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1、1 工程簡介京杭運河泗陽四號橋110米主跨15#、16#兩個主墩位于運河內，樁頂標高為8.558m，承臺尺寸為11.7*8.6米，承臺高度3m，頂標高為11.558m。15#、16#主墩尺寸為6*4米，頂標高為23.658m。運河最高通航水位為18.050m，最低通航水位為15.830m。水中施工為運河中搭建平臺及樁基施工常水位為16.2m，鋼板樁圍堰按17.20m考慮。待鉆孔樁施工完成后施工鋼板樁圍堰。2 水中鋼板樁圍堰的施工2.1、鋼板樁圍堰驗算鋼板樁圍堰的尺寸鋼板樁的形狀及大小根據(jù)承臺的形狀和大小而定，同時滿足承臺模板安裝作業(yè)人員操作的凈空要求。根據(jù)此主墩承臺的特點，采用矩形鋼板樁圍堰，2、每側各留1m操作空間，圍堰的平面尺寸為13.7m10.6m。圍堰采用400170的u型鋼板樁，樁頂高出水面1m左右，鋼板樁入土約6.35m。結構見下圖。 鋼板樁圍堰內支撐層數(shù)的確定及結構形式鋼板樁圍堰內支撐層數(shù)的數(shù)量及其位置，根據(jù)鋼板樁圍堰的深度及鋼板樁本身抗彎強度而定，充分發(fā)揮鋼板樁的抗彎強度，最頂層內支撐距離圍堰頂2.15米，第二道具承臺基坑底3.5米。內支撐的結構形式主要考慮結構受力合理，同時不影響承臺及墩身的施工。根據(jù)主墩承臺的埋深及承臺高度，為便于施工，鋼板樁圍堰設2道內支撐：每道內支撐結構形式一致，承受鋼板樁傳遞的水壓力和土壓力及施工荷載產生的土壓力，圍楞采用4根25a工字鋼拼接組3、合，水平內支撐采用300*10mm鋼管內支撐形式如下圖。2.2、鋼板樁圍堰的結構驗算基本數(shù)據(jù)（1）鋼板樁截面特性型號(寬度高度)有效寬度W1mm有效高度H1mm腹板厚度tmm單根材每米板面截面面積cm2理論重量kg/m慣性矩Ixcm4截面模量Wxcm3截面面積cm2理論重量kg/m2慣性距Ixcm4截面模量Wxcm340017040017015.596.9976.14670362242.5190.4386002270（2）土層性質粘土、亞粘土取25，淤泥質粘土取10,基地土層粘聚力c取15KN；（3）基本參數(shù)計算地質資料土層的平均容重：=18KN/m，偏安全考慮，統(tǒng)一按水、土合力考慮容重為194、KN/ m。土層的平均內摩擦角：=18.4,坑底以下6.35m內側=22.6主動土壓力系數(shù)： Ka=tan2（45/2）=0.52被動土壓力系數(shù)： Kp =tan2（45/2）=2.251.5米內基坑附近施工機械等均布荷載按20kN/m計，因水深較淺，填土筑島未拆除，不考慮動水壓力的影響。板樁外側均布荷載換算填土高度h1，h1=q/=20/19=1.05m，則最大土壓力P土=Ka（h+h1）=19*（8.95+1.05）*0.52=98.8KPa，（考慮開挖基底時，多挖30cm深度換填碎石墊層及澆注墊層砼,計算深度8.65+0.3=8.95m）鋼板樁入土深度檢算根據(jù)盾恩法求入土深度，由公式Ka5、H(h+t) =(KpKa)t2, 整理得到(KpKa)t2KaH tH Kah=0，帶入數(shù)值后1.73 t24.65t20.8=0，解得t=5.06m，實際施工一般取1.2t=6.07m，15m鋼板樁施工時入土6.35m，滿足要求。基坑底管涌及隆起驗算抗管涌：根據(jù)不發(fā)生管涌條件：K=（h+2t）/h水1.5，其中h為基坑深度，t為埋入土中深度。則K=（8.95+2*6.35）*19/8.95*10=4.591.5，滿足要求。抗隆起：Nq=etgtg2（45/2）=5.4Nc=（Nq-1）/ tg=10.6Ks=(t Nqc Nc)/ (Ht)=(19*6.35*5.4+15*10.6)/196、*(8.95+6.35)=2.791.6,滿足要求。坑底滲水量計算：Q=KHUq根據(jù)設計地質資料，土的綜合滲透系數(shù)0.1m/d則Q=0.1*8.95*48.6*0.18=7.8m根據(jù)其滲水量的大小，為達到較好的降水效果利于承臺施工，在承臺外側與鋼板樁之間排水通道，在基坑最低角落里設置一個排水井。2.2.5圈梁受力計算：內支撐計算，采用1/2分單法計算各內支撐反力，如計算圖示。第一層支撐力：Q1=Ka（h0+h1/2)2/2 =19*0.52*(3.2+3/2) 2/2=109.12KN第二層支撐力：Q2=Ka（h0+h1/2)+（h0+h1+h2/2）*( h1+h2)/(2*2) =19*07、.52*(3.2+3/2+3.2+3+3.8/2）*( 3+3.8)/(2*2)=215KN即圈梁支撐力：q=215 kN/m，圍囹采用四根I25a組拼布置（Wx=2016cm3,Ix=50390 cm4），在四角處設置斜撐，加焊后形成封閉框架結構。13.7米和10.6米方向可以簡化為五等跨等截面連續(xù)梁形式，按最不利位置圈梁驗算第二道圈梁。q=215 kN/mL=2.74mL=2.12mL=2.74mL=2.12mL=2.74mL=2.12m13.7米：Mmax=0.078ql=0.078*215*2.74=125.9 kNm = Mmax/W=125.9kNm/2016cm=62.45MPa8、205 MPa10.6米：Mmax=0.078ql=0.078*215*2.12=75.37 kNm = Mmax/W=75.37kNm/2016cm=37.39MPa205 Mpa圍楞變形量按簡支梁計算：f=5ql4/(384EI)=0.013*215*2.744/（210*50390）=1.5mm2.2.6 支撐桿受力計算支撐桿采用300*10mm鋼管鋼管的截面積：A=91.1cm回轉半徑：i=10.26cm長細比：=l/i=654/10.26=63.74，查鋼結構設計規(guī)范a類截面穩(wěn)定系數(shù)=0.868支撐反力:N=QL=215*2.74=589KN，鋼管所受軸向力N1=589*6.54/49、.24=908.5 KN。支撐桿鋼管的穩(wěn)定性：= N1/A=908.5/(0.868*91.1)=114.9MPa205 MPa，滿足要求。2.2.7 鋼板樁受力及變形驗算鋼板樁頂部懸臂段容許長度：h=(6w/Ka)1/3=(6*210*2270/19*0.52)1/3=6.62施工實際為3.2m，滿足要求。第二道支撐以下鋼板樁為最不利位置，作鋼板樁強度驗算：q=19*8.95*0.52=88.43KN/m，按簡支梁計算更安全:M=0.125*98.8*3.8=178.3KN.m，= Mmax/W=178.3/2270=78.56MPa=205 Mpa，變形量f=5ql4/(384EI)=0.10、013*98.8*3.84/(210*38600)=3.3mm。 鋼板樁的施工在鉆孔樁的施工完成后實施。鋼板樁采用15m長拉森型（400*170&15.5）鋼板樁，內側加2層圍檁，圍檁采用4根組拼25#工字鋼，圍檁內300*10mm鋼管作為支撐。每個鋼板樁圍堰共需15m長鋼板樁124根及角樁4根，25#工字鋼372.8m，鋼管84m。水中鋼板樁圍堰施工所需材料如表3。表3 每個墩水中鋼板樁材料序號材料型號單位數(shù)量1鋼板樁拉森型（400*170&15.5）m18302工字鋼25am3733鋼管300*10m782.3 施工準備2.3.1 板樁準備 鋼板樁施打之前，測量人員先準確在地面放線，在以距11、鋼板樁頂300mm位置為中心豎向開槽，每相鄰4根開一道，槽寬25mm，長為100mm，在鋼導梁腹板中心開水平槽，槽形狀同鋼板樁，每1600mm設置一道，開槽時注意相鄰槽鋼的開槽位置。鋼板樁運至現(xiàn)場后，可直接倒運到施工現(xiàn)場，鋼板樁順運河岸堆放整齊，嚴禁出現(xiàn)斜放現(xiàn)象，防止鋼板樁夾彎，樁邊按要求做好安全防護，防止落樁入河或其他安全事故的發(fā)生。2.3.2 板樁導向架 為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，鋼板樁沉樁前必須設置一定剛度的堅固導架。鋼板樁的導架設置在履帶吊可施工范圍，并且每打入土1m測量人員測一次鋼板樁垂直度。2.4 施工沉樁鋼板樁施打12、采用50t履帶吊，履帶吊臂長14m，施工時履帶吊停在施工便道上，能夠完成所有鋼板樁的施打。2.4.1 首樁施打 打樁時，開始打設的第一、二塊鋼板樁的打入位置和方向要確保精度，它可以起樣板導向作用，一般每打入1m，就測量一次，由于其位置準確與否直接影響到整個樁體的傾斜度是否符合設計要求，由于是在運河內施打鋼板樁，風浪很小，可全天候施工。2.4.2 頂標高控制為加強鋼板樁施打質量，有效控制樁頂標高，在相鄰的導向樁上測定標高，用油漆表示，在夾樁器上畫上刻度線，根據(jù)測定的標高及設計樁頂標高，確定沉樁結束時夾樁器上與該標高相應的刻度線。2.4.3 后續(xù)樁施工 起始樁施工完畢后，后續(xù)樁連續(xù)進行，每三根樁焊13、成一組，鋼板樁分為兩步進行，吊機進行定位并施打至水面以上，插樁時鎖口要對準，每插入一塊即套上樁帽輕輕加以錘擊并沉樁至設計標高；沉樁前，在鎖口內涂抹黃油，減少樁間的摩阻力；鋼板樁施工時要求樁體垂直，利用前一根樁的止水口滑槽并與導向樁結合保證施工位置準確，嚴禁斜打、俯打或仰打，防止破壞止水口影響鋼板樁的整體性；鋼板樁打樁前進方向的鎖口下端用木栓塞住，防止泥砂進入鎖口內，影響以后插打；因單組鋼板樁之間已經焊接，故不會發(fā)生單根樁下降的情況。鋼板樁施打順序2.5 鋼板樁圍堰支撐整個鋼板樁共設2道圍檁，具體的支撐標高為：第一道+15.06米，第二道+12.05米。為利于薄壁墩身的施工，支撐要避開墩身及模板14、的位置。在鋼板樁上焊牛腿，以便在上面擺放支撐，為防止支撐受力時向上拱起，在支撐上面焊反牛腿，并且為了使支撐與鋼板樁接觸緊密，在支撐與鋼板樁間要焊上短支撐或打木楔。逐步抽水至支撐下20CM處時，既開始焊牛腿、安放支撐等。鋼板樁施工圖如圖6。圖6 鋼板樁及其支撐布置圖2.6 基坑開挖頂部34米土層采用挖機開挖干作業(yè)，做好排水，開挖至支撐位置焊接牛腿，焊接圍楞及支撐，基坑底部機械開挖效率低，采用泥漿泵抽排，至基底標高后抽水進行干作業(yè)，人工開挖底部30cm換填碎石墊層及澆注砼墊層，邊部開挖排水溝抽取滲水。2.7 抽水堵漏(1)抽水前，應將鋼板樁與導框之間空隙用墊木塞緊，以保證導框受力均勻。(2)鎖口不15、密的漏水可在開挖或抽水發(fā)現(xiàn)后以板條、棉絮、麻絨或防水布等在板樁在圍堰和樁之間不密貼處,加打硬質木楔,以保證圍堰受力均勻(3)抽水后,鋼板樁接縫處若有漏水現(xiàn)象,可在漏水處板樁外側,緩慢傾倒煤渣屑和木屑的混合物,讓其隨水流堵入縫隙.內側嵌塞。2.8 圍堰拆除墩身澆注一節(jié)砼出水面后，回填基坑至第二道支撐處，拆除第二道支撐，繼續(xù)回填至第一道支撐處，拆除第一道支撐，放水保持與河道連通，平衡壓力，拔除鋼板樁。3 施工工期鋼板樁施工工期為30天。時間為2009年3月28日-2009年4月27日。4 人員及設備鋼板樁圍堰施工所需人員及設備見表5、表6。表5 人員配備表序號工種數(shù)量備注1技術員22工長13質檢員16、14實驗員25測量員26木工27鋼筋工58砼工69電焊工610起重工411電工212操作工6合計39表6 設備配備表序號機械或設備名稱型號規(guī)格數(shù)量國別產地制造年份額定功率（KW）生產能力備注1攪拌站2臺中國2003100Kw37.5m3/h2裝載機ZL501輛中國2004154Kw3.0m33履帶吊QUY501臺中國200050t4震動錘DZ1201臺中國2002120Kw5發(fā)電機2PIYD1臺中國2002150Kw6空壓機1臺中國20049m3/min7電焊機4臺中國20058潛水泵多臺中國20059全站儀1臺中國200310水準儀1臺中國200311萬能試驗機WE-6001臺中國2004117、2壓力試驗機TYE-20001臺中國200413電動抗折試驗機DK2-30001臺中國20045 質量控制5.1 質量保證體系 (1) 質量方針誠信守法，科學管理，精心施工，質量第一，顧客滿意，以人為本，預防為主，保護環(huán)境，追求卓越。 (2) 本工程質量目標一次報驗合格率95%；分項工程合格率100%；主要分項工程優(yōu)良率100%；返工損失率1。5.1.1 管理職責將質量管理職能分解到各部門和各崗位。項目經理部執(zhí)行局的質量方針，滿足業(yè)主提出的質量目標要求，建立以項目經理為質量第一責任人的管理職責及職權體系，形成一個完整的質量體系。由總工程師具體負責該體系，質量工程師負責質量體系的日常工作，確保體18、系正常運行。5.2 質量保證措施(1) 認真貫徹執(zhí)行國務院關于“加強基礎設施工程質量管理”的通知，貫徹執(zhí)行交通部“公路工程質量管理辦法”，積極開展質量月活動，以項目管理為載體，落實到項目管理的各環(huán)節(jié)。建立健全質量保證體系。 (2) 強化內部管理，夯實基礎工作，嚴格施工技術管理程序和辦法。(3) 應用激勵和約束機制，獎優(yōu)罰劣。(4) 作好原材料、半成品的檢查把關。(5) 認真控制混凝土質量，積極開展QC活動。(6) 加強測量、復核、監(jiān)控工作。6 安全保障措施及常見事故預防措施6.1安全保障措施（1）安全思想教育安全教育要從思想上重視，觀念上更新，變“要我安全” ，為“我要安全” 。工程開工前對施19、工人員進行安全培訓，學習國務院及其有關部門、江蘇省及地方的有關安全生產和勞動保護方面的法律、法規(guī)、規(guī)章和技術標準，學習總部有關安全制度，講解“安全工作責任重于泰山，防患于未然”的道理，同時讓施工人員了解安全危險點和控制點，使大家心中有數(shù)，處事不驚。宣講總部有關安全方面的經驗教訓，通過學習，提高員工的安全意識和主觀能動性，自覺遵守安全規(guī)定。在工程施工中塑造“工程要安全，人人要安全，人人管安全”的新風，樹立安全工作警鐘長鳴，常備不懈的思想意識。對于特殊工種要進行專業(yè)培訓，持證上崗。（2）安全制度法規(guī)保證運用職業(yè)、安全、健康管理體系指導安全生產工作。工程開工時，依據(jù)工程的特殊性，制定對本項目管理行之20、有效的安全制度法規(guī)，其中包括：機械安全操作規(guī)程、安全用電制度、地面吊裝安全操作規(guī)程、特殊工種安全制度、事故報告制度、生活和生產消防制度等制度。進行宣讀張貼，和經濟獎罰掛鉤，使之成為法規(guī)性，強制性的制度。樹立安全、消防否決權制度，把安全消防工作提到一個更高的階層上來。（3）施工安全許可制度在編制工程項目總體施工組織設計的同時編制安全工作組織設計，并報上級安全主管部門及監(jiān)理工程師的許可。分項工程施工技術交底必須同時進行安全技術交底，必須有現(xiàn)場專職安全工程師簽認。每天開工前，所有施工班組必須進行工前安全檢查，且記錄備查。各分項負責人每天檢查安全工作的執(zhí)行情況，并進行詳細記錄。（4）加強施工人員安全生21、產防范意識,牢固樹立安全觀念,項目部不定期地進行安全檢查,施工隊長對機組實行安全自檢,并向安全負責人匯報。（5）機械操作人員在崗位時應自覺佩戴安全帽，保持思想集中，謹慎操作，進行高空作業(yè)，必須系好安全帶，并不得向下亂拋物件。嚴禁穿拖鞋及酒后上崗作業(yè)，非工作人員不得進入施工現(xiàn)場，防止各類安全事故的發(fā)生。（6）機械安裝與拆除及移動必須統(tǒng)一指揮，機組的安全人員定期檢查設備的剎車、制動系統(tǒng)是否靈敏可靠，運轉部分必須有安全防護罩等安全裝置。電纜、電器須定期檢查。按照安全規(guī)程進行配電接線，電纜線接套要絕緣材料裹好，防止漏電傷人。（7）樁機施工時應防止樁機傾斜、傾倒以及動力頭和轉桿的脫槽等事故的發(fā)行，經常檢22、查樁機緊固件是否有松動和腐蝕現(xiàn)象。（8）現(xiàn)場油料等易燃料物品有專人看管，不得使用明火，設立安全標志牌，并配備消防設施。（9）夜間施工必須有足夠的照明，同時防止施工人員疲勞作業(yè)。（10）建立交接班制度，使交接過程中的安全隱患得到解決。（11）在運河兩側上下游各100米處設置安全提示反光警示牌。（12）主墩施工平臺前沿白天設置安全提示標牌并插紅旗作為標志，夜間設置警示燈和射燈，南北平臺各兩只，主要照射圍堰主體，提醒過往船只注意安全，避免碰撞。（13）安排專人對圍堰進行檢查，觀測圍堰木樁移位等情況，確保圍堰安全。6.2安全控制方案 操作人員（電工）必須經過有關部門的培訓，考試合格取得操作證后方可持證23、上崗。非電工人員禁止進行電氣操作。 電工必須嚴格按照電工安全技術操作規(guī)程進行操作，在作業(yè)過程中應集中思想，不能麻痹大意，防止操作時失誤而引起的事故。 電工在作業(yè)過程中，線路上必須斷電，禁止帶電操作。 使用的電氣設備，其金屬外殼應按照安全規(guī)程進行保護性接地或保護接零。對保護接地或保護接零的設施要經常檢查，保證連接牢固，線路正常。在保護接地或保護接零的導線上不得有任何斷開的地方，潮濕環(huán)境必須裝設漏電保護裝置。 用電氣設備和各種電動工具，當人離開工作場或暫停使用時，必須先拔除插頭，關閉電源。 需要臨時用電裝置，必須辦理臨時用電申請手續(xù)，經同意后方可裝設，不能私自接裝。 臨時線路裝置使用期限一般規(guī)定為24、三個月，要指定電工裝拆、檢查和管理。 禁止在帶電導線、帶電設備附近使用火爐或噴燈。 施工用電與生活用電線路必須分開架設，動力與照明的保險器必須分開。 變電配電室內嚴禁吸煙，不準堆放雜物，保證室內通道和室外道路的通暢。 施工人員用電要遵守“十不準”：不準任何人玩弄電器設備和開關；不準非電工拆裝、修理電器設備和用具；不準私接電器設備；不準使用絕緣損壞的電器設備；不準私用電熱設備和燈泡取暖；不準擅自移動電器安全標志、圍欄等安全設施；不準使用檢修中的設備；不準不辦手續(xù)而進行施工任務，以防損壞地下電纜。6.3常見事故預防措施 觸電事故 操作人員（電工）必須經過有關部門的培訓，考試合格取得操作證后方可持證25、上崗。 電工必須嚴格按照電工安全技術操作規(guī)程進行操作，在作業(yè)過程中應集中思想，不能麻痹大意，防止操作時失誤而引起的事故。 電工在作業(yè)過程中，線路上必須斷電，禁止帶電操作。 使用的電氣設備，其金屬外殼應按照安全規(guī)程進行保護性接地或保護接零。對保護接地或保護接零的設施要經常檢查，保證連接牢固，線路正常。在保護接地或保護接零的導線上不得有任何斷開的地方，潮濕環(huán)境必須裝設漏電保護裝置。 用電氣設備和各種電動工具，當人離開工作場或暫停使用時，必須先拔除插頭，關閉電源。 需要臨時用電裝置，必須辦理臨時用電申請手續(xù)，經同意后方可裝設，不能私自接裝。 臨時線路裝置使用期限一般規(guī)定為三個月，要指定電工裝拆、檢查26、和管理。 禁止在帶電導線、帶電設備附近使用火爐或噴燈。 施工用電與生活用電線路必須分開架設，動力與照明的保險器必須分開。 變電配電室內嚴禁吸煙，不準堆放雜物，保證室內通道和室外道路的通暢。 施工人員用電要遵守“十不準”：不準任何人玩弄電器設備和開關；不準非電工拆裝、修理電器設備和用具；不準私接電器設備；不準使用絕緣損壞的電器設備；不準私用電熱設備和燈泡取暖；不準擅自移動電器安全標志、圍欄等安全設施；不準使用檢修中的設備；不準不辦手續(xù)而進行施工任務，以防損壞地下電纜。機械傷害事故 操作人員必須經過培訓，考試合格取得操作證后方可持證上崗。 操作人員要嚴格按照機械設備的安全操作規(guī)程操作，并且正確穿戴27、好個人的防護用品。 要經常對設備進行觀察和維護，及時清除雜物。 機械設備的零部件的強度、剛度應符合安全技術要求。 機械設備的電氣裝置必須符合安全的要求。 機械設備要根據(jù)有關安全要求，裝設合理、可靠、不影響操作的安全裝置。 操作人員必須按規(guī)定正確使用安全裝置，不能將其拆掉不用。 操作人員自己應在機械設備運行前，按運行規(guī)定進行安全檢查，防止設備帶故障運行。人員溺水安全事故水上施工前首先對進場施工作業(yè)人員進行安全交底，告知現(xiàn)場危險源點和安全要求及注意事項。 進入水上施工作業(yè)區(qū)域的所有施工作業(yè)人員必須按照項目部制定安全生產管理規(guī)定要求執(zhí)行，穿戴好安全防護用品；如：安全帽、救生衣、高空作業(yè)系好安全帶等。水上施工作業(yè)區(qū)域周邊設置防護欄桿,防止施工作業(yè)人員落水發(fā)生事故。施工作業(yè)時，禁止一人施工作業(yè)，如施工作業(yè)必須兩人以上方可進行施工作業(yè)。夜間施工作業(yè)時，現(xiàn)場必須保證足夠的照明設施。現(xiàn)場各施工班組、現(xiàn)場管理負責人員在管理好生產工作的同時也要監(jiān)督現(xiàn)場安全生產。現(xiàn)場設置的安全警示牌、警示燈、警示紅旗任何施工人員不得擅自移動或拆除，如因工作需要，聯(lián)系現(xiàn)場管理人員和項目部領導及安全部門同意以后，到現(xiàn)場監(jiān)督或重新設置。水上施工區(qū)域部位及周邊設置安全警示牌、警示燈和警示紅旗，設置在醒目部位。目的為了防止過往運輸船舶和施工作業(yè)人員的安全所采取的預防預控措施。