204國道擴建工程xx段a2標
（k8+577.4xx大橋）
鋼板樁圍堰
施工方案
xx集團一公司
xx市204國道擴建工程專案經理部
xx鋼板樁圍堰施工方案
一、工程概況
xx大橋中心里程為k8+577.4,橋跨布置為6x25m+(53+85+53)m+4x25m，主橋採用3跨變高度預應力砼連續箱梁，兩側引橋採用25m先簡支後連續部分預應力砼組合箱梁。下部結構為大體積承臺，柱式薄壁墩。
基礎為樁基礎。
二、施工方案的總體設計
根據工地現場的實際情況、施工組織設計的總體工期安排，結合我單位技術裝備水平和現有裝置、人員情況，我單位在xx大橋施工中擬採用如下施工方案：
主橋墩的水中鑽孔灌注樁採用搭設水中固定平台施工方案，平台與岸邊通過棧橋連線，最後類似於陸上鑽孔作業。
主橋墩水下承臺、墩柱（身）採用鋼板樁圍堰施工方案。主橋的7、8號主墩各打設乙個水中鋼板樁圍堰，鋼板樁圍堰尺寸定為：單個主墩為13m×28m。
兩個圍堰的內側距離河岸約18m，鋼板樁選用德國拉森ⅳ型，7#墩採用長度為18m的鋼板樁，8#墩附近因有高壓線，淨空限制，同時考慮到8#墩地質因素，故8#墩採用長度為18m和部分24m的兩種鋼板樁。高壓線下範圍內採用2根12m的，其餘部分採用18m的。
根據此橋的水深、水文、地質等相關情況，我們對各類施工方案進行綜合比選後認為：採用鋼板樁圍堰施工方案與其它方案相比，具有工藝簡單、施工期間臨時占用水面較小、安全、施工風險易於控制等諸多優勢。
跨xx主橋採用懸澆掛籃施工，以保證河道的正常過水和通航。
大橋的引橋施工位於陸地上，施工工藝較為簡單，在此不作詳細介紹。
三、xx大橋圍堰施工進度安排
1、大橋總體工期目標為：
（1）、主墩鑽孔樁施工： 2023年4月25日結束；
（2）、主墩承臺及薄璧墩施工： 2023年7月10結束；
（3）、主橋邊跨合攏段施工： 2023年12月5日結束；
（4）、主橋中跨合攏段施工： 2023年12月15日結束
（5）、全橋施工：2023年12月25日結束
2、詳細的工序進度安排
主墩鑽孔樁施工：8#墩、3.1日-4.20日； 7#墩、3.6日-4.25日；
鑽孔平台拆除：8#墩、4.20日—4.25日7#墩、4.26日—4.30日
鋼板樁圍堰施工：8#墩、4.26日—5.10日； 7#墩、5.1日—5.15日
水下吸泥、砼封底：8#墩、5.11日—5.20日；7#墩、5.16日—5.25日
圍堰支撐： 8#墩、5.21日—5.31日； 7#墩、5.26日—6.10日
樁頭破除、樁基檢測：8#墩、6.1日—6.5日；7#墩、6.10日—6.15日
承臺施工：8#墩、6.6日—6.20日； 7#墩、6.16日—6.30日
主墩墩身施工：8#墩、6.15日—6.25日； 7#墩、6.25日—7.10日
主墩圍堰拆除：：8#墩、7.10日—7.25日； 7#墩、7.25日—8.15日
四、鑽孔平台施工
水中鑽孔灌注樁採用搭設水中固定平台施工方案，平台與岸邊通過棧橋連線，最後類似於陸上鑽孔作業。
1、水中鑽孔平台及棧橋施工：
(1)、棧橋基礎採用ф600mm鋼管樁，入土深度控制在4-6m，視棧橋位置地質情況而定。上部採用貝雷梁、工字鋼及方木組合，頂面鋪設鋼板。根據現場調查和施工要求，棧橋設定為1跨18m,橋面寬度8m。
(2)、水中鑽孔平台採用ф600mm鋼管樁、入土深度同樣控制在4-6m。鋼管樁利用振動錘打樁，結束後，在每個管樁頂橫放（方向順主橋方向）雙排i36工字鋼或i40工字鋼，上層放置貝雷梁。再利用角鋼、u形卡等將貝雷梁與橫樑工字鋼、鋼管樁連成乙個整體。
貝雷梁頂層鋪設i25工字鋼、最後在工字鋼上鋪設鋼板、及焊接施工欄杆等，形成乙個大的施工平台。此後便可利用吊車配合振動錘在平台上進行樁基的護筒埋設，進行鑽孔作業。ф1.
5m鑽孔灌注樁採用ф2.0m鋼護筒，利用振動錘完成護筒的埋設、拔除工作。樁基鋼筋籠可在岸上鋼筋加工廠加工製作完成後，運至平台上，利用平台上的吊車，下放鋼筋籠。
待主橋所有鑽孔樁完成後，即可拆除固定平台，保留棧橋，施工鋼板樁圍堰。
2、單根鋼管樁單樁承載力計算
a、計算條件
b、選用的鋼管樁為φ=600mm，壁厚δ=8mm的敞口鋼管樁，鋼管樁材質為a3鋼。
c、考慮到xx為人工開挖的新河道，河床底部淤泥層較淺，鋼管樁打入土層的深度按h=4 m來控制。
d、計算過程
e、根據人民交通出版社出版的高等學校教材《基礎工程》中有關樁基計算的公式來進行驗算。
f、鋼管樁因考慮到樁底閉塞效應及擠土效應的特點，按單樁軸向承載力計算公式計算。
g、單樁軸向承載力pj的計算公式為pj=λs uστili+λpaσr （1-1）
公式中：當和hb/ds＜5時 λp=0.16×hb/ds×λs1-2）
當和hb/ds＞5時 λp=0.8×λs1-3）
pj—— 鋼管樁單樁軸向極限承載力
λp—— 樁底閉塞效應係數，對於閉口鋼管樁λp =1,對於敞口鋼管樁，λp值參考公式（1-2）、（1-3）進行取值
λs—— 側阻擠土效應係數，對於閉口鋼管樁λs =1,對於敞口鋼管樁，λs值參考教材中的取值，鋼管樁內直徑φ=600mm，取λs=1
hb —— 樁底端進入持力層的深度（m） 取hb=4 m
ds—— 鋼管樁內直徑（m） 內直徑φ=0.6m
a —— 樁底投影面積（㎡） a=r2=0.283㎡
u —— 樁的周長（m） u =2r=1.885 m
σr—— 樁底處土的極限承載力（kpa） 本次計算取σr=100 kpa
li—— 樁在承臺底面或最大沖刷線以下的第i層土層中的長度（m）
本次計算，取li=3 m
τi—— 與li相對應的各土層與樁側的極限摩阻力（kpa）。本次計算中，通過參考地質資料及相關的資料，保守計算，取τi=25 kpa
計算：因 hb/ds =4/0.6=6.67，所以取λp=0.8×λs=0.8×1=0.8
將上述各項引數代入公式可以計算得出：
pj=λsuστili+λpaσr
1×1.885 m×3 m ×25 kpa+0.8×0.283㎡×100 kpa
1×1.885×3×25×103 n+0.8×0.283×90×103 n
161.7×103n
161kn≈16噸
在搭設水中平台時，每個平台打設28根鋼管樁，理論合計平台承載力為：
p=161kn×28=4508kn≈450噸。承載力滿足施工要求。
五、鋼板樁圍堰的設計與施工：
水下承臺、墩柱（身）採用鋼板樁圍堰施工方案。圍堰尺寸定為：單個主墩為13m×28m，鋼板樁選用德國拉森ⅳ型，7#墩採用長度為18m的鋼板樁，8#墩採用長度為18m和部分24m的鋼板樁。
1、橋梁樁基、承臺的相關引數：
7#和8#墩共計設計有36根直徑為1.5m、樁長為75 m的鑽孔灌注樁。樁基標高引數為：
7#主墩樁頂-9.263m、樁底-84.263m，8#主墩樁頂-9.
303m、-84.303m。
7#和8#墩設計承臺4個、每個承臺基礎為9根樁。 左右幅承臺尺寸為均為10.3m×10.
3m×2.8m。承臺底面高程依次為：
7#墩承臺頂標高-6.463m 、承檯底標高-9.263m；8#墩承臺頂標高-6.
503m 、承檯底標高-9.303m。
07年8月份實測水位標高為+2.165m，河床實測水深約為8.0m。
08年3月份實測水位標高為+1.4m，河床實測水深約為7.5m，推測主墩位置處河床底標高約為-6.
0m左右。
2、地質資料情況介紹
根據設計院提供的地質資料，結合主橋鑽孔樁施工的鑽進記錄情況，橋位附近靠7#墩一側，自上而下為亞粘土層（-0.2m—62.2m），粉細砂層（-62.
2m—69.6m）。靠8#墩附近的依次為淤泥、亞粘土（-3.
1m—6.7m）、粉砂（-6.7m—17.
4m）、亞粘土（-17.4m—19.8m）、亞砂土（-19.
8m—28.5m）、亞粘土（-28.5m—61.
4m）及粉細紗層（-61.4m—74.4m）等。
3、水文資料：
設計最高通航水位為+2.684m，最低通航水位為+0.714m，07年8月份實測水位為+2.
1m。施工常水位按+2.1m，最高水位按+2.
6m考慮。水的正常流速按1.0m/s考慮。
4、鋼板樁圍堰簡介。
根據河床地質和水文情況及施工要求，初步確定圍堰尺寸為13m×28m。7#墩採用長度為18m的鋼板樁，8#墩採用長度為18m和部分24m的鋼板樁。鋼板樁為寬0.
4m的拉森iv型。鋼板樁頂標高為+3.0m，底低標高為-15m。
7#墩鋼板樁入土部分為亞粘土層，8#墩鋼板樁入土部分為粉細紗砂層。其內支撐7#墩和8#墩均設定4道（詳見另附圖），第1層圍囹斜撐均採用2i40ah型鋼，第2、3、4層圍囹均採用2i50a工字鋼，斜撐均採用鋼管支撐，節點採用焊接（施工中嚴格執行鋼結構施工規範）。
5、鋼板樁的設計
因7#墩和8墩圍堰尺寸相同，鋼板樁頂標高一樣，承臺標高相差僅4cm，而內支撐材料形式一樣，受力情況基本一致，由於8#墩地質為粉細紗，極易發生管湧，由於均採用封底，故可只分析驗算其中受力複雜的8#墩圍堰受力情況即可。
（1）、平面幾何尺寸的確定
主墩承臺的幾何尺寸為10.3m×10.3m，左右幅承臺間距為3.
2m，考慮到施工需要，主要體現在圍堰打設方便、承臺模板安裝的作業空間，以及施工期間圍堰內的抽水、集水井設定等因素，最後確定圍堰的打設平面幾何尺寸為13m×28m。這樣，圍堰距離承臺砼邊的距離為1.5m，滿足施工需要。
（2）、鋼板樁長度、入土深度確定
根據xx現場的施工條件，結合水深、水流速度、橋位處地質情況、鋼板樁的施工工藝等因素綜合考慮、7#墩採用長度為18m的鋼板樁，8#墩採用長度為18m和部分24m的鋼板樁。鋼板樁頂標高為+3.0m，底低標高為-15m。
6、鋼板樁圍堰的計算及驗算
為確保大橋主墩鋼板樁圍堰的安全，在圍堰設計時，採用不同的方法對圍堰的穩定性、安全性進行驗算，確保施工過程安全。
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