横塘河水中承台的施工方案.doc

常州市高架道路二期工程2标横塘河水中承台施工专项方案编制人： 校对人： 审核人： 上海城建（集团）公司常州市高架道路二期工程2标项经部目 录一、工程概况1二、编制依据2三、总体设想2四、基坑稳定性验算3基坑验算3五、施工流程3六、钢板桩施工4七、围堰筑岛的施工与拆除6八、压密注浆（水中墩封底）7九、承台开挖、支护和回填施工81、开挖方案82、开挖和支护施工要求8十、安全措施9十一、水中作业安全技术措施10十二、相关附图10一、工程概况常州高架二期工程2标段横塘河水中承台共有4个，具体情况如下：墩台号承台长（m）宽（m）高（m）承台底标高（m）围堰面标高（m）开挖深度（m）备 注LC 4#左8.55.52.4-2.42.454.85LC 4#右8.55.52.4-2.42.454.85LC5#左8.55.52.4-2.42.454.85LC 5右8.55.52.4-2.42.454.85基坑地质情况汇总表4#墩处地质情况(水中墩)地层编号岩土名称底层高程（m）层底深度（m）分层厚度（m）重力密度 r(KN/m3)内摩擦角 （度）粘聚力 Cp(Kpa) 填土-0.422.22.22淤泥质粉质粘土-7.529.37.118.37.223.73粉质粘土-9.9511.732.4319.412.243.51粉土-11.9213.71.9718.829.514.45#墩处地质情况地层编号岩土名称底层高程（m）层底深度（m）分层厚度（m）重力密度 r(KN/m3)内摩擦角 （度）粘聚力 Cp(Kpa) 填土-0.972.62.62淤泥质粉质粘土-8.5710.27.618.37.223.73粉质粘土-10.7712.42.219.412.243.51粉土-14.37163.618.829.514.4 横塘河为景观河，日常水位标高在22.2m之间，两边市政配套建设齐全河宽60m，河道无通航要求。河道两侧为浆砌块石挡墙及防汛墙，浆砌块石挡墙标高在4.6m左右，跨横塘河已有地面桥（三联桥）。因高架施工需改建现有三联桥，拆除部分板梁及两侧拓宽。高架桥主线桥墩4#5墩位于横塘河中，给施工带来一定的困难。二、编制依据（1）常州市高架道路二期工程2标施工图；（2）公路桥涵设计规范（合订本）； （3）公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；（4）常州市高架道路二期2标段工程地质勘察报告。（5）建筑结构静力计算手册。（6）建筑施工计算手册。三、总体设想4#5墩的施工拟采用钢板桩围堰筑岛的施工方案。根据此桥的水深、水文、地质等相关情况和我单位多年进行水中施工的经验，我们对各类施工方案进行综合比选后认为：采用钢板桩围堰施工方案与其它施工方法相比具有工期短、施工成本低、工艺简单、安全、施工风险易于控制等诸多优势，且钢板桩围堰筑岛的施工方法不但可以作为桩基础施工平台而且还可以为接下承台和墩柱施工提供施工平台，最大程度降低施工成本。1、围堰范围：东西侧地面桥梁边线加8米，将中跨预留10米通水。（详见附图：围堰平面布置图）2、围堰形式：选用12m拉森a型钢板桩进行双层围堰施工，两层钢板桩之间回填粘土（提高钢板桩抗渗水能力）。钢板桩高出常水位2米，围堰内水抽干后分层回填土方,回填高度与钢板桩顶标高持平。（详细附图：钢板桩围堰横断面图）3、承台基坑：围堰筑岛地面标高为2.45m左右，承台垫层底标高为2.4m，基坑开挖深度达4.85m，地下水位受河道影响，随河道水位升降。根据现场实际情况，拟采用单排12m钢板桩呈“口”字型封闭围护，钢板桩打入位置距承台边1m，钢板桩采用小齿口拉森钢板桩，宽0.4m，长12m，桩顶标高与地面齐平。在钢板桩内侧设置一道支撑并设置围囹，标高控制在原地面以下1m处。支撑采用580支撑钢管，围囹采用30槽钢。附7墩基坑围护平面布置示意图及断面布置示意图。计划采用压密注浆的方法进行基坑封底,注浆深度:承台垫层下2.0m；注浆孔间距：1.0m,呈梅花型布置。注浆材料：以强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥搅拌均匀的纯水悬浊液。注浆压力控制在0.20.4MPa。四、基坑稳定性验算基坑验算 基坑隆起验算K=2c平均/(q+平均h)1.2式中: 粘聚力c平均=（62.52.6+23.77.6+43.51.8）/12=35Kpa；=3.14；q:地面荷载，取20KN/m2；平均=（20.32.6+18.37.6+19.41.8）/12=18.89KN/m3；h：基坑深度，为4.85m；则K=23.1435/(20+18.894.85)=1.9691.2故坑底不会发生隆起。 基坑管涌验算t(Khw- h)/(2 )式中: w：地下水的重度，取10KN/m3； ：土浮重度，为=平均-w=8.89KN/m3；K：安全系数，取1.5；h：地下水位至坑底的距离为4.6m；t：板桩入土深度，为7.05m；则(1.54.610-8.894.6)/(28.89)=1.581mt=7.05m1.581m，故不会发生管涌现象。五、施工流程施工准备打设钢板桩围堰筑岛抽水清淤回填（碾压密实）钻孔灌注桩的施工（变水上施工为陆地施工）压密注浆基坑开挖及支撑安装承台施工立柱施工钢板桩拉拔回收围堰清理。六、钢板桩施工钢板桩采用25吨吊机带VH-3000的液压振锤的锤机施打，水中墩采用常规水上作业法施工。施打前一定要熟悉地下构筑物的情况，认真放出准确的支护中线。1、钢板桩施工的一般要求（1）钢板桩的设置位置要符合方案要求，便于施工。（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板桩模数。（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、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位置的定位放线施打钢板桩挖土和支撑承台和立柱施工回填拔除钢板桩。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、端部矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意：对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；割孔、断面缺损的应予以补强；若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。（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，并应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：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；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；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3-4m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。4、钢板桩施打 （1）打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。（2）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。（3）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。 (4）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。 （5）先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。（6）打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。桩逐根连续施打，桩顶高程不宜相差太大。（7）钢板桩的施工中遇到的问题及处理：由于河床地质结构复杂，钢板桩打拔施工中常遇到一些难题，常采用如下几点办法解决 ：桩过程中有时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，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块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.0m2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石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。钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于 或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用 卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，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。5、钢板桩的拔除 （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。振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。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。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15h。7、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，填入法所用材料为黄砂。七、围堰筑岛的施工与拆除钢板桩施工后，在两排钢板桩间回填黏性土，土体回填至桩顶标高，然后抽干围堰内水，将淤泥和抛石清除。淤泥与抛石清除完成后，开挖至原状土后在围堰内进行土体回填，回填高度与老桥系梁平。填筑时为保证填实质量应分层有序填筑，每层回填厚度20cm，并采用挖掘机等机械设备进行碾压密实，回填土压实后静止一段时间后等土体固结后方可进行施工。钢板桩围堰在主墩立柱施工后拔除，在拔除钢板桩后，及时对河床进行清理，将筑岛土方全部清除以免堵塞河道，恢复原河床、修复防汛墙后报港监部门验收。钢板桩拔除时采用的施工措施和安全措施同打入时的措施，拔除顺序为：钢板桩围檩下游一侧的钢板桩与河道平行一侧的钢板桩上游一侧的钢板桩。八、压密注浆（水中墩封底）、注浆孔布置注浆孔间距：.0m,呈梅花型布置。、沉管采用振动法，寸注浆管沉入土中至设计要求的标高，钢管一般分段长度为1-1.5m,跳压法。、浆液拌制根据要求拌制浆液，注浆液配比为水泥：硅酸钠粉煤灰.号普通硅酸盐水泥浊浆液。、注浆连接注浆管进行注浆。注浆采用分层注浆从上向下，注浆管应在m范围内以低压注浆，控制注浆压力.a，形成封闭浆液，然后再伸入到设计深度高压注浆，最后依次向上再次注浆。在注浆过程中，当达到压力要求时应上拨浆cm，再进行注浆，直至达到设计标高为止，采用跳孔间隔注浆，可跳开为防止窜浆，跳孔间隔注浆时间不小于小时。、清洗将拨出的注浆管进行清洗。九、承台开挖、支护和回填施工1、开挖方案基坑开挖均采用明挖法施工，采用机械和人工相结合的施工方法，即用履带式挖机开挖，配以人工修整。挖土时要严格控制基坑基底标高，达到一定的深度，立即进行基坑支撑。为防止扰动基坑底土层或超挖，机械挖土控制在距槽底设计标高30cm处，采用人工挖土，修整基底，清除淤泥和松土。若有超挖或遇障碍物清除后，采用砾石砂填实。根据基坑长度布设集水井和抽水泵，确保在施工期间基坑内无积水。挖土时要设专人指挥，并维护施工现场安全和施工机械运转范围的围护标志。承台、立柱其它施工参见常规承台、立柱施工方案。2、开挖和支护施工要求1、基坑开挖在压密注浆完成7天后方可进行。2、基坑开挖采用小斗挖机在基坑内挖土的施工方法。3、土方随挖随外运，不得在基坑附近堆土，弃土堆放应远离基坑顶边线20m以外。4、基坑开挖分层、对称进行，不得超挖。每步开挖所暴露的部分墙体宽度控制在3m 。每层开挖深度不大于2m，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底。5、基坑开挖后，及时设置坑内排水沟和集水井，防止坑底积水。6、土方开挖的顺序、方法遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。7、每一工况挖土后钢支撑的安装时间不得超过1624h。8、机械挖土时，坑底保留200300mm厚土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动。9、对围护桩可能出现的渗漏水现象，及时对漏水部分及时进行封堵，确保无渗漏后才能进入下一道工序施工。10、支撑采用整体起吊安装方法。11、开挖土体至基坑底面，浇筑素混凝土垫层、承台结构。12、支撑与围囹体系的设置与安装容许偏差：（1）支撑中心标高偏差不大于30mm。（2）支撑构件两端的标高差不大于20mm。（3）支撑水平轴线偏差不大于30mm。13、变形观测在基坑开挖和钢板桩围堰挡水期间，定期对钢板桩顶的位移进行观测，及时掌握基坑变形位移情况，确保基坑稳定。十、安全措施围堰打桩前应提前向业主、代建制、监理、航道部门、港监等有关部门提供围堰打桩实施方案，得到批准后方可实施。插打钢板桩围堰前，应对打桩机具进行全面检查。钢板桩的吊环的焊接应由专人检查，必要时应进行试吊。打桩机和卷扬机应设专人操作。钢板桩起吊，应听从信号指挥。作业时，应在钢板桩上栓好溜绳，防止起吊后急剧摆动。吊起的钢板桩未就位前桩位附近不得站人。插打钢板桩，如因吊机高度不足，可向下移动吊点位置，但吊点不得低于桩顶下1/3桩长的位置。打桩施工人员必须学习本工程的施工顺序和施工方法及安全操作规程。工作时戴好安全帽，穿好工作服，工作鞋，防护手套。工作人员上班后必须坚守岗位，不得擅离职守，工作时必须集中精力操作，特别应经常检查套桩钢丝绳的完好情况，一旦发现钢丝绳起毛，应立即更新，以免发生意外事故。操作人员必须持证上岗，特殊工种要持操作证书，并进行三级安全教育。打桩司机在操作时应思想集中，服从指挥。机械设备经验收合格挂牌后方可投入使用，用电机具以内感按照一机一闸制，接好接零，接地线。履带吊在船上施工，必须停稳，防止自动滑行，打桩船一定要保证其平稳、牢固。施工时，过往船只要有专人指挥，防止运输船只撞打平台。夜间把船开往岸边停靠，并挂好泊船标识及指示灯。施工期间在河道内设置反光警示牌提醒过往船只注意安全，设置位置分别为河岸北侧向东300m处及河岸南侧西侧300m处，在围堰处设置警示牌和红灯。十一、水中作业安全技术措施工程开工前办妥水上作业许可证，通过港监部门向新闻媒体发布水上施工航行通告，并在施工水域范围布置安全标志和安民告示牌，夜间设置施工标志灯。施工期间，要求港监部门在该水域上下游设立水上港务监督岗，监视航船行驶速度，循规安全通过施工水域，加强水上巡逻，确保航行与施工安全。定期召开施工单位、港监部门联席会议，讨论并处理有关施工期工程间有关航运的各种事务，达成一致相互配合。水上作业配齐安全的脚手吊篮、吊索、安全带、救生圈以及上下安全梯子，水上操作要听从港监部门的指挥，遵守水上规定，注意喝道航运动态，水上施工区域设置安全标志或警示牌，夜间设置警示灯；随时掌握潮水涨落、风向、风速等情况，防止撞船，使用施工船只制订上船规则，船上备有救生圈，手提喇叭以及明显水上安全标志，水上高空作业，作业面做好临边的安全围护，不准施工材料、垃圾坠落到河道上，涉及到大型吊装物的安装或拆除，请港监部门配合，临时封锁河道交通，确保水上安全。十二、相关附图