围堰结构

2024-09-16

围堰结构（共9篇）

围堰结构篇1

1 工程背景

厦深铁路客运专线榕江特大桥全长7686m, 跨江主桥为4跨连续钢桁梁柔性拱, 孔跨布置为110m+220m+220m+110m, 其中71~73号三个主墩位于榕江深水区, 设计为低桩承台群桩基础。承台位于河床面以下, 承台平面为矩形, 尺寸为26.8x17.2m, 承台厚度为6.0m, 采用C40防腐砼。设计承台底面标高分别为12.307m、-13.907m、-11.807m。桥位区域受下游入海口海水的潮汐影响, 每日两潮, 墩位处淤泥质土层厚11~15m。

2 钢围堰结构设计

榕江特大桥71~73号主墩承台采用双壁钢围堰, 舱壁厚度1.5m, 考虑围堰下沉可能产生的偏位和倾斜, 围堰内腔平面尺寸比承台尺寸放大20cm, 钢围堰封底砼采用C30水下砼, 封底厚度3.0m, 刃脚砼高度2.0m, 夹壁砼高度7.0m。主墩钢围堰包括壁体、刃脚、内撑3个部分。壁体包括隔舱板、水平环板、水平斜杆、箱形梁和内外壁板。高度2.0m的刃脚作为围堰底节的组成部分一道加工。内撑用型钢构成平面框架, 与钢围堰箱形梁一起形成稳定结构体系, 另外设置竖向支撑, 减小受压杆件的自由长度。在内撑位置设置竖向箱形梁作为一级支撑结构, 水平设置环形板作为二级支撑结构, 垂向设置角钢次梁为三级支撑结构, 内外壁之间通过水平斜杆和水平环板连接而形成整体。钢围堰内、外壁板采用8mm钢板 (考虑有夹壁砼, 底节壁板厚度6mm) , 箱形梁腹板采用12mm钢板, 箱形梁翼板采用16mm钢板, 水平环板采用L200x125x14角钢, 水平斜撑采用L100x100x12角钢, 竖肋采用L75x75x8角钢, 内撑采用4-I36b工字钢。

3 钢围堰计算分析

3.1 荷载计算

71~73号主墩承台尺寸一致, 72号墩承台标高最低, 围堰内抽水后, 钢围堰承受的侧压力最大, 故以受力最不利的72号墩钢围堰进行计算。

3.1.1 钢围堰侧壁压力计算。

72号墩钢围堰总高21m, 围堰顶标高为+4.0m, 围堰刃脚底标高为-17.0m, 封底混凝土厚度为3m, 墩位河床顶标高为-7.0m, 施工水位+2.638, 计算水位+3.0m, 计算水深取为10m, 主动土压力计算高度为7m。

水容重γw=9.8KN/m3, 水深h1=10m。水压力P1=γw*h1=10*9.8=98KN/m2。

主动土压力系数Ka=tan2 (45°-φ/2) =0.67, 淤泥质土饱和容重γt=14.9KN/m3, 围堰封底砼以上淤泥深度h2=7m, 主动土压力e1=Ka*γt*h2=0.67×14.9×769.88KN/m2。

封底砼以上部分, 在围堰侧壁上, 作用的最大侧压力P侧=P1+e1=167.88KN/m2。

3.1.2 钢围堰侧壁流水压力计算

水中部分钢围堰高度h=10m, 钢围堰迎水面宽度b=20m, 水容重γw=9.8KN/m3。

水流速度V=1.37m/s, 重力加速度g=9.8m/s2, 按照规范, 阻水结构物为矩形时, 形状系数K=1.0。

水流冲击力Fw=K*A* (γw*V2/2g) =1.0*20*10* (9.8*1.372/2*9.8) =187.69KN。

作用在围堰侧壁上的流水均布压力P冲=Fw/ (b*h) =0.94KN/m2。

3.2 结构模拟计算

钢围堰在侧面水压力作用下的结构计算, 采用有限元软件Midas civil建立1/2钢围堰模型进行模拟计算分析, 钢围堰和封底砼、刃脚砼、夹壁砼以及承台砼一同建模计算, 模型主要由板单元、梁单元和砼实体单元组成, 计算模型中钢板采用板单元模拟, 支撑采用梁单元模拟。偏安全考虑, 工况二计算时, 没有考虑夹壁砼的加强作用, 在工况三和工况四的计算时, 按照承台混凝土的浇筑高度, 分别考虑夹壁砼。钢围堰最大变形10.389mm, 挠跨比为1/1140, 满足刚度要求。

3.2.1 封底砼的验算。

在工况二中, 封底砼底面既承受水压力, 方向向上;又承受封底砼自重荷载, 方向向下。在工况三中, 封底砼底面承受方向向上的水压力, 承受方向向下的3m厚承台砼荷载, 同时自身又承受封底砼自重荷载。作水压力用在封底砼底面, P1=200KPa, 作用在封底砼顶面的第一次承台浇筑砼荷载P2=26*3=78KPa, 封底砼自重荷载P3=24*3=72Kpa。

利用通用有限元软件ANSYS建立1/2封底砼实体模型, 在与各桩基连接位置处, 对封底砼设为固结。偏于安全, 计算时钢围堰对封底砼侧面的约束作用不考虑。

工况二:施加在封底底面的实际均布荷载为P1-P3=128Kpa。

工况三:施加在封底砼底面的实际均布荷载为P1-P2-P3=50Kpa。

故按荷载最大的工况二进行计算。

最大拉应力σ拉=1.137MPa<0.8*[σ拉]=1.144MPa。

最大压应力σ压=0.94MPa<0.8*[σ压]=11.44MPa。

封底砼最大变形f=0.1mm, 远小于规范要求。

在水压力以及承台混凝土荷载共同作用下, 封底砼的强度和刚度均满足设计要求。

3.2.2 钢围堰的抗浮验算。

在工况二中, 围堰下沉到设计标高后, 水下封底砼浇筑3m。当封底砼强度达到设计强度的80%后, 完成围堰内抽水。此时, 围堰承受的上浮力很大, 上浮力主要靠钢围堰自重、封底砼的重量以及封底砼与桩基的摩阻力共同抵抗。

抽完水后, 钢围堰的总上浮力:

钢围堰总重量:G1=47680KN。

封底砼自重:G2=V2*γc=[ (27*17.4-11*1.53*1.53*3.14) *3]*24=28000kN。

扣除钢围堰和封底砼自重后的上浮力F上=F浮-G1-G2=30500k N。

依靠封底砼与桩基的摩阻力抵消上浮力, 封底砼与桩基间的摩阻力:

抽水后, 钢围堰抗浮满足要求。

结束语

榕江特大桥钢围堰设计检算考虑了围堰接高、下沉过程及抽水后承受最大水压力等各工况, 计算结果各项指标满足设计及规范要求。设计方案利用钢护筒作为围堰底节拼装、整体下放和导向装置的依托, 有利于控制围堰的平面位置和倾斜度。

本桥钢围堰支护系统的顺利实施, 证明在受下游入海口海水潮汐影响的感潮水域段, 采用矩形钢围堰支护系统是可行的。利用既有钻孔平台及施工便桥, 原位拼装钢围堰, 省去了码头拼装和浮运过程, 施工方便、安全可靠并节约成本, 值得推广。

参考文献

[1]刘自明.桥梁深水基础[M].北京:人民交通出版社, 2003.[1]刘自明.桥梁深水基础[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]欧阳效勇, 任回兴, 徐伟.桥梁深水桩基础施工关键技术[M].北京:人民交通出版社, 2006.[2]欧阳效勇, 任回兴, 徐伟.桥梁深水桩基础施工关键技术[M].北京:人民交通出版社, 2006.

[3]魏贤华.水下岩层中大直径轻型双壁钢围堰设计与施工[J].桥梁建设, 2009 (6) .[3]魏贤华.水下岩层中大直径轻型双壁钢围堰设计与施工[J].桥梁建设, 2009 (6) .

[4]赵克东.双壁钢接混凝土围堰设计与施工[J].国防交通工程与技术, 2010 (3) .[4]赵克东.双壁钢接混凝土围堰设计与施工[J].国防交通工程与技术, 2010 (3) .

围堰结构篇2

工程Ⅱ标段新杨木碶河桥

围堰施工专项方案

宁波市市政设施建设开发有限公司

二0一一年四月

围堰施工专项方案

一、工程概况

本标段新杨木碶河桥为三跨简支梁桥，跨径组合为8m+10m+10m+8m，规划河道宽约25米。

围堰工程位于桥梁南北两侧，离开桥梁边线约20m处，拟采用双排圆木桩，后铺彩条布，堤心填筑粘土，顶部铺筑道渣作为临时道路面层的结构形式。（围堰平面布置详见下图）

桥梁区域围堰区域围堰区域

围堰平面布置图

二、施工方案

根据河道现场实际情况及相关规范要求，拟定施工采用桩长8m，稍径为16cm的松木桩支护围堰的施工方案。松木桩纵向间距为0.5m，横向间距为3m，打入河底实土长度≥3.5m，顶端必须高出常水位100cm，并且在距圆木桩顶端35cm处用Φ12mm钢丝绳拉结，纵向在圆木桩顶35cm处用Φ14的木条通长拉结。然后内侧采用毛竹脚手片捆绑贴护及彩条布围挡，接着缓慢填入黏土，填土时分层用机械夯实，如此直到填筑到水位标高1米以上。（围堰结构详见下图）

φ14通长横杆φ16圆木桩φ12钢丝绳彩条布通长横杆φ14圆木桩φ16圆木桩桩长8m彩条布、脚手片

围堰平面图

围堰立面图

（一）测量放样施打控制桩

根据工程特点及实际情况，确定围堰位置，初步确定在桥梁边线南侧、北侧20m左右的位置。

（二）施打松木桩

根据控制桩布置靠近河岸部分采用挖机施打，配合人员必须穿着救生衣，带好安全帽，系好安全带，小船可用长绳固定在另外的松木桩上，避免游走；河中心松木桩采用钢板打入船施工，施工要求同挖机施打。

（三）绑扎连接松木桩

距离桩顶35cm处设置通长横杆，采用扒钉或钢丝绳同立桩固定。然后Φ12mm钢丝绳及卡头固定横杆，使松木桩连成井架结构整体，仔细检查钢丝绳接头，确保连接牢靠。

（四）松木桩内布置

紧贴松木桩放置通长竹片，用扎丝固定竹片，基本保证竹片处于同一平面，避免刺破彩条布。彩条布上端用扎丝固定在松木桩顶，下端用编织袋装土压牢。

（五）围堰堰体施工

选用含水量少的粘土要作为堰体内填土，保证围堰的抗滲效果。采用小型碰碰车将粘土运到围堰处，分层从河岸向中心填筑，每次夯填厚度控制在30cm以

内，保证密实。

（六）堰体内抽水

围堰施工完成，检验堰体可靠性对堰体内进行抽水，抽水必须严格控制方式方法，严禁一次性抽完，绝不允许给围堰带来不稳定因素。抽水分三阶段进行，同时进行观测，控制围堰的水平及沉降位移，保证安全第一。如果出现滲漏，及时查找原因进行堵漏。

（七）围堰拆除

待墩柱施工完成后，拆除南北方向围堰，拆除前使围堰充水，保持水位等高河流水位。首先利用人工、手推车从围堰中心挖除填土，挖深30～40cm，漏出钢丝绳，靠近河岸处可以采用小型挖机进行。挖除上层填土后，按照铰接顺序剥除钢丝绳。

松木桩拔除采用50吨吊车拔除，拔除松木桩时一定要注意安全，操作人员绑扎好松木桩端头后撤离至安全距离后，方可起吊。

松木桩拔除完成后利用挖泥船或长臂挖机清除河道中渣土至设计清淤标高。

三、确保工程质量措施

（一）建立健全质量管理组织

项目部成立质量管理领导小组，质检科设质量管理小组，项目经理任质量管理领导小组的组长，队、班组设专职质量检查员。质量保证体系建立后，在施工过程中定期召开质量分析大会，及时发现围堰施工中存在的问题，研究制定改进措施，虚心听取建设、设计、监理工程师的意见并及时改正，进一步推动和改进工程质量管理工作。

（二）加强全员质量意识教育，提高全员质量意识

加强全员质量意识教育，树立“质量是企业的生命”的思想，提高全员质量意识。施工队伍进场后，将分工序实施专项质量意识教育，做到人人明白质量要求，个个清楚质量标准和目标要求。

（三）抓好施工技术管理，确保工程施工质量

1、做好施工前的技术交底工作，对参与施工的人员，要进行施工步骤、操作方法、设备使用、人员配置、后勤保障等各方面的技术交底，做到施工时人人心中有数，各个环节紧密配合，秩序井然，以便优质高效地完成施工任务。

2、配备完善的施工测量仪器和精干的测量技术人员、熟练技术工人，定期对业主提供的测量控制网点和加密控制网点进行复测校核，在施工过程中保护测量控制点不被破坏。

（四）加强施工工序控制，杜绝施工质量事故的发生

在围堰施工中，严格按照施工技术规范的要求进行施工，从源头上杜绝施工质量事故的发生。

四、度汛安全措施及应急预案

由于地处属亚热带季风气候区，台风、雨季比较多，气候施工环境复杂，汛期、台风等随时可能发生。特成立以项目经理任组长的抗台防汛领导小组，并制定应急预案，以建立完善的应急预案体系，加强应急事件的管理，快速、有序、高效地控制紧急事件的发展，将事故损失减小到最低程度。

（一）实施应急预案的领导机构

为切实做好围堰及基坑防洪抢险组织领导工作，成立围堰防汛抗台领导小组，负责围堰及泄洪发生险情预警及突发性灾害、安全事故的应急救援组织和协调工作，有效处置突发性灾害及安全事故。负责下达围堰抢险、基坑施工人员及设备撤退、基坑预充水等重大指令。围堰及基坑防汛总指挥领导小组组长由项目经理担任。

（二）汛期安全措施

1、汛期安全警戒人员、防汛指挥机构通过联络系统及时进行汛情通报，密切关注上游围堰堰前水位变化情况。避险、抢险领导小组和指挥部开始关注，并责令各预备队进入抢险准备状态。禁止与围堰施工无关的交通车辆、设备和人员进入围堰施工区域。至围堰施工道路禁止停放设备和堆放施工材料，抢险车辆、物资材料和设备立即进行清点和标识，做好围堰内人员、设备、材料撤离的准备。

2、一旦汛期来临过水断面满足不了要求时，让河水自动漫流进入围堰内，待汛期过后再用水泵抽水。

3、项目部安排人员24小时轮流值班，随时接听天气预报，将信息及时反馈到各作业区域。接到预报后，防风、防台领导小组立即展开工作，统一部署，全体人员进入应急状态，现场停止施工，由抢险小组控制现场，使损失减少到最低限度。

（三）应急预案

防洪度汛的重中之重是确保围堰安全运行及围堰基坑的安全施工，同时要确保正常泄洪。对于围堰施工特制定如下二种应急预案。

预案一：汛期来临时水位略有升高，围堰发生集中渗漏和局部塌滑等险情，为保证围堰的安全运行，需对上述险情进行应急处理。

1、当围堰发生集中渗漏情况，首先在围堰迎水侧找出渗流进水口，及时堵塞，截断漏水来源。同时在背水侧加打钢板桩，对渗流出口采用反滤料压填，降低水流流速，降低延缓围堰土料的流失，防止险情扩大。采用盖堵法对围堰渗漏部位进行抢护，即采用大面积的复合土工膜盖堵，也可就地取材用蓬布盖堵，再用土袋或石渣袋压脚，直到完全断流为止，稳定险情。

预案二：根据气象部门预报洪雨水很大时，河中预留的过水断面估计满足不了要求，围堰难以避免过水情况发生时，为防止汛期洪水翻堰造成水中围堰及基坑出现一定的经济损失时，须采取措施对基坑内施工人员、设备、材料等进行紧急撤退。之后立即采取措施对基坑进行预充部分水。确保泄洪安全，待汛期过后，再用水泵抽干围堰内积水后进行施工。

1、一旦发现水位达到1.60时，并呈持续上涨趋势时。基坑内人员和施工设备开始撤离现场。撤离工作由避险、抢险领导小组和项目部统一领导，各部位责任预备队组织实施。

2、人员撤离时，处在同部位相应的易撤离设备和材料由该部位责任单位负责撤离至安全地带，其它设备和材料按领导小组指示精神进行妥善处理。由项目部维持现场秩序实施有序安全撤离，从“开始撤离”指令下达30分钟后不能撤离的设备和材料视为无能为力而放弃，但必须确保人员全部撤离至安全地带。各施工队伍负责人将及时向避险、抢险领导小组和指挥部报告本队安全撤离情况；救助小组和急救车辆将在“开始撤离”指令下达20分钟内到达安全撤离地带，随时实施伤员转移和现场救助。

（四）应急救援预案启动

在接到台风、洪水来临前的险情报告后，由防洪度汛领导小组组长按照其危害程度确定是否启动应急救援预案。当领导小组下达启动应急救援预案命令后，防洪度汛小组应立刻进入抢险位置，随时准备响应防洪度汛领导小组的命令，实施应急救援。

（五）恢复生产程序

1、防洪度汛办公室制定汛期后的现场清除、整理及恢复措施。

围堰结构篇3

关键词：锦屏一级上游围堰,堰肩及边坡,开挖支护,施工技术

1 概述

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上, 是一座以发电为主的坝式开发电站, 坝型为混凝土双曲拱坝, 电站距西昌市直线距离约75km。

电站截流上游围堰位于大坝上游约250m处, 为土石围堰, Ⅲ级建筑物, 挡水标准为30年重现期洪水。围堰堰顶高程为1691.50m, 最大堰高64.50m, 围堰顶宽10.00m, 最大底宽312.00m, 长约186m;迎水面坡度为1:2.5, 背水面坡度为1:1.75。

在堰体填筑施工前, 需对左右岸岸坡和堰肩进行清理、开挖和支护, 主要施工项目有:

(1) 左右岸堰肩的石方明挖支护。

包括堰肩混凝土基座的石方明挖、开挖后的锚杆、挂网喷混凝土、排水孔钻孔和PVC管安装等。

(2) 右岸边坡的土石方明挖支护。

包括覆盖层的植被清除和土方明挖、堰肩混凝土基座的石方明挖, 以及开挖后的锚杆、挂网喷混凝土、排水孔钻孔和PVC管安装等。

2 工程施工特点

(1) 覆盖层开挖前需进行孤石解炮处理。

(2) 边坡高而陡, 需搭设施工排架, 爆破时又要拆除, 如此反复, 加之与沟左施工形成上下协调作业, 安全隐患大, 施工难度也大。

(3) 强卸荷裂隙发育的岩体开挖后容易跨塌, 除支护施工必须跟近开挖外, 还需采取一些临时支护措施, 如随机锚杆等。

3 施工工艺

3.1 施工总体方案

3.1.1 右岸岸坡开挖与支护

首先, 从上游修建一条临时施工道路R1经右堰肩通至施工部位, 作为反铲等施工机械的作业通道。采用从上而下的施工方法进行开挖, 利用R1道路作为集渣平台, 上部土层较薄且地势陡峭, 采用人工向下翻渣, 下部土层较厚, 采用反铲向下方转料, 在坡脚处采用反铲配合15t自卸汽车进行挖运。渣料用于修筑从施工部位至下游永久路的R4道路, 多余部分运至附近渣场。

施工时, 沿1700m等高线和上游围堰轴线上游侧110m为界限, 分为A、B、C、D两层四个区进行岸坡开挖。首先进行A区清坡, 基本以人工转料为主, 在A区清坡完成进行支护的同时, 进行B块清坡施工, A区支护完成后, 再进行下一层C区开挖, B区支护完成后再进行D区表土开挖, D区挖完后进行支护。

支护施工为挂网锚喷支护, 支护完成后进行排水孔施工。

3.1.2 右岸堰肩土石方开挖支护

右堰肩土方开挖即覆盖层开挖, 覆盖层分为两层进行开挖, 第一层开挖至堰肩混凝土基座部位, 基座以下作为第二层 (低于基座的覆盖层部位归入第二层) 。

先进行第一层开挖, 第一层开挖完成后适当平整场地形成平台, 利用此平台进行基座开挖, 基座开挖支护完成, 相应施工排架拆除后再剥除第二层覆盖层。

利用岸坡开挖时形成的施工便道, 以此道路作为集渣平台。出渣方式同岸坡。

堰肩基座边坡高度较低的部分, 坡面采用水平孔光面爆破成型, 从上游向下游方向施工。为高边坡的部分, 开挖开口点较高, 需搭设施工排架至开口部位, 采用手风钻剥出2m宽的施工平台后上快速钻钻垂直孔进行梯段爆破施工, 梯段高度视台阶高度而定, 一般按10m控制, 坡面采用光面爆破成型, 挖至接近基座时预留50cm保护层, 保护层采用手风钻钻孔进行水平光面爆破形成基座面。

边坡支护在施工排架上完成, 采用开挖一层支护一层的施工方法, 按照设计要求进行挂网锚喷支护和排水孔施工。

施工排架采用φ48mm钢管搭设, 立杆间排距1m, 横杆步距1.2m, 沿坡面搭设, 宽6m, 沿宽度方向设剪刀撑, 排架应与开挖时打设的随机锚杆可靠连接, 以确保安全。

3.1.3 左岸混凝土基座开挖支护

左岸混凝土基座地势很陡, 岩石条件差, 施工难度大。宜从左岸坝顶的永久交通洞打开工作面, 首先清除洞口危石, 然后进行洞口部位的堰肩开挖, 采用快速钻钻孔光面爆破成形, 形成台阶后分上下游两个工作面开挖。

洞口下游侧工作面开口点高, 施工机具无法达到工作面, 先搭设施工排架至开口点后采用手风钻剥出约2m的施工平台, 在施工平台上架设快速钻进行梯段爆破, 梯段高度视台阶高度而定, 一般按10m控制。坡面采用光面爆破成型, 挖至接近基座时预留50cm保护层, 保护层采用手风钻钻孔进行水平光面爆破形成基座面。

施工排架从洞口伸出, 在洞内底板和洞下方堰肩边坡灌注锚杆用于支承施工排架, 沿边坡向下游段开口线方向延伸, 地脚杆支撑于坡面与事先打好的锚杆妥善加固。排架其它参数同上。

上游工作面开挖, 从洞口处堰肩采用手风钻钻孔, 水平光面爆破成型的办法向上游方向先开挖形成约2m宽的台阶, 台阶形成后采用快速钻钻孔, 实行垂直孔梯段爆破, 高度视台阶高度而定, 一般按10m控制。坡面采用光面爆破成型, 挖至接近基座时预留50cm保护层, 保护层采用手风钻钻孔进行水平光面爆破形成基座面。

支护施工全部在施工排架上完成, 施工排架具体参数同上。采用开挖一层支护一层的施工方法, 支护施工为挂网锚喷支护, 支护完成后进行排水孔施工。

3.2 土石方明挖施工工艺

土石方明挖施工程序为:测量放线→地形复测→植被清理→施工道路修筑→荦1647.5m以上覆盖层清理→岸坡开挖→混凝土底座基础开挖、灌浆屏东洞脸开挖→堰肩石渣清理→基础面验收。

3.2.1 植被清理、覆盖层及岸坡开挖

工程开挖区域内, 树木、灌木丛、草皮、表土等均用人工清除, 无价值的可燃物采取必要的防火措施后进行焚毁, 无法烧尽或严重影响环境的清除物运至工程师指定的地区进行掩埋, 树根、杂草、垃圾、废渣及监理指明的其他障碍物按照监理的指示, 运到指定地点堆放。

地表的植被清理范围, 除监理另有指示外, 施工场地延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线 (或填筑坡脚线) 外侧至少5m的距离;主体工程挖除树根的范围延伸至离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧至少3m的距离。

3.2.2 石方明挖

堰肩石方明挖采用梯段微差挤压爆破, 水平面采用水平光面爆破成型, 局部欠挖部位采用人工配合风镐进行清撬处理。

石方明挖爆破施工工艺流程为:爆破设计→现场爆破试验→爆破方案报工程师批准→布孔→钻孔→装药→堵孔→联网→警戒→起爆→安全检查处理。

3.3 支护施工工艺

边坡支护施工程序为:边坡开挖→锚杆施工→挂网喷混凝土→预应力锚索施工→局部复喷。

3.3.1 锚杆施工

工艺流程:锚杆施工采用先注浆后插杆的施工方式。

(1) 钻孔。搭设施工排架。钻孔前, 根据施工图纸布置孔位。孔道开孔偏差不大于100mm。

(2) 注浆。在注浆前, 采用压力风、水将锚杆孔彻底清洗干净;对位于较破碎岩面上的锚杆孔, 则采用压力风清洗孔道, 禁止使用水冲洗。

注浆锚杆的水泥砂浆经过试验室配比试验确定。其基本配合比范围为:水泥:砂=1:1~1:2 (重量比) , 水泥:水=1:0.38~1:0.45 (重量比) 。

将注浆管插至距孔底50~100mm, 随砂浆的注入缓慢而匀速的拔出, 浆液注满后立即插杆。

(3) 安装。注浆完成后, 立即将锚杆插入孔内, 并在孔口加楔固定, 将孔口作临时性堵塞, 确保锚杆插筋在孔内居中。

3.3.2 喷射混凝土施工

本工程主要为挂网喷射混凝土, 喷射混凝土标号C20, 厚度10cm, 钢筋网采用光面钢筋, 直径为φ8mm, 间距20cm×20cm。采用湿喷法施工。

(1) 喷射混凝土。喷射混凝土分两层完成, 采用“喷-网-喷”的施工方式进行。一般分层喷射间隔时间为30~60min。若终凝1h后喷护, 则需用压力风清洗受喷面。

(2) 养护。喷射混凝土终凝2小时后, 及时对喷射混凝土洒水养护。养护时间不少于7天, 当冬季气温低于5℃时, 不得喷水养护, 而采用塑料薄膜覆盖加以养护。

3.3.3 排水孔施工程序

排水孔的工艺流程:施工准备→钻孔→成孔检查→孔内安设PV管→验收。

遇到断层破碎带或软弱岩体时及时通知监理, 按监理要求进行处理。若排水孔钻进中遭堵塞, 则按监理指示重钻。

排水孔孔径为φ50mm, 孔深3.0, 采用TY-28手风钻钻孔。钻孔完成后, 按照设计要求安设PVC管。

4 结束语

锦屏一级水电站上游围堰堰肩及边坡开挖支护施工, 搭设施工排架, 爆破时拆除, 如此反复, 与沟左施工形成上下协调作业, 克服了边坡高而陡的不安全因素。

强卸荷裂隙发育的岩体开挖后支护施工跟近开挖, 并且采取了一些临时支护措施, 如随机锚杆等, 加强了边坡稳定性。

围堰计算篇4

木桩顶标高1.8m，常水位1.0，河床最低标高-2.0m，木桩L=8m，桩底标高-6.2m。木桩直径按￠=20cm 计算每米n=5根抗倾覆验算（1）倾覆弯矩计算 1.1、水对围堰的静水压力：

Esh 式中：--------水重度（kN/m3）；

h--------水深度（m）；

Es=γh=10.0×3.0=30KPa 合力Ps=γhh/2=10×3×3/2=45KN 合力点至桩底的距离：ls=(h/3)+4.2=5.2m

1.2、道路结构层主动土压力（按库伦土压力进行计算）：

2）

（

主动土压力标准值E= 1/2*H2uγ=71KN 水平分力EX=E*COS(α+δ)=68KN 合力点至桩底的距离：ls=(h/3)+4.2=5.47m 故水压力产生的倾覆弯矩： M1＝Ps×ls＝234KN.m 主动土压力产生的倾覆弯矩： M2= Ex×ls＝372KN.m（2）抗倾覆弯矩计算（按库伦土压力进行计算）： 2.1被动区土压力产生的抗倾覆弯矩

被动土压力标准值E=319KN 水平分力EX=E*COS(α+δ)=316.7KN 故被动土压力产生的抗倾覆弯矩：

Mp＝E×lp＝316.7×1.4＝443.4KN.m 2.2由围堰体自重产生的抗倾覆弯矩：

MGlhy1.0l2(8)式中： l------围堰体松木桩内侧宽度。取2.0 m；

hy------堰体高度，3.8m；

-------堰体容重（kN/m3）;本工程取18。

MGlhy1.0l2 ＝2.0×3.8×1×18×3.8×0.5 ＝520KN.m 抗倾覆验算：抗倾覆安全系数

K＝(Mp＋MG)/(M2-M1)＝963/138＝6.9；安全。

抗滑移验算：

被动土压力316.7KN大于滑移力；安全。

（3）木桩强度检算

浅谈围堰钢管桩施工篇5

广州市洲头咀隧道工程位于白鹅潭南端约800m处的珠江主航道上, 下穿珠江, 西接荔湾区 (原芳村区) , 东连海珠区, 并与广州市内环路相接。主线长3253m, 标准段双向6车道, 为城市一级主干道。海珠围堰水上钢管桩施工是工程中最早实施的水上项目之一, 也是工程中的重点之一, 海珠围堰钢管桩主要是在海珠区河堤外侧珠江近岸完成围堰筑岛的袋装砂和吹填砂, 并形成陆地后再才进行的, 海珠围堰共施工带锁口的钢管桩共计94根。钢管桩底均进入强风化泥质粉砂岩、弱风化粉砂层。

2 施工场地布置及施工部署

钢管桩在砂袋围堰完成后, 回填砂至场地整平到+6.45m后安排钢管桩施工, 海珠工区围堰结构共计94条钢管桩。钢管桩带小扣环, 止水和连接钢管作用, 此工程中的钢管桩入岩较深, 围堰范围内属于砂袋围堰填筑施工区域, 在地表下的厚沙层直接进行钻孔施工存在塌方的危险。因此为了确保工程质量及施工进度的要求, 先在钢管桩两边施工旋喷桩 (长度以穿过沙层厚度为准) 能够有效防止沙层的塌方。

3 施工

3.1 施工放样

根据钢管桩成孔垂直度的控制精度和基坑深度, 同时考虑在基坑开挖过程中存在的一定位的移量, 钢管桩的垂直控制精度为5‰、沿轴线方向墙面左右允许偏小5cm。为确保结构隧道建筑限界, 钢管桩施工放样轴线向基坑外平移5㎝, 施工放样完成后经监理单位及有关单位复核无误后再安排施工。钢管桩正式施工前进行槽段的试验施工, 通过检测试验槽段的垂直度确定钢管桩的施工外放尺寸。

3.2 导墙设置与施工

导墙施工顺序为:平整场地→测量定位→两侧旋喷桩施工护壁→制导挖孔→绑扎钢筋→浇注混凝土→中粗砂回填→导墙外侧回填粘土压实。

槽段开挖前, 在两侧旋喷桩施工护壁, 再沿钢管桩放样轴线位置放坡开挖导孔, 在两侧构筑导墙, 导墙砼等级为C20, 在地质条件较差部位, 导墙采用“][”复合型, 并相应加深导墙;在地质较处好处, 导墙形式采用“┒┎”型, 每个槽段内的导墙上设置一个溢浆孔。导墙“┒┎”、“][”复合型的构造。槽段开挖前先在导墙两边施工旋喷桩。

3.3 槽段开挖施工

根据钢管桩所处的工程地质特点钢管桩施工必须尽量减少周边沙层的扰动以免塌方, 结合施工经验钢管桩的成孔主要采用大口径旋挖机辅以冲击钻机进行成孔施工, 土层、砂层和全风化岩层成孔施工采用大口径旋挖钻机, 强风化和中风化岩层成孔施工采用冲击钻机能够加快成孔的进度。大口径旋挖钻机成孔至岩面后, 如不能达到设计终孔标高, 则采用冲击钻机进行入岩处理。具体方法为先采用圆锤成孔后, 再用方锤修边成孔。在地下障碍物位置成孔施工同样采用CZ-30冲击钻机施工。

采用大口径旋挖钻机进行成孔施工时, 旋挖机导杆 (或悬索) 垂直于槽段, 对准油漆标志徐徐入孔旋挖, 严禁快速下钻, 快速提升, 以防破坏孔壁引发坍塌。

采用冲击钻机进行入岩成孔施工时, 其施工方法是主孔钻进, 副孔劈打, 使用方型钻头削平侧壁的方式进行成孔施工;采用冲击钻机进行钢管桩的入岩成孔, 孔壁较为平滑, 垂直度好, 且施工进度较快, 能保持孔孔稳定。

3.4 清基

根据施工经验, 槽段清基采用二次清基即可完全满足钢管桩的底部沉渣厚度要求。清基先利用大口径旋挖钻机撩抓法初步清淤, 再用压缩空气法 (空吸法) 吸泥清基, 如清基后浇灌砼间隔时间较长, 则利用砼导管在顶部加盖, 用气压泵压入清水稀释或压入小的新鲜泥浆将孔底密度和含砂量大的泥渣置换出来, 以保证墙体砼质量。

清基结束后, 测定距孔底设计标高20cm处泥浆比重不大于1.10, 孔底沉碴厚度<100mm, 钢管桩施工接头上的淤泥需认真细致的清刷干净, 采取吊车起吊接头刷紧贴工字钢接头面, 垂直上下的清刷, 清刷时间控制在30分钟左右, 次数应在30次以上。

在清渣完成后, 尽快安放钢管桩, 并浇筑砼, 此间隙静置时间不超过6小时。

4 钢管桩的制作、堆放、安装

4.1 钢管桩的制作加工

钢管桩的制作加工分两步进行, 首先在专业加工厂用A3钢管分别卷制焊接φ1000mm钢管桩和阴阳锁口, 然后将阴阳口与钢管桩进行焊接, 要求保证锁口有足够强度不开裂, 焊缝密实不透水。钢管桩的顶部按设计要求焊接短钢筋、开孔, 桩底进行侧削角处理, 削角坡度1:2~1:4。

阴阳口与钢管桩焊接后, 对两侧锁口用一段同类型长3m的短桩作为“检验器”, 对每根钢管桩的锁口孔进行畅通试验, 采用卷扬机拖拉, “检验器”能顺利通过的钢管桩方可使用。

钢管桩制作后进行防锈处理, 采用环氧煤沥青漆进行防锈处理。

4.2 钢管桩桩检查、整修

钢管桩运到工地后, 详细对其进行检查、丈量、分类、编号, 同时对两侧锁口用一段同类型长3m的短桩作为“检验器”, 对每根钢管桩的锁口孔进行畅通试验, 采用卷扬机拖拉, “检验器”能顺利通过的钢管桩方可使用。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷, 采用冷弯、热敲、焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。接头强度与其它断面相等, 接长焊接时, 用坚固夹具夹紧, 以免变形。焊接时, 先对焊, 再焊接加固板, 对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。整修后的钢管桩, 要求锁口内外光洁并呈一条直线, 在拼接处的高低差<2mm, 锁口间隙<3mm, 平坡度偏差<10mm, 全长不得有破裂、缺损、扭曲成死弯。

4.3 钢管桩堆放

钢管桩检查合格后, 按插桩顺序堆码最多允许堆放四层, 每层用垫木隔开, 高差不得大于10mm, 上下层垫木中线在同一垂直线上, 允许误差不得大于20mm。

4.4 钢管桩吊装

钢管桩吊装入桩孔跟随其桩孔的形成而展开, 钢管桩吊装就位落后于1个桩孔进行, 即 (n+2) 号桩孔进行冲孔施工时, 采用50t汽车吊机或履带吊机将n号桩孔的钢管桩吊装就位。

按照施工方法, 一般先打定位桩, 在定位桩上安置导梁, 组成框架式的围笼作为插桩时的导向设备, 因此在施打前必须制作导向架。为了确保位置准确, 第一条钢管桩是吊装的关键。钢管桩吊装就位前, 再次对桩位进行复测复核, 并设置好桩位的保护桩及第1根钢管桩的下放定位架, 然后吊机吊起第1根钢管桩, 通过定位架对准桩孔, 并核准其垂直度后缓慢下放, 钢管桩下放至离桩底2m左右时, 再次复核其桩位及垂直度, 符合要求后将其下放到位, 并对桩顶采取临时固定措施。

第1根钢管桩下放完毕后, 进行第2根钢管桩的下放。第2根钢管桩吊起后, 由人工扶住使其锁口与第1根钢管桩的锁口组成的阴阳锁口相互锲合, 然后用仪器校正其垂直度和桩位符合要求后缓慢下放, 直至桩底。若合拢有误, 用倒链或滑车组对拉使之合拢, 合拢后。

5 灌注水下混凝土

5.1 导管布置

钢管桩混凝土采用水下导管法灌注, 钢管桩安装后浇灌混凝土前, 再次定测孔底沉碴厚度, 如不符合要求, 利用混凝土导管进行二次清孔。导管直径为250mm, 壁厚为4mm, 采用覆带吊机将接长的导管放入槽段内, 导管底端距离孔底30cm左右;隔水栓采用预制混凝土塞, 导管顶端设置方形漏斗进行灌注混凝土。小于4m的槽段采用1根导管, 大于4m但小于6.5m的槽段采用2根导管。2根导管的混凝土采用均匀灌注。

5.2 水下混凝土灌注

⑴导管储料斗内混凝土储量应保证开始灌注混凝土时埋管深度不小于500mm。

⑵导管随混凝土灌注逐步提升, 其埋入混凝土深度为2~4m, 相邻2根导管内混凝土高差不大于0.5m, 导管脚部以上的混凝土必须连续浇灌, 避免混凝土与沉渣或泥浆混合在一起, 影响混凝土质量。

⑶孔内混凝土面上升速度, 不小于2m/h。

⑷混凝土浇注时, 不能将混凝土洒落孔内, 污染泥浆。

5.3 合拢处处理

当钢管桩安放到5根时开始浇注水下混凝土。为了防止混凝土进入锁口处, 在安放第四根时于钢管处焊接8mm的钢板起到挡混凝土的作用。因此在水下混凝土浇注时现场施工员要勤打水砣, 以确定本槽段的混凝土标高同时要清楚混凝土有没有进入相邻槽段。如果在打水砣的过程中发现混凝土进入了相邻的槽段, 应马上清除相邻居槽段的混凝土。

先准备一个高压水泵和连接一条直径为D40长5~6m的钢管, 另准备一个高扬程潜水泵, 潜水泵工作时的出水量要限制在让钻孔口有小许水流出, 千万不能使钻孔内的水位降低。工作时先启动高压水泵冲洗混凝土面1~2分钟, 再启动潜水泵抽出泥浆, 注意高压水泵出水口和潜水泵每工作3~5分钟应移动一次, 如此反复进行, 直至清理到原孔底标高为止。目的是利用高压水泵的高速水流, 冲刷相邻槽段表面的泥渣和混凝土。

6 质量控制措施

⑴孔底的沉渣必须清理。清孔后的沉渣厚度严禁大于50mm。

⑵冲孔时保证泥浆质量, 保持孔内外水位差, 发现有漏浆漏水时, 及时找出原因, 及时处理。

⑶钢管桩的混凝土必须连续灌注, 严禁有夹层和断桩。每孔实际灌注混凝土的数量, 严禁小于计算体积。

⑷冲孔中应根据土质控制好钻孔速度, 及时调整好泥浆稠度, 避免出现塌孔等事故。

⑸钢管桩焊接连接时注意检查焊缝质量, 焊工及焊接材料要先得到批准方可操作, 焊完后检查焊缝。

⑹钢管桩的墙顶标高要符合设计要求, 钢管桩顶部浮浆和松散的混凝土凿除干净。

⑺冲孔时要注意做好原始记录。

深水下岩石围堰开挖技术篇6

大伙房水库输水 (二期) 工程取水口建筑物施工时, 在前端预留了36.5m高的岩坎做为施工围堰, 取水口具备挡水条件后, 对该岩坎进行爆破拆除, 并开挖成引水明渠。岩坎水下拆除总方量约7.6万立方米。

受地形地貌限制, 岩坎距离取水结构物较近:岩坎距闸墩最近距离为3.0m, 距检修闸门最近距离8.5m, 距工作门最近14.7m, 必须对爆破振动、水中冲击波、飞石采取技术和防护措施, 确保周围建筑物的安全。

2 水下爆破技术研究

2.1 本工程深水下开挖难点

(1) 国内尚无36m以上深水下岩石开挖的案例可以借鉴。

(2) 深水下开挖其钻孔、装药、出渣难度更大, 且爆破点距已有建筑物最近距离仅3.0m, 对已有建筑物防护也是施工难点。

(3) 要充分保证两岸岩石坡面平整度及完整性, 以使开挖后边坡稳定。另外, 爆破后岩石直径要小于50cm, 否则会造成挖渣困难。

2.2 关键工艺的研究

2.2.1 钻孔和装药工艺的研究

(1) 平台定位。现场制作钻井平台。平台上设有钻机、控制平台行走的卷扬机、牵引拉耙的卷扬机。根据平台上所有设备的总重, 并考虑2倍的安全系数, 确定平台长18m, 宽7m, 行深2m。利用四个固定点, 通过平台上卷扬机移动平台, 实现平台定位。

(2) 钻孔。水下钻孔采用套管定位解决定位难的问题。用GPS-300型潜孔钻机钻孔, 孔径140mm～75mm, 套管直径146mm～128mm。根据实测水深情况, 配接套管长度, 边坡预裂孔按设计角度钻孔, 按斜长配套管。套管距水面附近配短花管, 以便钻孔时石渣从花管中流出。套管上口固定在平台的定位环上。采用中风压冲击成孔方法钻进。当钻孔深度达到设计要求后, 加大风压提升钻杆, 将孔底沉渣和孔壁清理干净, 以便于装药。炮孔达到预定深度后, 进行孔深验证, 确认符合设计要求后即可装药。

(3) 装药。选用威力大、抗水性能好2#岩石乳化炸药, 利用套管装药, 按设计段数将导爆雷管和药卷加工成起爆药包, 药包外侧用厚塑料密封两层, 防止药包在装填过程中被孔壁擦破。在药包上部加装30cm～50cm砂袋, 增加药包重量, 以克服水的浮力, 使药包能顺利投放到孔底, 砂袋直径同药卷直径。

2.2.2 出渣方案的研究

每次爆破结束后, 采用拉耙将石渣拉向库内低于设计高程的低洼部位。清渣由一侧向另侧依次挖掘, 根据出渣部位、角度及出渣量, 设置好出渣线路, 利用平台上卷扬机和岸上固定点, 带动拉耙做往来运动, 靠拉耙自重和卷扬机拉力将石渣拉向水库内。

2.2.3 爆破作用对临近建筑物影响的研究

(1) 爆破地震作用对建 (构) 筑物影响。

岩坎距竖井混凝土最近距离为3.0m, 距工作闸门14.7m。

爆破地震作用对建 (构) 筑物影响的安全药量按公式Q=R3 (V/K) 3/α计算:

式中:Q为炸药量 (kg) , 最大一段的炸药量;

R为爆破地震安全距离 (m) ;

V为建 (构) 筑物允许的水平振动速度 (cm/s) ;

K、α为分别为与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数, 按以往的施工经验K=150、α=1.5取值 (岩坎底部岩石强度较高, 按K=50、α=1.3取值) 。

爆破孔计算出装药量后, 根据孔位距建筑物距离与安全药量相比较, 确定单孔装药量、孔内分段数、一次起爆药量。确保已有建筑物的安全。

(2) 水中爆破冲击波压力峰值影响。

按照黄埔港经验公式P=156 (Q1/3/R) 1.13

本工程闸门设计水深为41.3m, 则水中钻孔爆破冲击波压力应小于最大静水压力P0, P0=γh=413kPa, P≤P0。所以, 水中爆破冲击波压力不构成对已有建筑物影响。

(3) 临近建筑物安全防护措施。

(1) 防爆破飞石、滚石措施。

在取水口闸墩前设置8m高园木防护, 防止大块石滚落损坏建筑物和闸门等。园木上方挂设宾格网, 防止个别飞石损坏建筑物和闸门。

(2) 气泡帷幕防护。

气泡帷幕可有效减缓震动波在水中传导, 每孔闸门前布置三组气泡帷幕, 间距0.5m, 可形成厚度不小于1m的气泡帷幕。

气泡帷幕发射管连接21m3空压机组, 其中两组气泡帷幕发射管由两端进气, 另外一组发射管由中间进气, 保证气泡数量均匀。发射管管径32mm, 上面钻三排小孔, 孔径1.5mm, 孔距10cm, 排距1cm, 梅花形布置。水下爆破起爆前5min, 将空压机组全部打开, 直接将空气注入到发射管, 通过发射管上的小孔形成密集的气泡群, 形成气泡帷幕。

3 爆破安全监测

爆破监测内容包括爆破振动监测和水中冲击波压力峰值监测。在震源附近及防护对象前, 分别布置监测点, 采集振速数据。对于监测数据及时分析, 进一步优化爆破参数, 指导施工。监测仪器采用RS-1616K (S) 测振仪, 891-2型1H2三分量拾震器。

爆破安全检测标准依据《爆破安全规程》GB6722-2003, 安全允许振速标准见表1。

4 研究成果结论

4.1 创新点

(1) 利用船只建造水上平台, 在平台上通过导管进行钻孔、装药, 分层进行剥离拉耙出渣。

(2) 两侧边坡用预裂爆破或光面爆破使开挖面平整、围岩稳定。

(3) 主炮孔用深孔梯段开挖爆破技术孔内、孔外分段控制爆破, 减少爆破地震效应。用气垫帷幕保护已形成的建筑物, 减少爆破冲击波对建筑的影响。

4.2 效益分析

本工程采用深水下开挖与干地施工方法相比较, 可节约工期4个月, 降低造价数百万元, 经济效益明显。

取水头部是大伙房输水 (二期) 工程的重点控制性工程之一, 围堰拆除采用深水下爆破开挖技术, 加快了施工进度, 降低了工程成本, 树立了企业形象, 提高了企业知名度对渔业、发电、下游工农业生产用水等均未造成任何影响, 取得了显著的社会效益。

4.3 推广前景

钢板桩围堰施工技术篇7

海游港特大桥位于三门县海游镇, 为跨越海游港, 纬一路和74省道 (岭枫公路) 而设该桥。海游港要求通航净宽30 m, 净高6 m, 与铁路斜交24°, 纬一路路宽32 m, 净高大于5 m, 与铁路斜交21°, 74省道正在拓宽, 拓宽后道路宽24.5 m, 净高大于5 m, 与铁路斜交7°。新建铁路甬台温线站前工程第Ⅱ标段2工区海游港特大桥工程, 起讫里程DK92+657.82~DK94+134.82, 全长1 477 m。

该大桥有3个桥墩 (14号~16号墩) 在海游港水中, 正常施工最高水位为+4.0 m。详细资料情况:14号墩承台尺寸为12.3 m×8.2 m×3.0 m, 顶面高程为-1.08 m, 15号和16号墩承台尺寸为14.3 m×9.4 m×4.0 m, 顶面高程均为-0.426 m (15号墩原设计承台底标高为-6.25 m, 后考虑到围堰施工难度变更为和16号墩一样) , 河床面14号墩测时为-3.5 m, 最大水深为7.5 m;16号墩测时为-1.5 m, 最大水深为5.5 m, 15号墩测时平均为-8.0 m, 则水深为12.0 m, 在河中心侧涨大潮时水位最深处达13.5 m。

钢板桩围堰 (内支撑) 施工示意图如图1~图3所示。

说明:1) 图1~图3中标注尺寸采用cm计, 标高采用m计。2) 钢板桩围堰尺寸分别为16.0 m×12.0 m和14.4 m×10.4 m。围堰内支撑图形为轴线对称。3) 钢板桩围堰钢板桩顶面标高比最高潮位的水面标高4.0 m高出0.5 m;14号墩河床泥面标高为-2.5 m, 15号墩河床泥面标高为-5.43 m。4) 钢板桩围堰内支撑用H型钢或工字钢和钢管支撑制安, 钢管支撑其进料长度应与现场实测数据基本一致;围囹斜撑节点焊接要严格执行钢结构施工规范。5) 围囹2H50型钢可用2Ⅰ56工字钢替代。15号墩第三层内支撑因承台高度4 m太高, 需要将水平2Ⅰ40工字钢或400 mm管桩支撑埋在承台里不拆除。6) 工字钢或槽钢两片为一组, 焊接组成, 安装时侧放, 内支撑每个节点采取四面围焊, 焊缝高度为8 mm。周边导梁上和钢板桩之间安装反牛腿, 布置间距为2.5 m。

2 施工工艺和方法

2.1 施工准备

1) 为钢板桩卸车倒运吊装做好准备。因海游港受涨落潮影响很大, 为了保证连续施工作业, 加快施工进度以及施工方便, 在水中拼组了两台10 t浮吊和一艘80 t的运输船, 一台用来卸车和倒运钢板桩, 一台专门用来打拔钢板桩, 这样14号~16号墩三个围堰可以连续快速完成, 以便尽快上钻机进行钻孔作业。

2) 检查振动锤及其配套设备:根据地质情况此处选用DZ60型振动锤。振动锤的端电压要达到380 V~420 V, 14号和15号墩因线路太长电压保证不了, 改用120 k W发电机来供电施工, 同时也作为海湾中施工必备备用设备, 以保证施工期间防抗洪抗台风需要, 确保施工安全。

3) 钢板桩检验、整型。钢板桩运到工地后, 均应详加检查、丈量、分类、编号, 特别是角桩, 要检查锁口, 将所有同类型的钢板桩作锁口通过检查。

4) 测量放样。根据围堰尺寸在围堰内侧插打定位桩, 每个面根据需要布置2根~3根400定位桩, 在定位桩焊接牛腿, 然后再在上面安放导向框架, 导向架可用已有钢板桩或内支撑围囹材料制作。

2.2 钢板桩施工工艺流程

钢板桩施工工艺流程见图4。

2.3 钢板桩围堰施工顺序

1) 测量放线、安装固定导向框 (利用钢板桩设一层即可) 。2) 利用中—60振动锤插打单片钢板桩, 直至合龙。3) 在+4.0 m标高处安装一道2[30槽钢边梁 (14号和16号墩可兼作第一道支撑围囹) , 以方便安装护筒定位框架及人员行走, 测量定位, 埋设护筒。4) 钻孔平台搭设及上钻机钻孔作业, 每个平台上三台冲击钻作业。5) 内支撑安装, 先利用退潮和低潮期抓紧安装好河床上内支撑 (护筒割除同步跟进) , 再边抽水堵漏 (退潮时外侧用棉纱堵漏) 边用抓斗抓挖上面大部分泥渣, 且开挖至最下面一道设计内支撑标高以下50 cm处, 尽快安装边 (圈) 梁和水平支撑, 下面一两米及四拐角潜水员下水用高压水枪带水射冲。6) 开挖至设计高程后, 进行水下混凝土封底。7) 割除高出部分钢护筒, 清理桩头, 安装承台模板并绑扎承台钢筋, 灌注承台混凝土, 然后立墩身模板并绑扎钢筋, 浇筑墩身混凝土。8) 利用低潮期拆除内支撑, 从下至上。9) 拔出钢板桩。

2.4 钢板桩的插打及合龙

准备工作完成后, 将组拼好的钢板桩运至指定位置, 用10 t浮吊起吊、下插, 然后用DZ60型振动锤, 锤击沉入。

2.5 筒埋设及钻孔平台安装

施工步骤:

1) 钢板桩围堰合龙打至设计标高后, 将围堰上口稍焊接连成一个整体防止单片桩受力过大下沉, 此后在+3.4 m标高处焊接钢牛腿 (∠90×90角钢) , 然后利用10 t浮吊在围堰内侧牛腿上安置一道边梁 (2[30槽钢, 可兼作第一道支撑围囹) , 四角根据构造要求焊接斜撑 (2[30槽钢) , 焊接符合规范要求。

2) 在边梁上临时搁放2组2H500型钢, 放在一排桩位孔两侧 (测量控制) , 再在其上横放角钢制作一个1.75 m×1.75 m (或1.4 m×1.4 m) 的方形导向架, 然后边测量边用10 t浮吊和DZ60振动锤进行护筒埋设。

3) 护筒埋设好后, 在围堰内中间护筒两侧插打6根与12 m或15 m (15号墩需15 m长管桩) 长400管桩, 在钢板桩围堰顶和管桩顶搭设6组2Ⅰ560工字钢, 并确保型钢表面基本水平, 然后型钢上面根据钻孔需要布置一定数量的100 mm×200 mm或20以上槽钢和木板 (方木每台钻机不少于50根) , 以便于钻孔施工人员施工方便和混凝土灌注施工安全。施工示意图详见图5。

4) 测量定位桩位, 上钻机进行钻孔布置作业, 钻孔排渣须均匀排出围堰。

5) 钻孔全部完成后, 拆下平台安装围堰内支撑 (平台型钢可用作部分内支撑围囹) , 抽水清基封底进行承台施工。

2.6 支撑安装

当围堰合龙后, 钻孔桩结束前10天开始进料制作内支撑, 支撑和围堰采用角钢焊接成整体来防止围堰漏水。

2.7 水堵漏, 吸泥清基及水下混凝土封底施工

该围堰工程因受每天两次涨落潮影响, 且落差高达6 m~8 m, 钢板桩随潮位漏水非常厉害, 曾用4台22 k W泥浆泵在退潮时抽水, 水位看不出明显下降, 涨潮时更难, 曾在围堰内趁涨潮时发现漏水处用棉絮黄油等填充物在板桩内侧嵌塞, 但等下次涨落时又照样漏水严重, 原因是钢板桩一胀一缩木屑被海水不断冲走。但可以利用此办法将钢板桩第三、四道支撑抢时间抓紧安装完。第三、四道安装完毕后, 用三台潜水泵抽水即可保证低潮位干挖至-2.0 m标高, 此后需要带水开挖作业, 即要求围堰内水位保证在-0.5以上方能进行开挖吸泥工作, 最下面2 m左右泥沙特别是四拐角泥沙无法清除, 为此需用潜水员下水带水射冲, 同时用空压机 (气举法) 吸走, 此法效果显著。

2.8 板桩的拔除

在拔除钢板桩前, 应先利用低潮时抽水及时将低潮位以下支撑拆除, 然后一次灌水拆除其他几道支撑, 从下至上。因封底混凝土不超过2 m, 钢板桩拔除时阻力不大, DZ60振动锤可一次性顺利全部拔除。

3 施工注意事项及技术处理

在钢板桩围堰顶搭设钻孔平台时, 要验算钢板桩受力是否满足要求, 还要考虑局部钢板桩受力过大下沉影响桩位, 为此需将钢板桩上口焊接成整体。当钢板桩入土深度较少时, 而河床面以上自由长度较大时, 须验算围堰倾覆稳定性 (考虑动水压力影响) , 不满足要求时可在围堰内增设管桩支撑, 同时围堰上口一圈增加一道边梁, 并与钢板桩焊接在一起, 这一点很重要。也可采取围堰外侧堆填泥沙的办法解决。海游港大桥15号墩因河床深, 钢板桩15 m入土不足4 m, 特别是退潮时围堰极不稳定, 采用上述办法取得了很好效果, 同时为防止船只碰撞, 在围堰外靠航道侧插打一排管桩。另外需要尽量多上钻机钻孔, 同时严格控制成孔质量和灌桩质量, 钻渣均匀排出在围堰四周。

4 结语

在浅海湾进行钢板桩围堰施工, 只要防范措施得当, 方案考虑周密, 潮汐影响和台风洪水影响是可以克服的。甬台温铁路三门海游港特大桥水中墩采用钢板桩围堰施工就取得了很好的经济效益。

摘要：结合海游港特大桥的工程概况及水文地质气候情况, 对钢板桩围堰施工的准备工作与施工工艺流程进行了阐述, 并总结了施工中的注意事项及技术处理措施, 以取得良好的经济效益。

浅析钢板桩围堰施工技术篇8

钢板桩的施工机具按照不同的打入方式可以分为四种类型:冲击打入式机械、振动打入式机械、振动冲击打桩机械、静力打入机械。

1.1 冲击打入式机械

可以分为自由落锤、空气锤、蒸汽锤、柴油锤、液压锤等。

1.2 振动打入式机械

此类施工机械可用于打桩, 也可以用于拔桩, 常用的是振动打拔桩锤。

1.3 振动冲击打桩机械

此类施工机械是在振动打桩机的机体和夹具之间设置冲击机构, 在打桩机产生上下振动的同时, 依靠产生的冲击力, 大大的提高了施工效率。

1.4 静力打入机械

依靠静力把钢板桩打入土中, 常用液压机压桩机及钢索卷扬机压桩机。

2 钢板桩的准备工作

2.1 整理钢板桩

钢板桩运到施工的现场后, 需要进行整理。进行验收时, 必须要有出厂合格证书, 并且钢板桩型号和性能要符合要求, 经过整理和验收合格的钢板桩, 应该对其进行分类、编号、登记后再进行存放, 必需要保证钢板桩的锁口内不能有积水。

2.2 检查钢板桩的锁口

用一块长约2 米的类型、规格均相同且锁口标准的钢板桩作为标准件, 对所有同型号的钢板桩做锁口通过检查, 对于检测出来存在扭曲和“死湾”现象的锁口要进行校正。

2.3 钢板桩的宽度检查

钢板桩要通过宽度检查, 来确保每片钢板桩两侧的锁口平行, 并且要尽量保证钢板桩的宽度都在同一宽度的规格内。对于每片钢板桩都应该用钢尺进行上、中、下三部分的宽度测量, 使每片桩的宽度都要在同一尺寸内, 每片相邻数差值都控制在1cm以内。要进行加密测量肉眼能看到的局部变形, 尽量不采用超出偏差的钢板桩。

2.4 桩板的检修

钢板桩在安装前如果发现有破损、弯曲、锁口不合格的现象均需要进行修整, 可以依据钢板桩的实际状况分别采用热敲、冷弯、柳补、焊补、制除或者接长的方法进行处理。

2.5 吊、拔桩孔的预留

当钢板桩需要预留吊桩孔及拔桩孔时, 在施工前应该事先钻好孔洞, 拔桩孔应焊加劲板避免拔桩时断裂。

2.6 插打组桩

在组桩插打钢板桩的过程中, 一定要确保组桩的嵌缝嵌塞密实, 一般用旧棉絮和油灰作为嵌塞材料。为了减少插打过程中产生的摩阻力, 并且增加防渗的性能, 在插打前用黄油或者热的混合油膏涂抹组桩两侧的锁口, 组桩拼装后, 应该每隔4-5 米加一道夹板进行巩固。围勘用的夹板应为弧形布置, 夹板的拆除应该逐副进行。

3 钢板桩围堰施工

各项准备工作就绪后, 为了保证插打第一片钢板桩的垂直度, 先将事先加工完成的定位桩垂直的安设在钻孔平台钢板桩上, 确保与导梁工字钢焊接牢靠。用导梁定位第一片钢板桩、垂直插打钢板桩至设计标高, 在插打的过程中一定要随时观察钢板桩确保其沿垂直方向打入。其余的各钢板桩, 则以已插好的钢板桩为基准, 起吊后人工插入前一片钢板桩的锁扣内, 然后用振动锤锤击使其下沉。

4 抽水、堵漏

待封底混凝土达到设计强度后, 即可抽水至封底混凝土, 这时随时观察钢板桩的变形, 为了防止抽水过程中出现问题, 要提前准备好备用泵进行堵漏, 对于一般的锁口受压变形, 可以用棉絮锲入锁口进行堵漏;对于钢板桩自身因锈蚀或焊接造成的细小孔洞, 可以在迎水面渗漏处涂抹混合物再在便面覆盖棉絮条进行堵漏;对于钢板桩脚底发生渗漏, 可以采取水下脚底浇筑混凝土进行封底, 并在混凝土的表面贴上棉条进行堵漏。

5 拔除钢板桩

当基础或者墩身筑出水后, 这时可以进行钢板桩的拔出, 进行拆除围堰。拔出钢板桩之前可以将其与水下封底混凝土接触部位涂抹些沥青, 这样可以使钢板桩能够顺利的拔出。为了使钢板桩与水下封底混凝土顺利脱离, 应该向围堰内注入大量的水, 使围堰内水面高出河水面1.5-2.0m, 利用静水压力将钢板桩推开, 必要时, 可以先用打桩专用锤对待拔的钢板桩进行锤击后再将其拔出, 应该先给钢板桩留出圆孔, 这样可以方便与起吊卡环相连接。

6 钢板桩施工质量控制

6.1 矩形围堰插打钢板桩的顺序一般是从上游的一角开始至下游进行合拢, 这样不仅可以避免大量的泥沙淤积在围堰内, 而且还可以保证大量的泥沙被水流冲走, 这样大大的减少开挖工作量, 更重要的是保证了安全的围堰施工;而对于圆形围堰而言, 插打钢板桩的顺序应该是自上游开始, 经过两侧到下游进行合拢。

6.2 插打钢板桩时垂直度的控制尤其重要, 是保证施工质量的重要因素, 特别是插打第一根钢板桩时需要从两个垂直方向同时进行垂直方向的控制, 避免钢板桩出现偏斜。

6.3 为了解决钢板桩围堰合拢时, 一定要保证两侧锁口在同一条直线上的问题, 可以考虑在钢板桩剩下几组还未插打时提前合拢的, 先在导梁内将围堰短边的钢板桩全部插入, 然后再将钢板桩逐次打设。由于特殊情况采取上述的措施仍无法进行钢板桩围堰合拢时, 可以根据实际情况的需要制作异形钢板桩进行处理。

6.4 钢板桩围堰施工过程中, 往往会在合拢处出现上窄下宽的现象, 这种情况会很难插入最后一组钢板桩, 最常用的解决方法是自上端向外侧推开其邻近的一段钢板桩墙, 尽量使钢板桩的上下宽度接近。

6.5 为了保证插桩后能够顺利进行合拢, 必须要保证钢板桩的桩身垂直, 并且保证平均分配围堰周边的钢板数。为了解决这种问题, 可以将第一组钢板桩设置在固定围堰支撑的导向钢管桩上, 然后顺着导向钢管桩进行下插, 下插的过程中, 一定保持第一组钢板桩的桩身要垂直, 由于钢板桩桩组上下宽度和锁口间隙不一定完全一致, 桩身仍有可能发生倾斜, 所以在施工中应该加强测量工作, 如果发现倾斜, 应该及时进行调整, 确保每组钢板桩在顺着围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于千分之五。

结束语

浅谈钢板桩围堰施工方法篇9

某堤防整治第一期工程,总长2.7km。工程所在地地质情况:从上往下为人工填土层、第四纪冲淤积层、第四纪残积层和第三纪风化基岩,其中人工填土全堤段均有分布,厚0.8~5.8m,分素填土和杂填土,大部分地段稍经压实;第四纪冲淤积层为淤泥质土和粉细砂层,厚1.6~15.8m,呈灰、深灰色,局部含腐植物或大量腐木。挡土墙及其桩基础建在第四纪冲淤积层上。

2 围堰设计方案

2.1 原围堰设计方案及其特点

原设计围堰采用就地开挖料填筑,堰顶高程2.5m,堰顶宽2.0m;外江常水位为2.2m,堰脚高程在-3.0m左右,挡水深度在5~6m间;迎水坡背水坡坡度均为1:1.5,迎水坡采用砂包铺砌护脚、护面。经测量放线,填土围堰布置于接近河中心,缩窄了航道,堰体挡水高度较大,基础为透水性强的粉细砂,原设计围堰不安全。在图纸会审研究后,经业主、设计、监理、施工四方研究决定全部采用钢板桩围堰。

钢板桩围堰适用于水深4m以上,河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性粘土,风化岩层等基础工程。钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等。钢板桩有直形、Z形、槽形、工字形等,可作成单层与双层围堰。在一般工程基坑施工中,浅基多用矩形及木导框,较深基坑多用圆形及型钢。因其防水性能好,多用单层围堰。如用双层围堰时,在双层围堰的夹层中间一般填粘土,特殊情况下,在夹层下部灌注水下混凝土提高防渗能力,在钢板桩围堰的施工中,多用槽形钢板桩。在施工钢板桩围堰时,围堰顶面比施工期间可能出现的最高水位高出0.5m以上。围堰内侧工作面的大小,要满足基坑顶边缘之间要保留不小于1.0m的距离。当基础较深,坑壁土质不良,渗水量大,边坡(坑壁)容易坍塌,则围堰内侧坡脚至基坑顶边缘的距离,适当增大,确保安全。同时,钢板桩的入土深度及是否使用支撑,要通过检算进行确定。

2.2 钢板桩方案

2.2.1 钢板桩的选用

根据工程所在地场地特点,结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑,选用的拉森Ⅲ型钢板桩,拉森Ⅲ型钢板桩宽度适中,抗弯性能好,其主要技术参数为:W=1600cm3,g=60kg/m,依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度9~12m长,要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。

2.2.2 打桩设备

在岸边或浅水处,用简易脚手架或直接用打桩机或吊机、扒杆等机械打桩,在较深水中打桩时,要根据工地使用机械及水上作业的设备要求安排。打钢板桩时选用较轻型桩架,一般锤重宜大于桩重、锤击能要适当。表1是复打汽锤打单根钢板桩所需的锤击能,用组合桩时,可按桩数加倍机械设备配置数量表(表1)配置。

本工程投入钢板桩打拔桩机2台用于施工。打拔桩机为挖掘机(KATO1250)加振动锤改装而成,振动锤为日本产NPK-HP-7SXB型,激振力200k N。

3 围堰施工经过

钢板桩围堰施工正式从1月开始,施工顺序为:修整施工道路→打钢板桩→基坑开挖→桩基础→挡土墙底板→挡土墙墙身→墙后回填→拔钢板桩。开始施工时,投入了530根钢板桩,可围成200m长基坑,但后来发现进度不理想,主要是钢板桩数量不足,不能及时提供基坑工作面,使挡土墙施工常处于等待状态。便于2月份开始增加投入一倍的钢板桩,开辟两个工作面:从头尾两端同时向中间施工推进,每个工作面安排一台班时间施打钢板桩,节约了钢板桩的占用时间,20天左右完成400m长挡土墙,至5月份全部水下堤岸工程施工完成。

4 钢板桩围堰施工方法

4.1 单桩逐根打入法施打钢板桩

⑴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。

⑵准备桩帽及送桩:打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位。

⑶单桩逐根连续施打,注意桩顶高程不宜相差太大,基础较深的地方采用12m长的桩。

4.2 拔桩

原则上挡土墙施工完成后就可拔桩。施工中我们在完成约100m挡土墙且墙后回填砂至墙高一半后就立即拔桩,桩经修理后重新利用。

先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1~2min,使钢板桩周围的土松动,产生“液化”,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难或拔不上来时,应停止拔桩,先振动1~2min后再往下锤0.5~1.0m再往上振拔,如此反复可将桩拔出来。

4.3 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:

⑴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。

⑵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.0~2.0m,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。