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1、正本鐵路引橋及相關配套工程鋼板樁圍堰施工方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月目 錄1.工程概況12.總體施工方案33.等彎矩布置水平支撐平面、立面圖104.圍堰、支撐及地基檢算11鋼板樁圍堰立面圖11、基坑底穩定性檢算13、支撐布置計算14、根據板樁受力檢算最小埋深t15、基坑底管涌驗算16、涌水量計算17涌水量Q為基坑底控制滲水量（單位：m3/d）17、根據等彎矩布置支撐及支撐反力計算17、鋼板樁所受彎矩計算205.基坑開挖及封底方案21、地基不需加固21、地基需要加固211.工程概況1. 1施工情況x2、x左線引橋1#橋、xx右線橋、xx左線引橋多次跨越xx河下游的xx河、xx馬河、xx河西支。xx左線引橋1#橋8#9#墩、xx右線橋15#16#墩，xx左線引橋101#102#墩位于xx河道中。xx右線橋24#28#墩由于規劃河槽，加深開挖，承臺底面距地面（水面）在9m16m之間。xx左線引橋1#橋8#墩、9#墩位于xx西支，枯水期水位為18.13m，河床底面標高分別為16.14m、14.07m，承臺底面標高分別為11.72m、11.43m，承臺底深度分別為6.5m、6.7m（距水面）。承臺均在粘土層中，粘土層直至承臺底以下分別為3.5m、6.2m，然后到砂、礫石層。其中，8#墩承臺底以下0.3、3米有一層厚為2m的夾砂層，為避免發生管涌現象需要封底。xx右線橋15墩、16墩位于xx河河道，枯水期水位為15.60m，河床底面標高分別為14.74m、15.77m，承臺底標高分別為11.55m、11.25m，承臺底深度分別為4.1m、4.5m（距水面）。承臺均在粘土層中，粘土層直至承臺底以下分別為0.3m、3m，然后到礫石層。其中，15#墩承臺底以下0.3米為層厚3m的夾砂層，為避免發生管涌現象需要封底。16墩不需要封底。24墩28墩橫跨漢北河，其中，25墩、26墩為水中墩。漢北河枯水期水位為17.05m，25、26墩河床底面標高分別為17.94m、17.6m，承臺底面標高分別為5.76m4、6.08m，承臺底深度分別為11.3m、11m（距水面）。25墩承臺在粘土層與夾砂層中間，底部為粘土層，26墩承臺位于粘土層中。粘土層直至承臺底以下分別為5.3m、5.4m，然后到礫石層。24、27、28墩地面標高分別為20.5m、22.3m、22.37m。承臺底標高分別為11.63m、6.31m、11.6m，承臺底深度分別為9m、16m、11m（距地面）。承臺均在粘土層中，粘土層直至承臺底以下分別為0.7m、4m、8.5m，然后到礫石層。其中，24#墩承臺底以下0.7米為層厚2m的夾砂層，為避免發生管涌現象需要封底。xx左線引橋100#墩102#墩位于xx西支，枯水期水位為20.67m，河5、床底面標高分別為17.64m、16.36m、14.86m，承臺底面標高分別為14.57m、12.3m、12.05m，承臺底深度分別為6.1m、8.4m、8.6m（距水面）。承臺均在粘土層中，粘土層直至承臺底以下分別為1.5m、0.5m、1.5m，然后到夾砂層。為避免發生管涌現象均需要封底。1.2工期情況枯水季節時間為2005年10月1日2006年5月1日。由于竣工日期為2006年11月30日，而2006年5月2006年10月為汛期，河漫灘內墩位無法進行施工，所以只能壓縮在該枯水期施工，以xx右線橋25墩為例，基坑埋深11.3m，枯水期一到，即要進行場地平整、臨時便橋、臨時便道、電力鋪架等大臨工6、程施工，然后再進行水上作業平臺的搭設，設備進場，設備就位，準備工作需要30天。再進行鉆孔樁施工，需要10天。鋼板樁設備進場至承臺施工需要50天。再進行承臺施工，墩身施工，懸臂施工等完畢才能拔除鋼板樁。工期緊迫，鋼板樁不能進行周轉，水中墩及深埋墩施工需要同步進行。2.總體施工方案、鋼板樁圍堰施工方案xx左線引橋1橋、xx右線橋、xx左線引橋水中墩及深埋墩采用拉森鋼板樁做施工圍堰的方法進行施工。其施工工藝流程如下：挖水槽、抽水若無水基底沖刷抽 漿混凝土封底抽 水滲水縫處理鑿樁頭、檢測施工準備筑 島場地平整安裝導向架打入鋼板樁基坑開挖設置支撐基底平整材料、設備進場拉森型鋼板如下圖所示（尺寸所示為拉森7、型鋼板）：現以xx右線橋25#墩為例：鋼板樁的平面結構形式采用矩形，鋼板樁采用拉森型，高度為18m。鋼板樁打入基坑底深度為5m。鋼板樁圍堰尺寸為：13.5m14m。圍堰內部設置H型鋼矩形支撐（加設角撐）。施工準備：將新舊鋼板樁運到工地后，詳細對其檢查、丈量、分類、編號，同時對兩側鎖口用一塊同型號長23m的短樁采用檢查小車進行檢驗。鎖口通不過或樁身有彎曲、扭曲、死彎等缺陷，采用冷彎，熱敲（溫度不超過8001000），焊補、鉚補、割除、接長等方法加以整修。同時確保接頭強度與其它斷面相等，接長焊接時，用堅固夾具夾平，以免變形，在焊接時，先對焊，再焊接加固板，對新樁或接長樁、在樁端制作吊樁孔。檢查小車8、示意圖小 車短標準樁受檢查樁已檢查的鋼板樁堆置場未檢查的鋼板樁堆置場小車 絞車在采用組樁插打時，每隔45m設有一道夾木，夾木在板樁起吊前夾好，插打時，逐付拆除，周轉使用。組樁及單樁的鎖口內，涂以黃油混合物油膏（重量配合比為：黃油：瀝青：干鋸末：干粘土=2：2：2：1），以減少插打時的摩阻力，并加強防滲性能。鋼板樁的吊運插打與合攏：鋼板樁檢查合格后，由兩組平車運至墩位，按插樁順序堆碼最多允許堆放四層，每層用墊木隔開高差不得大于10mm，上下層墊木中線要在同一垂直線上，允許誤差不得大于20mm。安插鋼板樁使用高架索道對鋼板樁進行水平和垂直運輸，將鋼板樁運至指定位置，然后運用兩個吊鉤的吊起和放下，使9、鋼板樁成垂直狀態，脫出小鉤，移向安插位置，插入已就位的鋼板樁鎖口中。起吊前，鎖口內嵌填黃油瀝青混合料。箍緊鋼板用的弧度卡箍，待插入鎖口時逐個解除。鋼板樁逐塊（組）插打到底，先插合攏后，再逐塊（組）打入，本工程鋼板樁擬先插上游邊，在下游合攏。抽水堵漏：鋼板樁插打完，利用抓斗取土，當坑內積水到一定深度時即可抽水，然后繼續開挖。抽水深度大于支撐高度時，要加設支撐然后才能繼續進行往下開挖，嚴禁設置支撐前超挖。在加設支撐時要檢查各節點是否頂緊，防止因抽水而出現事故。抽水速度不能過快，且要隨時觀察圍堰的變化情況。當鎖口不緊密漏水時，用棉絮等在內側嵌塞，同時在漏縫處撒大量木屑或谷糠，使其由水夾帶至漏水處自行10、堵塞。若為有水開挖，利用高壓射水泵及吸泥機進行水下開挖，當挖至基坑底一下1.5m時，進行混凝土封底處理，封底混凝土采用C25標號，封底厚度為1.5m。封底后進行抽水、并設置支撐。直至基坑底。拔樁：在鋼板樁插打前，對插入土層內部的鋼板樁內外兩側涂刷瀝青，減少拔樁的摩擦力。鋼板樁拔樁前，先將圍堰內的支撐，從下到上陸續拆除，并陸續灌水至高出圍堰外地下水位11.5m，使內外水壓平衡，使板樁擠壓力消失，并與部分砼脫離(指有水下砼封底部份)。再在下游選擇一組或一塊較易拔除的鋼板樁，先略錘擊振動各拔高12m，然后依次將所有鋼板樁均拔高12m，使其松動后，再從下游開始分兩側向上游挨次拔除，對樁尖打卷及鎖口變形11、的樁，可加大拔樁設備的能力，將相鄰的樁一齊拔出，必要時進行水下切割。xx左線引橋1橋、xx右線橋、xx左線引橋水中墩及深埋墩所用鋼板樁型號、數量、埋深及振拔機型號見附圖。、鋼管樁圍堰施工方案xx左線引橋1橋、xx右線橋、xx左線引橋水中墩及深埋墩采用螺旋卷制鋼管樁做施工圍堰的方法進行施工。其施工工藝流程與鋼板樁施工相同。鋼管示意圖如下所示（鋼管選用508壁厚10mm螺旋鋼板卷制）：xx左線引橋1橋、xx右線橋、xx左線引橋水中墩及深埋墩所用鋼管樁型號、數量、埋深及振拔機型號見附圖。、鋼板樁、鋼管樁圍堰費用比較按照市場行情，鋼板樁的打拔、租用共計2000元/噸；鋼管樁購買、焊接、打拔費用共計6012、00元/噸。鋼板樁、鋼管樁使用數量如下表：序號單位工程名稱墩號位置描述承臺尺寸圍堰尺寸深度埋深圍堰規格、型號材料數量（根）圍堰長度材料數量（T）mmmm鋼板樁鋼管樁（10mm）鋼板樁鋼管樁m鋼板樁鋼管樁圍堰鋼管樁山型鋼T型鋼鋼板堵水鋼板1xx左線引橋1橋8水中992.512.512.56.56拉森508mm12584121111052614131629水中992.512.512.56.73拉森508mm12584（10）12（93） 111105211211133xx右線橋15水中7.17.42.510.5114.18拉森508mm10872129610822121113416水中7.17.413、2.510.5114.58拉森508mm10872129610822121113524深埋6.49.02.51012.594拉森508mm11475（13）12（110）10212225141215625水中9.810.6313.51411.35拉森508mm132921823820742232126726水中9.810.6313.514115拉森508mm132921621218437211823827深埋6.49.02.51012.5146拉森508mm108752021618838211923928深埋7.17.42.510.511115拉森508mm10472161671442916114、41810xx左線引橋100水中6.49.02.51012.56.16拉森508mm1087512961442313111411101水中9.59.52.513138.47拉森508mm12488151381653419172112102水中9.59.52.513138.67拉森508mm124881513816534191721合計（1711）172117453531961752162685注：表中括號內數據為非定尺樁的需要量，括號外為定尺鋼板樁數量。山型鋼、T型鋼、鋼板及堵水鋼板（可用瀝青替代）見上頁鋼管樁示意圖。xx左線引橋1橋、xx右線橋、xx左線引橋水中墩及深埋墩所需鋼板樁共計17215、1T。鋼板樁費用為2000元/噸1721噸344.2萬元。同理經計算得xx左線引橋1橋、xx右線橋、xx左線引橋水中墩及深埋墩所需鋼管樁共計2685T。鋼管樁費用為6000元/噸2685噸1611萬元。綜上，使用鋼板樁圍堰成本較鋼管樁經濟。3.等彎矩布置水平支撐平面、立面圖、水平支撐立面圖（標示鋼板樁彎矩及支撐反力）、水平支撐平面圖（最大受力處支撐彎矩圖）4.圍堰、支撐及地基檢算以xx右線橋25墩為例，25#墩位于xx河河道中，枯水期水位標高為17.05m，由于該處位于規劃河槽河道，承臺底設計標高為5.76m，既有地面標高為17.55m，承臺尺寸為：10.6m9.8m3m。樁基為8150梅花布16、置鉆孔樁。地質分布為17.55m8.35m為粘土，8.35m5.34m為夾砂層，5.34m0.46m為粘土，0.46m-6.76m為砂礫層。（詳見xx右線橋24墩28墩立面圖）根據以上工程概況，采用矩形鋼板樁圍堰施工（圍堰尺寸為：13.5m14m）。使用18m長拉森型鋼板制作，（如下圖所示）鋼板樁圍堰立面圖鋼板樁圍堰平面圖經計算，需要拉森型鋼板樁238T，132根。、受力檢算、基坑底穩定性檢算根據地質情況判斷：承臺底地質土層均勻，為粘土。如下圖所示：鋼板樁深入承臺底面5m，即：圍堰底口標高為0.76m，位于粘土層。轉動力矩：MovGX/2（q+rh）X2/2q為上部荷載，該檢算上部荷載q取值為17、0即：MovrhX2/2穩定力矩：MXfX2均勻土層，MfX2 f為地基土不排水剪切的抗剪強度，tg+cfc則：抗隆起安全系數KM/ Mov當K1.2時 地基土穩定即：K2c/（rh）1.2r為土的重度，18KN/m3h為水位至基坑底高差，25墩根據計算h17.05-5.7611.29m?；油翞檎承酝?，粘聚力c取值20KN/m2則K（220）/（1811.29）0.621.2 不符合要求。需要增大土的粘聚力c值，若有水開挖利用混凝土封底施工，若無水開挖，需要旋噴樁加固地基，使地基土的粘聚力達到40 KN/m2。、支撐布置計算根據等彎矩布置原則，使鋼板樁承受最大允許荷載【f】200Mpa。鋼板18、樁頂部懸臂部分的最大允許跨度為：h3（6【f】W/rKa）r為土的重度，取18KN/m3。W為拉森型鋼板樁截面抵抗矩，取值為3000cm3。Katg2（45-/2）為粘土的內摩擦角，查表得20所以計算得Ka0.5代入公式求得h342cm3.42mh11.1h3.76mh20.88h3mh30.77h2.6mh40.7h2.4m支撐布置如右圖：、根據板樁受力檢算最小埋深t采用盾恩近似法，經簡化的土壓力分布如下圖所示：假定作用在板樁FB段上的荷載FGNB，一半傳至F點上，另一半由坑底土壓力MBR承受，由圖中幾何關系可得：rKaH（L5+x）/2r（KpKa）x2/2簡約后的公式為：KaH（L5+x19、）（KpKa）x2L51.3m H11.3m Ka0.5 Kp2.04（計算得）則代入公式有：0.511.3（1.3+x）（2.04-0.5）x21.54x2-5.65x-7.3450x【5.65（5.652+41.547.345）】/（21.54）x4.7m只要埋深達到4.7m，則滿足鋼板樁受力要求，該方案中對x取值5m。、基坑底管涌驗算 地表與基底水頭差h17.05-5.7611.3m 鋼板樁埋入基底深度為t5m 基底下的土的有效重度為r土-r水18KN/m3-10KN/m38KN/m3 要避免出現管涌現象，需要r1r土-r水Kj K為抗管涌安全系數 當K1.5 即不會發生管涌 j為最大滲20、流力（動水壓力） jirw i為水頭梯度 即 ih/（h+2t） rw為地下水的重度，取值10KN/m3 則jrwh/（h+2t）11.310/（11.3+25）5.3KN/m3 Kr1/j8/5.31.511.5 符合要求，即：鋼板樁打入基坑底5m，不會發生管涌現象。、涌水量計算 涌水量Q為基坑底控制滲水量（單位：m3/d） QKAi K為土的綜合滲透系數，粘土層一般取值為0.050.1，在本檢算中，K取0.1m/d。 A為基坑底面積（單位：m2）， i為水頭梯度（ih/（h+2t） 則：Q0.113.51411.3/（11.3+25）10.03m3/d0.44m3/h。根據以上計算數據，用21、水泵（一般功率）可以滿足現場排水功能。 、根據等彎矩布置支撐及支撐反力計算鋼板樁所受彎矩如下圖所示： 視板樁為承受三角荷載的連續梁計算：如右圖所示：h13m，h23m，h32m，h42m，h51.3m支撐所受的荷載為：q1rKaH1（h1+h2）/2q1180.53（3+3）/281KN/mq2rKaH2（h2+h3）/2q2180.56（3+2）/2135KN/mq3rKaH3（h3+h4）/2q3180.58（2+2）/2144KN/mq4rKaH4（h4+h5）/2q4180.510（2+1.3）/2148.5KN/m支撐布置如下：支撐受力如下圖所示：根據三不等跨梁的內力計算，系數n7m22、/3m2.333取最大受力層，即qq4148.5 KN/ml為3m則：MB-0.4375ql2-3.94q585.09KNm MAB0.0019ql20.017q2.53 KNm MBC0.3437ql23.093q459.3 KNm VB左-0.9375ql-2.81q417.3KN VB右1.25ql3.75q556.9KN根據以上數據，取受力、受彎最大處，即MB、VB右采用700mm300mmH型鋼支撐，其受彎方向的截面抵抗矩為5760cm3。則：M/W585.09106/（5760103）102MPa【】200 MPa符合受力要求。角撐受力如右圖：角撐所受壓力值為2F即BC撐壓力值為：23、787.6KN則支撐選用700mm300mmH型鋼共計268m。、鋼板樁所受彎矩計算根據支撐布置和土壓力分配，可計算鋼板樁所承受的彎矩值。由h13m，h23m，h32m，h42m，h51.3m得1135MPa 2177MPa3189MPa4195MPa鋼板樁受力滿足強度要求。5.基坑開挖及封底方案、無水開挖根據滲水量計算，根據滲水量大小可以將開挖分為有水開挖和無水開挖，無水開挖要根據地基穩定性有兩種開挖方法。、地基不需加固根據地基穩定性檢算，粘土層的粘聚力必須達到40 KN/m2。根據開挖取土后檢測，若土的粘聚力達到了40KN/m2，則開挖至基坑底。根據滲水量，只需要在基底開挖水槽，使用相應功24、率的水泵抽水即可滿足施工要求。、地基需要加固若根據檢測發現基坑底土質粘聚力不能達到40 KN/m2，則地基需要加固，采用旋噴止水幃幕，鋼板樁插打完畢，基坑開挖前在承臺與圍堰之間打入旋噴樁，旋噴樁采用C25混凝土，樁徑為0.5m，旋噴樁間距為2m，最終目的是增大土的粘聚力，以滿足地基穩定性要求，使基坑開挖后圍堰穩定。、有水開挖若根據計算，滲水量較大，水泵不能滿足抽水要求，需要采用混凝土封底方案。即：圍堰插打完畢后，進行基坑開挖，根據支撐布置，防止超挖，及時進行支撐布置。遇水后，支撐布置工序暫停，使用高壓射水泵進行水下基坑開挖，使用吸泥機吸泥，但是要保證基坑內水位要保持在最下一層支撐之上。基坑開挖至承臺底部標高以下1.8m后，即進行水下混凝土封底，混凝土采用C25強度，封底厚度不得小于1.5m。封底后，再進行抽水，根據支撐布置，要邊抽水邊設置支撐，嚴禁抽水過深，要隨時觀察圍堰變化情況，有問題及時處理。