1#京沪高速铁路指导.docx

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1#京沪高速铁路指导

中铁一局集团有限公司

京沪高速铁路济南黄河大桥

4#承台钢板桩围堰

施工作业指导书

中铁一局桥梁工程有限公司

京沪高速铁路项目经理部

2008年11月

一、编制依据

京沪高速铁路济南黄河大桥主桥施工方案

北京至上海高速铁路济南黄河大桥施工图；

北京至上海高速铁路济南黄河大桥地质详勘报告；

京沪高速铁路设计暂行规定（铁建设[2004]157号）；

铁路工程质量评定检验标准（TB10415-2003）；

铁路桥涵施工技术规范

二、编制目的

明确钢板桩围堰施工的各道工序

三、工程概况

1、承台结构

主桥1号墩位于黄河河道中，紧邻北岸河堤；其采用28根φ2.5m钻孔灌注桩，承台厚度6m，平面尺寸42.5×23.3m。

为C45高性能混凝土。

1#承台顶面标高+27m，承台底面标高为+21m；水面标高为+26.7m，河床标高+23.7m。

2、工程地质

地质地层以第四系河流相粉质土为主，其间多夹粉、细、中沙及粉土、薄层粘土或透镜体。

其中覆盖层40m以下姜石含量较高，姜石层分布较多。

桥址范围第一层土主要为软塑的粉质粘土、粘土及稍密的粉土组成，厚度9.6m～22.5m；第二层为硬塑的粉质粘土、粘土及中密的粉土及中密的砂层组成，厚度2.7m～11.8m；第三层为硬塑状的粉质粘土组成，厚度钻孔未揭露。

3、钢板桩围堰设计介绍

钢板桩围堰尺寸为46m×26.4m，采用长度为24m数量362片（角桩按1片计）德国拉森IV型钢板桩。

围堰设置2层水平支撑，每层水平支撑上顺桥向支撑与横桥向支撑错层布置，顺桥向支撑在下，两种支撑在交叉处采用抱箍连接，四角安装4m长2I56a角撑。

内支撑采用9m节钢管组装而成，两端为一4.5m节和一异型节，各设一块钢板与围囹焊接，各段钢管间采用法兰连接。

两层支撑均设6道顺桥向支撑，3道横桥向支撑，4I56a围囹。

四、主要施工步骤

⑴施工准备

①钢板桩整理

钢板桩运到工地后应进行检查，分类存放。

本次使用的钢板桩长度为24m，对长度不够要求的板桩可用同类型的钢板桩等强度接长，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开。

检查完毕后，清除锁口内杂物（如电焊瘤渣、废填充物），对缺陷部位加以整修。

锁口检查的方法：

用一块长约2米的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩作锁口通过检查。

检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。

对于检查出来的锁口扭曲及“死弯”进行及时的校正，校正后再用标准钢板桩进行检查，直到合格。

为确保每片钢板桩的两侧锁口平行，同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内，对钢板桩进行全面宽度的检查。

检查方法：

对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1cm为宜。

对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量，对于超过偏差的钢板桩将不予采用。

对于桩身残缺、不整齐等都要做全面的检查，并采取相应措施，以确保正常使用。

为使检查合格后的钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。

钢板桩要进行锁口润滑及防渗措施，其做法为每片钢板桩锁口都均匀涂以混合油，其体积比为黄油:

干膨胀土:

干锯沫=5:

5:

3。

②内支撑准备

按照设计在钢结构加工场加工钢板桩围堰内支撑结构，加工完成的杆件及时编号，并对内支撑杆件进行试拼装。

③设备准备

施工主要设备为35t履带吊机、25t汽车吊、DZ60液压震动沉拔桩锤、混凝土汽车输送泵等设备。

使用前检查打钢板桩用的打桩、起吊及运输等设备，防止机械带病作业，保证打桩的正常进行。

⑵钢板桩施打

①下沉顺序

钢板桩的插打次序为先从长边角点开始，依次施打各边，在短边的角点附近合拢。

开始的桩逐根插打到位，接近合拢时最后的15片桩采取先插合拢后再打的方式，以便于对桩位随时调整保证顺利合拢。

②钢板桩下沉

施打采用35t履带吊配合DZ60液压震动锤进行。

首先施打定位钢管桩，在钢管桩上焊接牛腿，安装2I56a导向架。

25t汽车吊将钢板桩从场地上吊起，然后吊至施打钢板桩的导向装置内，匀速下放，使钢板桩成垂直状态，然后用卡口槽钢卡在导向装置内将钢板桩固定牢固，松开起吊钩，使用液压震动锤，将钢板桩逐根插打到位。

插打前先将钢板桩做好标识，用吊机的两个吊钩起吊和下放,使钢板桩成垂直状态,脱出小钩移向安插位置,插入导向架内已就位的钢板桩锁口中。

插打钢板桩时应保证其倾斜度不大于0.5%,且要紧靠内导框,其间隙不得大于20mm。

否则要采取措施，检查加固内外导框等。

钢板桩的插打质量要求符合下列标准：

A.插打钢板桩时严格控制好垂直度，尤其是第一根桩要从两个相互垂直的方向同时控制，确保垂直不偏。

已插下的钢板桩，对垂直于导梁的倾斜度或对于插桩前进方向的倾斜度小于1:

200。

B.插入桩位的钢板桩紧靠内导环，即钢板桩沿设计半径垂直插入桩位，如不能靠近时，其间隙应小于20mm。

C.每组钢板桩按编号插入正确的桩位，每组偏差确保小于±15mm。

如系旧钢板桩，先按钢板桩实际宽度编号并据以列出桩位。

⑶钢板桩围堰合龙

①插入钢板桩的调整

钢板桩围堰在合拢时，两侧锁口往往不尽平行，两端相距在一定范围内时，可参考下列措施进行调整：

A.钢板桩上端向合拢口倾斜时，可在钢板桩顶端使用千斤顶互顶或以内两套复式滑车组向外侧张拉调整至所需间距。

B.钢板桩将近合拢而两侧各剩下几组尚未合拢前，即应考虑合拢情况。

C.当合龙钢板桩插下时，由于经过调整的间距不能完全平行，必须施加压力才能使合拢板桩插下。

或当钢板桩尚有很大长度未能套入锁口，又不能采用锤击方法打下时，可在顶端安装复式滑车组，并将滑车组下端固定，将钢板拉入锁口。

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。

②异形钢板桩

由于其它原因，采用上述措施钢板桩仍无法合拢时，可以制作异形钢板桩进行合拢。

A.合拢口丈量：

丈量位置选择在各层导环平面，用两根小木条各自顶紧两边的钢板桩，用钢钉钉死，取出水面，丈量长度，可以得到准确的合拢口宽度。

B.异形钢板桩制造：

钢板桩进行调整和丈量尺寸后，根据合拢口的宽度及锁口的型式，制作异形钢板桩。

若合拢口宽度为40cm左右时，可制成对扣式异型钢板桩。

⑷围堰开挖及支撑安装

⑷围堰开挖及支撑安装

①钢板桩围堰第一道内支标高为+28.45m，由于基坑内水位较低，可在钢板桩打设完成后即进行安装。

然后进行基坑开挖，开挖采用高压水枪清淤，用清水泵抽干净的河水通过加压，冲起、搅混基底泥沙，同时基坑内的泥浆泵抽出浑浊的基坑水，达到清除基底泥沙的目的。

清沙至设计标高后，抛填50cm厚粒径不大于20cm的片石，之后继续抽水至第二道支撑下0.5m，安装第二道内支撑。

待第二道支撑安装完毕抽水至基底。

视基底涌水量可选择进行封底或直接铺设混凝土垫层。

②内支撑安装步骤

A．在钢板桩上设置支撑牛腿用于搭置2I56a围囹，安装牛腿时须拉设施工线保证其顶面位于同一水平面上。

B．安装2I56a围囹，并焊接角撑，角撑两侧加焊三角板以增强其稳定性。

C．安装短内支撑钢管。

首先量取围囹间实际距离，据此确定调整节长度，并在现场加工。

待各个节段连接完成后，进行整体吊装，安装中注意调整两端高度以保证钢管水平受力。

D．安装长内支撑钢管。

量取围囹间实际距离，据此确定调整节长度，并在现场加工。

安装时先将抱箍放置于各个短支撑上（拉线以保证所有抱箍在一条直线上），然后整体吊装长支撑钢管。

安装示意图：

（5）内支承拆除与拔桩

4#承台计划分2次浇筑，第一层承台浇筑3m完成后，在承台与钢板桩间回填沙，然后拆除底层内支承；第二层承台浇筑完成后，在承台与钢板桩间回填沙，然后拆除顶层内支承,最后拔除钢板桩。

拔桩时，尽量使板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩。

先略锤击振动各拔高1～2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出。

五、质量控制及注意事项

1、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2mm，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。

2、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。

3、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‰。

4、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。

5、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。

6、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、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用；

8、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；

9、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；

10、在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m。

11、在抽水过程中，如发现钢板桩漏水，应及时用粗锯末拌细砂堵漏。

12、在抽水过程中观测围堰围囹、内支撑和钢板桩的变形。

如发现变形过大，立即停止抽水，并向钢板桩围堰内注水，以减少变形。

分析原因，采取加固措施后，重新抽水、安放支撑。

13、内支撑安装中要保证支撑与围囹焊接牢固，钢管间法兰螺栓需逐个检查保证施拧到位。

14、由于1#墩处于原黄河河堤位置在打桩过程中可能遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，则采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

钢板桩在淤泥质地段挤进过程中受到淤泥中块石或其它不明障碍物等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：

在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。

15、由于土质较软，有时施工发生将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。

六、安全措施

为确保施工中的安全，在进行钢板桩围堰施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主。

1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。

2、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。

3、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，防止蛮干。

4、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、更换。