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1、正本省道線路橋梁部分鋼板樁圍堰工程施工方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 目 錄一、 編制依據3二、工程概況31、工程概況32、地質情況3三、鋼板樁施工方案31、鋼板樁施工52、插打順序63、鋼板樁插打64承臺施工115拔除鋼板樁11四、鋼板樁設計方案121、主要技術參數122、基坑圍護方案選擇 123、多支撐鋼板樁計算12五、安全管理體系及安全措施 18 1、安全管理體系212、安全措施23六、質量管理體系及保證措施241、質量管理體系242、質量保證措施26七、文明施工261、建立文明施工管理機構262、文明施工2、保證措施26 鋼板樁圍堰施工方案一、 編制依據1）公路橋涵設計通用規范 （JTG D60-2004）2）公路橋涵地基與基礎設計規范 （JTJ024-85）3）公路橋涵鋼結構及木結構設計規范 （JTJ025-86）4）公路橋涵施工技術規范 （JTGTF50-2011）5）海港水文規范 （JTJ213-98）二、工程概況1、工程概況省道XXX線XXX大橋位于山東省，是連接省道XXX的重要組成部分。本工程承臺截面為長方形，其中24#-25#墩承臺截面為10.5m4.1m2.5m，24#-25#墩位處于淺水區，承臺位于海床內，施工時擬采用鋼板樁圍堰承臺施工方案。2、地質情況橋址處于南、北XXX之間，地3、形為海灣。場區出露地層簡單，經鉆探揭露巖土層為：素填土（Q4ml）；含碎石粉質粘土（Q4edl）；卵石（Q4m）；粉質粘土（Q4m）；粉質粘土（Q4apl）；粘土（Q3pdl）；中風化石英巖（ZpF）；中風化板巖（ZpF）；微風化板巖（ZpF）。三、鋼板樁施工方案鋼板樁圍堰如圖1所示采用單壁矩形結構形式，內部根據水位情況設置支撐，鋼板樁圍堰按2道支撐設計，第一道支撐在鋼板樁頂下方0.7m左右的位置，第二道支撐在第一道支撐下方2.5m左右的位置兼作承臺砼施工平臺。圖1 鋼板樁圍堰結構示意圖將經過整理并按組拼裝好的拉森型鋼板樁運送至施工地點，用履帶吊配合振動錘自棧橋側向主線側順序插打合攏。鋼板樁插4、打完以后，用挖機進行堰內開挖，當挖至圍堰支撐位置后，即按設計進行支護。鋼板樁圍堰承臺施工工藝流程見圖21、鋼板樁施工圍堰場地清理鋼板樁圍堰插打安裝內支撐封底砼切割鋼護筒破鑿樁頭 鋼筋、散熱管預埋件設置支立側模澆注砼模板加工砼運輸砼拌和砼輸送泵就位養護拆模測量、控溫鋼筋散熱管加工冷卻管安裝通 水樁基檢測測量放樣圍堰內開挖在樁基即將施工完畢時，鋼板樁提前進入施工現場。施工前首先對其進行檢查，長度、寬度是否一致，對有明顯彎曲破損、鎖口不合、鎖口有焊瘤等缺陷情況的及時整修；在鋼板樁插打前對鎖口內涂以黃油、鋸末等混合物，減少鋼板樁拔出時的摩擦力。鋼板樁圍堰合龍后，順著鋼板樁的接縫下溜干細砂或鋸木屑、粉煤5、灰（煤碴）等填充物堵漏防滲。圖2 鋼板樁圍堰承臺施工工藝流程圖2、插打順序鋼板樁圍堰設置為矩形形式，鋼板樁圍堰的尺寸為13.2m7.2m。施工順序為：自棧橋側一角附近開始，分兩頭向主線側插打，在主線側合龍。第一根鋼板樁位置應準確、垂直，然后以第一根鋼板樁為基準，再向兩邊插打鋼板樁。施工時鋼板樁圍堰均采用逐片插打到設計標高位置的方式。為保證合龍精度，主線側一邊施工時先將該邊鋼板樁整體插打至某一穩定深度,然后再逐根插打至設計標高。 3、鋼板樁插打準確測量后，在鋼護筒第一道圍囹的位置處焊接I32a鋼牛腿，然后將第一道圍囹和內支撐焊接在牛腿上,然后以圍囹作為導向進行鋼板樁的打設。圖3鋼板樁以圍囹作為導6、向鋼板樁插打施工采用逐片插打，逐漸糾偏，直至合龍的方法。鋼板樁插打隨時以導向框為準，檢查所打的鋼板樁位置是否準確，垂直度是否合格，及時實施糾偏。插打鋼板樁應做到“插樁正直，分散偏差，有偏即糾，調整合龍”。以第一片鋼板樁為基準，對好鎖口后利用自重下插，當自重不能使其下插時，利用振動錘進行加壓，插至設計高程。3.1糾偏在插打過程中，由于鋼板樁鎖口和鎖口之間縫隙較大，而鋼板樁下端有土擠壓，上端是自由的，總會使鋼板樁產生向遠離第一根鋼板樁的方向傾斜，因此，每打45根鋼板樁就要用垂球吊線，將鋼板樁的傾斜度控制在 1%以內，否則就用倒鏈糾偏，一次性糾偏不能太多，以免引起鎖口間別住，影響下一片鋼板樁的插打，7、當鋼板樁偏移太多時，只能采用多次糾偏的方法逐步減小偏移量。3.2插打注意事項 當鋼板樁久打不下時，應停下來分析原因，看一看是否鎖口變形，樁身變形，或鋼板樁底腳有鐵件或大石塊等，不能一味蠻打，損壞了鋼板樁。在整個鋼板樁施打過程中，開始時插一根打一根，即將每一片鋼板樁打到設計位置，到剩下最后5片時，要先插后打，即先將鋼板樁插至穩定高度（保證鋼板樁自身穩定即可），主要有利于鋼板樁的調整，并且合龍處的兩片樁應一高一低，便于插樁;若合龍有誤，可用倒鏈對拉使之合龍。合龍后，再逐根打到設計深度。3.3圍堰的開挖鋼板樁插打完畢后，開始抽取圍堰內的水，同時堰外用導管撒鋸末進行堵漏。隨著水位及土層標高降至第二道圍8、囹支撐設計標高時，安裝圍囹及內支撐，挖至基坑設計標高時清除基底松散土層并開挖集水溝、集水井，集水溝底要低于基坑底面，集水井深度應大于吸水龍頭的高度，并用濾網圍護，防止龍頭堵塞。抽水機的能力必須大于基坑滲水總量的1.52倍,對基坑的積水要及時抽排。基坑開挖時要嚴格控制基底標高，不能出現欠挖或超挖。基坑開挖成形并達到要求后立即進行封底砼澆筑，以免基底暴露時間過長,封底混凝土采用C35混凝土。注意在整個抽水和開挖過程中，經常觀測堰內基底標高，防止超欠挖。3.4圍堰的封底封底混凝土采用C35混凝土，厚度為30cm，封底混凝土采用汽車泵泵送澆筑混凝土的方法。多點快速灌注，采用1根導管（導管的作用半徑按規9、范取R=4.0m，導管直徑30cm），導管下端距離吊箱底板距離為20cm，灌注順序為12345。用工字鋼作為導管固定架，并用卡環卡緊導管，待混凝土澆完以后再提出導管（見圖4）。圖4澆注封底混凝土導管布置圖混凝土運輸采用混凝土罐車4臺配合泵車灌注封底砼。混凝土和易性好，坍落度大、流動性要好。這樣澆注水下混凝土就不需要振搗。混凝土流動性好能自行填充空隙，密實度高，不振搗就能達到密實狀態。根據計算首盤混凝土方量6m3，加工大型儲料斗，按水下混凝土灌注方法進行封底施工；由于側板上對稱開了兩個連通孔，整個澆筑過程中吊箱內外水頭一致，底板基本不受擾動，保證了封底混凝土和吊箱的良好粘結。封底混凝土澆筑過程中10、在混凝土頂面內預留一直徑30cm，高度30cm小塑料桶。3.5圍堰擋水效果基坑抽干水后，需要觀察圍堰擋水止水效果：要求鋼板樁圍堰內表面基本沒有漏水，少數較殘舊的鋼板樁由于接頭不緊密導致少量漏水采取圍堰外止水措施；要及時觀察基坑內情況，防止出現滲漏、管涌等現象。3.6防浪板的安裝圍堰成功后進行防浪板的安裝，防浪板高度為3m,防浪板示意圖如下。首先在鋼板樁圍堰外側焊接雙拼2I32a工字鋼，然后把凹進去的鋼板樁梯形口用鋼板焊接封死，封死后再進行防浪板的安裝。圖5 防浪板示意圖圖6鋼板樁凹進去封堵示意圖4承臺施工當封底砼達到要求的強度以后，即可抽干鋼圍堰內的水，割除鋼護筒，鑿除樁頭砼等，綁扎鋼筋前應灑11、水沖洗圍堰內壁和封底砼表面，并用砼將封底表面找平。然后綁扎鋼筋，灌筑承臺砼。5拔除鋼板樁水中墩身施工結束，立即拔除鋼板樁。拔樁前向圍堰內灌水，自下而上拆除內支撐，先拆除下部支撐，將水灌進一層，再拆除上部支撐。拔樁時先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min2min，使鋼板樁周圍的土松動，產生“液化” ，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔，同時觀察駁船吃水情況，逐漸加快起拔速度。本工程中為了減少環境嚴酷區的施工接縫，以提高結構的耐久使用，承臺混凝土澆筑完成后的5天內完成墩身下部混凝土施工。四、鋼板樁設計方案 鋼板樁圍堰設計進行計算如下:1、主要技術參數XXX大橋25#墩承臺截面為10.5m4.112、m2.5m；承臺底標高-1.8m，承臺頂標高0.7m，承臺高2.5m。施工所處海域最大水深約為7m。水位：最高水位為+1.65m,流速：V=1.53m/s，基本風速：27.3m/s；最大風速40m/s；浪高： 3.5m；根據地質勘察報告顯示：勘察深度范圍內（海床底至鉆孔樁底）可分為5個地質單元層。鋼板樁深度主要在： 為卵石層 層為淤泥質土 層為粉質粘土取土的重度為：18.8KN/ m3，內摩擦角=20.1。2、基坑圍護方案選擇根據施工的需要，承臺圍堰設計尺寸為13.2m7.2m。四周臨水，圍堰設計采用30cm厚C35砼封底。3、多支撐鋼板樁計算我們采取在鋼板樁內側加兩層圍囹并設置支撐，按多支撐13、進行鋼板樁計算。圍堰采用拉森熱軋鋼板樁，重量76.1kg/m，每1m寬截面模量W=2270cm3，允許應力f=210MPa。型鋼力學性能f=145MPa，距鋼板樁外1.5m的土的均布荷載按q=20KN/m2計,其中h1=1.9m，h2=-2.1m，h3=2.1m，h4=1.9m， 鋼板樁平面布置、鋼板樁類型選擇、支撐布置形式、鋼板樁入土深度等設計計算如下：(1)作用于鋼板樁上的土壓力強度及壓力分布圖主動土壓力系數Ka=tg2（45-/2）= tg2（45-20.1/2）=0.49 被動土壓力系數Kp=tg2（45+/2）= tg2（45+20.1/2）=2.05水壓力(圍堰開挖后)Pa1：Pa14、1=rw（h1+h2）2/2=101.9-（-2.1）2/2=80KN/mA點土壓力強度Pa2：Pa2=qKa=200.49=9.8kPaB點土壓力強度Pa3：Pa3 =q+（r-rw)h4Ka=20+(18.8-10)1.90.49=17.933kPa則總的主動壓力(土體及水壓力)Ea： Ea=（Pa2+Pa3)(h3+h4)/2+Pa1=(9.8+17.933)(2.1+1.9)/2+80=135.47kN/m合力Ea距承臺底的距離y：y=9.81.91.9/2+(17.933-9.8)1.9/21.9/3+804.0/3/135.47=0.954m (2)確定內支撐層數及間距按等彎距布置15、確定各層支撐的間距,根據拉森型鋼板樁能承受的最大彎距確定鋼板樁頂懸臂端的最大允許跨度h:根據表1確定各支撐跨度 h1=1.11h=7.51m h2=0.88h=5.96m h3=0.77h=5.21m根據具體情況，確定采用。布置如圖3所示：圖7內支撐布置圖(3)鋼板樁入土深度X：取鋼板樁的被動土壓力修正系數為K=1.6，Ea=r(KKp-Ka)X2/6135.47=18.8（1.62.05-0.49）X2/6解得X=3.94，考慮1.2的安全系數，則3.941.2=5.0m所以鋼板樁的總長度L為： L=5.0+1.9-(-2.1)=9.0m，因此取9m的鋼板樁。 (4)基坑底部的隆起驗算考慮地16、基土質均勻,依據地質勘察資料,其土體力學指標如下: h t A B C q G D O x 基坑底部隆起驗算簡圖r=18.8 KN/m3，C=21.1Kpa，q=20 KN/m2由抗隆起安全系數K=2C/（q+rh）1.2則：h(2C -1.2q)/1.2r =(23.1420)/（1.218.8） =4.8m即鋼板樁周圍土體不超過4.8m時，地基土穩定，不會發生隆起。實際施工中，盡量減小坑沿荷載，尤其不得在鋼板樁周圍5米范圍內堆載，同時適當降低鋼板樁側土體高度（坑外堆土最大允許高度3m），以避免基坑底部的隆起。(5)基坑底管涌驗算根據不發生管涌條件：K=（h+2t）r/（hrw）1.5 rw17、=10.0 KN/m3 r=18.8 KN/m3r=r-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m3h=1.9-（-2.1）=4.0m 取值h為4.0m 則t1.5（hrw）/ r- h/2=1.5(4.010)/8.8-4.0/2 =1.41m即當鋼板樁入土深度超過1.41m時，不會發生管涌。該處鋼板樁的入土深度為5.0m，故滿足要求，不會發生管涌。（6）坑底滲水量計算：Q=KA= KA h/( h+2t)根據設計地質資料，土的綜合滲透系數取0.08m/d，則Q=(0.0813.27.24.0)/(4.0+25.0)=2.17m3/d根據其滲水量的大小，為達到較好的降水效果利于承臺施工，在承18、臺外側與鋼板樁之間可設置2個降水井。 （7）拉森型熱軋鋼板樁樁厚以 0.21m 計，圍囹以13.2m長計，圍囹受力計算如下: 由結構力學求解器得：圖8支撐受力形式及彎矩圖內力計算桿端內力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 0.00000000 12.1601515 0.00000000 0.00000000 -18.7998485 -9.95954550 2 0.00000000 18.1747033 -9.95954550 0.00000000 -18.9772966 -11.4042133 3 0.00000000 18.19、9772966 -11.4042133 0.00000000 -18.1747033 -9.95954550 4 0.00000000 18.7998485 -9.95954550 0.00000000 -12.1601515 0.00000000-反力計算約束反力值 ( 乘子 = 1)- 結點約束反力 合力 支 座 - - 結 點 水平 豎直 力矩 大小 角度 力矩- 5 0.00000000 12.1601515 0.00000000 12.1601515 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 36.9745518 0.00000000 36.974551820、 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 37.9545932 0.00000000 37.9545932 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 36.9745518 0.00000000 36.9745518 90.0000000 0.00000000 1 0.00000000 12.1601515 0.00000000 12.1601515 90.0000000 0.00000000- 第一道圍囹驗算：第一道圍囹采用2I32a工字鋼，每隔2m進行滿焊連接。鋼材屈服強度值fy=235N/mm2，鋼材抗壓強度設計值f=215N/mm21、2。2I32a工字鋼慣性矩Ix=22160cm4，截面模數Wx=1384cm3，靜力矩Sx=801cm3。p1=rKaD（hn+hn+1）/2=18.80.490.7（2.5+0.7）/2=10.32kN/ma.支承力： P1=37.95kNb.彎 距: Mmax=11.4kNmmax=Mmax/Wx=23.28106/（1384103）=8.24N/mm2fy=235N/mm2，滿足要求。c.剪 力: R=18.98kN=RSx/(Ixt)=22120801103/(2216010419)=3.6MPa=120MPa，滿足要求。 第二道圍囹驗算：第二道圍囹采用2I32a工字鋼，每隔2m進行滿22、焊連接。鋼材屈服強度值fy=235N/mm2，鋼材抗壓強度設計值f=215N/mm2。2I32a工字鋼慣性矩Ix=22160cm4，截面模數Wx=1384cm3，靜力矩Sx=801cm3。p2=rKaD（hn+hn+1）/2=18.80.493.2（3.2+0.8）/2=58.96kN/ma.支承力： P2=216.84kNb.彎 矩: Mmax=62.15kNmmax=Mmax/Wx=62.15106/（1384103）=44.91N/mm2fy=235N/mm2，滿足要求。c.剪 力: R=108.42KN=RSx/(Ixt)=248720801103/(2216010419)=20.6323、MPa=120MPa，滿足要求。 (8)支撐桿，采用2I32a工字鋼工字鋼腹板厚度tw= 9.5mm ，翼緣板平均厚度t=15mm ,鋼材屈服強度值fy=235N/mm2，鋼材抗壓強度設計值f=215N/mm2。工字鋼截面積134cm2。工字鋼的回轉半徑i=25.6cm。工字鋼長細比：=1320/25.6=51.56150滿足要求，工字鋼的穩定性：f=Pmax/(sin45oA)= = 22.88N/mm2215N/mm2 滿足要求。(9）圍囹和支撐桿布置方式具體見圖9、圖10：圖9圍囹和支撐立面圖圖10第一、二道圍囹和支撐平面圖圍囹采用2I32a工字鋼，支撐桿采用2I32a撐桿采用四道斜撐、24、兩道橫橋向直撐。斜撐與圍囹均成45度夾角。圍囹與支撐之間的連接要進行滿焊，并保證焊接質量。4、材料及機械1個圍堰材料及機械表拉森鋼板樁60cm21cm9m70片32a工字鋼243m50t履帶吊1臺駁船1條DZ90型振動錘1臺16槽鋼2mC35砼28.5m五、安全管理體系及安全措施1、安全管理體系正確貫徹“安全為了生產，生產必須安全”及“安全第一，預防為主”的方針，建立健全安全保證體系，建立安全責任制，開展安全教育，強化安全意識，加強安全監督檢查，在督促安全的前提下，全面完成項目施工任務。建立項目部、施工隊和班組三級安全保證體系。項目部設專職安全長和安全質量部，隊和班組設專職安全員，主抓安全工作25、。項目部成立以項目經理為組長的安全管理領導小組；施工隊成立以隊長為組長的安全管理小組，充分發揮各級安全人員的監督作用，保證安全工作貫穿于施工全過程。安全生產管理體系框圖安全生產管理體系框圖思想保證組織保證控制兩率措施保證制度保證經濟保證安全教育宣傳勞動法和勞動保護政策三工教育安全生產知識學習項目經理安 全委員會施工隊安 全小 組班組安全小組死亡率0%年負傷率0.6包保責任制人身安全檔案安全設施檔案安全勞動競賽五 防二級檢查定期檢查經常檢查抓好兩個重點支架安全機械車輛經濟責任制工資掛鉤安全獎金掛鉤總結評比獎罰兌現提高安全意識安全員安全無事故措施得力措施得力安全年下步規劃安全信息反饋2、安全措施(26、1)為提高深基坑圍護的安全可靠性，對鋼板樁的入土深度已經進行了理論數據的計算，也對鋼板樁的圍護強度及穩定性進行驗證，確保了深基坑施工的可靠性。(2)沉設鋼板樁的施工中，嚴格按照沉樁規范施工，基坑四角必需采用角樁，最大程度的提高小齒口鋼板樁的防漏性能，保證下道工序順利進行。 (3)圍囹與支撐之間的連接要進行滿焊，保證焊接質量。(4)吊裝過程中要嚴格遵守操作規范，嚴禁違章作業。(5)施工過程中,鋼板樁滲漏處要及時進行止漏處理保證施工時的安全。 (6)嚴格按照基坑施工規范實施每道工藝的施工，開挖坑土堆放至10m15m（1倍樁長）以外，坑土堆放要平整最大程度的減小堆土對鋼板樁的側壓力，增強圍護的安全系27、數，即時對坑內積水進行抽排。在對基層實施挖土時，挖土機械嚴格按照規范操作，最大程度的減小挖土機械單位受力面積，杜絕沖擊荷載，對鋼板樁的破壞，確保基坑安全。 (7)作好基坑圍護工作，設置護欄及醒目標志，設置防墜落警示牌。(8)雷雨、風力六級以上(含六級)天氣不得進行作業。(9)建立嚴格的工序交接程序，制定科學、嚴謹、可行的施工計劃，最大程度的調動施工群體的主觀能動性，擬定合理的獎罰條律，堅持以人為本，安全第一的原則，加強協作意識，高度重視施工質量，如期完成施工任務。六、質量管理體系及保證措施1、質量管理體系建立施工現場質量保證體系，即“橫向到邊，縱向交底，控制有效”的質量檢查體系，嚴格執行“三自28、”和“三檢”制度，把質量管理的每項工作具體落實到每個部門、每個人，使質量工作事事有人管，人人有職責，辦事有標準，工作有檢查，檢查有落實，使全體職工都擔負起質量責任。全面質量管理領導小組制定創優管理模式確定創優目標制定創優規劃和措施施工過程保證體系思想保證體系質量管理保證體系組織保證體 系提供最優方案以科技進步保質量主人翁思想用戶第一獎懲制度文明施工創優規劃檢查制度評定制度QC 領導小 組職能管理部 門群 眾 性QC小 組工程測量計量標準化新工藝新技術應用工程試驗五小攻關質量第一的思想質量控制驗工計價獎優罰劣全過程工序質量控制體系項目經理終身負責質量管理體系框圖：成立以項目經理為組長的全面質量管29、理領導小組，建立項目部、施工隊、班組三級質量管理體系，在項目部、施工隊設專職質量檢查工程師，班組設兼職質量檢查員，對施工的全方位進行質量管理、監督、檢查，并制定切實 有效的能夠保證工程質量的措施，克服質量通病，創優質精品工程。2、質量保證措施 建立健全質量管理領導小組建立各級質量責任制加強職工培訓，提高施工人員素質與技能制定獎罰辦法,將質量情況與工資、獎金相結合實行質量一票否決制加強設備、材料的管理七、文明施工1、建立文明施工管理機構成立以項目經理任組長，副經理、總工程師、各部門主管及施工隊長參加的文明施工管理小組，建立健全施工現場文明管理責任制度, 創造良好的文明施工環境和氛圍，保證本工程的30、順利實施。2、文明施工保證措施施工駐地設置圍墻、護欄，圍墻的外墻飾面整潔。施工期限屆滿后及時清理被占現場，并恢復原狀。項目部執行我公司CIS企業自我形象設計內容，現場有統一的企業標識。現場布局合理，管理有序，場地布置統一規劃，材料、機具堆放整齊，各種物資材料按ISO9001：2000質量管理體系標準進行標識。對各項生產、設施、道路、管線、電力線路及各類物資放置場地實行平面動態管理。保持施工現場的清潔整齊；采用有效措施處理廢水使其按標準排放，并確保施工現場無積水，生活、生產垃圾集中堆放并及時消納；創造良好的工作和生活環境。用網絡計劃合理組織施工進度，合理安排材料、機械和勞動力的進場，避免現場盲目指揮調度，促使現場施工高效有序。