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S324省道南环大桥工程项目主桥主墩钢板桩围堰施工技术方案.docx3.3.3、当钢板桩难以下插时,应停下来分析原因,检查锁口是否变形,桩身是否变形,钢板桩有无障碍物等,不能一味蛮干,损毁钢板桩。
3.3.4、振动锤的夹板由液压控制,必须经常检查液压设备,防止因液压泵失灵而引起钢板桩掉落。
3.3.5、振动锤的电动机长期超负荷运转,容易发热烧毁东方市场改造工程施工组织设计,尤其在硬塑性粘土上打拔钢板桩时更应注意。
4、基坑开挖及变形监测
当钢板桩插打结束后,进行承台基坑的开挖。开挖过程中,挖机严禁触碰钢板桩。开挖承台基坑时随机检查基坑边坡稳定情况必要时进行支撑加固,以防水压力过大影响围堰内的施工安全。
4.1.1、在开挖过程中应充分考虑时空效应规律:遵循分区、分块、对称、平衡的原则,根据基坑形状合理分块、分段开挖;
4.1.2、坑底留20cm土由人工清除,不得超挖;
4.1.3、基坑内封底砼施工完成后,应及时绑扎承台钢筋、浇筑承台混凝土;
4.1.4、土方开挖期间,应注意挖土机械不得损坏支护结构等,基坑四周及支撑梁严禁堆土或堆载。挖出的土方及时运走,严禁堆放在基坑附近。
4.1.5、在基坑开挖完成后为防止下雨造成坑内积水,要及时做好相关排水及积水设施,在基坑内设置集水井,将雨水收集到积水井内由水泵直接抽入到盐河航道内,当天气遇到较大雨水时将基坑内设备人员全部调离基坑,转移至安全区域,待天气转好后进行快速排水。
支护工程极为复杂,影响安全的因素很多,必须随时做好应付可能出现的不利情况,确定合适的应急措施以保证安全。
5.1、土方开挖期间,设专人定时检查基坑稳定情况,发现问题及时与技术人员联系以便及时处理。
5.2、出现漏水、涌水时,应及时回填或回水,防止事态扩大。
5.3、如果基坑位移过大或出现其它险情,现场应立即停止挖土,通知有关单位人员进行分析,采取相应加固措施。
5.4、现场要有快干水泥、水玻璃等应急材料。
6、 基坑及相邻环境监测
6.1、控制点设置:控制点是整个监测的基准,所以在远离基坑的比较安全的地方布设。每次监测时,均应检查控制点本身是否受环境影响或破坏,确保监测结果的可靠性。
6.2、水准基点的布设:水准基点作为沉降监测基准的水准点,一般设置三个水准点构成一组,埋设在沉降影响范围之外稳定的盐河混凝土护岸上,作为整个高程变形监测控制点。
6.3、围护结构和支撑体系的监测:钢围堰顶水平位移、沉降的监测,在钢围堰顶设置水平位移观测点兼作沉降观测点,测点采用钢筋焊接在钢围堰钢板桩顶上,钢筋上刻上十字丝作为点位观测用。测点间距的确定主要考虑能据此描绘出基坑围护结构的变化曲线。在开挖基坑之前,即对钢筋顶进行坐标和高程观测,并记录初始值,水平位移观测使用全站仪,每次观测时,采用盘左盘右坐标取平均。沉降观测仪器为精密水准仪,铟钢尺,每次沉降监测工作,均采用往返闭合方法进行检查,闭合差的大小应根据不同情况的监测要求确定。钢板桩的深层水平位移在基坑开挖中,钢板桩侧向变形是最重要的监测项目。通常采用测斜仪测量,将钢板桩在不同深度上点的水平位移按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线。
6.4、周围土体的监测:基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形。过量的变形将影响钢围堰的结构安全,甚至导致破坏。因此,必须在基坑施工期间对它们的变形进行监测。
6.5、监测期限、频率和预警值:自钢围堰施工开始至承台基坑回填土完毕,根据工程工期进度安排,基坑监测时间与承台施工保持同步。各监测项目在基坑开挖前测初值。此观测值是计算变形量的起始值,观测时特别认真仔细。并连续观测 2 次,没有发现异常取平均值作初值。在开挖卸载急剧阶段,当变形超过有关标准或场地变化较大时,应加密观测,间隔时间不超过一天;当大、暴雨或基坑荷载条件改变时应及时监测;当有危险事故征兆时,应连续观测。基坑施工监测的预警值就是设定一个定量化指标系统,在其容许范围内认为是安全的,且不对周围环境产生有害影响。预警值的确定应满足相关规范规程设计的要求,结合考虑基坑规模、工程地质和水文地质条件等因素。
基坑开挖后承台施工期间,设置变形观测点对钢板桩的位移进行有效控制。定期进行观测。如果发生超过允许位移的情况,一定要及时对钢板桩进行加固处理,保证基坑安全。
基坑开挖至内支撑位置时,进行内支撑的安装。
内支撑的设置,除了考虑受力外,还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置,一边开挖一边安装,根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑周边梁围檩采用双拼400*400H型钢,八字斜撑每个角设置2道400*400H型钢,具体尺寸见详图。支撑拟采用两道。
在完成以上工作后,可进行清基、打封底砼及承台施工。
将基坑底部人工找平,根据施工图设计,在承台施工前,将进行封底砼施工。基坑降水满足封底砼施工条件时,及时施做封底砼。(封底砼厚度详见承台施工技术方案计算说明)
在钢板桩围堰及封底砼施工完毕后即进行承台的施工,抽水、清理封底砼面层和破除桩头,拆除影响承台施工的围堰内部分杆件,转换相应的其他加固措施。绑扎钢筋,安装模板,浇筑混凝土。混凝土运输采用泵送,在工作平台上用减速漏斗下料,分层浇筑混凝土。由于本桥主桥主墩承台(14.6m×9.6m×3m)384.475m3,为大体积砼。因而在浇注过程中应采取有效的措施和合理的施工工序,注意砼水化热影响,避免产生裂缝。(承台施工方法将在承台施工技术方案中细化)
主桥主墩承台、护岸施工结束后,可拔除钢板桩。拔桩前向围堰内灌水,将水灌至支撑位置,拆除上部支撑。拔桩时应开启振动锤,将桩侧土振松后吊车以最慢的速度起钩;观察吊车稳定情况,逐渐加快起拔速度。
七、主墩16#、17#墩承台施工钢围堰验算
1.2、地质情况自上而下依次为淤泥、淤泥质粉质粘土、亚粘土、粉砂夹亚砂土等,在筑岛过程前,将淤泥层清除。
根据河床地质和水文情况及施工要求,16#墩和17#墩均采用长9m、宽0.4m、小齿扣拉森钢板桩, W=1346cm3 。16#墩和17#墩均设置两道内支撑(详见另附图),所有围囹、斜撑均采用双拼400*400H型钢,如若需要则横向支撑采用直径609圆管,节点采用焊接(施工中严格执行钢结构施工规范)。
因16# 和17#围堰尺寸类同,而内支撑材料一样,受力情况相差很小,故可只分析验算其中受力较大的16#墩围堰受力情况。
根据《324省道南环大桥工程设计施工图纸》中工程地质剖面图,围堰处土的分层如下:
考虑基坑外其他均布荷载:q=20KN/m2
安全起见,采用力学性能较差的亚粘土的参数进行计算。
取宽板桩计算其侧面荷载。
作用于板桩上土压力强度及压力分布图见图6 。
主动土压力系数:Ka=tg2(45°-φ/2)=0.59
被动土压力系数:Kp=tg2(45°+φ/2)=1.69
均布荷载换算高度:h=q/γ=20/17.7=1.1m
钢板桩顶土压力:Pa1=γ·h·Ka=17.7×1.1×0.59=11.8KN/m2
开挖面水压力:Pa4=γ(1.8+0.713)=17.7×2.513=44.480KN/m2
(2)板桩入土深度计算:
板桩入土深度:T=α·H=0.6×3.213=1.928m,
板桩总长度L=H+T=3.213+1.928=5.141m。选用钢板桩总长度9m(因厂家无6m长钢板桩),
板桩实际入土T=5.5m。
(3)钢板桩稳定性计算
对钢板桩A点力矩平衡进行抗倾覆验算
主动土压力Ea=γ(H+T)2·Ka-(H+T)+2c2/γ
=0.5×17.7×8.7132×0.59-2×29.6×8.713×+2×29.62/17.7
=99.197KN/m
被动土压力Ep=γ·T2·Kp+·T·
=0.5×17.7×5.52×1.69+2×29.6×5.5×
=875.714KN/m
以宽度钢板桩为单元进行计算
Ma=Ea×(T+H)=99.197×(5.5+3.213)=576.202KN·m
Mp=Ep×(T+H)=875.714×(×5.5+6.5)=8903.092KN·m
K== =15.451>2,满足稳定性要求。
(4)钢板桩竖向承载力验算
①内支撑自重:645KN;
②钢板桩自重:1466.2KN;
③其他施工荷载:150KN;
以上合计:2261.2KN。
上述竖向全部荷载靠钢板桩侧摩阻力及其桩尖反力承担,查相关规范和勘探报告资料,计算如下:
桩尖反力: (安全考虑,不计),
合计: 。
安全系数为:,承载力满足要求。步骤(2)中钢板桩插入深度5.5m,满足要求。
板桩弯矩:M=β·H3=0.46×3.2133=15.258KN·m,
支撑反力:R=ξ·H2=7×3.2132=72.264KN,
支撑距板桩顶距离:S1=0.475×H+0.16×T=0.475×3.213+0.16×5.5=2.406m
横撑间距按照l=布置,则
R=2.4H2=2.4×3.2132=24.776KN
采用双拼400*400H钢支撑,w=2×3=3,满足要求。
(7)钢板桩围堰坑底涌砂验算和封底砼计算:
取KS=2.0,h‘=3.213m,h1=2.513,h2=5.5m
其中:h’为基坑内抽水后水头差,
h1+h2 为紧靠板桩水渗流的最短流程,
则按公式得出0.779
故坑底管涌可能性不大,为了保证能够及时抽干完围堰内水进行干作业,加快施工进度,保证施工安全及质量,宜选择进行砂浆垫层铺筑。
(8)围堰的抗浮稳定性计算
因坑底不会出现管涌现象,故不用考虑围堰的抗浮稳定性。
图7 项目部组织机构图
质量是企业生存的重要条件,牢固树立“百年大计,质量第一”的工作方针,建立健全各项质量管理制度。
(1)、为保证钢板桩的进场质量,设专人进行检查,填写检查验收单,对超允差的拒绝使用。
(2)、施工技术人员要熟悉施工图纸,有关规范和文件,及时处理设计变更手续。
(3)、参加操作的工人应训练有素,关键工种如起重工,电焊工,电工,测量员等均需进行岗前培训,考核合格后方可上岗操作,施工前对职工进行技术交底及技术指导。
(4)、各工序均须进行自检和互检,上一道工序不合格不得进行下一道工序的施工。
(5)、各种材料,成品,半成品加工件均有出厂报告或质量保证书,拉杆确保有足够的拉力,保证围堰有足够的稳定性。
(6)、各种施工原始记录,质量检查记录均应完整无缺,与施工同步,有专人填写,收集,整理,采用法定计量单位。
(8)、加强质量教育,由工程定期召开施工技术员和班组质检员会议,学习有关规程,规范和文件;每月定期由主管施工的负责人,班组长向职工进行技术交底,强调保证质量的关键措施和具体施工办法。
(9)、建立必要的奖罚制度,对保证质量作出贡献的职工,对工程质量一向过硬的班组和个人以表扬和适当的物质奖励,对质量事故的负责者,视损失大小,情节轻重给予经济上惩罚。焊接在相对静止时进行,反对动态或吊中焊接。
安全目标:安全生产零事故,创建全省平安工程示范点。
图8 安全保证体系网络图
(2)、认真执行安全生产责任制,坚决执行谁负责生产,谁就负责安全的原则。严格遵守各项安全操作规程,建立健全安全检查制度和安全教育制度,坚持每旬由专职安全员组织的安全活动。在每个施工项目开始施工前,由主管施工的负责人向职工进行技术交底,由组长或班组安全员召开班前安全交底会,对当天工作进行安排和对前一天工作进行检查小结。各班应有专人记好安全台帐和上岗记录。
(3)、坚持执行安全生产六大纪律,牢固树立安全第一思想。起重工认真执行“十不吊”,电焊工执行“十不烧”等规章,杜绝违章操作,盲目施工的现象。
(4)、施工机具、材料、设备应堆放整齐,机具、设备安装应牢固可靠,工地四周应配有足够的消防器材。
(5)、机械.电器操作人员应严格遵守操作规程,各种移动式电器设备均需有漏电跳闸保护措施,各种电器必须有可靠的接地和接零,手提灯照明电压须小于或等于36伏.
(6)、新工人必须脱产进行安全技术教育,考试及格者方可进场工作,气压.油压工作人员必须经过培训,合格者进行实践,掌握气压操作技术,才能上岗。
(7)、应有专人负责电缆收放,防止钢丝绳绞起损坏造成事故。电缆、电器设备应有电工负责管理,经常检查,防止损坏。电缆必须放在路的两侧,不能在吊臂及交通要道下面放置,防止轧破。
(8)、起吊作业时,均需有专人指挥,严禁违章操作。
(9)、水上施工人员须穿好救生衣,应配有救生圈及消防器材。
(10)、所有吊装的电机,电器NB/T 10641-2021标准下载,制动等都必须检查一遍,确保完好。
(11)、扒杆及滑车组等设施齐全,完好。大件吊装时吊索夹角大于45°。
(12)、在吊装区域范围内禁止闲杂人员入内,观察人员须离吊装区域外一定距离,且用绳索设置禁入区。
(13)、高空作业需系好安全带。
(14)、所有工具,用具,救生设施等齐全,且专箱专柜摆放。
(15)、严格按照劳动安全法规执行北运河漫水路道路工程施工组织设计,安全生产。
十、文明施工措施及环境保护措施