钢板桩专项施工方案

滨海西路夹河桥-西引桥工程钢板桩专项施工方案

滨海西路夹河桥-西引桥工程项目部

2017年2月10日

1、编制依据

《滨海西路及夹河桥项目夹河桥工程勘察、设计两阶段施工图设计》

《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)

《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）

《建设工程项目管理规范》（GB/T 50326-2006）

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

《钢结构焊接规范》（GB 50661-2011）

《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）

《滨海西路及夹河桥项目夹河桥工程施工组织设计》

《滨海西路及夹河桥项目夹河桥工程承台钢板桩围堰安全专项施工总方案》（烟建集团）

《滨海西路及夹河桥项目（夹河桥段）岩土工程勘察报告》

《钢板桩支护工程施工工艺标准》（QB-J010404-2004）

《简明施工计算手册》第四版

2、工程概况

2.1单位工程的简要概况

滨海西路夹河桥-西引桥工程设计里程为K0+122.1~K0+785，总跨

长为662.9米，共19跨，分五联。桥跨布置为：（10×30）m预应力砼现浇箱梁+（9×40）m预应力砼现浇箱梁；下部结构：桥墩采用花

瓶墩，桥台采用薄壁桥台，桩基均采用钻孔灌注桩基础。

建设工期：拟从2016年10月1日至2018年7月31日。

投资额：约7933万元。

2.2分项工程概况

全桥共18个承台和1个桥台，承台类型均为2.5m×12m×7.5m 型式，桥台类型为25m*6m*2m。承台采用钢板桩围堰施工，桥台采用放坡开挖法施工。

2.3施工条件

除13# -18#承台施工处在水上施工平台外，其余承台钢板桩围堰施工均在陆地施工。本工程地质情况根据烟台金宇岩土有限责任公司提供的《滨海西路及夹河桥工程（夹河桥段）岩土工程勘察报告》金勘字20150949的地质资料显示，场区揭露的地层自上向下主要为⑴素填土、⑵中细砂、⑵-1淤泥质粉质黏土、⑵-2粉质黏土、⑶中细砂、⑷粉土、⑸粉质黏土、⑹粉质黏土、⑹-1中砂、⑺粉土、⑻中粗砂、⑼圆砾层、⑼-1粉质黏土。

根据烟台海洋站多年观测资料：桥址区黄海海域为正规的半日潮，最高高潮位：3.67m；最低高潮位：-0.77m；平均高潮位：2.10m；平均低潮位：0.61m；平均潮面：1.33m。

3、方案设计

考虑到开挖深度较深，而且地质条件较差，地下水位较高，受潮汐影响较大，承台基坑开挖采用钢板桩围堰进行支护。钢板桩围堰采用锁扣钢板桩。锁扣钢板桩采用10mm厚大块钢板和工字钢加工成2.4m大小的大块锁扣钢板桩，长度有12m和9m。内支撑等设置详见计算书（海中以16#承台为例，陆地上以7#承台为例）。

4、施工部署

4.1施工段划分

根据施工现场布置情况和本工程特点，西引桥13个承（桥）台为陆地施工，6个承台为海中施工。计划采用7套钢板桩，其中海中4套，陆上3套，分陆地和海中两个作业队同时施工。考虑到水流的影响，水中钢板桩围堰施工时，先施工东南侧角桩，然后顺时针方向逐块打设钢板桩至东南侧角桩合拢。

4.2组织机构

根据项目组织机构设置，本项目桥梁工程设项目经理1人、技术负责人1人、施工员3人、材料员1人、安全员1人、质检员1人。

4.3施工所启用的资源部署

因本分项属于专业分包，除混凝土属于我公司提供外，其余均的劳动人员、机械、设备等由专业分包公司提供。

承台施工劳动力计划表

主要材料计划表

5、施工准备

5.1 技术准备

组织项目部成员熟悉钢板桩图纸，搜集钢板桩施工和验收规范，了解现场水文、地质情况；技术负责人组织确定施工工艺，负责编制作业指导书、施工进度计划、材料设备供应计划、监视测量设备计划等各种计划；对现场管理人员和施工人员进行技术交底和安全技术培训。

5.2 劳力准备

项目部及下属施工队、施工小组，合计共需人员30名，其中机械工、起重工和电工、电焊工为特殊工种，需持证上岗。所有施工人员在进场后，均需对其进行岗位技术培训和安全技术交底，考核合格后方可上岗。

5.3 材料准备

钢板桩进入施工现场均需检查整理，只有完整平直的板桩可运入现场使用。钢板桩检验分为材质检验和外观检验，对焊接钢板桩，尚需进行焊接部位的检验。外观检验包括钢板桩的长度、宽度、厚度等指标，检查有无表面缺陷，端头矩形比及平直度和锁口形状等是否符合要求。材质检验包括对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验及分析。

进场后的钢板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；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3-4 米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过 2 米。

5.4 设备准备

1、施工前2天，所有机械设备进场完毕。为保证工程质量和顺利完成工程施工任务，由项目部委派专人对施工机械按要求及时做好建档、保养、维修工作，并且定期对施工机械和设备进行检查，保证机械的随时正常运转。根据施工现场情况对施工机械设备进行调整。

力。如出现设备故障，应及时启用备用设备施工，以防其他质量问题。

5.5 现场准备及施工环境要求

1、根据工艺特点以及工程特点，现场做好以下准备工作:

（1）在施工范围保证运输车辆通行。

（2）施工范围四周都用彩钢板或钢管围起，严禁非施工人员随意进出场地，同时也防止施工给周围环境造成影响。

2、施工设备严禁漏油污染水土。

3、遇有中～大雨时应停止一切施工。

4、6级以上大风、台风、大潮应停止一切施工。

5、施工过程中严格控制混凝土罐车，严禁在施工现场刷罐。 5.6临时用电

施工现场临时电全部由变压器接入，现场布置1台300kw 的大功率柴油发电机作为备用电源。

5.7临时用水

施工现场用采用自来水。

6、分部分项施工方法与工艺要求

锁扣钢板桩围堰施工工艺流程图

6.1锁扣口钢板桩围堰分项工程施工方法

6.1.1施工准备：

钢板桩插打前，清除水下的垃圾及其它杂物，以利于钢板桩平稳均衡插打。以gps 或全站仪为对钢板桩位置进行测量放样，控制围堰的纵横轴线及各边几何尺寸，用水准仪进行高程测量放样。

6.1.2导向架安装

从护筒上焊接牛腿，并将内支撑临时焊接在牛腿上，形成内支撑框架，作为钢板桩插打导向围囹。

6.1.3插打钢板桩

根据围堰平面位置放样点，先打设首根角桩。从角桩一侧锁口内插打第一块侧板，然后逐步安放其它侧板（插打时注意定位要准确）。角桩长度与板桩长度基本相同，角桩顶位置打设标高与侧板顶标高基本相同。

插打钢板桩时要严格控制好钢板桩的垂直度，尤其是第一根钢板桩要从两个相互垂直的方向同时控制，确保垂直不偏。围堰侧板安放时注意其两侧侧板的水平距离，确保最后一块侧板顺利就位。

插打方法：

①吊起插入锁口后，快速放松吊装绳，借桩自重急速下滑； ②用锤压桩下插，必要时可加以低锤慢打； ③利用振动锤夹持板桩插打至设计标高。

钢板桩插打完毕后采用高压水泵对锁口灌注砂浆止水。 6.1.4围囹安装

待围堰插打完毕后，钢板桩围堰安装围囹采用I40双拼工字钢进行加工，利用吊机安装到位，并焊接牢固。围囹安装完毕后，在围堰四角焊接八字撑，八字撑同样采用I40工字钢，并与框架焊接牢固。

水中钢板桩围堰待内支撑安装完毕后在钢板桩围堰外侧增加两道围囹确保钢板桩整体稳定性，外围囹标高与内支撑标高一致(如最下面外围囹无法做到与内支撑标高一致则在退潮之后焊接在最低水位处)。

6.1.5围堰内挖土、抽水、支撑安装钢板桩施工完毕后进行围堰开挖，在施工平台上采用挖掘机自上而下分层进行开挖，每挖一层土施工相应内支撑，严禁超挖。超过挖掘机施工深度部分及坑内边角挖掘机无法触及部位，利用小型挖掘机配合吊斗进行开挖。挖土过程中在钢板桩内侧沿坑底开挖排水沟并设置集水井，采用高扬程潜水泵抽出堰内泥水。

当堰内不适宜小型挖掘

机工作或小型挖掘机效率低下时可采用吸泥机、空压机气举等方式排渣。

每一层土方完成后，及时测量围囹牛腿位置并用红色油漆做记号，将牛腿焊在钢板桩上。待牛腿安装完成后，用50t履带吊将围囹水平放置在牛腿上，围囹与钢板桩必须保持密贴。围囹安装完成后，按设计安装顶撑、八字撑及角撑。

抽水前先检查各节点是否顶紧，板桩与导框间木楔是否敲紧，防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞。在抽水过程中发现漏水后及时采用级配粗砂、锯沫粉、水泥调和后在漏水上方钢板桩外侧设置堵漏导管；通过堵漏导管将堵漏调和物下放到需要堵漏上方，将粗砂、锯沫粉、水泥等吸进漏水的钢板桩锁口缝隙中将其填充密实达到止水效果。

将围堰基底清理至设计标高，清理时要保持围堰内外水位一致，必要时采用水泵补水，防止翻砂。利用高压水枪配合空压机气举清理封底砼高度范围内钢板桩内壁上的砂土，以保证封底效果。

6.2.5封底砼施工

围堰内标高达到设计要求后，即可进行水下封底混凝土的浇筑。混凝土作用还包括找平，同时作为承台的承重底模。利用低潮位时，在围堰锁口内进行注浆封水。封底混凝土采用C30混凝土。封底后标高不能高于承台底设计标高，封底砼顶面保证基本平整。封底砼采用泵送，按一般砼施工进行。封底时由一边向另一边推进，但保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。待混凝土达到80%以上强度后，即可进行围堰内抽水。割除护筒，按照七步凿桩法凿除桩头并验桩，进行承台施工，承台施工详见承台大体积混凝土专项施工方案。

6.2.6钢板桩拆除

墩柱施工全部完成后，海内承台：在承台与钢板桩之间灌满水，然后拆除底层内支撑，底层内支撑拆除后，继续灌水，保持钢板桩内外水面一平，再拆除顶层内支撑，陆地承台：在承台与钢板桩之间回填砂，然后拆除底层内支撑，底层内支撑拆除后，继续回填砂至钢板桩外地面一平，最后用履带吊配合振动锤将钢板桩逐片拔出。拔除方法如下：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土体，破坏钢板桩周围土的粘聚力，以克服其拔桩阻力。依靠附加起吊力的作用将桩拔除。若有拔除难度大的钢板桩，可改用功率大的振动锤。

7、监视测量

钢板桩围堰的监测主要是指钢板桩围堰施工的全程中，对各部分构件的标高和平面位置变化、渗水、构件局部变形、地下水位变化等进行观察、测量，并通过分析，及时了解围堰的工作情况。通过对围堰支护结构施工过程的分析和监测，就施工情况进行预测并及时了解掌握围堰支护结构的工作状况，制定相应的应急措施，以便在发生异

常情况时能够及时处理。

桩身的变形监测：

在围堰每边的中点布置1个观测点，每个围堰布置4个观测点，桩身的变形监测采用全站仪和测绳测量钢板桩挠曲情况。

对钢板桩封底砼顶面、围囹处进行局部变形观测，每天观测两次，详细记录观测结果，同时对内支撑进行观测。在围堰上口设置多个位移观测点，高频次对围堰的位移情况进行监测，如位移值大于计算结果时，及时增加锚桩进行加固。

监测数据控制在：

a、桩的垂直度控制在1%以内；

b、桩底高程误差控制在10cm左右；

c、桩的平面位移控制在15cm以内。

8、保证措施

8.1组织措施

项目部按《建设工程项目管理规范》的要求进行管理，严格执行公司各项规章制度。项目部工作人员在项目经理领导下分工明确、各负其责，对工期、质量、安全等各项指标进行预控，与建设单位、监理配合协调一致，对工程实行有效管理。

8.2质量保证措施

1、做好承台钢板桩施工中的技术保证工作，技术人员要认真领会设计意图，对于设计中的疑点或不清楚的问题及时与设计单位沟通，抓紧时间对施工人员进行技术交底。对关键性技术问题进行攻关,加强现场技术指导和测试工作，杜绝发生技术性失误。

2、做好施工阶段的文件资料管理，为竣工验收提供完备的内业资料。

3、根据施工图编制网络进度计划，按照优化组合的原则随着工程进度和施工客观条件的变化及时地进行调整和修改。以月计划为中心，制定出技术、质量、安全、成本、物资、设备、资金等具体工作计划，明确计划实施负责人、完成时间和保障措施。

4、抓住关键工序，控制每个循环作业时间，减少工序搭接时间，提高施工速度。

5、施工人员必须熟悉地质情况。在挖掘过程中检查地质变化情况，并与地质勘查图进行对比。当实际地质与勘查地质不符或遇到地下管线时，不得擅自处理，必须及时上报项目部和监理工程师。

6、钢板桩施工过程中，经常检查钢板桩尺寸、平面位置和竖向倾斜情况，如有偏移随时纠正。

7、建立严格的交接班制度，对承台施工情况进行详细检查并做好记录，及时发现问题，及时汇报处理。

8、钢板桩质量要求

a、桩的垂直度控制在1%以内；

b、桩底高程误差控制在10cm左右；

c、沉桩要连续，不允许出现不连锁现象；

d、桩的平面位移控制在15cm以内。

e、两钢板桩端头缝隙不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不

大于30mm。

8.3安全保证措施

1、为了消除海浪对钢板桩围堰的冲击，施工过程中采取消浪措施有以下几点：

A、水中钢板桩围堰增加两道外围囹；

B、风暴潮来临之前在钢板桩围堰北侧15m范围内增加一排三角型的钢管桩，每根间距1m，总长度20m，进行消浪；

C、风暴潮来临之前（未施工承台前）往钢板桩围堰内灌注水，确保围堰成为一个整体。待风暴潮退了之后把水抽除。

2、施工人员进入施工现场必须戴好安全帽，施工过程中要集中注意力，并服从指挥，防止意外受伤。

3、对基坑、其他临边及洞口周围设置安全防护栏杆或围挡，非工作人员不得进入施工区，在周围应设置明显的警告标志。钢栈桥钢平台及需用剪刀撑链接起来，钢板桩围堰需要设置外围囹确保安全。当遇到大潮等恶劣天气，需要往钢板桩围堰里面灌水，确保围堰是一个整体，增加钢板桩的整体稳定性及抗风抗大潮能力。

4、建立严格的交接班制度，每班检查一次设备情况并详细记录，发现危象，及时处理。每次交接班时，认真检查机械设备、临时用电设备等，要每天检查，发现问题及时处理，严禁使用不合格设备或工具。

5、严禁施工人员下海洗澡及钓鱼。

6、夜间施工要做好现场照明工作，对容易出现在安全问题的位置悬挂警示灯。

7、工作人员不得超时工作，严禁酒后操作，以免发生事故。

8、对施工现场所有设备、设施、安全装置，工具和劳保用品等经常进行检查，确保完好和安全使用。

9、特殊工种必须持证上岗。

10、电器设备的外壳要进行防护性接地、接零或绝缘；派专人负责电器安全工作，要进行用电安全教育，定期检修电器设备。用电设备进行防雨防水措施，确保一机一闸。电焊机采用直流电焊机。施工现场电缆、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。

11、在施工过程中，对地面及钢栈桥钢平台沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。

12、所有施工人员均应掌握安全用电基本知识和设备性能，用电人员各自保护好自用设备的负荷、地线和开关箱，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。

13、各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查。

14、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。

15、设备基础必须平稳、牢固，基本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风季节前设缆风绳。

16、遇到6级及以上大风、台风、风暴潮、大潮等恶劣天气，停止施工，水上钢板桩围堰里面灌满水确保围堰成为一个整体。

17、冬季施工时需要注意筑岛及便道结冰，遇到大雪和便道结冰时，及时撒布除雪剂和盐，确保便道安全。

18、未尽事项，严格按照相关安全规范执行。

8.4 环境保证措施

周边环境保护和水质保护有极高的要求，防止水污染。在整个施工过程中，环境保护措施如下：

1、施工中产生的污水、泥浆、生活污水等按分类消毒处理，沉淀后外运。生活垃圾有专人保洁运至环保要求的地点，化学物品、油料等进行仓储、覆盖，防止随地下水污染附近区域。

2、机械、设备的尾气有消毒、净化设备，有毒、有害物质不随便焚烧，并不得随便回填，收集堆放交环卫部门集中处理。

3、施工道路用洒水车洒水保养，确保不扬尘污染。

4、散体、流体建筑材料的运输有覆盖措施，防止沿途撒漏飞扬。

5、超标排放车辆、机械要安装净化装置，降低废气排放量。

6、施工中履带吊等水中动力设备，采取严格的控制设施，防止漏油，渗油及尾气污油造成水质污染。

7、机械设备，下部均设置漏油池，防止漏油时，污染水源。严禁在栈桥上进行安拆、维修机械设备。所使用的焊条残渣集中存放，定期清理运出，统一处理。

8.所有临时工程、临时设施及临时弃土都要在工程全部完工后清除并恢复原貌。

陆地7#台钢板桩围堰计算书

一、适用范围

本计算书适用于夹河桥工程7#墩钢板桩围堰施工。

二、设计依据

《滨海西路及夹河桥项目夹河桥工程两阶段施工图设计》。

三、主要参考资料

1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ 024-85

2、《钢结构设计规范》GB 50017-2003

3、《钢结构设计手册》第三版汪一骏、顾泰昌等编著

4、《路桥施工计算手册》第一版周水兴、何兆益等编著

5、《桥涵》第一版交通部第一公路工程总公司主编

6、《材料力学》第三版孙训方胡增强等主编和修订

7、MIDAS计算软件

四、设计参数

（1）设计高程

地面标高：3.57m，考虑地表水影响，围堰顶标高取4.0m。

（2）土层力学指标

河床标高：+0.02m，钢板桩入土8.57m，土层为回填土和（2）中细砂。

（3）材料参数

钢板桩竖肋为I14.8工字钢，材质为Q345，抗弯强度设计值为310MPa，抗剪强度设计值为180MPa。

内支撑采用双肢I40a工字钢，材质为Q235，抗弯强度设计值为

215MPa ，抗剪强度设计值为125MPa 。

五、围堰结构 1、围堰结构

本围堰设计主要针对夹河桥7#墩承台施工，围堰内净空尺寸为14.4×9.6m 。钢板桩采用的自制的钢板桩，单根长9m,单片宽度2.4m ，顶面标高为+4.0m ，底面标高为-5.0m 。河床面标高为+0.02m 。承台高2.5m ，顶标高为-0.399m ，底标高为-2.899m 。圈梁及内撑设置两层，圈梁及内撑杆均采用双拼I40a 工字钢拼装，圈梁及内撑杆标高及平面位置参见布置示意图。

3400340034003400

2200

220022002200钢板桩围堰平面图

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900

钢板桩围堰立面图

1601500

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1496

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钢板桩围堰左视图

六、围堰验算

1、计算参数

中细砂内摩擦角θ=20，粘聚力c=20kPa,容重γ=19.5kN/m3

2、土压力计算

中细砂的力学性能

主动土压力系数：Ka=tg2(45°-(20/2)°)=0.49

-2.899m处的土压力为：

Pa1=Ka×r×h砂=0.49×19.5×（3.57+2.899）=61.8 kN/m2

采用MIdas软件进行计算

第一层支反力为：10.1 kN/m

第二层支反力为：94.0 kN/m

3、钢板桩入土深度计算

钢板桩的入土深度以不产生管涌为控制条件。

钢板桩顶标高为+4.0m，垫层施工完后相对河床底水头差为

2.919m，入土深度取h2=x，最短的渗流途径为h1+2h2,不产生管涌的安全条件为：

K×i×r w ≤r相

式中K为安全系数，取1.8

水容重r w =9.8 kN/m3

土的浮容重r相=19.5-9.8=9.7 kN/m3

水力梯度i= h1/( h1+2x)

计算得：x≥1.2m，实际入土深度为5.68m（相对河床），满足要

求。

4、钢板桩应力验算

采用MIdas软件进行计算

钢板桩最大弯矩为：31.4kN·m

则最大应力为

δmax=M max/W=31.4kN·m/（2×102 cm3）=154MPa<310MPa 满足要求。

5、内支撑验算

以第二层支撑为验算对象，P=94.0kN/m，按三跨连续梁进行验算，最大弯矩为：305.6kN·m，双拼I40a工字钢截面模量W=2×1090=2180 cm3，则

δ=M/W=305.6kN·m/2180cm3=140.2MPa<215MPa 满足要求。

海中16#台钢板桩围堰计算书