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1、xxxx橋鋼板樁圍堰施工方案目錄一、工程概況二、鋼板樁圍堰結構設計 1、結構形式的選擇 2、圍囹結構 3、圍堰的平面尺寸 4、圍堰高5、封底混凝土三、結構驗算 1、封底混凝土的驗算 2、鋼板樁的強度驗算 3、圍囹的強度驗算 四、施工方法 1、圍堰施工流程 2、導向架的施工 3、鋼板樁的施工 4、圍囹的安裝5、圍堰內多余土方的開挖 6、封底混凝土的施工 7、鋼板樁拔除一、工程概況本工程為新沂市撤渡建橋工程xx特大橋項目,該橋跨越新沂市棋盤鎮xx村和草橋鎮堰頭村之間,連接新沂駱馬湖東西兩大堤，先后跨越新戴運河、沂河及老沂河。橋位處新戴運河、沂河均為通航河道，兩河在橋位處下游200米處匯合，在橋位處2、兩航道合并，因此主橋主跨按四級航道標準實施，凈空標準為60*，本工程橋梁樁號范圍為K16+K17+，橋梁全長為米，橋跨布置為2+4+2。主橋上部采用變截面預應力混凝土現澆連續箱梁，下部為實體墩、灌注樁群樁基礎。引橋上部采用裝配式預應力混凝土組合箱梁，下部為柱式墩、灌注樁基礎。主橋主墩承臺尺寸為*，承臺頂標高為和(14#墩)，過渡墩承臺尺寸為.5* m，承臺頂標高為(12#墩)和(15#墩)，河床頂標高約，施工時常水位高程為。主墩和過渡墩位置河床上層土層為采砂而引起的坍塌物質及采砂船選礦的混合物，巖性主要為粘性土，灰黃色，可塑，層厚為。二、鋼板樁圍堰結構設計 1、結構型式的選擇上述工程特點可知，3、主墩和過渡墩承臺頂標高基本與河床頂持平，承臺位置挖掘深度約4米，非開挖位置施工水深約7米左右。承臺均為矩形，外形規整。根據現有條件，決定選用德國拉森鋼板樁作為圍堰側壁，用水下封底混凝土作為圍堰的底板，以保證承臺和墩身的正常施工。鋼板樁圍堰具有制作快捷，插打拆除方便和周轉靈活、通用性強的特點，密封效果可滿足施工要求。 2、圍囹結構于墩身相對承臺較大，且墩身側面主筋較密，為保證墩身結構不被破壞，圍囹采用平面桁架結構形式，在墩身內無圍囹桿件穿過，以保證結構的耐久性。圍堰內共設七道圍囹，第一道圍囹位于圍堰頂，在鋼板樁插打前安裝完成，兼作下導向架，第七道圍囹位于承臺頂向上20左右，其它轉囹按一定間距布置4、其間，具體見附圖。 3、圍堰的平面尺寸1考慮到承臺施工的需要和不可避免的圍堰施工誤差，圍堰與承臺側面間的凈距按100左右控制，具體見附圖。 4、圍堰高于承臺計劃施工期為20XX年6月底前全部結束，該期間降雨量較小，施工水位較穩定，因此圍堰頂標高按高出常水位1米控制，即。于封底混凝土有約的施工厚度，同時保證圍堰有45m的埋深，故主墩鋼板樁的最小長度為1+7+5=，因此選擇圍堰鋼板樁長為18米。過渡墩圍堰用鋼板樁長為15米。 5、封底混凝土于承臺底的常水位施工水頭高約10米，水壓較大，為此根據以往成功經驗，選擇封底混凝土厚度為米，混凝土為C25水下灌注混凝土。同時為保證封底混凝土的效果，在封底混凝5、土下設4050的粗碎石墊層。封底混凝土采用水下導管澆筑方式澆筑。三、結構驗算 1、封底混凝土的驗算 封底混凝土的浮力平衡性其力模型如下：圖中f為封底混凝土的底部水壓壓強，f=h=10*=108kPa。F1為封底混凝土與鋼板樁間的摩擦阻力，按握裹強度15t/計算F1=*15*=。實際上每個承臺鋼板樁總重約 kN (見材料表)2鋼板樁與土之間的摩擦阻力為*2*6*20=5184，式中拉森鋼板單位重為75kg/m，鋼板樁長為18米，鋼板樁入土深度取6米，鋼板樁與土間的側摩擦阻力取20kPa。于鋼板樁自重與鋼板樁與土層間側摩擦阻力之和遠小于鋼板樁與封底混凝土間的握裹力，F1應取它們間的較小值，即取F16、= +5184=。F2為封底混凝土與鋼護筒間的握裹力，F2=6*15*=5982 kN 式中鋼護筒直徑為1800。W1為封底混凝土自重。W1=(*.9*)*= kN。封底混凝土底板承受的水壓力為P=Af=*108=10517 kN 則浮力平衡性驗算為/P=1上述計算中未計入圍囹自重，故封底混凝土浮力平衡性滿足要求。 封底混凝土的局部強度驗算于封底混凝土主要利用與鋼護筒和鋼板樁間的握裹力獲得平衡，故按最不利工況-單向懸臂板建立力學模型，懸臂長按計，懸臂板寬按1m計，則懸臂板所受均布荷載為q=*=/m，最大彎矩為M=1/2ql2=,截面W=1/12bh2=，=M/W=0= MPa，滿足要求。 2、7、鋼板樁的強度驗算 計算工況及力學模型取水的密度為10kN/m，素填土的密度為/m，素填土的內摩擦角取 =15,則主動土壓力系數為tg2(45-/2)=，被動土壓力系數為tg2(45+15/2)=。以承臺底面高程點作為鋼板樁的轉點，選擇多點支承梁作為鋼板樁的力學模型。在封底混凝土施工前,于被動土壓力的存在，選擇上述點作為鋼板樁的力學模型轉點更偏安全，而且與封底混凝土完成后的力學轉點相同，便于比較分析。于支點以上鋼板樁長度較大，整體剛度較小，需分階段、多層進行抽水及安裝圍囹施工。經過反復比較，共安裝七道圍囹，分別按八種工況分別333進行計算。工況一：抽水到第二道圍囹位置，安裝第二道圍囹，圍堰內土不8、開挖。工況二：抽水到第三道圍囹位置，安裝第三道圍囹，圍堰內土不開挖。 工況三：抽水到第四道圍囹位置，安裝第四道圍囹，圍堰內土不開挖。 工況四：抽水到第五道圍囹位置，安裝第五道圍囹，圍堰內土不開挖。 工況五：抽水到第六道圍囹位置，安裝第六道圍囹，圍堰內土不開挖。 工況六：回水到內外水壓平衡，開挖圍堰內土方，至封底混凝土墊層底標高。 工況七：封底混凝土強度達到90%設計強度后，抽水到第七道圍囹位置，安裝第七道圍囹。工況八：抽干圍堰內的水，進行承臺施工。其中工況一五在圍堰內土方開挖前完成，七八工況在開挖后施工。4各工況力學模型如上圖。 22鋼板樁內力計算根據上述工況及力學模型，分別計算各工況鋼板樁內9、彎矩和圍囹支反力，結果見表一。表一：鋼板樁內力計算結果(單位:)板樁彎矩 工況一 圍囹一 支反力 圍囹二 支反力 圍囹三 支反力 圍囹四 支反力 圍囹五 支反力 圍囹六 支反力 圍囹七 支反力 工況二 工況三 工況四 工況五 工況七 工況八0 0 0 00 0 00 00鋼板樁的強度校核鋼板樁截面如下圖所示，其截面特性為面積:Ix: IY: ，Wx=/=4432慣性矩:5于鋼板樁之間為滑槽鎖扣聯結,正反扣槽型截面不能完全固結,且兩截面與中性軸不對稱，故鋼板樁按單板進行強度校核。單板受力寬為40，所受荷載為上表中計算荷載的2/5。上述計算可知，鋼板樁在工況四所受彎矩最大，單根鋼板樁所受彎矩為M=10、/= ，則鋼板樁所受彎曲正應力為=M/W=145MPa215 MPa，符合要求。本工況雖然彎應力較大，但鋼板樁支承跨度已經很小，故彎形較小，強度和剛度能滿足施工要求。 3、圍囹計算 圍囹的力學模型根據圍囹受力特點，圍囹邊梁采用多支點梁模型，邊梁之間相互絞結，中間用撐、拉桿加強。總體為一超靜定框架。 內力計算用電算程序計算的圍囹六的內力圖如下。-( 10 )( 11 )( 12 )-( 13 )( 14 )( 9 )( 20 )( 32 )( 36 )( 21 )-( 18 )-( 8 )( 26 )( 27 )-( 28 )( 17 )( 31 )( 35 )-( 30 )( 23 )19( 11、24 )-( 25 )( 34 )17( 16 )( 7 )-( 6 )-( 19 )( 29 )( 33 )( 22 )-( 15 )1( 1 )( 2 )-( 4 )( 5 )6( 3 ) 6其它圍囹計算結果見表二。 表二：圍囹內力表圍囹一 圍囹二 圍囹三 圍囹四 圍囹五 圍囹六 圍囹七 邊梁最大彎矩 邊梁最大軸力 撐桿軸力 拉桿軸力2093圍囹強度校核根據圍囹內力,第一道圍囹內力較小,其它圍囹內力雖有彎化,但相差不大,從便于施工角度考慮,除第一道圍囹選用不同材料外,其它圍囹選用相同材料。在上述內力計算中,圍囹內最大彎矩發生在短邊圍囹的跨中,最大軸力發生在長邊圍囹的跨中(于撐桿形成),其中12、短邊圍囹跨中的軸力為長邊跨中軸力的倍。而長邊跨中彎矩僅為短邊跨中彎矩的倍，故取短邊邊梁跨中復核彎壓組合應力。第一道圍囹四周邊梁采用雙拼40b槽鋼，撐拉桿選用雙拼36b槽鋼。 第二七道圍囹四周邊梁采用雙拼56b工字鋼，撐拉桿選用雙拼40b槽鋼。 則第一道圍囹強度校核如下:四周邊梁組合=M/W+/A=215 MPa符合要求。 撐桿=N/=53 MPa215 MPa符合要求。式中穩定系數= 拉桿=N/ A= MPa215 MPa符合要求其它圍囹按內力最大的第六道圍囹計算如下: 邊梁=M/W+/A=215 MPa符合要求。撐桿=N/=94 MPa215 MPa符合要求。式中穩定系數= 拉桿=N/ A=13、 MPa215 MPa符合要求上式的組合應力中,彎曲應力占有70%左右,而在實際施工過程中，桿件不可能點接觸，因此彎矩峰值會大大減小，故上述應力水平是較安全的。以上均是以主墩圍堰為計算對象。過渡墩所用材料及圍囹間距與主墩相同。7且水頭比主墩圍堰小米，外荷載小得多。同時，過渡墩圍囹為正方形，結構和荷載對稱，無次內力，故過渡墩圍堰無需計算。 四、施工方法 1、圍堰施工流程鋼板樁圍堰施工流程圖2、導向架的施工于鋼板樁長度較大，圍堰周邊的密封性要求較嚴，因此對鋼板樁的插打精度要求較高。為保證鋼板樁的順利插打，必須先安裝導向架。下層導向架利用圍堰內的第一道圍囹。第一道圍囹設計時，就高出常水位，便于在常水14、位時安裝。這樣充分利用了原材料，加快了施工進度。第一道圍囹在8放水、拆除圍囹墩身施工 抽水、承臺施工 混凝土供應 水下混凝土封底 開挖圍堰內多余土方 回水、保持內外水壓平衡 抽水、制作第二六道圍囹 圍囹支撐件制作 插打鋼板樁 鋼板樁整理、角樁制作 制作安裝導向架 施工搭設 承臺施工相關準備 0#塊施工、回水、拆除圍堰正常使用階段為下掛式，而在作為導向架使用，必須采用上托式。為此在鋼護筒的外側用型鋼焊制托架，以安裝第一道圍囹。上層導向架使用第二七層的圍囹用型鋼進行焊制，位于鋼護筒頂。圖示與常水位間的距離可根據鋼護筒的實際高度作一定調整，但不得小于米，不得大于米。于鋼護筒的尺寸和位置偏差不可避免，15、導向架的邊梁需用全站儀精密放樣，確保其施工誤差小于1。 3、鋼板樁的施工鋼板樁的整理及準備工作a、鋼板樁運到工地后，應對其規格、外形、鎖口進行檢查，凡有彎曲、變形及鎖口不合的均應整修，按情況可采用冷彎、熱敲、焊補、鉚補、割除或接長。b、圍堰的平面根據承臺平面采用矩形布置，因此其轉角處采用特制的角樁，將同類型的鋼板樁縱向割開后，按下圖方法焊接加工。或采用專用角樁。c、插打鋼板樁前應清除鎖口內的雜物，并涂以黃油、粘土、干鋸末等混合物，以減少插打時的阻力，并增強防滲能力。為保證鋼板樁的垂直度，插打時采用全站儀和吊垂球的方法控制其垂直度。 3. 2鋼板樁的插打和合攏鋼板樁的插打方法為：逐塊插打至設計深16、度后合攏；插打順序：首先迎通航面中樁開始，然后按先上游后下游的原則，沿兩個方向依次插打，最后在下游中間位置合攏。具體插打方法a、將清理好的鋼板樁運至現場。9b、起吊第一根鋼板樁就位，先利用其自重作用下沉入土，然后用DZ90型振動打拔樁錘將其打到設計位置，第一根樁要嚴格控制其垂直度，插打一根或幾根后即將其與導向架聯系牢固。c、起吊鋼板樁輔以人工插入前一根鎖口中，在自重作用下下沉入土，然后用打拔樁錘振動沉樁。d、于鎖口摩阻力的影響，可能會發生先前插入的鋼板樁跟著下沉和下插困難等情況，這時可采用手拉倒鏈葫蘆或滑車組強迫絞拉，見下圖e、插打時應嚴格控制垂直度，以減小合攏時的誤差。到最后一邊時復查邊長，17、理論上邊長應為鋼板樁寬度的整數倍。當發生偏差不能用拉擠方法調整時，應拔起重打，在防止和糾正無效時可用特制楔形樁合攏。 4、圍囹的安裝在圍堰內土方開挖前，先安裝第二六道圍囹，在封底混凝土完成后安裝第七道圍囹。在圍囹施工過程中要特別注意以下幾點：圍囹的桿件均為雙拼型鋼，在安裝圍囹前，除拉桿外兩根型鋼應先焊合，同時根據實測尺寸下料，在平臺上試拼后，再安裝，以減少安裝時間，提高安裝精度。型鋼的結合面應精密切割，必要時用砂輪打磨，保證相互間頂緊。 所有結合面均采用圍焊，焊縫寬6。10安裝斜撐前，應先放入下拉桿。為保證正反扣鋼板樁正確受力，圍囹安裝完成后要及時安裝W7反扣頂座。正扣板樁與邊梁間如有間隙，需18、用鋼板墊實。圍囹部分仰焊焊縫可在本道圍囹基本完成后，再降水3040,以便補充焊接。要嚴格控制堰內水位高程，并定期觀測，其水位高程誤差控制在10內，主墩各工況施工施工水位見下表： 工況號 工況一 工況二 工況三 工況四 工況五 工況六 工況七 安裝圍囹序號 堰外水面高程 箱內水面高程 圍堰中心高程 第二道 第三道 第四道 第五道 第六道回水，封底施工 第七道過渡墩的抽水高程依照主墩推算。抽水過程中鋼板樁鎖口處難免漏水，可在漏水位置鋼板樁外側拋灑煤渣與木屑或谷糠等混合物隨水流堵入鎖口內。 多余鋼護筒同步割除。型鋼的接長位置控制在反扣板樁位置，在上下翼緣板外側用1825鋼板聯結，腹板兩側用1012鋼19、板聯結，聯接板長不小于40。 5、圍堰內多余土方的開挖圍堰內土方必須在第六道安裝完成后方可開挖。開挖前先將圍堰內的水位恢復到常水位，并采取措施，保證在開挖和封底、墊層施工過程中，圍堰內外水位保持等高，最大高差不得大于20，同時堰內水位不得高于堰外水位。開挖采用泵吸法，必要時用高壓沖攪，以提高吸泥效率。在清基時要做到以下幾點：a、清出的泥土嚴禁堆放在鋼板樁四周，需用船外運，以免增大堰外側壓力。 b、開挖后圍堰內基底平整度應控制在10cm左右。11c、在封底混凝土施工前，應用水沖洗在封底混凝土位置的鋼護筒和鋼板樁，以保證在抽水后該項部分不滲水。必要時潛水員進行水下沖洗。 6、封底混凝土的施工水下封20、底混凝土施工采用導管進行混凝土澆筑。在封底前，要先搭設封底施工平臺，必要時在回水前，從鋼護筒上接長臨時支承，以保證在封底混凝土施工過程中圍囹的安全。導管直徑為35左右，導管下口距墊層高約80。圍堰內共布置4根導管，4根導管可共用一個儲料斗，儲料斗的容積以保證第一次混凝土灌入時，導管口能埋入混凝土內。按10擴散角計算，再加120%的儲備系數，則儲料斗的容量為。在封底過程中隨時用測錘測量混凝土的標高，保證封底混凝土的厚度和表面平整度，最小厚度不得小于115，如高差較大，應潛水員進行水下找平。為保證承臺標高，封底混凝土的頂標高應比設計標高低1015，在抽水后用混凝土找平到承臺底標高。封底混凝土施工過程中需制備至少3組試塊，進行同條件養生，在抽水安裝最后一道圍囹前封底混凝土的強度必須達到設計強度的90%以上。在封底過程中，要時刻注意圍堰內的水位，確保箱內水位保持在略低于箱外水位的水平上。 7、鋼板樁拔除墩身澆筑完成后即可拔除鋼板樁。拔除鋼板樁前先向圍堰內注水，然后按安裝時的反序依次拆除圍囹及各種支撐。圍囹拆除后繼續向圍堰內注水，使圍堰內水位高出堰外水位1m，利用圍囹內水壓外擠鋼板樁使其與封底砼脫離。拔樁順序與打樁順序相反，自下游開始到上游拔完。拔樁時有時阻力較大，可以采取以下措施： 、采用振動打拔樁錘拔樁； 、高壓射水輔助拔樁等。3