主墩围堰专项施工方案.docx

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主墩围堰专项施工方案

XXXXX工程

XXX标

主墩钢钢板桩

围堰专项施工方案

编制人：

审批人：

编制单位：

XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

编制时间：

XXXXXX

主墩钢钢板桩围堰专项施工方案

第一章编制依据与编制原则

一、编制依据

1、XXXXXXXXXXXXXX施工图纸

2、《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011

3、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012）

4、《钢结构设计规程》GB50017—2003

5、《公路桥涵施工技术规范》JTGTF50-2011

6、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80-2004

7、工程测量规范GB50026-2007

8、地堪报告及设计文件

9、其他国家、地方现行相关规范标准和规范性文件要求

10、招投标文件及XXXXXXX施工组织设计

二、编制原则

1.遵守设计

服从甲方、遵守设计，严格执行设计方提供的工程图纸及文件，并且满足国家现行施工规范要求。

2.确保工期

严格按所规定的施工工期，根据本工程的特点和要求，在保证质量、安全可靠的前提下合理安排施工工序，优化施工组织，各工序紧密衔接，避免不必要的重复工作，以保证施工连续均衡有序地进行，确保施工工期并力争提前完成。

3.质量第一

确立质量目标、制定创优规划、严格按照质量体系运作，以工作质量确保每道工序和每项工程的工程质量。

4.安全第一、预防为主、综合治理

确立安全工作目标、完善规章制度、层层签订安全生产责任状，强化安全教育和安全管理，狠抓现场各项规章制度、措施的落实，确保安全生产目标的实现。

5.科学管理

从实际出发，系统的、合理的安排施工的程序和顺序，做到布局合理、突出重点、全面展开；正确选用施工方法，科学组织，均衡生产。

在实事求是的基础上，力求技术先进、科学合理和经济适用；在确保工程质量标准的前提下，积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料和新方法。

作好人力、物力、机械综合调配，组织均衡生产，降低工程成本。

6.文明施工

坚持自始至终对施工现场的全过程进行严密监控，以科学的方法实行动态管理，并按动、静结合的方法精心布置和规划施工现场，保护周围环境。

严格施工管理，开展文明施工活动，做到文明施工。

第二章工程概况

一、工程概述

1、桥梁概况

XXXXXXX，现状为

级航道，通航净空为22×4.5m，最高通航水尾为3.706m。

规划河口宽度为124.2m（两侧驳岸之间净距），依据水利部太湖流域管理局：

《关羽印发<湖流域重要河湖管理范围内建设项目水利技术规定>》，得知：

XXXXXXX尽可能一跨过河。

如受技术条件限制需设墩时，河道过水断面不得超过2组。

本桥平面位于R=5250m的右偏圆曲线上，纵断面位于R=10000m，T=250m，E=3.125m，i1=2.5%，i2=-2.5%的凸曲线上，变坡点桩号为K0+664.4，顶点高程15.64m。

桥型布置：

上部结构采用3×30m装配式预力砼组合箱梁+（42+70+42）m变高度预力砼连续箱梁+6×30m装配式预力砼组合箱梁，桥梁全长431.2m。

下部结构采用薄壁墩、柱式墩、肋板式台、钻孔灌注桩基础，墩台沿路线中心线径向布置。

XXXXXXX大桥5#墩承台顶标高为-5.0m，底标高为-8.0m，承台处水面标高为2.0m，设计洪水位6.29m（50年一遇洪水位）。

承台开挖深度达到10m，为深基坑施工。

2、水文、地质概况

本桥位区地表水系发育，主要为桥梁跨越的XXXXXXX及周边的鱼塘、沟渠等。

河流比较小，水流缓慢，受人工港排灌调节影响，常年水位变化不大。

长期浸水情况下有微腐蚀性，干湿交替情况下有微腐蚀性。

根据地下水的赋存条件、水理性质和水力特征，该区地下水可分为孔隙潜水、微承压水。

沿线道路无明显污染源。

根据当地的水文地质资料分析，沿线道路地下水对钢筋混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均为微腐蚀性。

河道断面照片

3、工程地质条件

根据钻孔揭露,野外测试及土工试验成果综合分析,主墩围堰范围内浅勘探地段地层主要描述如下:

1层，素填土：

松散,黄灰色,松散,以粉质粘土为主,含少量植物根茎,土质不均匀,普遍分布，层底厚度：

0.40m～1.90m,层厚0.40m～1.90m。

2-2层，粉质黏土：

黄灰色，灰黄色，硬塑，局部可塑含少量铁锰结核物及铝土质条带，切面有光泽，韧性、干强度高。

属中压缩性地基土。

层底深度2.40m，层厚1.60m。

[fa0]=180kpa,qik=45kpa。

3-1层，粉土夹粉砂：

黄灰色，稍密，含少量云母碎屑，局部夹薄层粉质粘土，切面无光泽，韧性、干强度低，摇震反迅速。

局部分布。

属中高压缩性地基土。

层底深度2.00m～7.40m，层厚1.40m～7.00m。

[fa0]=100kpa,qik=30kpa。

3-2层，粉砂夹粉土：

灰色，黄灰色，中密，含少量云母碎屑，局部薄层粉质粘土，切面无光泽，韧性、干强度低。

局部分布。

属中压缩性地基土。

层底深度6.80m~10.90m，层厚3.00m~6.90m。

［fa0］=150kpa，qik=40kpa。

3-2A层，粉土：

灰色，稍密，含少量云母碎屑，局部夹薄层粉质粘土，切面无光泽，韧性、干强度低，摇震反迅速。

属中高压缩性地基土。

层底深度12.50m~13.70m，层厚2.90m~4.00m。

［fa0］=100kpa，qik=30kpa。

3-4层，粉质粘土：

灰色、软塑，局部流塑，含少量有机质，夹薄层粉土，局部富集，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。

局部分布。

属高压缩性地基土。

层底深度15.40m~20.00m，层厚7.50m~8.10m。

［fa0］=75kpa，qik=20kpa。

承台围堰处地质剖面图

二、施工场地条件

5#墩基坑开挖位于XXXXXXX水塔口村段东侧，河岸标高为8.745m。

因XXXXXXX河道需要拓宽，围堰过程中将桥梁红线范围内的河岸，降低至河水面标高左右,目前填土高度为3.576m。

这样可以减少开挖深度达5米以上，节约了项目成本和加快了工期进度，并减小了深基坑开挖的风险。

三、围堰概况

现场场地围堰范围如下图所示：

第二章支护、支撑系统的结构设计

一、支护、支撑结构选型

根据岩土工程勘察报告，本工程基坑开挖深度范围的土层主要为粉土夹粉砂和淤泥，地质条件差，同时因为基坑深度较大，且因为承台位于河道中，粉土和粉砂图成饱和水状态，粘聚力极低，本基坑的支护形式主要为进口的新日铁钢钢板桩。

（一）管道基坑支护形式

（1）方案比选

1、单层围堰

采用24m长新日铁FSP-IV型拉森钢钢板桩，配置四道支撑。

详细结构图如下：

2、双层围堰

采用15m长新日铁FSP-IV型和9m长新日铁FSP-IV型拉森钢钢板桩，其中15m长拉森钢钢板桩配置三道支撑，9m长拉森钢钢板桩配置一道支撑。

详细结构图如下：

3、方案确定

经过计算基坑土体开挖深度H=11.576m，又根据XXXXXXX50年一遇洪水位6.290m，若采用单层围堰，钢钢板桩将需要达到24m以上。

根据现场地质条件，钢钢板桩入土较为困难，且成本巨大，安全风险较高，施工较为不便。

方案比选后采用15米长新日铁FSP-IV型拉森钢钢板桩加三道内支撑进行基坑支护，外加9m钢钢板桩做外围支护，钢钢板桩之间采用HW400*400围檩进行连接，直径DN609*15的钢管进行内支撑。

（下表中加粗字体为选中材料）

新日铁钢钢板桩数据表

新日铁FSP,NSP,YSP/JFE技术参数相同

型号

截面尺寸

单根参数

每米墙面参数

备注

宽

高

厚度

截面积

理论重量

惯性矩

截面模数

截面积

理论重量

惯性矩

截面模数

B

H

t

AreaA

W

Ix

Zx

AreaA

W

Ix

Zx

mm

mm

mm

cm2

kg/m

cm4

cm3

cm2/m

kg/m2

cm4/m

cm3/m

NSP-10H

900

230

10.8

110

86.4

9430

812

122.2

96

10500

902

帽型

NSP-25H

900

300

13.2

144.4

113

22000

1450

160.4

126

24400

1610

帽型

FSP-II

400

100

10.5

61.18

48

1240

152

153

120

8740

874

U型

FSP-

400

125

13

76.42

60

2220

223

191

150

16800

1340

U型

FSP-IV

400

170

15.5

96.99

76.1

4670

362

242.5

190

38600

2270

U型

FSP-VL

500

200

24.3

133.8

105

7960

520

267.6

210

63000

3150

U型

FSP-VIL

500

225

27.6

153

120

11400

680

306

240

86000

3820

U型

NSP-IIw

600

130

10.3

78.7

61.8

2110

203

131.2

103

13000

1000

U型

NSP-IIw

600

180

13.4

103.9

81.6

5220

376

173.2

136

32400

1800

U型

NSP-IVw

600

210

18

135.3

106

8630

539

225.5

177

57600

2700

U型

YSP-FL

500

44.5

9.5

78.57

61.7

184

45.7

157.1

123

396

89

直线型

YSP-FXL

500

47

12.7

98.36

77.2

245

60.3

196.7

154

570

121

直线型

HW型钢规格

型号

截面尺寸（mm）

截面面积cm2

理论重量kg/m

截面特性参数

惯性矩（cm4）

惯性半径（cm）

截面模数（cm3）

（高度×宽度）

H×B

t1

t2

r

Ix

Iy

ix

iy

Wx

Wy

400×400

388×402

15

15

24

179.2

141

49200

16300

16.6

9.52

2540

809

394×398

11

18

24

187.6

147

56400

18900

17.3

10

2860

951

400×400

13

21

24

219.5

172

66900

22400

17.5

10.1

3340

1120

414×405

18

28

24

296.2

233

93000

31000

17.7

10.2

4490

1530

400×408

21

21

24

251.5

197

71100

23800

16.8

9.73

3560

1170

428×407

20

35

24

361.4

284

119000

39400

18.2

10.4

5580

1930

（二）、基坑支护

采用方案二基坑支护模式，其中9m拉森钢钢板桩采用顶口支撑，15m拉森钢钢板桩设置三道支撑外加封底混凝土支撑。

二、本工程投入的拉森钢钢板桩的参数

本工程投入的拉森钢钢板桩采用FSP-IV型拉森钢钢板桩，宽400mm，高170mm，厚15.5mm，理论重量76.1Kg/m，要求拉森钢钢板桩无穿孔，修边调直后方可使用。

拉森钢钢板桩之间用双拼HW400*408*21*21围檩进行连接，围檩与每根拉森钢钢板桩之间空隙需打入木楔抵紧。

转角需设置专用构件，采用φ605×15钢管进行内支撑。

三、基坑监测要求

1、监测内容

（1）基坑周边沉降及位移监测

监测点和控制点均采用钢筋水泥制作，设置稳固。

采用索佳全站仪观测水平位移，采用精密水准仪观测垂直位移。

基坑开挖期间每开挖一层观测2次或每天观测2次。

（2）钢钢板桩变形观测

钢钢板桩上预设控制点，采用全站仪和水准仪观测相关数据

基坑施工时间每天观测两次，早晚各一次。

2、监测数据

基坑侧壁安全等级及重要性系数

基坑围护结构监测报警值表

本基坑支护结构的最大水平位移允许值，基坑按安全等级二级考虑，最大水平位移允许值为40mm。

各项监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值，且不少于2次。

基坑监测完成时间为回填到标高±0.00，从基坑开挖到底面后到基坑回填到标高±0.00这段时间的观测间隔时间为每天一次。

监测数值表

监测项目

警戒值

控制值

危险值

土体沉降

50mm

50mm

60mm

钢钢板桩倾斜

80mm

80mm

85mm

钢钢板桩水平位移

80mm

80mm

85mm

第三章总体施工安排

本基坑工程拉森钢钢板桩支护段打拔拉森桩采用振动打桩机/锤，拉森钢钢板桩支护段拟采用100T履带吊垫钢板下管，吊车和人工配合管道对正，采用外拉法用两台15T手拉倒链平行进行接口。

第四章基坑支护施工工艺及施工程序

一、钢钢板桩支护施工工艺及施工程序

钢钢板桩采用FSP-IV型拉森钢钢板桩，钢钢板桩之间采用HW400*400*13*21围檩进行连接，围檩与每根钢钢板桩之间空隙须打入木楔抵紧，转角必须设置专用构件。

采用直径φ609×15的钢管进行内支撑，安装须调整对撑间距并及时回顶。

1、钢板桩施工的一般要求

（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工作业面。

（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置，各周边尺寸尽量符合钢板桩模数。

（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。

2、钢板桩施工的顺序

钢板桩准备→围檩支架安装→钢板桩打设→偏差纠正→拔桩。

3、钢板桩的检验、吊装、堆放

（1）钢板桩的检验

对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

外观检验：

包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。

（2）钢板桩吊运

装卸钢板桩宜采用两点吊。

吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。

吊运方式有成捆起吊和单根起吊。

成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

（3）钢板桩堆放：

钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。

堆放时应注意：

①堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；

②钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；

③钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距。

一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2米。

4、导架的安装

在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止钢板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。

导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2.5～3.5米，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比钢板桩墙厚度大8～15mm。

安装导架时应注意以下几点：

（1）采用全站仪和水平仪控制和调整导梁的位置。

（2）导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。

（3）导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。

（4）导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。

5、钢板桩施打

（1）钢板桩用吊机带振锤施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。

（2）打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通钢板桩，不合格者待修整后才可使用。

（3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

（4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

（5）钢板桩施打采用屏风式打入法施工。

屏风式打入法不易使钢板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。

施工时，将10～20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。

通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2钢板桩高度打入。

屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。

施打顺序对钢板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、钢板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。

因此，施打顺序是钢板桩施工工艺的关键之一。

其选择原则是：

当屏风墙两端已打设的钢板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端钢板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打；当钢板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。

钢板桩打设的公差标准如下表所示。

项目

允许公差

钢板桩轴线偏差

±10cm

桩顶标高

±10cm

钢板桩垂直度

1%

（6）密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。

（7）打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。

6、钢板桩的合拢

钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口不一定会平行。

当两端相距在一定范围时，采取下列措施进行调整：

1）在钢板桩顶端使用千斤顶调整至上下敞口平行。

2）将近合拢前，两侧各剩下几组，在尚未插桩时，即考虑合拢情况：

如需调整，可将钢板桩悬挂起，进行调整。

丈量位置选择在各层导环的平面上。

用两根小板条两端顶紧两边的钢板桩边缘，中间用铁钉固定，取出水面丈量木板条长度，即可得到准确敞口宽度。

敞口宽度量得后，即可制造异形宽度的合拢钢板桩。

一般采用将正常宽度的钢板桩，把平面中间至上而下割形式，进行拼装焊接而成。

3）当合拢钢板桩插下时，由于调整后间距不可能完全平行，必须施加压力，才能使合拢钢板桩插下。

如钢板桩有很大长度未套入锁口又不便采用锤击方法打下时，可在其顶端安装复滑车，并将滑车组下端固定后，使钢板桩拉入锁口。

在插桩过程中，做到“插桩正直，分散偏差，有偏即纠，调整合拢”的要点。

7、钢板桩的拔除

基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。

拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理。

否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。

（1）拔桩方法

本工程拔桩采用振动锤拔桩：

利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。

（2）拔桩时应注意事项

①拔桩起点和顺序：

对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。

可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。

拔桩的顺序最好与打桩时相反。

②振打与振拔：

拔桩时，可先用振动锤将钢板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。

对较难拔除的钢板桩可先用柴油锤将桩振下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。

③起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。

④供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1.2-2.0倍。

⑤对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。

8、钢板桩土孔处理

对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。

回填的方法采用填入法，填入法所用材料为砂。

二、基坑施工质量检测

（一）钢钢板桩监测

钢钢板桩的垂直度要求不超过1%，钢钢板桩的轴线偏差为±10cm。

（二）止水效果检测

在基坑开挖前进行抽水试验检测，抽水试验点大于1点。

第五章基坑开挖及排水

一、基坑开挖

由于本基坑开挖的土方量较大，每延米开挖出土量平均约455m3，总出方量约为4095m3根据围堰尺寸、钢板桩高度及施工进度，本基坑无法采用正常挖机开挖基坑的方法进行施工，拟采用围堰内吸泥的施工工工艺开挖承台，吸泥要遵循“竖向分层先支后吸”的原则进行。

（1）采取多台吸泥机（一般安排4至6台）纵向分段对称进行，在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层先支后挖”的施工原则。

（2）在基坑开挖过程中先掏槽安装+2.00m处钢围檩、架设钢支撑，以尽早对围护结构进行支撑。

（3）雨季备足排水设备，做好预警工作，确保基坑安全。

（4）开挖过程中，按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测，以反馈信息指导施工。

（5）在钢板桩围堰内吸泥及整平采用吸泥机进行，但由于围堰围笼纵横杆件多，吸泥机移动受到限制，故多装吸泥机组，具体围堰大小而定。

一般需要4~6台，由设有几个支管开关的总风包加以控制，开关吸泥机、出泥管均有统一编号，由专人观察出泥情况，据以决定吸泥机的升降和移位。

吸泥机的压缩空气可由停靠在墩旁的空气压缩机供应，或将空压机安装在桥墩工作平台上。

在靠近钢板桩附近的泥砂较难吸出，可由水工以软射水管用3—5公斤/平方厘米的水压将泥砂冲积至吸泥机附近吸出。

围堰内经过吸泥整平后，进行测量，测点位置与导管位置大致相同，控制砂面标高符合设计要求。

二、基坑排水措施

鉴于本工程地下水位较高，施工现场距离河涌较近，本工程拟采用止水、导水、排水施工技术措施来保证工程施工顺利进行。

（一）基坑排水措施

沿基坑两边设350×350㎜的截水明沟，防止地表水流向基坑。

基坑开挖完成后沿坑底的两侧挖排水沟进行基坑内导水，排水沟紧贴钢钢板桩施做，断面取0.3×0.3m,坡度为0.5%，集水井隔围堰左右设置一个，集水井的直径为0.8m，深度根据现场实际情况可适当加深，但必须保证封底厚度，基坑内地下水流入集水井内后用水泵抽出坑外，经过沉砂池沉淀后排入污水沉淀池。

第六章施工进度安排

本基坑施工计划2014年7月15日开工，2014年8月30日全部完工。

第七章施工现场管理措施

（1）保证现场便道畅通，使现场有较好的车辆行走道路，租赁的材料堆放场、加工场必须实行硬地化，确保材料不受污染。

（2）施工现场设置连续、通畅的排水设施，保证场内没有大面积积水，泥浆污水、废水通过排水设施经过沉淀池沉淀，未经处理禁止排入下水道。

废浆和淤泥使用封闭的特种专用车辆进行运输。

（3）施工现场四周悬挂有安全警示语的彩旗、横幅，危险区域设立危险警示标志。

（4）施工现场基坑入口按照相关规定封闭施工，非施工人员严禁靠近基坑

（6）施工现场的泥浆池和孔洞四周设置有效防护设施。

（8）施工机械按照施工平面布置图规定的位置和线路设置，位置合适，固定牢固，保证施工道路的畅通，施工机