间距为5.0cm)。1、将钢板桩运到工地后,钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长23m的短桩作通过试验,以23人拉动通过为宜。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用
17、冷弯,热敲(温度不超过8001000),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。插打钢板桩之前须检查振动锤。2、50t履带吊停在工字钢铺平后的钢护筒上,履带吊侧向施工,便于测量人员观察。挂上振动锤,升高,理顺油管及电缆。3、锤下降,开液压口,拉一根桩至打桩锤下,锁口抹上润滑油,并起锤。4、钢板桩计算长度为15米或18米,待钢板桩尖离开水面30cm时,停止上升。锤下降,使桩至夹口中,开动液压机,夹紧桩。上升锤与桩至打桩地点。5、钢板桩插打时,单桩的锁口内均涂以黄油混合物油膏,以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。插打钢板桩时从第一块就应保持平整,几块插好后即插打一块深的以保持稳定,然后继续插打。6、
18、在插打过程中,加强测量工作,发现倾斜,及时调整,为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实,以防漏水。7、对准钢板桩与定位桩的锁口,靠震动锤与桩自重压到桩所要插打的位置。8、利用锤惯性自重及震动力下插钢板桩,开动振动锤打桩下降,控制打桩锤下降的速度,尽可能的使桩保持竖直,以便锁口能顺利咬合,提高止水能力。9、 板桩至设计高度前20cm时,停止振动,振动锤因惯性继续转动一定时间,打桩至设计高度。10、松开液压夹口,锤上升,打第二根桩,以上类推至打完所有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物,在打完钢板桩后,开始进行钢板桩围堰内的止水处理。(六)、合拢段施工钢
19、围堰合拢段为钢板桩围堰的北面中间位置,平行于水流方向,遂较利于合拢。在钢板桩施工至距离首桩位置约34m距离时,开始计划施工合拢桩位置。精确测量已施工钢板桩距离首桩的详细距离,计算是否能顺利合拢,如计算至首桩位置距离不能满足整根桩合拢要求,可采用制作异形桩的方式以满足合拢要求。(七)、围堰内抽水、挖泥、安装内支撑(以5#墩设计分析为例)根据地质图和现场地质情况,挖泥采用抽干水后,用高压水枪冲或小挖机开挖,当地质变化时,按照湿挖施工预案,采用水下开挖、封底。1、钢板桩插打完毕后,在+14.807m标高处,安装第一道支撑;2、抽水至+12.307m标高处,安装第二道支撑;3、抽水至+9.807m标高
20、处,安装第三道支撑;4、抽水、挖泥至+4.107m标高处,进行片石抛掷、浇筑封底混凝土及垫层砼;该基坑的施工工况顺序如下图所示:5、安装内支撑顺序如下: 5.1 待钢板桩施工结束后,进行抽水,抽水至+14.807m标高处,安装第一道支撑,钢围檩安装结束后,安装钢支撑;在安装过程中,要确保钢管桩支撑与H型钢之间的焊接,焊缝需饱满; 5.2 如此类推,安装第二、第三层钢围檩及钢支撑。(八)、质量控制及注意事项1、在拼接钢板桩时,两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊,要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm,断面上的错位不大于2mm,使用新钢板桩时,要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件,并详细丈量
21、尺寸,检验是否符合要求。2、对组拼的钢板桩两端要平齐,误差不大于3mm,钢板桩组上下一致,误差不大于30mm,全部的锁口均要涂防水混合材料,使锁口嵌缝严密。3、为保证插桩顺利合拢,要求桩身垂直,并且围堰周边的钢板数要均分,为保证桩身垂直,于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩,顺导向钢管桩下插,使第一组钢板桩桩身垂直,由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致,锁口间隙也不完全一致,桩身仍有可能倾斜,在施工中加强测量工作,发现倾斜,及时调整,使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5。4、在使用拼接接长的钢板桩时,钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上,而且相邻桩的接头上下错开至少
22、2m,所以,在组拼钢板桩时要预先配桩,在运输、存放时,按插桩顺利堆码,插桩时按规定的顺序吊插。5、在进行钢板桩的插打时,当钢板桩的垂直度较好,一次将桩打到要求深度,当垂直度较差时,要分两次进行施打,即先将所有的桩打入约一半深度后,再第二次打到要求的深度。6、打桩时必须在桩顶安装桩帽,以免桩顶破坏,切忌锤击过猛,以免桩尖弯卷,造成拔桩困难。7、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口,按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量,以确保够用;8、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩。9、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤。10、在接长焊接时,相邻焊缝高度差不得小于1m。11、质量标准内容允许值或允许偏差桩顶标高
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