中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)12021年1月

京滬高速鐵路二標(biāo)十工區(qū)濟(jì)南黃河特大橋主橋

深水根底

—鋼板樁圍堰施工技術(shù)開篇語：本系列是本人搜集很多圖片歸集而成，消耗大量時間精力的作品，謝謝大家的支持，歡送轉(zhuǎn)載，把知識傳遞給更多人。此為方證市政培訓(xùn)系列1：?看圖識市政?以后我會繼續(xù)推出系列2：?跟方證背市政?系列3：?方證講案例?，方證畫書、考前沖刺等系列課程。讓你充分拿分，輕松自信上陣，獲取滿意成績！等系列課程。敬請繼續(xù)關(guān)注。方證召開14年市政培訓(xùn)，方證qq：568244473更多資料：全部圖片：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)3一、工程概況1、概況黃河特大橋主橋墩根底墩號為0～5號，其中3號墩為固定墩。0、5號墩采用21根φ2.0m鉆孔灌注樁，0號墩樁長90m，5號墩樁長70m。1、2、3、4號墩采用28根φ2.5鉆孔灌注樁，1、4號墩樁長90m，2號墩樁長102m，3號墩樁長98m。0、5號墩承臺厚度4.5m，平面尺寸34.6×13.8m，0號承臺頂面標(biāo)高33.0m、5號承臺頂面標(biāo)高30.0m；1、2、3、4號墩承臺厚度6.0m，平面尺寸42.5×23.3m，承臺頂面標(biāo)高27.0m。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)42、地形、地貌與不良地質(zhì)

〔1〕橋渡地形

正橋橋址處河道屬濟(jì)南段黃河窄河道區(qū)，寬約900m，河床平均高程高出兩岸大堤背水面3.0m。

〔2〕水文條件

黃河河流平均流速2.07m/s，設(shè)計施工洪水位+30.5m。黃河枯水期僅主河槽有水，水深約4-6m，水面標(biāo)高+27m，水面寬約300m。黃河主河道內(nèi)一般沖刷厚度約為7.7m～11.3m。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)5〔3〕工程地質(zhì)

橋位工程地質(zhì)地層以第四系河流相粉質(zhì)土為主，其間多夾粉、細(xì)、中沙及粉土、薄層粘土或透鏡體。其中覆蓋層40m以下姜石含量較高，姜石層分布較多。設(shè)計圖紙反映橋址范圍第一層土主要為軟塑的粉質(zhì)粘土、粘土及稍密的粉土組成，厚度9.6m～22.5m；第二層為硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土及中密的粉土及中密的砂層組成，厚度2.7m～11.8m；第三層為硬塑狀的粉質(zhì)粘土組成，厚度鉆孔未揭露。黃河主河道內(nèi)一般沖刷厚度約為7.7m～11.3m，枯水期河床沖刷層范圍沉積層主要以粉砂土為主。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)6二、鋼板樁方案確實(shí)定1、根據(jù)1、2號墩位處地質(zhì)條件和承臺設(shè)計標(biāo)高，采用鋼板樁圍堰較適宜，圍堰防水性能好，整體剛度較強(qiáng)。2、鋼板樁圍堰由單層鋼板樁和兩層由型鋼組成的內(nèi)撐梁組成；圍堰平面為矩形，其內(nèi)口尺寸為50×36米，鋼板樁單根長22米，被打入后，其底端標(biāo)高為+9米，頂面標(biāo)高為+31m；采用德國拉森Ⅳ型鋼板樁，套型鎖口，鎖口內(nèi)涂上潤滑黃油，兩樁鎖口聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)角10°～15°，摩阻力小，防滲性較好，四個轉(zhuǎn)角位置采用焊接的T形鋼板樁；2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)73、鋼板樁的施打采用平臺吊機(jī)，配合震動打樁船進(jìn)行打入，承臺施工完成后拔除；內(nèi)撐梁分別安放在設(shè)計標(biāo)高位置處，焊接在鋼板樁的牛腿上，內(nèi)撐梁外緣兩端與鋼板樁相撐住，以加大圍堰抵抗土側(cè)壓力及水壓力的能力。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)84、鋼板樁施工完成后，進(jìn)行圍堰內(nèi)水下混凝土封底施工。封底混凝土強(qiáng)度滿足要求后，開始在圍堰內(nèi)邊抽水邊設(shè)置內(nèi)支撐。第一道內(nèi)支撐安裝前，將圍堰內(nèi)水抽至第一道內(nèi)支撐設(shè)計位置以下50cm，然后快速安裝好內(nèi)支撐；第一道內(nèi)支撐安裝完成后繼續(xù)抽水至第二道內(nèi)支撐設(shè)計位置以下50cm，快速安裝好內(nèi)支撐；繼續(xù)抽水至圍堰底，進(jìn)行承臺施工。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)95、承臺混凝土分兩次澆筑，每次為3m厚。當(dāng)?shù)谝淮位炷翝仓瓿珊?，需要撤除底層?nèi)支撐。為此，在承臺第一次混凝土澆筑完成，強(qiáng)度滿足要求后撤除側(cè)模板，將圍堰底部以上3m范圍雜物清理徹底。然后在圍堰底部以上3m承臺和鋼板樁圍堰間全部回填沙土，采用注水措施保證所填沙土的密實(shí)。撤除下層內(nèi)支撐，將支撐力分配到所填沙土和上層內(nèi)支撐上。繼續(xù)施工完承臺后撤除鋼板樁圍堰內(nèi)支撐，拔除鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)10三、鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)計算2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)111、設(shè)計參數(shù)〔1〕主河道內(nèi)主要為軟塑的粉質(zhì)粘土、粘土，土體力學(xué)性能如下：土體容重：r=18.5KN/m3土體內(nèi)摩擦角：φ=20°土體總應(yīng)力粘結(jié)力Cu=12.16kPa〔2〕鋼板樁力學(xué)性能：鋼板樁采用IV型拉森樁，重量75kg/m，每1米寬截面模量W=2037cm3,允許應(yīng)力為[σ]=210Mpa。〔3〕型鋼力學(xué)性能[σ]=145Mpa，=85Mpa。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)122、圍堰基底設(shè)計驗(yàn)算⑴抗基底翻起計算基底土體穩(wěn)定，不會發(fā)生翻起。⑵基底土體管涌〔穩(wěn)定性檢算〕鋼板樁不發(fā)生管涌的最大入土深度：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)13

單根鋼板樁長22米，圍堰鋼板樁實(shí)際入土深度為13米?？紤]8m沖刷深度的影響，鋼板樁入土深度僅為5m。因此，在沒有沖刷的季節(jié)施工鋼板樁圍堰時，在內(nèi)支撐合理的情況下可以直接抽干圍堰內(nèi)的水而不發(fā)生基底翻起或土體管涌，基底穩(wěn)定。在有河床沖刷季節(jié)，考慮8m沖刷深度的影響，要對圍堰底進(jìn)行水下混凝土封底施工。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)143、鋼板樁、圍堰圍囹、內(nèi)支撐計算⑴確定圍囹?qū)訑?shù)及間距根據(jù)施工的具體情況，承臺高度，水壓土壓，另外鋼板樁雖能滿足強(qiáng)度要求，但內(nèi)支撐布設(shè)也有一定要求，確定采用布置為h=3.5m、h1=3m、h2=3.5m，即鋼板樁圍堰頂面標(biāo)高+31m，第一道內(nèi)支撐標(biāo)高+27.5m，第二道內(nèi)支撐標(biāo)高+24.5m，封底混凝土頂面標(biāo)高+21m。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)15⑵鋼板樁計算在鋼板樁圍堰頂面設(shè)置臨時內(nèi)支撐，鋼板樁圍堰抽水至圍堰頂面以下4m深位置，而第一道內(nèi)支撐尚未安裝為工況一；第一道內(nèi)支撐安裝后，鋼板樁圍堰抽水至圍堰頂面以下7m深位置，而第二道內(nèi)支撐尚未安裝為工況二；第一、二道內(nèi)支撐安裝完畢，鋼板樁圍堰抽水至圍堰頂面以下10m深位置，最終受力狀態(tài)為工況三。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)162021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)17

通過MidasCivil計算，三種工況下鋼板樁所受內(nèi)力如下：工況一：工況二：工況三：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)18⑶圍囹內(nèi)力計算第一、二兩層圍囹采用雙I56a，Wx=4684cm3，其中支點(diǎn)的最大間距為3m，按照最不利的簡支計算：2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)19⑷圍囹內(nèi)支撐計算內(nèi)支撐順橋向采用φ630×8mm鋼管,橫橋向采用2I36a。按軸心受壓構(gòu)件計算，壓桿兩端按鉸接簡化。①鋼管內(nèi)支撐計算〔水平面內(nèi)〕鋼管樁軸向應(yīng)力②鋼管內(nèi)支撐計算〔豎直面內(nèi)〕鋼管樁軸向應(yīng)力2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)204、封底混凝土驗(yàn)算根據(jù)鋼板樁封底后最高水位時圍堰所承受的托浮力進(jìn)行估算，考慮最不利狀態(tài)，即河床沖刷最深處。計算得圍堰封底混凝土厚度，h=1.5m。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)212021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)222021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)23四、鋼板樁圍堰施工1、施工準(zhǔn)備：①將新舊鋼板樁運(yùn)到工地后，詳細(xì)檢查、丈量、分類、編號；②鋼板樁的整修。對有彎曲、破損、鎖口不合的鋼板板樁均進(jìn)行修整，采用的方法為：冷彎、熱敲、焊補(bǔ)、割除。③鋼板樁長度缺乏時，可用同類型的鋼板樁接長。接長采用焊接，先對焊，再焊加固板。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)24鋼板樁接長現(xiàn)場2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)252、鋼板樁圍堰的打設(shè)①導(dǎo)向安裝準(zhǔn)確測量后，打設(shè)兩根鋼板樁，并焊接鋼牛腿,其上放置兩根鋼板樁并與牛腿焊接牢固，形成框架作為導(dǎo)向〔此鋼板樁在圍堰一邊打設(shè)完成后拔除，之后重新安裝導(dǎo)向〕

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)26臨時導(dǎo)向鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)27臨時導(dǎo)向框架2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)28臨時導(dǎo)向框架2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)29②鋼板樁插打

Ⅰ、打樁設(shè)備：

a、10噸水上浮吊；

b、60T液壓鉗式振動樁錘；

c、鋼板樁運(yùn)輸船。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)30采用三條普通運(yùn)輸船拼成的移動平臺及40T履帶吊2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)3160T液壓鉗口式振動樁錘2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)3260T液壓鉗口式振動樁錘2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)33

Ⅱ、插打方法先逐根插打矩形圍堰的三個邊，最后一邊先插合攏后再打入。實(shí)踐證明：該方法速度快，合攏誤差小，易合攏。

Ⅲ、插打順序先上游，后下游合攏。

Ⅳ、垂直度的控制在鋼板樁正面、側(cè)面各站一人采用吊線錐的方法檢查垂直度，觀察點(diǎn)遠(yuǎn)離鋼板樁插打位置50米~100米為易。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)34振動樁錘的鉗口正在嵌入用鋼絲繩吊起鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)35振動樁錘鉗住鋼板樁2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)36鋼板樁插打2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)37鋼板樁插打2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)382021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)39鋼板樁圍堰打設(shè)完成2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)403、鋼板樁圍堰封底

①清淤圍堰合攏后進(jìn)行基底清淤。余姚江河床底為淤泥質(zhì)粘土。清淤方法為：潛水員潛入河床底，清水泵抽干凈的河水通過加壓，潛水員持高壓水槍沖起、攪混基底淤泥，同時基坑內(nèi)的泥漿泵抽出渾濁的基坑水，到達(dá)去除基底淤泥的目的。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)41潛水員準(zhǔn)備潛水清淤2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)42②、拋片清淤至設(shè)計標(biāo)高后，拋填50cm厚粒徑不大于20cm的片石，之后進(jìn)行水下混凝土封底。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)43拋填片石2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)44③、砼封底封底采用C25砼，厚度為1.5米。水下封底采用一次連續(xù)澆注完成。封底混凝土采用導(dǎo)管法，導(dǎo)管設(shè)計作用半徑為3.0m。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)45砼封底2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)46砼封底2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)474、圍堰內(nèi)支撐的安設(shè)①在封底混凝土達(dá)設(shè)計強(qiáng)度的50%后即可抽水架設(shè)圍囹和內(nèi)支撐。②支撐安放原那么：先支撐后降水，分層支撐分層降水。③圍堰第一次抽水較為關(guān)鍵，根據(jù)鋼板樁新舊程度需配置足量的水泵進(jìn)行強(qiáng)降水。④圍堰四角處受力較復(fù)雜，為保證圍堰平安性，四角采用型鋼進(jìn)行加強(qiáng)。⑤施工觀測，重點(diǎn)是觀測圍堰圍囹、內(nèi)支撐和鋼板樁的變形。如發(fā)現(xiàn)變形過大，立即停止抽水，并向鋼板樁圍堰內(nèi)注水，以減少變形。分析原因，采取加固措施后，重新抽水、安放支撐。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)48參考圖片：安放的第一道圍囹2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)49參考圖片：安放的第一道圍囹及內(nèi)支撐2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)50參考圖片：圍堰堵漏前抽水時的情景2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)51參考圖片：正在用鋸沫拌合濕的細(xì)砂堵漏2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)52參考圖片：堵漏成功，圍囹及內(nèi)支撐安裝完成后2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)532021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)545、鋼板樁圍堰可能遇到的問題

及預(yù)防措施

1、打樁過程中有時遇上大的塊石或其它不明障礙物，導(dǎo)致鋼板樁打入深度不夠，那么采用轉(zhuǎn)角樁或弧形樁繞過障礙物。2、鋼板樁在淤泥質(zhì)地段擠進(jìn)過程中受到淤泥中塊石或其它不明障礙物等側(cè)向擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，采取以下措施進(jìn)行糾偏：在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m～2.0m，再往下錘進(jìn)，如此上下往復(fù)振拔數(shù)次，可使大的塊石等障礙物被振碎或使其發(fā)生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。3、由于淤泥質(zhì)根底較軟，有時施工發(fā)生將鄰樁帶入現(xiàn)象，采用的措施是把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起，并且在施打當(dāng)樁的連接鎖口上涂以黃油等潤滑濟(jì)減少阻力。

2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)556、承臺施工

鋼板樁圍堰抽水完畢后，測量圍堰底面標(biāo)高，用砂漿找平承臺底面至承臺底面設(shè)計標(biāo)高。在樁基檢測完成后，對樁位進(jìn)行復(fù)測，并報請監(jiān)理驗(yàn)收。在驗(yàn)收合格后，進(jìn)行承臺施工。根據(jù)鋼板樁圍堰內(nèi)支撐的布設(shè)要求，承臺砼可一次澆注完成。承臺模板使用大塊鋼模板進(jìn)行施工。2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)56承臺散熱方案承臺混凝土一次整體澆筑。為防止大體積砼溫度應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂紋，采取了埋設(shè)冷卻水管，利用江水循環(huán)，帶走承臺內(nèi)部熱量使內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)；冷卻水管埋設(shè)如以下圖2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)57冷卻管示意圖2021年1月中鐵一局橋梁公司京滬高鐵二標(biāo)十工區(qū)58冷卻管設(shè)計說明1、冷卻管采用外徑φ42mm，壁厚2.5mm的無縫鋼管，冷卻管連接段用φ54mm，壁厚3.0mm的無縫鋼管。2、如設(shè)計圖所示，承臺每層冷卻管設(shè)一個進(jìn)水口，一個出水口。3、用水泵抽水，保證冷卻管進(jìn)水口有足夠的壓力，進(jìn)出水管的水溫控制在相差5～10度之間，承臺從澆注起至澆注完成砼后，10天內(nèi)不斷注水。4、設(shè)計圖中標(biāo)注的冷卻管長度為管道中心處距離，冷卻管保證不串漿，不漏水，安裝完畢，必須做