钢板桩围堰方案

钢板桩围堰方案

崇阳白云潭大桥水中钢板桩围堰

施 工 专 项 方 案

编制： 复核： 审核：

湖北兴达路桥股份有限公司桥梁工程分公司

崇阳白云潭大桥项目部

2013年5月

目录

一.编制依据 ................................................................ 2 二.工程概况 ................................................................. 2 三.施工方案 ................................................................. 3 四.钢板桩围堰施工方法 ............................................. 4 五.工程数量表 ........................................................... 12 六.施工注意事项 ....................................................... 14 七.钢板桩防渗漏措施 ............................................... 15 八.施工安全 ............................................................... 16

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一.编制依据

1. 崇阳县白云谭大桥招标文件

2. 崇阳县白云谭大桥投标图纸，施工图纸 3. 工程水文地质情况 4. 钢材，型钢参数表

二.工程概况

白云潭大桥为陆水水库（三峡工程试验坝）交通复建工程，位于崇阳县天城镇天河村，全桥长417米，主墩为1#、2#墩，主桥为40 m +60 m +40 m 3孔现浇预应力箱梁，处于陆水河正河道上面，引桥从3#墩至9#台，为预制预应力T梁。白云潭大桥施工工期为18个月。

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水下桥墩处水文资料：大桥桥位处的水库正常蓄水位的回水位：常水位48.5 m，设计洪水位为54.051m，死水位为42.251 m，主墩河床底标高为41m。航宽40m，航高6m。该桥1#-5#墩在河道之中，2#、3#、4#墩位处水深8米左右。1#、2#墩桩径2m，每个墩4根桩，1#墩桩长18m；2#墩桩长16m。3#、4#、5#墩桩径1.8m，每个墩2根桩，3#墩桩长23m；4#墩桩长21m；5#墩桩长20m。1#、2#墩承台尺寸为：9m×8.2m×3m。3#-5#墩桩系梁尺寸为：1.5m×1.2m×5.058m。

地质资料：开孔钻探发现有1米左右覆盖层，主要为含泥中粗砂，有少量卵砾石。覆盖层以下是白云质灰岩，部分有少量方解石团块，并且岩层承载力达到2000KPa。

2#墩设计与实际不符，由高墩台变更为低墩台。采用水中钢板桩围堰设置施工平台的方法进行施工。

三.施工方案

根据水文、地质条件情况，结合现场和我单位的技术设备和人员实际情况，并对各种施工方案进行比选认为：钢板桩围堰施工有工艺较简单，施工期间占用水域面积较小，安全、施工风险易于控制等特点。2#墩采用水中钢板桩围堰并在其上方设置施工平台的方法进行施工，利用围堰作为钻机平台进行桩基施工。1#、3#、4#、5#墩采用筑岛围堰。

2#墩钢板桩围堰范围为10.58*10.59；钢板桩采用特制钢板桩，长12m，钢板桩桩顶标高控制为50.5m,钢板桩厚度为10mm。

1.水压力计算

位于水库库区，水流较缓慢，不考虑流速的影响，则最大水压力

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为P=ρgHS=23KN 式中：P-水压力（KN）； H-水深（米） 取9米； g-重力加速度（9.8m/s2); ρ-水的密度（10KN/m3）; S-单位受压面积（m2）取1 m2；

2.钢板桩及钢管说明

钢板桩围堰钢板桩厚度为10mm，背封条用200 a槽钢加固处理，内部采用450a双拼工字钢围檩支撑，最内层采用φ630*8mm钢管桩作为支架，φ219*4mm钢管作为支架支撑。

钢板桩长度计算：覆盖层标高41.31，岩层顶标高41.12，承台底标高为39.38米，常水位为48.5米，水上高度2米，计划打入承台底0.88米，打入岩层2.62米，钢板桩顶标高为50.5米，合计深度12米，设定钢板桩长度为12米。

四.钢板桩围堰施工方法

施工流程图

安装钢围檩 - 4 -

施工准备 导向架的制作与安装

1.施工准备

拆除 承台清砂以及土石方 封底 外围水下砼初封 插打钢板桩 钢板桩合拢 封水 抽水 首先将施工栈桥及施工平台修建好，确保钢板桩围堰施工材料、机械能顺利到达施工点。施工便道沿桥梁右侧设置，筑岛围堰范围为K0+000-K0+058.5和K0+128.5-K0+417，长度340米，施工栈桥采用钢管桩墩台、贝雷梁结构，修筑范围为K0+058.5-K0+128.5，长度为81米。在2#墩的位置沿便桥设置6m×10m的施工平台。

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将钢板桩运到工地后，钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门的检查，确保线路畅通，功能正常。且功率达到40KW以上，而夹板牙齿磨损不宜太多。

2.导向架的制作与安装

第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁，即导向架。安装导向架前一定要进行测量，确定定位桩的位置。定位桩采用钢管桩，为了增加钢管桩的刚度和稳定性，在钢管桩芯灌注C30砼，然后在钢管桩上安装450a双拼工字钢（具体尺寸见附图4）。为综合利用导向架，在其上放置4.5m×2m×0.25m的预制盖板作为施工平台。

钢管桩及其施工平台构造见附图1，双拼工字钢具体尺寸见附图4，预制盖板具体尺寸见附图5

3.安装钢围檩

定位横梁延承台外侧四周，距承台边沿布置，也是钢板桩围堰的第一层围檩的支护。定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。定位横梁安放在定位钢管四周侧，与钢管相连接，四角设两道斜撑，斜撑与横梁呈45度夹角，采用焊接固结连接，然后安装纵向支承钢管，

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钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面，直接支撑在定位横梁上，钢管与横梁连接设一定的加劲块。在钢板桩顶面设置卡扣，确保钢板桩的平面位置。

4.插打钢板桩

插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。根据下场条件宜采用单块打入法。为了确保位置准确，插打第一根钢板桩是关键。第一根钢板桩的定位及双向垂直度是控制钢板桩位置和后期钢板桩施工的关键，施工时必须严格控制。精确测设第一根钢板桩的方位，指挥履带吊进行定位，确保打桩锤中心与钢板桩中心重合。在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后一部分时，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，在用倒链或滑车组对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙过大。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实，以防漏水。在施工过程中，钢板桩如需拼接时，两端钢板桩要对正，可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊，再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。

钢围檩，钢板桩构造图见附图2。

5.钢板桩的合拢

钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口很难保证在一条直线上。此时采取的措施为：在钢板桩合拢而剩下几组还未插打时，提前考虑合拢情况，可将围堰短边的钢板桩全部插入导梁内，然后再逐次打设钢桩，

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由于水流影响或其它原因，采取上述措施仍无法合拢时，可以根据实际需要制作异形钢板桩进行合拢。

插打钢板桩前，在第一根钢板桩一边安装φ70的钢管套，另一边安装φ50的钢管套，再插打钢板桩。第二根钢板桩用同样的方法安装钢板套，然后将第二根钢板桩的φ50钢管套对准第一根φ70钢管套插打，使φ50钢管在φ70钢管内部，如此循环插打。

6.外围水下砼初封

钢围檩，钢管桩施工完毕后为防止抽水后漏水，进行外围水下砼初封。为了保证灌注水下砼不被水洗，采用φ200mm水袋作为灌注砼的工具，在灌注过程中注意水袋，以免水袋出现打折现象，导致混凝土在连接器内灌注不满从而导致漏水。

7.封水

插打钢板桩要充分采取止水措施：对于围堰外侧，在安装套管处焊接两根相对的槽钢，在槽钢中放置直径（160mm）稍大于两根槽钢宽度（146mm）的塑料薄膜，然后向薄膜内灌注C30砼。

对于围堰内侧：在渗水处先垫上一层胶皮，用槽钢压紧，然后槽钢被部焊接钢板使之与槽钢紧密相连，用两根螺丝将钢板与槽钢固定在钢板桩渗水处。

8.承台底清砂以及土石方

选取一处砂层，用一长11米，φ70mm圆管作为通气管φ219的钢管绑在一起，圆管底部弯成U型,用功率为12m³的空压机与圆管上口连接，并用铁丝扎紧至不漏气，将钢管插入砂层一定深度。启动空压机使空气进入圆管到达砂层后将砂与水压起，使得钢管内侧压强小于

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外侧压强，钢管外侧的砂便会进入钢管，在钢管上方采用人工配合清除到钢管顶的砂，直至该处砂层清理完毕。然后选取下处砂层，如此循环反复，直至围堰内砂层清理完毕。

清理石方在已经搭建的施工平台上进行作业。清理前首先定位岩层位置，并且确定岩层深度，然后潜水员配合使用冲击钻凿、夯松岩石，最后对于较大的岩石采用20t吊车配合人工清理，对于较小的岩石采用清理砂层相同的方法清理。

砂层空气空气9.围堰封底

由于基底土层较软，为了防止抽水后，钢板桩围堰向内滑移，同时为了防止抽水后，基底发生隆起，须进行水下砼封底,封底厚度0.5m。 按设计要求进行封底砼浇筑。浇筑封底砼前，检查内支撑的状况。采用钻孔桩施工用的导管，进行水下砼的灌注，潜水员配合砼面找平。混凝土采用地泵输送，人工按照事前制定好的浇注路线，吊

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车配合，移动导管，进行灌注。砼浇筑完毕必，潜水员找平标高。等待砼达到设计强度的90%以上后，再抽水进行第3道内支撑的施工。围堰内封底砼浇筑完毕，围堰内支撑设定完，抽干水后，即可进行桩头的破除、检测。桩检合格后，找平承台地面， 就可进行承台的施工。

围堰抽水，外围初封及封底图见附图3。

10.围堰抽水

钢板桩围堰抽水及安装内支承安装内撑与抽水交替进行。第一次抽水后水面达到第一层支承底4m以下即可安装第二层内支承。安装第二层内支承前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架，托架采用槽钢，安装托架一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。然后安装内支承横梁及斜撑，最后安装纵向钢管支撑，安装方式同第一层内支承。第二层内支承安装完成后，然后进行第二次抽水，接着进行第三层支护，最后进行第三次抽水，第三次抽水要全部将钢板桩围堰内的水抽干。

围堰抽水，外围初封及封底图见附图3。

11.拆除

待承台施工完成后，分部拆除围堰。拆除应遵循先支后拆，后支先拆的原则。

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五.工程数量表

砼，土石方数量表

序号 1 2 3 4 5 6 项目名称 外围水下砼初封 水下砼封底 基底土石方 钢管桩填芯砼 钢板桩填芯砼 施工平台盖板 计算公式 （14.58×14.59-10.58×10.59）×1 10.58×10.59×0.5 10.58×10.59×2.43+100×281 0.311×12×9 0.2×0.2×12×30 4.5×2×0.25×10 合计砼=227.2m³，合计土石方=515.26m³ 数量（m3） 100 56.02 553.26 33.65 14.4 22.5 备注 C30 C30 C30 C30 C30 钢围堰数量表 序号 1 2 3 材料名称 钢管 钢管 钢管 规格 630*8 219*4 70*4 单位 米 米 米 总长（块） 108 216 360 单位重(kg) 122.92 26.388 6.51 计算公式 108×122.92 216×26.338 360×6.51 总重(kg) 13275.36 5699.808 2343.6 备注 支架 支架支撑 大套管 - 12 -

4 5 6 7 8 9 10 11 钢管 工字钢 工字钢 槽钢 钢板 盖板钢筋 盖板钢筋 盖板钢筋 50*3 450a 450a 200a 1500*10 φ20 φ12 φ10 米 米 米 米 块 块 块 块 360 360 60 1080 360 10 10 10 3.477 80.83 80.83 22.63 117.75 287.6 28.7 72.86 360×3.477 360×80.83 60×80.83 1080×22.63 360×117.75 10×287.6 10×28.7 10×72.86 1251.72 29098.8 4849.8 24440.4 42390 2876 287 728.6 小套管 围檩 平台用 钢板背封 钢板桩 盖板 盖板 盖板 合计=127241.09kg - 13 -

六.施工注意事项

1.焊接

导向桩打好之后，槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃，提高打桩时提高精确度。

2.线桩插打

钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。

3.钢板桩的组拼

对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。围堰顶面比施工期间的常水位水位高出2m以上

4.合拢

为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5％。

5.钢板桩插打

在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。

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6.桩帽

打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩 尖弯卷，造成拔桩困难。

7.封口

封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。

8.钢板桩拔除

在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封底砼隔离，以便将来钢板桩顺利拔除。

9.观测

在打钢板桩前，要在围堰上下游方向布设观测点，用来进行钢板桩准确定位，再插打过程中，用来控制钢板桩的垂直度。

七.钢板桩防渗漏措施

钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏，但是如果锁口不密、外侧水压力过大，钢板桩围堰会出现渗漏。可采取如下措施进行预防和处理。

1.施工时的预防渗漏措施

钢板桩渗漏一般出现在锁口位置，因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验，检查钢板桩锁口松紧程度，过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏；施打前在钢板桩锁口内抹黄油；施打时控制好垂直度，不得强行施打，损坏锁口。

2.施工后的小渗漏处理

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抽水后发现钢板桩锁口漏水，但不太严重时，可用破棉絮或粘土对渗漏位置填堵。

3.施工后的大渗漏处理

渗漏不严重时，可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵；渗漏严重时，在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物（如木屑、炉渣、谷糠等）, 内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。

4.钢板桩底部防渗漏处理

由于地面覆盖砂层较薄，岩层强度较大，所以在钢板桩施工时需要对双层钢板桩之间进行处理，防止桩基和承台施工时有渗漏现象。首先在钢板桩插打前用高压水枪对钢板桩插打位置进行冲洗，将上面的覆盖砂层全部冲洗掉，露出岩层，再将黄土散布于钢板桩插打位置，填土厚度确保1米左右，再进行钢板桩插打。

八.施工安全

1.教育宣传

对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识。设专人负责日常检查和养护工作，在施工过程中设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现安全事故。

2.拔桩

拔桩时要先震动1~2 分钟，再慢慢启动振动桩锤拔桩。在有松动后再边震边拔，不得蛮干。

3.安全检查

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对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况，危及安全的要及时维修或更换。

4.水上作业

水上作业操作人员必须穿救生衣，以防人员落水。

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