钢板桩围堰施工工艺.docx
- 文档编号:30501744
- 上传时间:2023-08-16
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:27.50KB
钢板桩围堰施工工艺.docx
《钢板桩围堰施工工艺.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢板桩围堰施工工艺.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
钢板桩围堰施工工艺
中铁大桥局福厦铁路工程项目经理部技术文件
编号:
FXⅣ-DS-GY-004
新建铁路福厦线厦门跨海特大桥
浅海区钢板桩围堰
(指导性)施工工艺
编制:
审核:
批准:
中铁大桥局福厦铁路项目经理部
二○○七年元月
发布:
2007-1-30实施:
2007-1-31
本工艺仅为钢板桩围堰施工的一般性指导文件,适用于指导新建铁路福州至厦门线DK681+595厦门跨海特大桥浅海区桥墩(20#~125#墩)钢板桩围堰的施工,各墩具体施工须结合现场实际条件参照本工艺实施。
一、编制依据
1、《新建铁路福州至厦门线DK681+595厦门跨海特大桥施工图》;
2、《新建铁路福州至厦门线DK681+595厦门跨海特大桥施工图变更设计》;
3、《新建铁路福州至厦门线DK681+595厦门跨海特大桥20#~125#墩钢板桩围堰施工设计图》;
4、中华人民共和国行业标准《铁路桥涵施工技术规范》TB10203—2002;
5、中华人民共和国行业标准《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415—2003;
6、铁路施工技术指南《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213--2005;
7、中华人民共和国行业标准《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号;
8、中华人民共和国行业标准《铁路工程施工安全技术规程》(上、下册)TB10401—2003。
二、工程概况
钢板桩围堰是辅助浅海区承台施工的临时性结构,是承台及水下墩身部分施工时的防水围堰,主要起防水、挡土及水下封底混凝土模板的作用。
要认识钢板桩围堰,就必须先了解承台实体的工程情况。
(一)承台设计概况
福厦铁路厦门跨海特大桥起讫里程:
DK677+602.638~DK682+713.571,全长5110.933m,共140个墩台,桥式布置为98×32m简支T梁(0#台~98#墩)+31×48m简支箱梁(98#墩~129#墩)+10×32m简支T梁(129#墩~139#台)。
其中左线DK676+947.74~DK677+669.83(0#台~2#墩)、DK682+279.64~DK682+718.16(127#墩~139#墩)为平曲线,右线DK676+927.13~DK677+689.24(0#台~2#墩)、DK682+281.13~DK682+702.28(127#墩~139#墩)为平曲线。
本桥20#~125#墩基础设计采用双排桩、高桩承台(矩形)型式。
其中20#~22#墩承台下设8φ1.0m钻孔灌注桩,承台尺寸为10.1m×5.6m×2m;23#~97#墩承台下设8φ1.25m钻孔灌注桩,承台尺寸为12.2m×6.5m×2.5m;98#~125#墩承台下设8φ1.5m钻孔灌注桩,承台尺寸为12.1m×7.5m×2.5m。
各墩承台具体设计参数下表:
《承台参数表》。
承台参数表
墩(台)号
承台尺寸
(长×宽×高)
(m)
承台底标高(m)
河床面标高(m)
基岩面标高(m)
粘土层标高(m)
钢板桩参考长度(m)
20#墩
10.1×5.6×2
-1.767
-0.23
-0.23
10
21#墩
…
-1.636
-0.4
-0.4
10
22#墩
…
-1.505
-0.6
-0.6
10
23#墩
12.2×6.5×2.5
-2.375
-0.6
-0.6
10
24#墩
…
-2.244
-0.6
-0.6
10
25#墩
…
-2.113
-0.6
-2.68
10
26#墩
…
-2.482
-0.75
-2.68
10
27#墩
…
-2.351
-0.8
-3.91
10
28#墩
…
-2.221
-0.85
-6.18
12
29#墩
…
-2.090
-1.0
-7.86
12
30#墩
…
-2.459
-0.8
-13.06
15
31#墩
…
-2.372
-0.8
-18.43
15
32#墩
…
-2.366
-1.0
-18.95
15
33#墩
…
-2.366
-0.9
-22.09
15
34#墩
…
-2.366
-0.8
-21.89
15
35#墩
…
-2.366
-1.1
-22.5
15
36#墩
…
-2.366
-1.1
-23.55
15
37#墩
…
-2.366
-0.9
-22.1
15
38#墩
…
-2.366
-0.9
-9.54
15
39#墩
…
-2.366
-0.9
-10.02
-7.12~-10.02
15
40#墩
…
-2.366
-0.7
-11.48
-7.08~-11.48
15
41#墩
…
-2.366
-1.35
-20.72
-10.2~-18.9
15
42#墩
…
-2.366
-1.5
-16.61
-7.91~-14.51
15
43#墩
…
-2.366
-1.6
-13.0
-8.0~-13.0
15
44#墩
…
-2.366
-1.8
-10
-7.5~-10
15
45#墩
…
-2.366
-1.9
-7.0
12
46#墩
…
-2.366
-2.0
-13.82
-8.32~-12.72
15
47#墩
…
-2.366
-2.2
-14.88
15
48#墩
…
-2.366
-2.05
-12.48
-4.98~-10.18
12
49#墩
…
-2.366
-1.6
-14.54
-5.44~-9.84
12
50#墩
…
-2.366
-2.2
-15.74
-5.74~-15.74
12
51#墩
…
-2.366
-2.3
-15.11
-8.01~-13.51
15
52#墩
…
-2.366
-2.5
-18.25
-5.45~-9.75
12
53#墩
…
-2.366
-2.6
-18.24
-8.14~-9.74
15
54#墩
…
-2.366
-2.9
-18.76
-8.16~-16.46
15
55#墩
…
-2.366
-2.2
-19.17
-9.37~-19.17
15
56#墩
…
-2.366
-3.5
-17.19
-15.39~-17.2
18
57#墩
…
-2.366
-3.6
-18.17
-13.47~-18.2
18
58#墩
…
-2.366
-4.3
-14.18
-10.38~-14.2
18
59#墩
…
-2.366
-4.9
-18.54
18
60#墩
…
-2.366
-5.5
-16.24
18
61#墩
…
-2.366
-5.9
-15.36
18
62#墩
…
-2.366
-6.4
-15.75
18
63#墩
…
-2.366
-5.1
-15.48
18
64#墩
…
-2.366
-4.6
-15.37
18
65#墩
…
-2.366
-4.7
-16.03
18
66#墩
…
-2.366
-4.7
-14.95
18
67#墩
…
-2.366
-3.9
-15.6
18
68#墩
…
-2.366
-2.7
-22.59
18
69#墩
…
-2.366
-2.1
-25.19
18
70#墩
…
-2.366
-2.0
-25.19
18
71#墩
…
-2.366
-2.5
-25.19
18
72#墩
…
-2.366
-2.6
-25.19
18
73#墩
…
-2.366
-2.8
-24.19
18
74#墩
…
-2.366
-2.8
-25.48
18
75#墩
…
-2.366
-2.9
-23.45
18
76#墩
…
-2.366
-3.0
-19.93
18
77#墩
…
-2.366
-3.7
-20.71
18
78#墩
…
-2.366
-2.7
-19.55
18
79#墩
…
-2.366
-2.6
-19.88
18
80#墩
…
-2.366
-2.6
-19.26
18
81#墩
…
-2.366
-2.5
-19.46
18
82#墩
…
-2.366
-2.6
-17.71
18
83#墩
…
-2.366
-2.5
-13.58
18
84#墩
…
-2.366
-3.0
-16.65
18
85#墩
…
-2.366
-4.2
-14.27
18
86#墩
…
-2.366
-4.7
-16.45
18
87#墩
…
-2.366
-4.8
-15.11
18
88#墩
…
-2.366
-5.0
-13.31
18
89#墩
…
-2.366
-5.0
-13.13
18
90#墩
…
-2.366
-4.9
-12.29
17
91#墩
…
-2.366
-4.4
-13.2
18
92#墩
…
-2.366
-4.0
-10.61
15
93#墩
…
-2.366
-3.4
-9.37
15
94#墩
…
-2.366
-3.2
-7.41
12
95#墩
…
-2.366
-3.15
-8.33
13
96#墩
…
-2.366
-3.1
-6.53
12
97#墩
…
-2.366
-2.8
-7.98
13
98#墩
12.1×7.5×2.5
-1.966
--2.3
-5.86
11
99#墩
…
-1.966
-1.9
-6.36
11
100#墩
…
-1.966
-1.8
-3.8
9
101#墩
…
-1.966
-1.5
-4.42
10
102#墩
…
-1.966
-1.4
-4.56
10
103#墩
…
-1.966
-0.9
-4.75
10
104#墩
…
-1.966
-1.4
-7.37
12
105#墩
…
-1.966
-1.5
-7.07
12
106#墩
…
-1.966
-1.3
-6.61
12
107#墩
…
-1.966
-1.3
-5.96
11
108#墩
…
-1.966
-1.2
-7.09
12
109#墩
…
-1.966
-1.2
-4.33
9
110#墩
…
-1.966
-1.1
-7.36
12
111#墩
…
-1.966
-1.3
-7.42
12
112#墩
…
-1.966
-0.9
-6.11
12
113#墩
…
-1.966
-1.0
-6.85
12
114#墩
…
-1.966
-0.9
-8.5
13
115#墩
…
-1.966
-0.9
-8.39
13
116#墩
…
-1.966
-1.3
-14.99
15
117#墩
…
-1.966
-1.000
-18.9
15
118#墩
…
-1.966
-1.1
-17.13
15
119#墩
…
-1.966
-1.1
-17.87
15
120#墩
…
-1.966
-2.2
-15.92
15
121#墩
…
-1.966
-1.0
-14.92
15
122#墩
…
-1.966
-1.05
-16.47
15
123#墩
…
-1.966
-0.9
-16.62
15
124#墩
…
-1.966
-1.1
-18.82
15
125#墩
…
-1.966
-4.0
-16.06
18
(二)地形、气象、水文、地质概况
地形:
厦门跨海特大桥地处东南沿海,跨越厦门西海湾,位于既有鹰夏铁路右侧。
大桥0#、1#墩位处海湾杏林侧岸地,地面标高+6.2m;135#~139#墩位处海湾高崎侧岸地,地面标高约+4.6~+5.7m;2#~138#墩位处海上,海床面标高-19.0~+2.0m,其中通航孔(126#~128#墩)处水最深,海床面标高达-19.0~-8.5m。
气象:
本工程所经区域属亚热带季风气候,年平均气温约20℃,一月平均气温为16.1℃,七月平均气温为28.5℃,七月至九月气温最高,最高气温38℃~39.4℃;一月至二月气温最低,最低气温-2℃~-3℃,偶有霜冻。
多年平均降雨量1093.7~1432.0mm,雨量多集中在3~9月。
10月至次年2月少雨,天高气爽。
7~9月为台风暴雨期,全年大于25mm的降雨日为12.3天~15.8天。
水文:
西海湾潮位特征值:
高潮位H1/300=5.0m,H1/100=4.77m;低潮位H1/300=-3.46m,H1/100=-3.47m。
西海湾是东西潮流顶潮地带,开始涨潮时流向由西往东,涨潮后约1.5小时左右东西两潮相遇于海堤附近,往后由于东边海域广阔进潮量大于西边。
水流方向转为自东北向西南直到满潮为止。
退潮时由于东边排潮量较大,水流方向自西南向东北,退潮后约2小时左右,海峡潮流也在海堤附近向东西分流,海堤就建筑在东西两边潮流的会流及分流所自然形成的沙脊淤积地带。
地质:
20#~125#墩位于浅水区,承台底标高一般为-1.505~-2.482m,海床面标高一般在-0.23~-5.5m。
工程地质一般自上而下分布为:
③淤泥、②粉质粘土、④淤泥质粘土或⑤淤泥质砂、⑥粉细中砂、⑦粗砾砂、9-W4全风化花岗岩、9-W3强风化花岗岩、9-W2弱风化花岗岩等。
三、钢板桩围堰结构设计
20#~125#墩承台施工适宜采用单壁钢板桩围堰,单壁钢板桩围堰由定位桩基护筒、导框(含内导梁、内支撑)及钢板桩组成,钢板桩采用拉森Ⅲ型或Ⅳ型。
围堰结构布置如下:
⑴.平面布置
围堰结构平面尺寸根据承台尺寸拟定,以不妨碍施工和安装模板为原则,同时考虑抽水设备和其汇水井安装所需之尺寸,一般宜大于承台轮廓尺寸1.0~1.5m。
根据该原则,本桥钢板桩平面布置成矩形。
⑵.立面布置
围堰结构立面布置应根据施工水位、河床情况、围堰结构材料和钢板桩的类型而定。
围堰结构立面尺寸受水位高度、冲刷深度、围堰内挖深深度、以及基底稳定(拱起、涌水、翻砂)等因素控制,其中尤以水位高低的影响最为直接重要,所以设计时应按可能发生的而不是绝对的最不利水位计算。
根据厦门西海湾潮汐特点及桥位处地质条件,围堰顶面标高取+4.5m,钢板桩长度取10~18米。
⑶.导框的布置
导框设两层,导框均采用2H40型钢导梁,H40型钢内支撑。
上层导框设在标高+4.0m处,下层导框设在河床面以上0.5~1.0米处。
⑷.基底处理
当围堰内抽水和基底挖深时,由于水压和土压作用,有可能使基底发生挤高隆起,若再加上渗流作用更有可能引起翻砂、涌水或管涌。
因此,为保证围堰内基底土层稳定性,必须对围堰基底进行处理。
处理方法一般有增加板桩的有效入土深度,或在基底加一碎石压重层,较多采用的方法是浇注封底混凝土。
本桥钢板桩围堰基底处理设计采用封底混凝土,封底厚度0.5~1.0米。
四、施工控制重点
1、保证围堰结构安全是钢板桩围堰施工第一控制重点。
钢板桩是水上施工临时性结构,工作时承受巨大的水压力、浮力,又施工工况多,极易发生安全事故。
施工前应认真研读设计图,掌握各结构在各工况下的受力情况;施工中应严格按照设计图施工,做到钢板桩插打深度足够,封底厚度、密实度、强度足够,内支撑连接牢靠、间距符合设计要求,工况条件具备的前提下进行抽水。
2、确保围堰封底质量是钢板桩围堰施工又一控制重点。
封底质量决定防水围堰的止水效果,应采取措施确保封底混凝土密实,与桩体、钢板桩粘结紧密,厚度、强度均满足设计要求。
3、提高钢板桩间止水效果也是钢板桩围堰施工控制重点。
用围堰配合施工的目的,就是在堰内施工和修筑基础时,使堰外的水和土不至于大量涌进堰内,故止水效果好坏是决定钢板桩围堰成败的关键。
钢板桩间应相互锁扣(不得脱扣)且密封性好、不漏水或漏水很少。
五、施工方案
(一)总体施工方案
在基桩钢护筒上焊接牛腿,安装上、下层导框,以导框做导向,采用振动打桩机插打钢板桩下沉到位并合拢,围堰堵漏,抽水,人工下基坑清理基坑,再浇注封底混凝土成防水围堰。
封底混凝土达一定强度后拆除下层内支撑,进行承台及墩身施工,墩身出水后,最后再利用振动锤拔除钢板桩。
(二)主要施工机具配备
打桩机具选用DZ45或DZ60型振动打桩机;吊装机械选配25T以上吊机。
打钢板桩机具选用DZ45或DZ60型振动打桩机,振动打桩机是目前打钢板桩较好的机具,具有液压夹桩装置,能与钢桩自动作刚性联结,既能打桩,又能拔桩,操作简便;能克服对桩的摩阻力,下沉较快且桩尖不致卷口,提高了防水性能和钢板桩完好率,如在密实坚硬土层,为加快打桩进度亦可采用射水辅助沉桩。
六、施工工艺
(一)工艺流程
钢板桩整修→上、下层导框(内导梁、内支撑)安装→插打钢板桩→防水堵漏→围堰内清基→围堰封底→抽水→下层导框(内导梁、内支撑)拆除→(承台施工及墩身水下部分施工)→围堰拆除。
(二)施工步骤及注意事项
钢板桩围堰在钻孔平台拆除后进行,钢板桩围堰施工步骤及注意事项如下:
1、进场钢板桩的检查、整修
⑴.钢板桩检查
①钢板桩运抵工地后,应进行检查、分类、登记存放。
②新钢板桩验收时,应备有出厂合格证,机械性能和尺寸符合要求。
⑵.钢板桩整修
①对于周转使用过的旧钢板桩,主要缺陷一般有:
①桩身不光,有混凝土残迹或桩身焊有钢板、角钢等,或经锤击导致端部参差不齐、卷曲破裂等;②锁口开裂、扭曲、局部弯曲及焊瘤等;③钢板桩的宽度发生变化;④不同程度的扭曲。
②凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修,按具体情况分别用冷弯、热敲(温度不超过800℃~1000℃)、焊补、铆补、割除或接长。
③钢板桩长度不够时,可用同类型的钢板桩等强度焊接接长,焊接时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加固板,相邻板桩接缝应错开。
⑶.围堰角桩制作
角桩做法:
将一块钢板桩沿纵向割开分成两半,再将其中一半竖直焊接在另一整根钢板桩的背面正中线位置,要求端部对齐,焊缝连续。
⑷.钢板桩验收标准
①钢板桩的宽度允许偏差为±30mm;
②锁口内外光洁,并呈一直线;
③锁口在拼装处的高低偏差不大于2mm,间隙不大于3mm;
④锁口全长不应有破裂、缺损、扭曲或死弯;
⑤用长1.5~2m的同类型、同规格的标准钢板桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或以电动绞车牵动,最大牵引力不超过5KN;
⑥全长不得有焊瘤、钢板或其他突出物,应保持平滑;
⑦钢板桩的扭曲及弯曲应符合施工规范要求。
2、导框(内导梁、内支撑)安装
⑴.导框作用:
①插打钢板桩时起导向作用;②顶层支架可兼作施工平台;③更主要的是作为钢板桩围堰的内部立体支撑,直接承受钢板桩传来的水、土压力。
⑵.导框设备
①本桥导框设计采用H40型钢制作;
②导框沿高度方向布设两层,上层布置在+3.0m标高处,下层布置在自然海床面上;
③矩形导梁按四条边尺寸直接下料、接长,若有接头,宜安排在横撑支点处。
⑶.导框安装
①测量组现场施工放样,测放出墩位纵横中线及导框支承牛腿标高,在钢护筒上作上醒目标记;
②在基桩钢护筒外侧侧壁设计标高处焊接上、下层导梁支承牛腿;
③在牛腿上摆放内导梁,在测量定位下将导梁定位并与牛腿焊接;
④导梁定位完成后,安装内支撑,内支撑与导梁间采取焊接;
⑤下层导框在低水位时期安装。
3、插打钢板桩
⑴.钢板桩一般采用25t以上吊机吊装,DZ45或DZ60型振动打桩机振动插打钢板桩下沉就位。
⑵.钢板桩插打采用内导梁作导向,钢板桩应沿内导梁并紧贴内导环下插。
⑶.钢板桩插打方法
钢板桩插打方法有三种:
①逐块(组)插打;②先插合拢后再打;③开始的一部分逐块插打,后一部分则先插合拢后再打等三种方法。
①法可用较矮的吊装设备,进度较快,但合拢误差大;②法需用较高的吊装设备,进度较慢,但合拢误差小;③法进度较快且合拢误差小。
一般采用③法。
⑷.钢板桩插打顺序:
钢板桩插打宜从矩形任意一条边的侧面正中开始,向两侧伸展插打,在第一块钢板桩的对面一侧合拢。
⑸.组桩及单块桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏(质量配合比为:
黄油︰沥青︰干锯末︰干粘土=2︰2︰2︰1),以减少插打时的摩阻力,并增加防渗性能。
⑹.第一根桩插打
①测量组在导梁上测放出第一根钢板桩位并作上标记;
②利用吊机吊装振动打桩机夹持钢板桩在人工扶持下对准桩位沿导框下插;
③下插过程中从两个垂直方向控制垂直度,确保倾斜度小于2%;
④钢板桩下插到稳定深度后,启动振动打桩机插打钢板桩到位;
⑤将钢板桩与导框临时联结。
⑺.后续桩插打
①钢板桩吊起后由人工扶持插入前一块桩的锁口,控制钢板桩垂直度顺直下插到稳定深度后,启动振动打桩机插打钢板桩到位。
②注意在转角处插打角桩转向。
③对套形、环形锁口前进方向的锁口下方应用木或铁制的栓塞封闭,以免砂砾进入锁口,妨碍插桩。
④限于现有设备,在一个围堰中采用不同类型、不同锁口钢板桩时,应尽可能将同型号锁口的钢板桩用在围堰的一边,在转角处作为不同类型锁口钢板桩的交接处,将角桩拼制成异形角桩。
如在同一边内接异形锁口板桩时,可将异形板桩割开以两种不同锁口型号板桩焊接成异形钢板桩;如锁口相同但型号不同的钢板桩则不必用异形板桩。
⑤后续桩下插过程中,可能会连带临近已下沉到位的钢板桩下沉,则可将已插桩连成整体或将其与导框固结。
⑻.钢板桩如下插困难时,可用下列强迫插桩法:
①桩吊起插入锁口后,快速放松吊装绳,借桩自重急速下插;
②用锤压桩下插,必要时可加以低锤慢打;
③用倒链或绞车绞拉。
⑼.在插桩过程中,应做到“插桩正直、分散偏差、有偏即纠、调整合拢”的要点。
⑽.使钢板桩插打正直、顺利合拢的措施是加设外导框及随时纠正偏斜,当偏斜过大不能用拉挤方法调正时,应拔起重插,在防止与纠正均无效时,可用特制楔形桩合拢。
每块楔形桩的斜度不应超过2%;如一块楔形桩仍不够合拢口用时则可用两块楔形桩,两块楔形桩应各有一个垂直边,其间至少应插一块普通桩。
4、堵漏
⑴.钢板桩插打合拢后,对钢板桩与导梁之间的所有空隙用硬木楔或铁块进行填塞,以减少钢板桩锁口变形和改善导框的受力状况。
⑵.钢板桩合拢后进行堵漏,堵漏方法
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢板 围堰 施工工艺