钢板桩围堰承台施工技术总结 11页

京沪高速铁路二标段二工区编号：钢板桩围堰承台施工技术总结（初稿）2008年8月13日10 京沪高速铁路土建二标二工区钢板桩围堰承台施工技术总结（罗富全）1前言京沪高速铁路是我国铁路建设史上第一条线路里程最长、技术标准最高、投资规模最大的高速铁路，全长1319公里，设计时速350公里/小时，混凝土结构的使用年限为100年，桥梁基础、墩台身、梁体混凝土均采用高性能混凝土；线路跨越平原、高山大川、黄河、长江，在施工中有较多的资料需要进行总结分析，本文主要针对钢板桩围堰承台施工进行技术总结，以取得相应的经验和教训，为类似工程提供一此技术参考。2工程摘要京沪高速铁路中铁二局京沪高速铁路项目经理部施工的工程为沧德特大桥DK285+903～DK326+192段，全长40.289Km，位于河北省沧州市吴桥县和山东省德州市德城区。段内主要工程有：钻孔桩10524根，承台1237个，其中，J89号，J90号，J91号，J92号，K222号，K223号共6个承台，需采用钢板桩围堰施工承台，桥墩1236个，墩身大部份为圆端形实体墩和部分单圆柱墩，高度均在20m以下，桥台1个；40+64+40米悬臂浇注的连续箱梁2联,32+48+32米悬臂浇注的连续箱梁2联，支架法现浇非标简支梁3孔，移动模架法现浇40米箱梁24孔。3作业准备3.1内业技术准备开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读，审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后确保持证上岗。3.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集；修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要；征拆工作已庑成，施工场地达到三通一平；水利部门已批准进行河道施工。4技术要求①承台施工前应根据实际地质情况制订施工方案；②钢板桩支撑防护要进行强度检算；满足强度、稳定性要求，做到防不水严密，减少渗漏，堰内面积满足基础施工需要。③围囹设计要避开承台断面，以免施工中进行围囹体系转换。10 ④钢板施工要作好信息监测，根据监测信息对可能发生的问题提前采取措施。⑤围堰顶面高出施工期间可能出现的最高水位0.5m。5．施工程序与工艺流程4.1施工程序施工准备→测量定位→导向架安装→打钢板桩→承台开挖→钢板桩内支撑→排水、堵漏、清淤→封底→承台施工→墩身施工→拆除围囹支撑→回填基坑→钢板桩围堰拆除。4.2工艺流程基坑回填拨出钢板桩墩身施工拆除围囹支撑围堰填筑及桩基施工测量放样钢板桩定位插打钢板桩钢板桩合龙开挖承台围囹支撑加固开挖至承台底标高循环施工混凝土封底承台施工抽水、堵漏基坑回填拨出钢板桩墩身施工拆除围囹支撑围堰填筑及桩基施工测量放样钢板桩定位插打钢板桩钢板桩合龙开挖承台围囹支撑加固开挖至承台底标高循环施工混凝土封底承台施工抽水、堵漏10 6．施工要求6.1施工准备土围堰已填筑完成，桩基已施工完成，钢板桩已运到施工现场，施工机械已进场。临时用电、临时用水、临时道路满足施工要求。6.2钢板桩的选择与验收6.2.1钢板桩的选择一般选用德国拉森Ⅳ型钢板桩，该钢板桩为小锁口，有很好的锁口能力，有很好的止水能力，宽40cm，重75kg/m。6.2.2钢板桩的验收锁口检查：用一块长2.0m～3.0m符合类型、规格的钢板桩做标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。检查用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连锁口碰坏。钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的，根据具体情况分别采用冷弯、热敲、焊补、切割或接长。不使用未通过锁口检查的钢板桩。钢板桩长度不够的，采用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊合逢，再焊接加板，插打时将相邻板桩接长缝错开。组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。6.3钢板桩的插打与合龙6.3.1施工放样与定位⑴将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。⑵采用H钢作为内导梁、导筐制成围笼，保证打出的钢板桩在一条直线上。在钢板桩露出平台部分刷上警告标志，并焊上H钢加固，在打桩时作为导向位置及高程控制标志。6.3.2钢板桩插打⑴履带吊停在离打桩点就近的筑岛平台上，侧向施工，便于测量人员观察。挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆。⑵锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。⑶待钢板桩尖离开作业面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩。上升锤与桩，至打桩地点。10 ⑷对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度，桩不能下降为止。⑸试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动锤打桩下降，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合，提高止水能力。⑹板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度。⑺松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，在打完钢板桩后，开始进行钢板桩围堰内的止水处理。⑻钢板桩从上游围堰一侧的中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边对称插打，最后在下游一侧的中心合龙。⑼最初的一、二块钢板桩的打设位置和方向要确保精度，从两个垂直方向同时控制，确保垂直不偏，以起到样板导向的作用。每完成10块左右测量校正1次，确保在同一直线上。每根钢板桩施打完毕后，即与槽钢焊接牢固。待全部插打完毕后再依次打到设计标高。正在插打钢板桩6.3.3钢板桩合龙钢板桩合龙通过精确计算，确定合10 龙口位置。如果合龙精度不满足要求时，现场实测钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接成异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性。6.3.4施工注意事项⑴导向架安装好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向架不晃动，以便打桩时提高精确度。⑵开始插打钢板桩时，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。⑶钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时，小心施工，防止超深发生。⑷封口时，精确计算钢板桩的尺寸，确保止水质量。6.4承台开挖采用挖掘机进行分层开挖，根据方案设计，开挖到围囹支撑位置时，停止开挖，进行围囹支撑，支撑完成后,继续开挖到下一支撑点，再进行围囹支撑,然后再开挖,循环开挖到基底标高。承台开挖过程中，对钢板桩进行变形观测，以指导围囹地撑的施工，根据变形情况，调整围囹支撑结构，必要时增加围囹支撑。6.5钢板桩的抽水堵漏钢板桩打入之前在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。但当锁口不紧密导致漏水时，采用板条、棉絮、麻绒等在内侧嵌塞，同时在外侧水中漏缝处撒大量木屑或谷糠和炉渣的混合物，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处，采用局部砼封底等措施。6.5钢板桩围堰支撑⑴钢支撑：钢支撑设计应避开承台，以免施工承台混凝土时进行体系转换，上支撑采用I28a工字钢作围囹，I16工字钢作为支撑；下支撑采用2I40a工字钢作围囹，φ600×10mm钢管作为支撑；工字钢之间，以及工字钢与钢管之间采用10mm厚钢板焊接连接。待承台施工完成后，转移下道钢支撑，进行加台施工。钢板桩内土方开挖⑵在封底混凝土未完成前，结合工程实际情况，钢板桩下部可临时支撑在桥墩桩基桩头，在封底混凝土施工完成并达到一定强度后，拆除临时支撑。10 6.6封底及凿除桩头开挖到设计标高后，各项支撑完成后，进行混凝土封底，封底混凝土采用C30以上强度的混凝土，厚度根据受力计算确定，一般不小于20㎝，封底完成后，达到一定台度时进行桩头凿除。6.7承台与墩身施工承台施工与普通承台施工方法相同，墩身施工与普通墩身施工相同，该文不在详述。6.8.基坑回填及围囹拆除正在施工承台、墩身为确保钢板桩拔除后，钢板桩的质量，需对基坑进行回填后，进行钢板桩拔除，基坑回填时抽排干基坑中的积水，利用符合要求的土进行分层夯填。在回填的过程中，根据回填高度分次拆除围囹支撑及各种加固材料，钢板间的焊接或其它连接全部拆除。6.9钢板桩的拔出⑴钢板桩拔出采用振动锤，作业前对每个板桩的打入情况，作详细调查，以此判断拔桩作业的难易程度。⑵拨出顺序与插打顺序相反，先拨出合龙钢板桩，然后左右对称进行拨出，最后拨出第一根插打的钢板桩。⑶拨出的钢板桩分类堆码整齐，对变形的，有损伤的钢板桩进行修复，并进行防锈蚀保护。7．劳动力组织7.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。7.2管理人员配备：施工现场主要配备施工负责人、技术主管、质检工程师、现场管理人员、专职安全员等相关管理人员8．材料要求8.1钢板桩:10 ⑴桩身表面光滑，琐口不得开裂，扭曲、缺损。⑵机械性能、设计尺寸，型号符号要求，有产品合格证书。⑶钢板桩要分类、编号、登记存放，锁口内不得积水。⑷经过整修或焊接的钢板桩应做锁口通过检查。⑸钢板桩接长时，应采取等强度焊接接长，相邻钢板桩接头上下错开2m以上。8.2工字钢围囹支撑：⑴支撑构件接长时，应采取等强度焊接接长，焊缝满足规范、设计要求确保施工安全。⑵材料应符合设计尺寸、型号要求，需有产品合格证书。⑶构件力学性能满足施工设计需要。8.3原材料原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：原材料钢筋外观应无锈蚀，裂纹，损伤，污染；钢筋平直。钢筋原材料需经过力学性能试验合格后方可进行加工使用。水泥、粉煤灰、磨细矿渣粉、细骨料、粗骨料，外加剂需要有合格证和质量合格试验报告方可使用。拌合站对砼原材料分类堆放，并有防风、雨设施，防止材料受潮、变质。砼拌合用水采用深水井井水，符合工程用水标准。9．设备机具配备投入主要设备：振动锤、配套履带吊车、柴油发电机、起吊设备、装载机、电焊机、抽水设备、土石方设备、运输设备、混凝土拌和、运输、振捣设备、钢筋设备、木工设备。10．质量控制及检验10.1质量控制钢板桩防护承台施工工程质量控制要点主要有以下两个方面：⑴钢板桩插打应进行施工放样与定位，采用H钢作为内导梁、导筐制成围笼，每完成10块左右测量校正1次，保证打出的钢板桩在一条直线上。钢板桩从漳卫新岔河上游侧围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打，在漳卫新河下游合龙。封口时，精确计算钢板桩的尺寸，确保止水质量。⑵围囹支撑施工:根据支撑设计和钢板桩插打情况，准确计算各支撑长度，确保支撑受力完全。构件焊接严格按照设计和规范要求，确保施工安全。10.2质量保证控制措施⑴在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm10 ，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。⑵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。⑶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，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木，顺导向木下插，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1%，同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分，事先在围堰导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置，使宽度误差分散，并在插桩时，据此调整钢板桩的平面位置，使误差不大于±15mm，当仍有困难时，将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床，在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时，则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢。但要控制异形钢板桩上下口宽度之差不超过桩长的2%。⑷在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。⑸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。10.3质量检验⑴承台施工必须满足一般明挖承台施工技术和规范要求。⑵合拢时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长的2%。⑶到达设计高程后的倾斜度不应大于1%。⑷围囹支撑焊接质量应符合规范要求。⑸相邻桩的接头上下错开至少2m。11．安全及环保要求11.1安全要求11.1.1安全生产管理要求（1）建立健全各项安全制度根据工程特点，制定具有针对性的各项安全管理制度：各类机械的安全作业制度；用电安全制度；起重作业安全制度；各种安全标志的设置及维护措施等。（2）做好安全生产教育与培训10 开工前，对所有参建员工进行上岗前的安全教育。对于从事电器、起重、深基坑作业、焊接、机动车驾驶等特殊工种的人员，经过专业培训，获得《安全操作合格证》后，方准持证上岗。（3）安全生产检查要求①开工前的安全检查主要内容包括：施工组织设计是否有安全措施，施工机械设备是否配齐安全防护装置，安全防护设施是否符合要求，施工人员是否经过安全教育和培训，施工安全责任制是否建立，施工中潜在事故和紧急情况是否有应急预案等。②定期安全生产检查每月组织安全生产大检查，积极配合上级进行专项和重点检查；班给每日进行自检、互检、交接班检查。③经常性的安全检查安检工程师、安全员日常巡回安全检查。检查重点：施工用电、机械设备、模板工程、深基坑作业、围囹支撑、板桩变形情况等。④专业性的安全检查针对施工现场的重大危险源，对施工现场的特种作业安全、现场的施工技术安全、现场大中型设备的使用、运转、维修进行检查。⑤季节性、节假日安全生产专项检查。11.1.2围堰施工安全作业要求⑴基坑开挖后，必须视具体情况配置安全网、栏杆等防坠落安全设施。⑵围堰作业人员上岗前必须进行体检和培训考核，合格持证后方可上岗作业。⑶抽水设施必须要有备用设备。⑷开挖过程中要避免损伤围囹，以防围囹失稳。⑸交叉施工时，应派专人负责协调作业顺序，以防了生意外。⑹作好水位监测和监控，及时传递信息，防止洪水淹没围堰。⑦阴雨天气严禁深基坑作业，同时作好地表排水工作，防止因雨水和河道涨水对基坑的浸泡。⑧备好必要的防洪设备，救生设备和防洪抢险材料、机械及人员。⑨对突发事件要有预案准备，对施工人员要进行突发事件的安全逃生培训，杜绝安全事故发生。10 11.2环保要求①生产、生活污水排放达标。②烟尘、粉尘、排放，运输遗洒控制在国家及地方法规规定内。③固体废弃物按标准法规要求正确分类、及时清运、合理处理。④维修机械、设备废油脂和试验⑤本工程两侧不任意取土、弃土，未经有关部门批准不随意砍伐或改变工程沿线附近区域的植被与绿化；临时施工场地的选择与布置，尽量少占用绿地面积，保护好周围环境，减少对植被生态的破坏。施工结束后，及时恢复绿化或整理复耕，重视临时施工用地的复垦。⑥对振动锤、发电机等噪音超标的机械设备，采取装消音器来降低噪音；⑦合理安排噪音较大的机械作业时间，距居民较近地段，严格控制噪音，不得在夜间进行产生环境噪音污染的施工作业；⑧对施工临时用地，施工结束后应及时进行土地整治，考虑表土回填以利复耕或进行绿化恢复；⑨弃土、弃渣的堆放，要先建设拦挡墙（坝）及排水设施，后堆放弃渣，堆放结束后开始布置植物措施。12结束语钢板桩围堰适用于土质河床，河流流速不大，水深10米以下，能够进行水中筑岛的承台施工。因其密闭性好，占用河道面积小，抽水容易、安全性能高、施工工艺简单、钢板桩可回收重复使用而在铁路工程施工广泛采用。但施工中需严格进行水位监测，以防水位暴涨，淹围堰。10