***x特大橋
主墩承臺鋼板樁圍堰施工方案
一、設計概述
***x特大橋起始里程為dk15+882.58~dk21+003.69,全長6629.
86m。全橋共201個承臺,水中承臺(106#~107#)型別為13.7×13.
7(4+2加台)m,承臺混凝土為c30高效能砼。
承臺位於佛山市倫教區雞洲河內,根據設計圖紙,施工水位為3.854m,107#原地面標高1.1m、106#原地面標高-0.
74m,地質地層均為(2)1,淤泥,流塑狀,ⅰ級鬆土,土層厚度基本在10~15公尺以上,土層含水量大,壓縮性高,承載力低,其工程效能差。承臺均處在該地層之中。
根據承檯底設計標高,106#承檯底距離河床底面5.2公尺深,107#承檯底距離河床底面6.3公尺深。根據以上資料對比承臺方案以107#承臺為例計算,施工擬採用鋼板樁圍堰方案。
二、施工方案
***x特大橋主墩深水基礎採用鋼板樁圍堰進行支護施工,鋼板樁採用拉森iv型鋼板樁,長18m,鋼板樁圍堰範圍16.70m×16.70m,承臺四周留1.
5m的作業空間。鋼板樁周圈咬合緊密,有止水措施。圍堰內側四周圈採用雙層型鋼分上、中、下三層以圍檁形式支護,頂層採用2i30工字鋼,底下兩層採用2i45b工字鋼,中間縱向支撐採用外徑 325 mm壁厚 10 mm 圓鋼管,按一定間距布置,四角採用工字鋼2i30斜撐。
為增強工字鋼圍檁抗彎強度,在每根鋼管兩端用2i30型工鋼作為斜撐加強。承臺底面高出基底,圍堰基底先用片石回填30cm,然後回填砂找平,基底採用c30混凝土封底,封底厚度60cm。抽水採用2臺大功率抽水機。
基坑分三層開挖,沿鋼板樁內側周圈50cm以內設匯水渠、積水坑。承臺施工分三次澆築,按大體積砼施工考慮,鋼板樁圍堰內支撐同樣分三次拆除。鋼板樁施工採用一艘25t浮吊實施插打及拔除。
鋼板樁圍堰施工方案圖詳見附圖。
三、設計計算
1、允許應力引數:a3鋼 [σw]=145mpa、[σ]=140mpa 新型鋼材用在臨時工程允許應力提高1.25倍;——《路橋施工常用資料手冊》
截面慣性矩:i45b工字鋼: i30:
——《實用土木工程手冊》
壓桿應力折減係數 :——《材料力學》
土的物理引數:
淤泥質粉砂的容重及內摩阻角取
;; 淤泥質粉砂的飽和水容重為:
——《實用土木工程手冊》
水容重為:
——《實用土木工程手冊》
; ——《土質學與土力學教材》
拉森iv鋼板樁設計引數:,(每公尺鋼板樁抗彎矩)——《實用土木工程手冊》;
砼容重:——《實用土木工程手冊》;
淤泥質粉砂土的主動土壓力係數及被動土壓力係數:
,;各層淤泥質粉砂土壓強:
;;2、鋼板樁計算
2.1、鋼板樁入土深度計算
。即。a、計算板樁牆上水土壓力強度等於零的點離挖土面距離y。
在y處板樁牆前的被動土壓力等於板樁牆後的主動土壓力與水壓力之和。
代入數值得:
求得:(由計算結果得假定成立)
b、計算產生被動土壓力的鋼板樁錨固段
可根據和牆前被動土壓力對板樁底端的力矩相等求得即:
板樁實際埋深應大於之下,所需實際板樁的入土深度為:
鋼板樁水面以上長50cm
板樁總長實際取l=18m。
所以實際入土深度為8.5m。
2.2鋼板樁懸臂計算
根據鋼板樁允許抵抗彎矩,計算板樁懸臂部分的最大允許跨度。
—極限應力狀態下鋼板樁承受的最大彎矩;
根據具體施工情況,確定採用的支撐如右圖所示:
;;;2.3鋼板樁跨中強度計算
按多跨連續梁ae,用計算軟體計算各支點力及最大彎矩,取1m板寬作為計算單元。
用同濟啟明星etool計算軟體計算得:
最大彎矩:;
支反力: ,,
鋼板樁強度驗算:
3、橫向圍檁橫樑支撐強度驗算:
按多跨連續梁ae,用計算軟體計算各支點力及最大彎矩,取1m板寬作為計算單元。
用同濟啟明星etool計算軟體計算得:
最大彎矩:;
支反力: ,,
圍檁計算最不利工況為第三層圍檁。
橫樑支撐由2根i45b工字鋼組成(取第三層支撐處最不利工況進行驗算),橫向圍檁由2根φ325×10mm鋼管樁支撐,布置在計算簡圖c、d、e處。
用同濟啟明星etool軟體計算
得:最大彎矩:
支反力: =141.7kn
撓度4、(縱向)橫樑應力驗算
說明:(縱向)橫樑由2根i45b工字鋼(取第三層支撐最不利工況進行算),i45b工字鋼承受由鋼板樁傳遞的均布荷載,支撐於i30a工字鋼上, i30a工字鋼布置在計算簡圖的c、d點。
由圍檁橫樑計算得支反力:
rc=946.3kn;w—每延公尺工字鋼抗彎矩;
最大彎矩:
(a)、強度計算:(滿足要求)
(b)、撓度
(c)、 i30a工字鋼
(滿足要求)
5、基坑底部管湧驗算:
h——鋼板樁頂到承檯底的高度為:9.5;
t——鋼板樁入土深度:8.5m;
6、基底隆起驗算
考慮c、的抗隆起驗算:
計算公式為:
式中d——入土深度;
h——鋼板樁頂到基坑底的高度;
q——地面荷載(為0);
——坑外地表至牆底,各土層天然重度的加權平均值;
——坑內基坑底以下各土層天然重度的加權平均值;
——淤泥粘結係數取;
、——地基極限承載力的計算係數。
(不會隆起)
抗隆起計算時考慮封底混凝土的自重,施工時將鋼護筒與封底混凝土的粘結力作為安全儲備。
三、鋼板樁及承臺施工方法
1、施工準備
將鋼板樁運到工地後,鋼板樁在拼組前必須對其進行檢查、丈量、分類、編號,同時對兩側鎖口用一塊同型號長2~3m的短樁作通過試驗,以2~3人拉動通過為宜,或採用捲揚機拖拉。鎖口通不過或樁身有彎曲、扭曲、死彎等缺陷,採用冷彎,熱敲(溫度不超過800~1000℃),焊補、鉚補、割除、接長等方法加以整修。同時接頭強度與其它斷面相等,接長焊接時,用堅固夾具夾平,以免變形,在焊接時,先對焊,再焊接加固板,對新樁或接長樁、在樁端製作吊樁孔。
插打鋼板樁之前須檢查振動錘。振動錘是打拔鋼板樁的關鍵裝置,在打拔前一定要進行專門的檢查,確保線路暢通,功能正常。且功率達到40kw以上,而振動錘夾具磨損不宜太多。
2、第一層支承設定
在插打鋼板樁前需設導向架。導向架採用牛腿形式,用i22a工字鋼焊接而成,導向架焊接在護筒上。定位橫樑沿承臺外側四周,距承台長邊1.
5處布置,距短邊1.5公尺處布置。也是鋼板樁圍堰的第一層圍檁支護,採用2i30工字鋼。
定位橫樑的位置須嚴格遵照設定的標高布置。定位橫樑安放在導向架上,與鋼管相連線,四角設兩道2i30斜撐,斜撐與橫樑呈45度夾角,採用焊接固結連線,然後安裝縱向φ325內支承鋼管,鋼管支承兩端頭處加焊鋼板作為支承面,直接支撐在定位橫樑上,鋼管與橫樑連線設一定的加勁塊。
3、插打鋼板樁
在第一層定位支撐安裝完成後即可進行插打鋼板樁施工。
在插打過程中,加強測量工作,發現傾斜,及時調整,為保證插樁順利合攏,要求樁身垂直,並且圍堰周邊的鋼板數要均分,在整個鋼板樁圍堰施打過程中,開始時可插一根打一根,即將每一片鋼板樁打到設計位置,到剩下最後一部分時,要先插後打,若合攏有誤,用倒鏈或滑車組對拉,使之合攏。合攏後,再逐根打到設計深度,在用倒鏈或滑車組對拉時不要過猛,以防止合攏段縫隙過大。在整個鋼板樁插打過程中必須保證合攏密實,以防漏水。
在施工過程中,鋼板樁如需拼接時,兩端鋼板樁要對正,可先在一端上面焊接一塊限位板然後將另一端緩緩放下並進行對焊,再焊接加強板。焊接時必須保證焊接面平整且焊縫有足夠厚度。
插打鋼板樁要充分採取止水措施,以防鋼板樁圍堰大量漏水。
4、鋼板樁圍堰封底
第一層支撐焊接完畢後,用挖機開挖基坑,邊開挖邊往基坑內注水,等開挖到基坑底時,再往下超挖0.9m,然後拋片石30cm,對基坑底進行找平,然後進行水下混凝土封底,封底厚度為60cm。
水下混凝土封底工藝:
首先,對圍堰內基底進行吸泥、清平處理,保證基底平整而且距離承臺底面約1.0~1.2m,然後拋填約30cm厚片石,同時回填約一定量河砂找平基底面,然後澆築0.
5m厚c30水下砼進行封底。封底後標高不能高於承檯底設計標高,封底砼頂面保證基本平整。
封底砼採用幫浦送,利用導管進行。封底時由一邊向另一邊推進,但必須連續、不間斷、不留接縫、一次性完成。
5、鋼板樁圍堰抽水及安裝內支承
安裝內撐與抽水交替進行。
第一次抽水後水面達到第一層支承底3m以下即可安裝第二層內支承。安裝第二層內支承前先按確定的標高位置在鋼板樁內壁焊上三角托架,托架採用槽鋼[6.3,安裝托架一定要採取措施保證頂面位於同一水平面上。
然後安裝2i45b工字鋼內支承橫樑及斜撐,最後安裝縱向鋼管支撐,安裝方式同第一層內支撐。
第二層內支承安裝完成後,然後進行第二次抽水,接著進行第三層支護,最後進行第三次抽水,第三次抽水要全部將鋼板樁圍堰內的水抽乾。
鋼板樁圍堰內抽水完成後,將露出承臺底面部分的鋼護筒全部切割拆除。
鋼板樁圍堰抽水過程中要加強鋼板樁的止水堵漏措施。
6、鋼筋的製作及綁紮
承臺基礎內的鋼筋根據設計圖紙的要求在鋼筋加工車間統一製作,運至基坑內按照鋼筋構造圖進行焊接和綁紮。為保證承臺基礎內鋼筋網空間幾何位置的準確,在鋪設前應先用c15混凝土打10cm厚墊層,最後放置鋼筋網。承臺鋼筋網必須嚴格按照設計要求與孔樁鋼筋進行有效連線,接地鋼筋綁紮、焊接時嚴格按照《廣珠公司綜合接地技術交底工作會議紀要》要求;同時在承臺基礎內設立支架鋼筋以固定連線墩身鋼筋的預埋件。
鋼筋網與預埋件的空間幾何位置必須通過測量定位,在通過監理工程師的複核後轉入下道工序施工。
7、承臺模板的製作及安裝
承臺模板採用組合鋼模,模板分塊裝入基坑內,人工進行模板拼裝,模板拼縫採用膠帶處理,模板用m16拉條支撐。模板經測量定位後,根據測量結果對模板進行調整,加固模板連線及支撐,然後經測量組複測。
8、砼澆注、內支撐拆除與拔樁
承臺砼屬於大體積砼,施工中採取布設冷水管(冷水管採用φ50×3mm)的方式來滿足承臺砼內部、表面和環境之間溫度差不大於20℃的要求。冷水管布設距承臺邊緣均1.0m處,冷水管分層布置,其間距為1m,冷水管伸出承臺0.
5m。在承臺內埋設pvc管對承臺內溫度進行測量,在承臺頂部距墩身邊緣0.5~1.
0m處埋設pvc管,埋設長度為承臺高度的一半,埋入混凝土中的埠用木塞或其他材料臨時封上,承臺混凝土澆注完成後開啟封口,向pvc管中注入清水。如承臺分層澆注,埋設長度為第一層承臺高度的一半加上其餘分層的高度。
水中鋼板樁圍堰施工方案
一 背景資料 q1 4659m s,h1 5 004m,v1 2 20m s 該河道為 級通航河道,線路法線與水流夾角為9 8 通航淨高為12m,淨寬為120m,橋址處最高通航水位4 744m 該橋墩位於河道之中,墩位處水深9m多,樁徑為2 3m,每個墩12根樁,樁間距4 6m,樁長65 5m 承臺...
某大橋水中墩鋼板樁圍堰施工方案 secret
鋼板樁施工方案 5 13 墩鋼板樁圍堰施工方案 一 工程概況 1.工程總體概 xx大橋位於同安灣,行政區屬同安區和翔安區,大橋跨越同安灣海域。xx大橋工程為環東海域綜合整治建設工程中的分項工程,本次工程設計起點里程為k3 410,終點里程為k4 320,起點位於xx島,終點位於內垵路西段,全長910...
某大橋水中墩鋼板樁圍堰施工方案 secret
5 13 墩鋼板樁圍堰施工方案 一 工程概況 1.工程總體概 xx大橋位於同安灣,行政區屬同安區和翔安區,大橋跨越同安灣海域。xx大橋工程為環東海域綜合整治建設工程中的分項工程,本次工程設計起點里程為k3 410,終點里程為k4 320,起點位於xx島,鋼板樁施工方案 5 13 墩鋼板樁圍堰施工方案...