大桥围堰专项施工方案#贵州#钢板桩施工.doc
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1、新建某某至某某铁路13标段某某特大桥南沙涌段131#、132#墩钢围堰工程施工方案编 制 单 位: 单 位 主 管: 技术负责人: 审 核 人: 编 制 人: 编 制 日 期:1. 编制依据12. 编制范围13. 工程概况及主要工程数量13.1. 工程简介13.2. 自然地理特征13.2.1. 气象条件13.2.2. 水文资料13.2.3. 地质情况13.3. 主要工程数量14. 施工总体方案24.1. 施工用电24.2. 施工用水24.3. 施工方案设计24.3.1. 131#围堰24.3.2. 132#围堰34.4. 钢板桩围堰设计54.4.1. 围堰方案54.4.2. 护堤钢板桩挡墙设计
2、84.5. 围堰施工工艺94.5.1. 围堰施工工艺流程94.5.2. 钢板桩插打施工114.5.3. 基坑开挖及钢板桩支护系统施工144.5.4. 钢板桩围堰拆除164.6. 总工期及进度计划安排174.7. 主要材料、工程设备及人力资源174.7.1. 钢板桩174.7.2. 工程设备194.7.3. 人力资源204.8. 各项措施204.8.1. 质量保证措施204.8.2. 安全保证措施214.8.3. 基坑安全应急预案224.8.4. 环保措施264.8.5. 堤身监测方案264.8.6. 基坑监测方案304.9. 附件131#墩承台钢板桩围堰设计方案324.10. 附件堤身稳定设计
3、方案324.11. 附件132#墩承台钢板桩围堰设计方案321. 编制依据1、国家、铁道部和地方政府的有关政策、法规和条例、规定;2、国家和铁道部现行设计规范、施工规范、验标和技术指南,主要施工规范、验标及技术指南见如下:、铁路混凝土工程施工技术指南 TZ210-2005、客运专线铁路桥涵工程施工技术指南 TZ213-2005、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160号)、建筑基坑工程技术规范 YB9258-97、建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-2009、建设单位提供的工程设计文件、图纸、设计文件;、广东省有关地方政策、法规。2. 编制范围本次施工方案的编制范围
4、为某某特大桥西引桥南沙涌段131#、132#墩钢板桩围堰工程的施工。3. 工程概况及主要工程数量3.1. 工程简介某某特大桥为贵广铁路线路上的一座特大桥,某某大桥西引桥工程跨越南沙涌河道,该处(130#133#)为(78.25m+128m+78.25m)连续梁。131#墩承台中心里程为DK782+975.665,位于南沙涌河道中。承台结构形式为两级承台,底承台尺寸:29.7m16.9m5m,加台尺寸:21.2m7.6m2.5m。承台顶高程为1.21m;承台底高程为-6.29m。132#墩承台中心里程为DK783+103.665,位于南沙涌河岸边。承台结构形式为两级承台,底承台尺寸:29.7m1
5、6.9m5m,加台尺寸:21.2m7.6m2.5m。承台顶高程为5.89m;承台底高程为-1.110m。131#、132#承台平面布置如下图:3.2. 自然地理特征3.2.1. 气象条件某某特大桥西引桥跨越南沙涌河段,处亚热带季风地区,具有高温、雨量充沛、温度和蒸发量较大且年度温差较小的特点。雨季集中在410 月,以78 月雨量最多。每年1月至3月雨量相对较少,尤其12月雨量最少。3.2.2. 水文资料南沙涌河为VII级航道,平时只有极少的小船来往。其百年一遇设计流量Q1%=2169m3/s,百年一遇设计水位H1%=9.97m,百年一遇设计流速V1%=1.07m/s。通过对2008年、2009
6、年南沙涌水文资料的调查发现,南沙涌水位每年高于5m的时间少于20天。河流与线路的法线交角为25。,通航水位为8.17 m,通航净宽为66 m,下宽83 m,通航净高5.0 m,侧高4.0 m。3.2.3. 地质情况131#地质情况自上而下依次为:(3)1粉质黏土(水中淤泥)-0.67 -5.32m,(3)9-3粗砂-5.32-12.12m, (3)2-1淤泥质黏土-12.21-15.52m, (3)3-2粉质黏土-15.52-20.97m,(3)11细圆砾土-20.97-29.12m,(7)2-2 强风化泥质砂岩(砂岩)-29.12-31.82m,(7)2-3 弱风化泥质砂岩(砂岩)-31.8
7、2-37.12m。132#地质情况自上而下依次为: (3)3-2粉质黏土6.61 2.536m,(3)6-2粉砂2.536-5.964m, (3)9-2粗砂-5.964-10.064m, (3)2-2淤泥质粉质黏土-10.064-12.464m, (3)3-1粉质黏土-12.464-18.564m, (3)2-2 淤泥质粉质黏土-18.564-20.564m, (3)11-1细圆砾土-20.564-28.065m。(7)2-2 强风化泥质砂岩(砂岩)-28.065-41.867m。3.3. 主要工程数量131#墩围堰采用AU23型长24m的钢板桩,围堰平面尺寸为33.2m20.1m,钢板桩使用
8、量为3456m。132#墩围堰采用AU23型长16m的钢板桩,围堰平面尺寸为33.2m20.1m,钢板桩使用量为2304m。4. 施工总体方案4.1. 施工用电樵桑联围侧施工用电由129#墩左侧50m处(原施工时用电点)安装800KVA变压器引入现场,根据需要沿主便道侧再布设分电箱接口。移动发电机作为辅助备用电源。采用落地电缆靠便道侧布设,跨线采用钢套管保护。线路长每6070m布设一个主电箱,满足施工时使用。南铁鼎围侧场内线路由132#墩右侧80m处(原当地用电点)安装800KVA变压器引入现场,采用落地电缆靠便道侧布设,跨线采用钢套管保护。线路长每6070m布设一个主电箱,满足施工时使用。4
9、.2. 施工用水本工程用水与当地结合考虑,生活用水与当地供水部门联系就近接驳,施工用水利用南沙涌河的水。4.3. 施工方案设计4.3.1. 131#围堰工序上,先施工钻孔桩作业平台,在平台上施打钢板桩围堰及通道平台,围堰与钻孔桩作业平台的平面布置示意图见图4.3.1-1;待桩基完成后,以通道平台为基础,拆除钻孔桩作业平台,基坑进行开挖和支护。施工设备上, QVY70履带吊配90kw型振动锤进行钢板桩插打作业,高压水枪配合吸泥泵和挖泥船进行基坑开挖作业,通道平台上40t龙门吊配合安装围囹和支撑。桩基施工完毕后,拆除钻孔桩作业平台,采用高压水枪配合吸泥泵和挖泥船进行基坑开挖作业,同时利用40t龙门
10、吊上通道平台安装围囹和支撑。封底砼采用干封工艺,封底砼厚度0.5m;钢板桩出现局部漏水,棉絮、麻绒等填充封堵。钢板桩围堰使用及拆除:承台、墩身施工期间,当存在支撑位置与结构物相冲突时,围堰用临时支撑(等刚度、强度)代替原支撑,确保开挖与回填拆除工序步骤上相逆;待墩身施工完毕后,保持基坑内外整体受力平衡,再拆除最后围囹支撑及钢板桩拔除。图4.3.1-1 131#墩围堰与钻孔桩平台的平面布置示意图4.3.2. 132#围堰132#墩深基坑位于南沙涌堤身上,因其位置的特殊性,有三个因素必须考虑:一是钻孔桩施工过程中,有可能会扰动堤身土体;二是深基坑靠河道一侧土压力小于靠堤侧的土压力,基坑存在整体向河
11、道中滑移的可能性;三是基坑开挖后,会影响堤身的稳定性。为消除不利因素,提出以下施工方案:先打钢板桩围堰,再进行桩基施工,尽量减小对堤身土体的扰动;于堤身坡脚1m远处打设钢板桩连续墙,以保持在基坑开挖过程中堤身的稳定;钢板桩连续墙与深基坑之间的区域,下挖2m,减小深基坑两侧土压力差提高深基坑的整体稳定性。堤身上基坑设置的平面位置及纵断面图如下所示:4.3.2-1 132#墩基坑平面位置示意图4.3.2-2 132#墩基坑纵断面位置示意图4.4. 钢板桩围堰设计4.4.1. 围堰方案4.4.1.1. 围堰设计方案131墩、132#墩钢板桩围堰横桥向长为33.2m,顺桥向长为20.1m,即围堰与承台
12、边线的距离为1.8m。131#墩钢板桩围堰顶标高为+5m,水位高于此标高时,暂停施工。132#墩钢板桩围堰顶标高为+7.1m。4.4.1.1-1 围堰平面布置图4.4.1.1-2 131#墩围堰横剖面图4.4.1.1-3 132#墩围堰横剖面图4.4.1.2. 钢板桩材料两围堰皆采用AU23型钢板桩,钢板桩牌号选用SY295,即屈服强度为295MPa。截面尺寸及截面特征如表4.4.1.2-1所示。用90kw振动锤打入。131#墩钢板桩长为24m,钢板桩顶高程为+5.0m,钢板桩底标高为-19.0m高程。132#墩钢板桩长为16m,钢板桩顶高程为+7.1m,钢板桩底打至-8.9m高程。表4.4.
13、1.2-1 钢板桩材料参数表型号宽度b(mm)高度h(mm)厚度截面面积cm2用钢量惯性矩Ix cm4截面模量Wx cm3t(mm)s(mm)kg/m/根kg/m2AU2375044713.09.5173102.1136507002270所用振动锤为DZ90A型技术参数如下表:4.4.1.3. 围檩及支撑材料131#墩基坑围檩及支撑体系由四层组成,中心标高分别为+4.3m,+2.3m,-0.6m和-3.3m,各层围檩及支撑选材如表4.4.1.3-1所示。支撑平面及立面布置具体见图纸。表4.4.1.3-1 围檩及支撑材料表层号中心标高围檩横撑八字撑角撑第1层+4.3m2I56a630863086
14、308第2层+2.3m2I56a630863086308第3层-0.6m2I56a630863086308第4层-3.3m3I56a2I56a2I56a2I56a132#基坑围檩及支撑体系由三层组成,中心标高分别为+6.6m,+4.6m和+1.89m,各层围檩及支撑选材如表4.4.1.3-2所示。支撑平面及立面布置具体见图纸。表4.4.1.3-2围檩及支撑材料表层号中心标高围檩横撑八字撑角撑第1层+6.6mI56a480848084808第2层+4.6m2I56a630863086308第3层+1.89m2I56a6308630863084.4.1.4. 围堰支护结构受力计算受力计算书详见附件
15、。4.4.2. 护堤钢板桩挡墙设计为保持堤身的整体稳定,于堤身坡脚1m远处打设钢板桩挡墙,采用AU23型钢板桩,单根桩长5m;挡墙上设双拼10#槽钢做围囹,间隔6m用25钢筋斜拉至堤身上,用钢管固定。4.4.2-1 钢板桩挡墙平面布置图4.4.2-2 钢板桩挡墙纵断面图4.5. 围堰施工工艺4.5.1. 围堰施工工艺流程4.5.2-1 131#墩围堰施工流程图4.5.2-2 132#墩围堰施工流程图4.5.2. 钢板桩插打施工以131#墩钢板桩施工为例。履带吊车停放在131#钢平台上,提起振桩锤,利用振桩锤插打钢板桩。打设的顺序是:水中钢板桩插打顺序应该是先上游后下游;钢板桩插打之前,在围堰钻
16、孔平台周围用I20a设置导向装置,保证钢板桩的平面位置和垂直度。如图4.5.2-1图4.5.2-1导向架布置为确保插打位置准确,第一片钢板桩是插打的关键。插打在导向架上设置一个限位框架,大小比钢板桩每边放大1cm,插打时钢板桩紧靠导向架,边插打便将履带吊钩缓慢下放。这时在互相垂直的两个方向用全站仪观测,以保证钢板桩插正、插直,然后以第一根钢板桩为基准,再向两边对称插打钢板桩。在整个钢板桩围堰施打过程中,开始时插一根打一根,即将每一片钢板桩插打到设计位置,到剩下最后五片时,要先插后打,若合拢有误,用倒链或滑车组对拉使之合拢,合拢后,再逐根打到设计深度。作业步骤如下:(1)、在钢板桩锁口内涂黄油,
17、安置吊点,根据履带吊起重高度可在桩顶利用拔桩孔系千斤顶,如起重机高度不够,可用钢丝绳在钢板桩1/3以上处捆扎,捆扎处应有夹板,并垫有木块,胶皮以防滑移和受力后吊点处锁扣变形。(2)、在钢板桩下端系缆风绳两根,履带吊起吊钢板桩接近垂直状态时,利用缆风绳控制正反方向。(3)、钢板桩就位下插,第一片钢板桩活动导向下插是整个围堰的基准,要反复测量检查,使其方向垂直,位置准确,必要时加辅助设施,控制桩在导向内的左右位置。(4)、复核桩的垂直度、位置,认可后进行插打。使钢板桩下沉到河床设计标高,其他钢板桩则以插打好的桩为准。对准锁扣,控制好方向,利用自重下插,当自重不能迫使下插时,可利用配重或滑车组加压。
18、(5)、合拢 1)、合拢时片数的确定在即将合拢时(约为5片左右),开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离(x1),设钢板桩宽度为d,设原设计还剩N设片,N=x1/d,当N设+2 N N设,增加两片钢板桩,并绕圆弧X2,如图4.5.2-2,使X2/d=N设+2图4.5.2-2当N设-1NN设时,向外绕圆弧X3,X3/d=N设2)、合拢桩的处理a、为了便于合拢,合拢处的两片桩应一高一低,对于圆形桩,合拢时往往出现“上小下大”的情况,此时可用两个走四滑车组向两边拉开,直到合拢桩两边的桩顶距离等于d(钢板桩宽度),并且接近平行,将合拢桩插入,起动振动锤,将合拢桩打入到设计标高,如图4.5.2-3。b、方
19、形围堰,有四个面,打完的每一片都要保证钢板桩沿导向架的法线和切线方向竖直,合拢应选择在角桩附近(一般离角桩45片),如果距离有差距,可通过调整相邻一边离导向的间距,直到合拢边的距离X=X设 (仍然是以钢板桩底部为基准),为了防止合拢处两片桩成异面直线,角桩一定要调整好方向,让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行,合拢时若两片桩不在一条直线上,可拔除几根,进行调整。图4.5.2-3在插打过程中,钢板桩下端向上挤压,钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大,上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此,每打四五根钢板桩就要用垂球吊线,将钢板桩的倾斜度控制在1%以内,超过限定的倾斜度应予以纠偏(一次性纠偏
20、不能太多,以免锁口卡住,影响下一片钢板桩的插打)。当钢板桩偏移太多时,采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量,若因土质太硬纠偏困难时,采用四滑轮组纠偏。插打过程注意事项 当钢板桩久打不下时,应停下来分析原因,看一看是否锁口变形,桩身变形,或钢板桩底脚有铁件等,不能一味蛮干,磨损了钢板桩;定期检查高架缆吊上的螺栓,以防在振动锤长期振动下因松动而掉落,确保施工安全;振动锤的夹板采用液压控制,必须经常检查液压设备,杜绝液压泵失灵,引起钢板桩掉落。振动锤的电动机在长期超负荷运转时,容易发热烧毁,尤其在硬塑性粘土上打拔钢板桩时更应注意休息。4.5.3. 基坑开挖及钢板桩支护系统施工4.5.3.1. 主要施工方
21、法131#墩采用高压水枪吸泥泵和挖泥船进行基坑开挖作业;利用40t龙门吊配合吊装围囹和内部支撑;采用电焊机2台焊接围囹和内部支撑;同时调用水泵4台,用来抽围堰内的积水。132#墩采用长臂勾机进行基坑开挖作业,基坑弃土由泥头车拉到指定地点卸载;利用65t履带配合吊装围囹和内部支撑;采用电焊机2台焊接围囹和内部支撑;同时调用水泵4台,用来抽围堰内的积水。4.5.3.2. 围囹支撑安装与基坑开挖围囹采用I56a型钢,内撑采用钢管。围囹在加工场加工完成,加工好的围囹用平板车运至施工现场,吊车吊装至设计位置。围囹与钢板桩间的连接采用钢板桩上焊接牛腿连接,围囹安装在牛腿上如图4.5.3.2-1所示。131
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