《永嘉县瓯北大桥深水潮汐水域钢板桩围堰施工工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《永嘉县瓯北大桥深水潮汐水域钢板桩围堰施工工艺（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 温州市永嘉县瓯北大桥 深水潮汐水域钢板桩围堰施工工艺一、工程概况一、工程概况瓯北大桥工程位于温州市永嘉县楠溪江入瓯江口，是连接瓯北片区和三江片区的一条重要通道，作为瓯北镇“带形城市”空间结构两条交通轴线之一“阳光大道-瓯北大桥-江东大道轴线”的重要节点，起到连接瓯北组团和三江组团的重要功能。通过与瓯江过江通道相接，进一步加强瓯北镇、三江片区与温州市区的交通联系，促进瓯北城区一体化发展，并给瓯北与乌牛和乐清的联络带来方便。本工程位于楠溪江入瓯江口，属于感潮河段，每天两涨两落,历年最高潮水位 5.53m，最低潮水位-2.16m。瓯北大桥主桥为独塔双索面叠合梁斜拉桥，其跨经组成为150m+125m
2、=275m。主墩（PZX13#）承台尺寸为54.25m21.50m5.0m，两端无尖角，以减少对水流的影响，承台采用 C35 砼，单个承台砼方量为 5120m3。基础采用 22 根直径为 2.5 米的钻孔灌注桩基础，桩基持力层在基岩，桩长 49.5米。承台底标高-2.70m，河床底标高-4.10m，淤泥厚度平均0.8m，瓯江水域类似水文地质情况均采用钢套箱围堰施工。瓯北大桥主墩桩基于 2012 年 10 月 1 日开钻，根据总体施工进度安排桩基施工周期 120 天，围堰施工周期 75 天。如采用钢套箱围堰，必须等桩基全部施工完成，拆除桩基操作平台安装下放装置后才可进行围堰的施工，对总体施工进度
3、计划有影响。采用钢板桩围堰施工，可对桩基施工进行合理安排，只要有钢板桩施工空间便可先进行围堰的插打以及围檩的安装，桩基操作平台的拆除可同步进行，能大大缩短工期，保证整个主桥施工的进度。因此选择钢板桩围堰施工。二、国内研究现状二、国内研究现状瓯江水域已建或在建工程基本均采用钢套箱围堰施工工艺，施工周期较长，且无法与桩基施工形成流水作业，人员的组织以及投入方面均有较大的波动，不宜于劳动力的合理安排。但钢套箱围堰施工工艺成熟，无论有底钢套箱或无底钢套箱，单壁或双壁套箱均成功运用于瓯江水域，但钢板桩围堰的施工在此区域并无经验可寻，需进行详细的方案比选。围堰形式围堰形式优点优点缺点缺点钢套箱围堰1、工艺
4、成熟，瓯江水域已有成 功案例。 2、围堰加工均由专业厂家完成， 围堰加工质量有保证，且止水 性能较好。 3、总体施工安全风险控制因素 较少。1、围堰的加工周期至少需要 2 个月以上， 2、无论采用整体下放还是原 位拼装都无法与桩基施工流水 作业。 3、经济成本高。钢板桩围堰1、施工工艺成熟，但瓯江潮汐 水域尚无经验可寻。 2、可以与桩基施工形成流水作 业，桩基操作平台的拆除也可 同步作业，大大节约工期，主 桥关键线路有保障。 3、材料为市场现有材料，无论 采用租赁或购买均可以在最短1、钢板桩插打垂直度、平面 位置控制难度较大；锁口止水 性能不能保证，须提前做好止 水准备工作。施工技术难度较 大
5、。 2、总体施工安全风险控制因 素较多。围堰形式围堰形式优点优点缺点缺点时间之内进场。 4、经济成本低。三、要解决的技术问题三、要解决的技术问题结合瓯江水域水文地质条件以及本工程总体进度计划安排，经过详细的方案比选与论证并确定以下几个需要解决的技术问题。（一）围堰与桩基同步施工的工艺组织（一）围堰与桩基同步施工的工艺组织根据总体进度计划安排，考虑到温州地区季节性台风的影响，必须保证主桥上部结构合拢在 2014 年台风期（7 月）前完成，通过工期倒排并合理考虑节假日影响以及适当的时间充裕系数，必须保证围堰在 2013 年 03 月 15 日前完成，因桩基施工于 2012 年 10 月 01 日开
6、始，桩基与围堰的施工周期为 165 天，考虑春节 20 天，可施工天数为 145 天。如何在短短的 145 天之内完成理论需要 195 天才能施工完成的工作任务，需要进行合理的施工组织安排。（二）围堰封底施工工艺（二）围堰封底施工工艺瓯北大桥主墩承台底标高为-2.70m，根据水文地质资料以及现场实际量测结果，施工期间最潮水位为 4.50m，最低潮水位为-1.0m。需要对围堰的整体稳定性、抗隆起、抗渗流以及抗倾覆稳定性进行详细的计算，确定合理的围堰封底施工方案。（三）施工阶段围堰监测（三）施工阶段围堰监测因瓯江水域属于感潮河段，每天两涨两落，施工过程中对围堰的冲刷监测是对设计阶段数据取值的进一步
7、验证，更是施工过程中确保围堰整体安全性的必要措施。同时对围堰的变形、轴力以及施工期间潮水位情况进行详细的监测，进一步验证围堰的结构的安全以及积累一定的数据。（四）合理的体系转换（四）合理的体系转换因结合围堰的设计，两层支撑设计是保证围堰结构安全的需要，势必导致承台砼施工将分两层浇注，围堰的第二道支撑由钢管柱支撑转换为混凝土支撑后方可给承台第二层施工提供操作空间，如何合理快速的完成第二道支撑的体系转换，确保钢板桩围堰的整体受力是需要解决的技术难题之一。四、主要采用的技术方案四、主要采用的技术方案（一）合理安排桩基施工工序，保证围堰施工提前介入（一）合理安排桩基施工工序，保证围堰施工提前介入根据桩
8、基平面布置，对桩基施工工序进行合理的规划，按照以围堰施工提前介入为前提，以桩基施工先外侧后内侧的原则进行桩基施工工序划分，确定采用 8 台冲击钻机依次进场施工。主墩共 22 根桩基，平均每台钻机施工 3 根桩基，每根桩基施工平均时间为 25 天，待施工至第三轮时拆除外侧钢板桩施工区域内桩基操作平台进行围檀安装以及钢板桩的插打施工，桩基施工完毕后钢板桩以及围檩也施工完毕。（二）水下封底施工工艺（二）水下封底施工工艺分别对封底混凝土按照干封与水下封底两种工况对围堰各个力学性能进行详细设计与验算，考虑到干封工况下围堰的抗隆起稳定系数偏小，故采用水下封底混凝土模式，确定封底混凝土厚度为 1.5m，待强
9、度达到要求后抽除围堰内水并浇筑 0.3m的混凝土调平层并在围堰外侧设置排水渠，保证承台施工区域的干燥整洁。围堰封底混凝土采用 C20 标号。一方面通过封底混凝土与桩基钢护筒、钢板桩形成一个整体，依靠其自重、封底砼与钢护筒、钢板桩的粘结力抵抗水浮力；另一方面在封底砼达到强度围堰内抽水后，封底砼对钢板桩下部形成有效支撑。封底砼采用导管法水下浇筑。施工前先利用钢护筒或钻孔平台定位桩放置型钢分配梁，其上铺设脚手板作为封底施工平台。然后根据围堰尺寸及桩基位置布置封底导管。（三）建立完善的围堰施工监测体系（三）建立完善的围堰施工监测体系依据本围堰设计方案，根据建筑基坑支护技术规程按照侧壁安全等级将本工程基
10、坑定为三级。依据建筑基坑支护技术规程 、设计图纸以及本地区工程经验确定本基坑工程监测内容和项目分别为钢板桩位移、桩身变形、支撑轴力、潮水位等，作为仪器监测的补充，在整个施工期内分别对围堰支护结构、施工工况、监测设施等进行定期巡查，确保承台施工周期内围堰结构的安全。（四）选择合理的体系转换（四）选择合理的体系转换待第一次承台混凝土浇筑完成后需要快速合理的进行第二道支撑体系的转换工作，由钢管柱支撑更改为混凝土支撑。体系转换涉及模板拆除、黄砂回填、支撑混凝土浇注以及第二层承台钢筋绑扎之间的合理组织与安排，按照相关规范以及设计单位要求，第二层承台混凝土施工必须在第一层承台混凝土施工 7 天之内完成。结
11、合现场实际施工情况以及围堰支撑的相对位置关系，综合考虑最大限度的在最短时间内提供足够的承台钢筋施工空间为前提对每道工序进行合理组织与划分，最终确定围堰体系转换施工组织安排如下图所示。如图用虚线将围堰分成三个区域，钢筋施工区域与黄砂回填区域同步进行，交叉施工。首先进行钢筋施工区域 1 的同时进行黄砂填充区域 2 的施工，以最短的时候拆除中间支撑提供承台施工作业空间。钢筋施工区域的施工工序包括承台钢筋的绑扎、塔座预埋钢筋施工以及承台模板的支设；黄砂填充区域的施工工序包括黄砂回填、混凝土支撑的浇筑（为尽早拆除围堰第一道支撑，支撑混凝土掺加早强剂） 。五、深水潮汐水域钢板桩围堰施工工艺五、深水潮汐水域
12、钢板桩围堰施工工艺本工程钢板桩围堰桩长为 18m，钢板桩入土深度 9.0m，钢板桩沉放过程中需要穿越 2-2 灰色中砂层与 2-4 灰色淤泥层。钢板桩的插打采用履带吊或龙门吊配合震动锤进行打入。因本工程所处位置地质土层性能较差，为减少钢板桩施工和钻孔桩施工的相互干扰，首先安排外侧钻孔桩施工，然后在施工完成的钢孔桩外侧打设钢板桩，钢板桩和正在施工的钻孔桩之间最少需隔一根桩。钢板桩围堰施工完毕后进行封底混凝土浇筑，施工承台钢筋及混凝土，待承台施工结束且主塔塔座施工完毕后即可拆除钢板桩围堰。（一）施工工艺流程（一）施工工艺流程钢板桩围堰的施工工艺流程如下图所示。（二）施工准备（二）施工准备钢板桩插打
13、施工准备工作主要包括钢板桩检查验收、钢板桩焊接加工、锁口清理和润滑等。钢板桩的存放、吊运、检验和矫正、锁口等均应满足热轧 U 型钢板桩等规范和规程要求。施工准备定位测量导框安装钢板桩吊运就位与钻孔桩施工同步插打钢板桩插打试验钢板桩合拢施工逐层安装堰内支撑，水下砼封底施工监测承台、塔座施工拆除内支撑拔除钢板桩根据现场实际测设数据进行角桩的加工以及围檩的接长等工作。（三）导向装置安装（三）导向装置安装为保证钢板桩插打垂直度，在插打前先施工钢围堰导向架，作为打桩时的导向设备。导向架设两层，内侧利用围檩作为限位装置，外侧利用平台钢管桩上的牛腿作支撑导梁，确保围堰的线形。（四）钢板桩插打（四）钢板桩插打
14、本工程钢板桩入土深度为 9.0m，根据设计图纸提供的地质资料进行振动锤的选型，确定采用 DZ90 型振动锤（激振力=350KN）即可满足施工要求，安全系数 K=2.0。为确保钢板桩插打施工的机械设备能够满足要求，在钢板桩正式插打前，应在钢板桩桩位处进行插打试验。结合现场钻孔桩实际施工进度，钢板桩插打从上游一角附近开始，第一根钢板桩位置应准确、垂直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。合龙口的位置选择在下游一侧的某个直线段附近，以保证其垂直准确。钢板桩插打施工可采用逐片插打，逐渐纠偏，直至合拢的方法。钢板桩插打要随时以导梁为准，检查所打的钢板桩位置是否准确，垂直度是否合格，及时实施
15、纠偏。插打钢板桩应做到“插桩垂直，分散偏差，有偏即纠，调整合拢” 。第一片钢板桩是整个围堰钢板桩的基准，应严格控制其垂直度。（五）钢板桩合拢（五）钢板桩合拢在整个钢板桩施工插打过程中，开始时插一根打一根，即将每一根钢板桩打到设计位置；至剩下最后 5 片时，要先插后打，即先将钢板桩插至稳定高度（保证钢板桩身稳定即可） ，主要是利于钢板桩的调整，并且合龙处的两片桩应一高一低，便于插桩；若合龙有误，可用倒链对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。钢板桩围堰合拢施工是最关键的一步，直接关系到围堰能否成功。围堰在合龙时，两侧锁口不一定会平行，合拢口的调整措施如下：1、若合拢口尺寸上下都大时，可在合拢口
16、两侧钢板桩上点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链进行相向对拉；若合拢口尺寸上下都小，可利用倒链进行反向外拉，至符合要求为止。2、若合拢口尺寸上小下大时，可在合拢口两侧钢板桩上点焊上下平行吊耳，位置及数量根据尺寸大小的差值而定，利用倒链上部进行反向外拉，下部相向对拉；若合拢口尺寸上大下小时，利用倒链上部进行相向对拉，下部反向外拉，至符合要求为止。3、若采取上述措施仍不能解决合拢问题，可采取特制异型钢板桩合龙，一片异型桩满足不了要求，可采用两块甚至多块。（六）内支撑的安装（六）内支撑的安装钢板桩插打施工过程中，根据设计图纸要求，当有支撑安装操作空间时即可进行第一道支撑体系的安装，安装完成后根据设计设计算工况的要求严格控制围堰内外水位差并进行第二道支撑的安装，此处的施工顺序特别应注意主支撑的安装应严格按照先上后下的顺序施工，斜撑可根据实际情况自行调整，支撑未施工完成前不得进行抽水作业。在内部支撑系统安装过程中，应加强对钢板桩桩顶位移、桩身变形和支撑受力的监测，及时对检测数据分析反馈，以指导安全施工。在内部支撑系统施工过程中，易出现以下问题：内支撑系统各
