碼頭鋼板樁圍堰施工方案

1、a15a21a/-3229區(qū)域地庫層施工鋼板樁圍堰施工方案一、工程概述根據(jù)提供的地質(zhì)資料和現(xiàn)場實地考察，a15a21a/2931區(qū)域坐落于北防波堤的坡身坡腳上，防波堤表層為鋪砌約1m厚500kg800kg的亂石頭，石頭層下至-10.0m為填土層（海沙），-10.0m以下為淤質(zhì)泥土。根據(jù)2010潮汐表查：10月份最高潮位+1.26m、最低潮位-0.85m，11月份最高潮位+1.37m、最低潮位-0.95m，12月份最高潮位+1.30m、最低潮位-1.12m。凼仔新客運碼頭a15a21a/-3229區(qū)域地庫層底板面標(biāo)高-2.2m，承臺底標(biāo)高-3.3m，由于澳門地區(qū)最低水位只有-1.0m左右，無法利

2、用趕低潮進(jìn)行該區(qū)域的地庫層鋼筋混凝土施工，因此綜合各方面考慮，擬采用鋼板樁圍堰抽水實現(xiàn)干水施工地庫層的施工方案。二、鋼板樁圍堰方案選擇根據(jù)鋼板樁的力學(xué)性能與以往的施工經(jīng)驗和現(xiàn)有的鋼板板型號，選用拉森型鋼板樁。鋼板樁的長度擬選12m，樁頂標(biāo)高+1.50m，樁底標(biāo)高為-10.50m。a15a21a/2931區(qū)域鋼板樁圍堰，圍堰尺寸定為：沿-2.0m-2.2m底板標(biāo)高的地庫外墻線外1.0m施打（見鋼板樁圍堰平面示意圖）?？紤]鋼板樁量投入和圍堰抽水強度等因素，圍堰擬分二個區(qū)實行流水作業(yè)。整個鋼板樁共設(shè)二道內(nèi)支撐，其支撐圍檁采用i305×305×98工字鋼，支撐桿采用400mm鋼管，

3、第一道標(biāo)高+0.50m，第二道標(biāo)高-1.0m。支撐水平間距4m。三、鋼板樁圍堰施工工藝1.鋼板樁選用拉森型鋼板樁，a15a21a/-3229區(qū)域先將引堤的表層塊石利用反鏟停在引堤上進(jìn)行清除，并將擬打鋼板樁圍堰外5m內(nèi)的堤頂降到+1.5m標(biāo)高，并在開挖過程中適當(dāng)鋪筑作為施工通道，施工通道標(biāo)高+1.5m。在a15a21a/-3229區(qū)域內(nèi)凡地庫面板底面標(biāo)高-2.0m以下的區(qū)域，全面設(shè)置鋼板樁圍堰，圍堰邊距承臺邊緣均為1m。樁頂標(biāo)高選+1.5m。 2.鋼板樁采用吊機停于堤岸施工通道上，通過吊機起吊振動錘進(jìn)行施打，先由測量人員按照設(shè)計承臺邊線寬出1m的位置放出鋼板樁的施工位置（即鋼板樁定位樁），然后根

4、據(jù)現(xiàn)場的潮水情況選擇作業(yè)時間和吊機停放位置。3.鋼板樁的施打：鋼板樁插打利用50t吊車作為起吊設(shè)備，配合dz60型振動錘的施工方法逐片插打。（1）、安裝鋼板樁插打?qū)颍轰摪鍢恫宕蛑?，先插?dǎo)樁和導(dǎo)框，以控制鋼板樁的平面尺寸和垂直度。導(dǎo)樁采用鋼板樁，導(dǎo)框用24槽鋼，導(dǎo)樁露出水面1m，間距8m10m。在鋼板樁的內(nèi)外側(cè)設(shè)置導(dǎo)框，內(nèi)外導(dǎo)框用10槽鋼固定，鋼板樁距導(dǎo)框邊緣5cm。；（2）、為了確保每一片鋼板樁插打準(zhǔn)確，第一片鋼板樁是插打的關(guān)鍵，插打前在導(dǎo)向架上設(shè)置限位裝裝制，大小比鋼板樁每邊放大1cm，插打時，鋼板樁樁背緊靠導(dǎo)向架，邊插邊將吊鉤緩慢下放，這時在相互垂直的兩個方向用錘球進(jìn)行觀測，以確保鋼板

5、樁插正、插直；(3)、通過檢測，確定第一片鋼板樁插打合格后，然后以第一根鋼板樁為基準(zhǔn)，再向兩邊對稱插打每一根鋼板樁到設(shè)計位置。整個施工過程中，要用錘球始終控制每片樁的垂直度，及時調(diào)整；（4）、每一片鋼板樁先利用自重下插，當(dāng)自重不能下插時，才進(jìn)行加壓。（6）、插打過程中，須遵守“插樁正直，分散即糾，調(diào)整合攏”的施工要點。4、鋼板樁圍堰施工中的防漏滲措施鋼板樁鎖口之間連接是否緊密是鋼板樁圍堰施工中的難點，是關(guān)系到圍堰是否能成功抽水進(jìn)行下道工序的關(guān)鍵因素。為此，須從鋼板樁施工前、插打時、抽水后等每道工序加以控制.（1）、鋼板樁在運到現(xiàn)場后，派專人仔細(xì)清理鎖口間雜物、觀察鎖口是否變形，對于鎖口變形的鋼

6、板樁，應(yīng)調(diào)正后使用；（2）、在鋼板樁鎖口內(nèi)涂抹黃油混合物油膏（重量配合比為瀝青：黃油：滑石粉：鋸末=4：6：10：1）以防止鋼板樁的漏水；（3）、鋼板樁在插打時應(yīng)保證其垂直，防止相互傾斜的鋼板樁之間索口無法密貼；（4）、鋼板樁圍堰在抽水后若存在較小的漏水現(xiàn)象，在抽水時，可以看到哪條縫出現(xiàn)漏水，利用漏水處水壓差降產(chǎn)生吸力的原理，在漏水處鋼板樁上迅速溜下一袋干細(xì)砂或鋸木屑、粉煤灰（煤碴）等填充物，在吸力的作用下，填充物會被吸入接縫的漏水處，將漏水通道堵塞，有效的減少漏水量。若抽水后漏水現(xiàn)象較為嚴(yán)重，則將舊棉被或土工布裁剪成3cm5cm的長條狀，派潛水員將漏水處用棉條從水面堵塞至海床面；5.鋼板樁圍

7、堰支撐：整個鋼板樁共設(shè)二道內(nèi)支撐，其支撐圍檁采用i305×305×98工字鋼，支撐桿采用400mm鋼管。具體的支撐標(biāo)高為：第一道+0.50m，第二道-1.00m。支撐水平間距原則上為4m，由于鋼板樁外形為異形，在支撐時按受力最大邊鋼板樁為主要控制布置支撐的原則。為利于承臺和地庫墻身的施工，第二道支撐高出承臺面100cm，地庫層外墻分二次施工，第一次和底板澆注到-1.50m，第二次施工澆注至第一層支撐底+0.20m。在進(jìn)行第二層支撐圍檁撐桿作業(yè)時，抽水標(biāo)高嚴(yán)格控制在-1.50m以上。6.圍堰清基：為了確保圍堰的安全，以及方便清基，圍堰完成第一道支撐后可進(jìn)行不抽水下進(jìn)行清基工作

8、，清基標(biāo)高禁止低于-3.60m.第二道支撐后可以進(jìn)行完全抽水和清基工作，泥土清除采用反鏟進(jìn)行。清基過程中，派專人負(fù)責(zé)觀察圍堰的變化情況。主要注意以下變化：（1）、圍堰的漏水情況。鋼板樁漏水量較大時，派人及時下去用棉絮封堵；當(dāng)開挖至坑底時，當(dāng)圍堰腳漏水時局部用砼進(jìn)行封堵。（2）、鋼板樁的變形和移位情況。隨著開挖深度的增加，鋼板樁所受的水壓力和主動土壓力較大，當(dāng)鋼板樁有異常情況時，立即停止清基，并及時向圍堰內(nèi)注水，使內(nèi)外水壓力保持平衡。并且在兩支撐之間或第二道支撐和坑底之間加密支撐，確保鋼板樁的穩(wěn)定。（3）、坑底的涌砂情況，由于地質(zhì)資料不詳，設(shè)計時按回填海砂最不利考慮，在基坑內(nèi)抽水時，可能會引起涌

9、砂的危險。當(dāng)出現(xiàn)涌砂時，應(yīng)立即停止清基抽水，并向堰內(nèi)注水，使內(nèi)外水壓保持平衡，然后采用水中挖基，水下澆注封底砼。（4）、清基過程中，要備有足夠大的潛水泵，以防鋼板樁出現(xiàn)異常時，以便采取緊急措施時灌水保證鋼板樁的內(nèi)外水壓力平衡。7.清基至設(shè)計標(biāo)高后，整平基底。并且在圍堰的中間設(shè)置集水坑用潛水泵抽取圍堰內(nèi)的滲水，確?；拥滋幱诟商?，然后進(jìn)行承臺施工。承臺施工時必須繼續(xù)抽水,禁止砼沒終凝前被水淹沒。8.承臺和地庫底板施工完畢后,第二道支撐轉(zhuǎn)換,先用10或圓木支撐在承臺頂向下20cm處,放水至承臺頂-1.50m標(biāo)高,然后拆除第二道支撐,地庫外墻第二層開始施工.9. 當(dāng)?shù)貛鞂尤渴┕さ?0.20m標(biāo)高，

10、達(dá)到設(shè)計規(guī)定的強度，即可拔除鋼板樁。先向堰內(nèi)注水至每道支撐下10cm左右處，再割除支撐并逐根吊出拔除，然后繼續(xù)注水直到鋼圍堰內(nèi)外水壓力平衡處，即可按順序逐根拔除鋼板樁，拔除采用dz60液壓振動錘。拔出鋼板樁的順序與施打時相反，后打先拔。10鋼板樁圍堰按地庫外墻外加1m的工作空間布置，考慮到鋼板樁投入量和抽水難度，擬分二個區(qū)進(jìn)行施工，第一個區(qū)待地庫層施工完成成后，拆除除連接段外的鋼板樁，再施打第二區(qū)鋼板樁，分區(qū)連接處采用插打橫向鋼板樁填充黃泥止水材料，地庫墻內(nèi)采用袋裝黃土堆疊擋水墻進(jìn)行過渡變換。四、 鋼板樁圍堰施工安全措施及注意事項：1、鋼板樁圍堰內(nèi)支撐一定要按設(shè)計進(jìn)行施工，施工焊縫一定要牢固，

11、斷面尺寸和數(shù)量要符合設(shè)計要求；2、對所有滑輪和鋼絲繩每天進(jìn)行檢查，特別是要注意滑輪的軸和鋼絲繩摩損情況，危及安全的要及時維修、更換；3、水上施工作業(yè)人員須嚴(yán)格遵守水上施工安全防護(hù)相關(guān)規(guī)定，所有進(jìn)入作業(yè)區(qū)人員均須戴好安全帽，穿好救生衣，必要時拴掛好安全帶；4、6級以上大風(fēng)應(yīng)停止打樁、吊裝等施工作業(yè)并做好防風(fēng)措施；5、注意圍堰的漏水情況。鋼板樁漏水量較大時，派人及時下去用棉絮細(xì)砂或木屑封堵；如果是堰腳漏水時局部用砼進(jìn)行封堵。6、圍堰施工前布置相應(yīng)的測量觀測點，定期對其進(jìn)行觀測，特別是在抽水和清基過程中注意觀察鋼板樁的變形和移位情況，并做好記錄。隨著抽水深度的增加，鋼板樁所受的水壓力和主動土壓力越大

12、，如鋼板樁有異常情況時，應(yīng)立即停止抽水。7、圍檁牛腿位置必須水平，圍檁與鋼板樁間的縫隙，要用硬木、型鋼頂死，確保圍檁受力均勻，受力點位置在圍檁中央。圍檁與圍檁、圍檁與直撐、牛腿等焊接的接縫飽滿，嚴(yán)禁脫焊、漏焊。8、由圍堰外至圍堰內(nèi)須設(shè)置爬梯等臨時出入通道，并焊好欄桿、踏步板，方便施工人員作業(yè)澳門北安碼頭鋼板樁圍堰設(shè)計及驗算1 設(shè)計資料11 樁頂標(biāo)高+1.5m，施工最高水位+1.4m12 地面標(biāo)高h(yuǎn)w+1.5m。（堤高+4.5m）13 地庫底板頂面標(biāo)高-2.2m，開挖地面標(biāo)高h(yuǎn)3：-3.6m，擬考慮超深0.3m，開挖深度為h:5.114坑內(nèi)外土的天然容重加權(quán)平均值r1r2均為：19kn/m；內(nèi)摩

13、擦角加權(quán)平均值=24°；粘聚力c:4kpa15 地面超載q按20kn/m2。16 擬設(shè)二層支撐，第一層標(biāo)高為+0.5m，第二層標(biāo)高-1.0m，二層間距1.5m。支撐圍檁采用英標(biāo)i305×305×98，w=1442cm3，支撐采用400mm鋼管，w=1599cm317 采用拉森型鋼板樁，w=2043cm3，=200mpa，樁長12m。2內(nèi)力計算21作用在鋼板樁上的土壓力強度及壓力分布主動土壓力系數(shù)ka=tg2(45°-24°/2)=0.42被動土壓力系數(shù)kp= tg2(45°+24°/2)=2.37鋼板樁均布荷載換算土高度h0

14、:h0=q/r=20/19=1.0522 支撐層數(shù)及間距施工前將堤土降到+1.5m標(biāo)高后，再進(jìn)行鋼板樁施工，計算時為安全起見，也考慮+1.5m標(biāo)高以上土對鋼板樁的影響。拉森型鋼板樁頂部懸臂端的最大允許跨度為：h=(6 w)/（rka）1/3=(6×200×105×2043)/(19×0.42) 1/3=3132mm=3.13m根據(jù)實際情況和方便于施工，確定第一層支撐標(biāo)高±0m，第二層支撐標(biāo)高-1.5m，支撐間距擬每隔4m設(shè)置一道。3 支撐系統(tǒng)計算31 圍檁 根據(jù)施工工序，分為二個工況；工況一、圍堰第一道支撐加好后，抽水到-1.50m標(biāo)高進(jìn)行第二

15、層支撐施工時；工況二、圍堰第二道支撐加好后，抽水、挖泥清基到-3.6m標(biāo)高時；第一種工況時，第一層支撐受力計算：第一層圍檁受力：樁頂標(biāo)高+1.5m處土壓力pa1(安全起見，堤高荷載也進(jìn)行計算)pa1=19×（1.05+(4.5-1.5)）×0.42=32.3 kn/m2鋼板樁標(biāo)高-3.6m處土壓力pa2pa2=rhka=19×（1.05+(4.5-1.5)）×0.42 +(19-10) ×(1.5+3.6) ×0.42=51.6kn/m2抽水-1.5m標(biāo)高后水壓力pw=rwh=10×(1.5+1.5)=30 kn/m2則總的

16、主動土壓力（土體壓力及水壓力）ea=（1.5+1.5）×30/2+(32.3+73.04) ×(1.5+3.6)/2=313.62 kn/m合力ea距-3.6m標(biāo)高處距離y313.62×y=32.3×(1.5+3.6) ×(1.5+3.6)/2+(73.04-32.3) ×(1.5+3.6)/2×(1.5+3.6)/3+30×(1.5+1.5)/2×(1.5+1.5)/3+(3.6-1.5)y=2.35m則q1×(3.6-0)= 313.62×2.35q1=313.62×2.

17、35/(3.6-0)=204.7 kn/m第二種工況時，第一層支撐受力計算近似法計算q1=(32.3+40.32)/2×(1.0/2)+(40.32+52.29)/2×(1.5/2)=52.88kn/m上述比較，第一種工況當(dāng)抽水到標(biāo)高-1.5m施工第二層圍檁時，第一層圍檁為最不利受力狀態(tài)，此時的受力為：q1=204.7kn/m，第一層圍檁以此值驗算第二層圍檁受力：近似法計算q2= (40.32+52.29)/2×(1.5/2)+( 52.29+73.38)/2×(2.6/2) =116.41kn/m32撐桿r=(1/2) ×qk(l1+l2)

18、式中l(wèi)1、l2為相鄰兩支撐間距第一層支撐（第一種工況時受力）r1=(1/2) ×qk(l1+l2)= (1/2) × 204.7×(4+4)=818.8 kn第二層支撐r2=(1/2) ×qk(l1+l2)= (1/2) ×116.41×(4+4)=465.64 kn4入土深度計算鋼板樁入土深度受兩個因素影響，一是豎向不產(chǎn)生管涌，二是基底土體橫向不產(chǎn)生側(cè)移。41先以不產(chǎn)生管涌為控制條件鋼板樁頂標(biāo)高為+1.5m，基坑抽水后水頭差為h1=1.5-(3.3)=4.8m，入土深度h2=x，最短的滲流途徑為h1+ h2×2，不發(fā)生管涌

19、的安全條件為k×i×rwrb k為安全系數(shù)取1.8rw海水容重取10.3 kn/m3土的浮容重為rb =19-10.03=8.97 kn/m3水力梯度i= h1/（ h1+2x）1.8×(4.8/(4.8+2x)×10.38.971.8×4.8×10.38.97×(4.8+2x)(1.8×4.8×10.3-8.97×4.8)/( 2×8.97)x計算得x2.56m滿足要求，不會發(fā)生管涌。42計算基底土體側(cè)向的穩(wěn)定性土壓力，水壓力及被動土壓力分部對基底a點取力矩平衡rb ×（k

20、p-ka）×x3/6= rwh12/6+ ka r h228.97×(2.37-0.42)× x3/6=10.3×4.82/6+0.42×19×(1.05+4.8+3)2/6x3=6×(10.3×4.8×4.8/6+0.42×19×(1.05+4.8+3)×(1.05+4.8+3)/6)/ (8.97×(2.37-0.42)=49.29x=3.67m 即x3.67m，土體就不會發(fā)生橫向移動綜合以上兩種安全控制條件，鋼板樁長度大于h=4.8+3.67+1=9.74米即

21、可滿足條件，取鋼板樁長度12m能符合要求。5基底抗隆起穩(wěn)定性驗算基底抗隆起穩(wěn)定性分析（同時考慮c、的抗隆起驗算法）結(jié)構(gòu)底平面作為求極限承載力的基準(zhǔn)面，可由下公式求抗隆起安全系數(shù)nq=etgtg2(45+/2)= 2.7183.14tg24tg2(45+240/2)=4.04×2.37=9.57 nc=( nq -1)/ tg=(9.57-1)/tg240=3.82ks=(r2tnq+cnc)/(r1(h+t)+q)= (19×7.2×9.57+4×3.82)/(19×(4.8+7.2+3)+20)=4.342.0即鋼板樁打入深度7.2m地基土穩(wěn)

22、定，不會發(fā)生隆起(精確計算打入土深度大于2.25m都不會發(fā)生隆起)。6構(gòu)件設(shè)計61圍檁設(shè)計第一層圍檁選用i305×305×98w=1442 cm3按連續(xù)梁兩端固結(jié)模式進(jìn)行計算最大彎矩mmax=0.07×q1×l2=0.07×204.7×42=229.26kn·mmax=mmax/ wf =229.26×103/1442=158.99f=200滿足要求第二層圍檁選用i305×305×98 w=1442 cm3按連續(xù)梁兩端固結(jié)模式進(jìn)行計算最大彎矩mmax=0.07×q1×l2= 0.07×116.41×42=130.38 kn·mmax=mmax/ wf =130.38×103/1