1、新建南广铁路 NGZQ8 标逢远河特大桥钢板桩围堰及井点降水施工方案编制： 审核： 审批：中铁大桥局+南京铁路枢纽土建工程 NJ-3 标七工区二 OO 九年七月十一日1逢远河特大桥钢板桩围堰及井点降水施工方案一、编制依据1.1 新建铁路南宁至广州线桂平西至肇庆北段逢远河特大桥施工设计图1.2 新建南广铁路 NGZQ-8 标逢远河特大桥实施性施工组织设计1.3 现场调查的资料及本单位作业架子队伍、技术装备能力及施工实践经验；1.4 国家、铁道部现行设计施工规范及验收标准；客运专线铁路桥涵施工技术指南(TZ213-2005)铁路混凝土工程施工技术指南(TZ210-2005)客运专线铁路桥涵施工质量
2、验收暂行标准(铁建设2005160 号)铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设2005160 号)铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准(铁建设2005157 号)铁路工程结构混凝土强度检测规程(TB10426-2004)铁路工程施工安全技术规程(TB10401.1-2003)1.5 本工程所涉及的地方和国家有关政策和法规，特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规。1.6逢远河特大桥地质资料二、工程概况逢远河特大桥 28#墩63#墩位于水田及池塘区，以粉质黏土、淤泥质粉质黏土为主，厚 910 米，地基承载力不大，局部存在可液化土层。孔隙潜水位于粉质黏土层中，埋藏较浅，一般 1.02.0m，水
3、位受季节性降雨影响，但升降幅度不大。经现场测定，各墩位地面标高及开挖深度见下表：承台开挖深度一览表墩号(桥台)地面标高(m)承台顶标高(m)承台底标高 宽*长*高(cm)河塘水面标高(m)河塘底标高(m)筑岛顶标高(m)开挖高度(m)28# 10.11 7.97 4.47 1000*1440*350 9.2 7.21 10 5.5329# 9.46 6.78 3.28 1000*1440*350 9.2 6.73 10 6.7230# 10.74 7.09 3.59 1000*1440*350 9.2 7.06 10 6.4131# 8.73 9.4 5.9 1000*1440*350 2.8
4、3232# 9.76 9.21 5.71 1000*1440*350 4.0533# 9.62 9.02 5.52 1000*1440*350 4.134# 9.62 8.83 5.33 1000*1440*350 4.2935# 9.36 8.64 5.14 1000*1440*350 4.2236# 9.89 9.48 5.98 1000*1440*350 3.9137# 9.67 9.37 5.87 1000*1440*350 3.838# 10.14 9.3 5.8 1000*1440*350 4.3439# 9.62 9.27 5.77 1000*1440*350 3.8540# 1
5、1.02 10.77 7.27 1000*1440*350 9.17 8.3 9.9 2.6341# 9.91 8.27 4.77 1000*1440*350 5.1442# 9.9 5.77 2.27 1000*1440*350 9.17 5.85 9.9 7.6343# 9.8 6.27 2.77 1000*1440*350 9.17 6.37 9.9 7.1344# 9.63 3.77 0.27 1000*1440*350 8.88 2.8 9.6 9.3345# 10.56 4.27 0.77 1000*1440*350 8.88 2.8 9.6 8.8346# 10.47 7.27
6、3.77 1000*1440*350 8.88 7.37 9.6 5.8347# 7.95 7.27 3.77 1000*1440*350 4.1848# 12.69 11.27 7.77 1000*1440*350 4.9249# 8.89 8.77 5.27 1000*1440*350 3.6250# 9.72 9.77 6.27 1000*1440*350 3.4551# 10.13 9.77 6.27 1000*1440*350 3.8652# 9.85 9.77 6.27 1000*1440*350 3.5853# 9.75 9.77 6.27 1000*1440*350 3.485
7、4# 9.9 8.27 4.77 1000*1440*350 5.1355# 8.13 7.77 4.27 1000*1440*350 3.86356# 7.56 7.77 4.27 1000*1440*350 3.2957# 7.72 7.77 4.27 1000*1440*350 3.4558# 8.07 7.77 4.27 1000*1440*350 3.859# 8.07 7.77 4.27 1000*1440*350 3.860# 8.32 7.77 4.27 1000*1440*350 4.0561# 8.48 7.77 4.27 1000*1440*350 4.2162# 8.9
8、1 8.27 4.77 1000*1440*350 4.1463# 8.91 8.27 4.77 1000*1440*350 4.14三、施工方案逢远河特大桥 28#63#墩除 28#30#墩、40#、42#45#、56#、57#墩位于鱼塘中的承台采用钢板桩围堰施工外，其余墩位均采用 1:0.5 放坡开挖辅以井点降水施工。采用钢板桩防护墩位承台平面均为矩形。承台地基均为粉质黏土、淤泥质粉质黏土地基，基坑开挖深度除 40#墩外，其余均在 5m 以上，为防止承台基坑开挖过程中出现坍塌及流砂现象，所以该部分墩位承台基坑开挖采用钢板桩进行防护。井点降水施工墩位承台平面均为矩形，基坑开挖深度均在 5m
9、以内，先利用挖掘机放坡开挖至地下水位标高处，然后在基坑周围设置井点降水，辅以水泵抽水，再继续开挖基坑。四、钢板桩围堰设计、计算(以 44#墩为例)钢板桩围堰大小根据承台尺寸而定，其内框尺寸比承台尺寸大 1.5 米左右，钢板桩围堰的刚度根据地面标高、基坑开挖深度及钢板桩受力等因素决定。钢板桩围堰设计时保证足够的强度、刚度和稳定性，钢板桩围堰顶面标高、入土深度、支撑位置设置，根据墩位不同而异。钢板桩采用 WRU13 型钢板桩，利用挖掘机配合机械手插打。桩长根据施工需要配备 15m 和 12m 两种规格。40#墩地面标高+10.027m ，承台底标高 5.265m，混凝土垫层厚 0.1m，封底厚度为
10、0.5 米，基坑底开挖至 4.665m，开挖深度为 5.362m，然后插打 12m 长钢板桩开挖承台基坑。第一层土质为回填土，厚度为 8 米，取土的内摩擦角为 1=35，重度41=18KN/m 3，粘聚力 C1=10KPa；第二层土为粉质粘土，厚度取 3 米，内摩擦角为2=7.8 ，重度 2=18.5KN/m 3，粘聚力取 C2=12.3KPa；第三层为淤泥质粉质粘土，内摩擦角为 3=11，重度 3=17.1KN/m 3，粘聚力取 C3=14.8Kpa。基坑开挖时基坑附近会有挖掘机荷载，计 q=20KN/。钢板桩及内支撑布置见下图：（一）钢板桩的受力计算桩顶标高+8.9m，单根截面积 ，27.
11、98cmA, 。3146/Wcm42/Ic5计算工况：在标高+3.0 米处安装一道支撑，挖深为 8.63 米。、C 按地面下 15 米范围内的加权平均值计算：= =17.1KN/m381.59= =24.673261.C= =27.1 KPa105查表可知:Ka=0.412=0.642KaKp=2.427=1.558ph= m201.7q设土压强为 0 处离地面的距离 Zo：hKa+（ Ka+ w）Zo-2C =0KaZo= 2 米227.10642.71.04wCKah故知压强为 0 的位置在地面一下 2 米处即标高为+7.9 米处。钢板桩底即标高为-6.1 米处的主动土压强pa=1.17K
12、a+15Ka +15 w -2C Ka6=1.1717.10.412+157.10.412+1510-227.10.642= 167.3KN/基坑底即标高为 0.17 米处的被动土压强：pp=2C K=227.11.557=84.4 KN/钢板桩底即标高为-6.1 米处的被动土压强：pp=HKp+ H w +2C Kp=6.277.12.427+6.2710+227.11.557= 255.1 KN/取 1 米宽的单元作为计算对象，将其简化为有悬臂端的简支梁，如下图所示： R2=167.3N/mp-5K.840由上图可知，在基坑底部以下，被动土压力明显比主动土压力大，故可知基坑底部以下土的主被
13、动土压力相互抵消，主动土压力与被动土压力绝对值相等的位置大约位于基坑底部。用等梁法进行计算，土压力强度为 0 的点位于基坑底部。则上图可以简化为下图进行计算：7用 sap2000 计算得知Mmax=87.06KNmR1=6.23kNR2=174.91KN弯矩图示如下：钢板桩应力： 1.056maxax87.014.73MMpaWMpa5.178（二）内支撑计算根据上述计算，可得内支撑的最大荷载： 。用 sap2000 建立支撑.91/TkNm桁架的计算模型如下：8板桩四周的分配粱及内支撑均选用 2 根工 40a 型钢，其单根截面特性分别为：, , ， ；32180xWcm40xIc3max16
14、Sc217.Acm计算其弯矩及剪力图如下：9由计算结果可知，杆 3 承受的弯矩及剪力均为最大，其分别为,；其轴力为max203.6MkNmax2.4VkNmax760.5TkN杆 1 所受的轴力最大， ；a163.T杆 3 最大弯应力为： 63max203.04.1708XM aMpPaW最大剪应力为：36max83.1.525240.0V VwS fMIt 最大压应力为： 3276.5.171NMPafaA最不利截面处应力为:2 221()3(46.5)340.MNV98.15PaPa10结果满足要求。 杆 1： 最大轴力， ；max1463.TkN最大压应力为： 463.085.01787
15、2NMPfPaA满足要求。（三）基坑底的抗管涌计算为保证抗管涌安全系数为 1.5 则钢板桩的入土深度最少为：=4.85 米1.58730.187322wKht本设计中入土深度为 6.37 米，完全满足抗管涌要求，故基坑底部可以不设封底混凝土，但为安全起见，本设计采用 30cm 的封底混凝土。其他墩位基坑开挖、钢板桩及内支撑设置参照 44#墩。五、钢板桩围堰施工的主要施工方法、工艺流程和质量控制（一）主要施工方法钢板桩施工前，先进行试拼和维修工作，把钢板桩每三块联结在一起；在钢板桩承台底垫层部位涂沥青，以便于插打和抽拨；利用挖掘机配合机械手插打，插打时要采取措施保证钢板桩的倾斜不大于 1%和接口
16、严密，钢板桩插打合龙后及时安装焊接水平支撑架，插打自一侧中间部位向两侧并插打至另一侧中间部位合龙。钢板桩插打完后，先利用挖掘机垂直开挖承台基坑至第一层内支撑底部 20cm，然后在防护钢板桩间焊接工 40a 型钢使其连接成整体，并在型钢间设置内支撑，支撑设置好后方可进行承台基坑开挖，直至承台底标高。基坑开挖时辅以水泵抽出基坑积水(如基坑较深，且水的渗透量较大，则需浇筑封底混凝土)，浇筑承台基底 10cm 混凝土垫层。在基底垫层混凝土达到设计强度后，将其表面整平，然后切割钢护筒，进行钻孔桩桩头处理，绑扎承台钢筋，设置降低混凝土水化热影响的循环冷却水管及各种预埋件，检查合格后按照有关规范和工艺浇筑承
17、台混凝土。（二）施工工艺流程图（见下图）11（三）钢板桩加固1、钢板桩加固措施。钢板桩型钢内支撑选用2根工40a，第一层内支撑距离地面1.21.5米左右，如第一层内支撑与基坑底的距离大于5米时，则需在承台顶上方50cm左右加设一层内支撑。施工时基坑超挖10cm以上，然后浇筑C35混凝土垫层，如需浇筑封底混凝土的则超挖40cm以上（具体超挖深度根据封底混凝土及垫层混凝土的厚度确定） 。2、钢板桩加固原则。在确保安全的前提下，基坑支撑的施工与基坑内水位或泥面的下降按“先支撑后降水，分层支撑分层降水”的原则进行。3、钢板桩内支撑安装。首先在安装位置下方焊接承受内支撑自重的临时短型钢，然后起吊内支撑型
18、钢就位。由于部分钢板桩侧面与支撑型钢之间存在空隙，将每片有空隙处的钢板桩用短型钢与内支撑型钢焊接固定，尤其注意钢板桩围堰四角与支撑型钢的固定，同时加强焊缝质量检查。（四）施工中注意事项该钢板桩围堰在整个工程施工中要注意以下几点：测量放样钢板桩检查及处理铺设便道钢板桩施打安装支撑基坑开挖结构物施工钢板桩拔除121、插打钢板桩时要严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩要从两个相互垂直方向同时控制，确保垂直不偏。2、钢板桩围堰的合龙。钢板桩围堰合龙段选在承台短边侧面，在合龙时，两侧锁口不一定会平行。为此要在钢板桩顶端使用千斤顶或复滑车组调整两侧锁口的平行，而且在合龙段采取先插合龙、再逐根施打到位，使钢
19、板桩围堰合龙。3、钢板桩防渗漏措施钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏，但是如果锁口不密、外侧水压力过大，钢板桩围堰会出现渗漏，可采取如下措施进行预防和处理。施工时的预防渗漏措施。钢板桩渗漏一般出现在锁口位置，因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验，检查钢板桩锁口松紧程度，过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏；施打前在钢板桩锁口内抹黄油；施打时控制好垂直度，不得强行施打，损坏锁口。施工后的小渗漏处理。抽水后发现钢板桩锁口漏水，但不太严重时，可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。施工后的大渗漏处理。可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵；渗漏严重时，在钢板桩围堰渗漏外侧堵
20、砂袋或散装细颗粒堵漏物（如木屑、炉渣、谷糠等）, 内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。（五）质量控制及检验1、质量控制钢板桩的设置位置选择便于结构物基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合钢板桩模数。整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。钢板桩吊运：装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根
21、起吊。成捆起吊通常13采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；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；钢板桩应分层堆放，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。在插打钢板桩过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过 2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。围堰周围 15m 范围内禁止堆放挖土的淤
22、泥及其他施工材料（包括钢筋、砂、石料等） 。围堰支撑安装完毕后禁止任何大型车辆在上述范围内行驶。2、检验选用钢板桩应符合GB_T20933-2007热轧U型钢板桩国家标准相关规定要求，并按相关规定进行检验。对钢板桩母材的化学成分及机械性能进行全面试验。包括钢材的化学成分分析，构件的拉伸、弯曲试验，锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每 20-50t 重的钢板桩应进行两组试件试验。六、井点降水设计与施工逢远河特大桥 28#63#墩承台尺寸为长 10m、宽 14.4m，高 3.5m。墩位处地质情况为：淤泥质黏土。地下水位取地面以下 1m 处。采用轻型井点
23、法降低地下水位，按无压非完整井环形井点系统设计。井点降水管布置见下图：14（一）井点降水设计1、井点系统的布置根据本工程地质情况和平面形状，轻型井点选用环形布置。井管距基坑边缘0.6m，总管长度：L=(18.2+22.6)2=81.6m水位降低值：S=9.9-4.77+0.5=5.63m采用一级轻型井点，井点管的埋设深度（总管平台面至井点管下口，不包括滤管）：HAH1+h+IL=5.13+0.5+0.118.2/2=6.54mH1：井点管埋置面至基坑底面的距离h：基坑底面至降低后的地下水位线的距离，取 0.5mI：水力坡度，环型井点降水一般取 0.115L：井点管距基坑中心的水平距离，取短边采
24、用 6m 长井点管，直径 50mm，滤管长 1m。井点管外露地面 0.2m，埋入土中6.8m（包括滤管）大于 6.54m，符合埋深要求。井点管及滤管长 7m，滤管底部到距离不透水层顶部 2.2 米。2、基坑涌水量计算基坑的长宽比小于 5，可以按无压非完整井环形点系统涌水量计算公式进行计算：基坑涌水量计算S/(S+l) 0.2 0.3 0.5 0.8H0 1.3(S+l) 1.3(S+l) 1.7(S+l) 1.85(S+l)Q= 0xlg236.1RSKH0：有效带深度；s=6-0.2-1.0=4.8m。根据 查上表 ，求得 H0：H0 =1.85（s +1）=1.85 （ 4.8+1.0）=
25、10.73（m）由于 H0 H(含水层厚度 H=1+8-1.5=7.5m)，取 H0=H=7.5（m ）K：粉质黏土层渗透系数，根据经验值取 K=8m/dR：抽水影响半径， （m） x0：基坑假想半径， 11.4m14.3286.AxoQ= 0 327.561.361.385.2lglgl.HSK d3、计算井点管数量及间距单根井点管出水量：q= 33 3650.51820.4dlKmd井点管数量：n=1.1 1.86.27Qq根井距：16D= 81.647.Lnm4抽水设备选用抽水设备所带动的总管长度为 81.6m。选用 W5 型干式真空泵。所需的最低真空度为：hk = 10(6+1.0)
26、=70(KPa)所需水泵流量：Q1 =1.1Q=1.1865.2=915.7（m3/d）=39.7（m3/h）所需水泵的吸水扬程：Hs 6+1.0=7(m)根据 Q1、Hs 得知可选用利用 7.5KW 高压水泵。（二）井点降水施工1、施工特点机具设备简单、易于操作、便于管理。可减少基坑开挖边坡坡率，降低基坑开挖土方量。开挖好的基坑施工环境好，各项工序施工方便，大大提高了基坑施工工序。开挖好的基坑内无水，相应的提高了基底的承载力。2、降水原理沿基坑四周每隔一定间距布设井点管，井点管底部设置滤水管插入透水层，上部接软管与集水总管进行连接，集水总管为 150 钢管，周身设置与井点管间距相同的50 吸
27、水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，从而达到降低基坑四周地下水位的效果，保证了基底的干燥无水。、施工顺序及方法测量放线挖井点沟槽冲孔下设吸水井点管灌填粗砂滤料铺设集水管连接集水管与井点管安装抽水设备试抽正式抽水基础施工撤离井管利用 7.5KW 高压水泵，通过软管与一根特制的 50 钢管相连，钢管端部设有喷水孔，由两名操作工人手持钢管在集水管位置上下抽动，直至成孔，成孔深度一般比滤17管深 0.5m，冲孔时注意冲水管垂直插入水中，并做左右上下摆动，成孔后立即拔出50 冲水管，插入井点管，集水管放入完成后，向孔内灌入少量粗砂，保证流水畅通。每根井点管埋设完成后应检查其渗水性能，检查方法为，
28、在正常情况下，井点口应有地下水向外冒出；否则从井点管口向管内灌清水，看管内水下渗情况，如果下渗越快，说明该管质量优良。然后铺设 150 集水钢管，集水管与井点水管之间的连接采用 L=1.7m，50 的橡胶软管连接，两头用铁丝拧紧，外涂抹黄泥，以防漏气，最后连接真空水泵进行试抽。试抽的主要目的是检查接头的质量，井点的出水状况，真空泵的运转情况，如发现漏水、漏气现象，应及时进行加固或采用黄泥封堵处理，因为漏气会影响整套系统的正常工作，影响整体的降水效果。井点降水在使用时，要求不间断的连续抽水，真空泵旁侧必须配有备用发电机，一但停电，立即要进行恢复，否则可能造成基坑大面积坍塌，井点降水的正常规律是“先大后小，先混后清”原则，在降水过程中，要派专人观测水的流量，对井点系统的维护观察。七、附件
