武汉天兴洲大桥铁路引桥及相关配套工程部分站前线下工程TZQ－1标钢板桩围堰施工方案编制：复核：审批：中铁七局集团武汉工程指挥部第三项目分部二OO五年八月1.工程概况1.1施工情况滠口左线引桥1#桥、滠口右线桥、谌家矶左线引桥多次跨越府环河下游的朱家河、新斗马河、滠水河西支。
滠口左线引桥1#桥8#～9#墩、滠口右线桥15#～16#墩，谌家矶左线引桥101#～102#墩位于滠水河道中。
滠口右线桥24#～28#墩由于规划河槽，加深开挖，承台底面距地面（水面）在9m~16m之间。
滠口左线引桥1#桥8#墩、9#墩位于滠水西支，枯水期水位为18.13m，河床底面标高分别为16.14m、14.07m，承台底面标高分别为11.72m、11.43m，承台底深度分别为6.5m、6.7m（距水面）。
承台均在粘土层中，粘土层直至承台底以下分别为3.5m、6.2m，然后到砂、砾石层。
其中，8#墩承台底以下0.3米有一层厚为2m的夹砂层，为避免发生管涌现象需要封底。
滠口右线桥15＃墩、16＃墩位于滠水河河道，枯水期水位为15.60m，河床底面标高分别为14.74m、15.77m，承台底标高分别为11.55m、11.25m，承台底深度分别为4.1m、4.5m（距水面）。
承台均在粘土层中，粘土层直至承台底以下分别为0.3m、3m，然后到砾石层。
其中，15#墩承台底以下0.3米为层厚3m的夹砂层，为避免发生管涌现象需要封底。
16＃墩不需要封底。
24＃墩～28＃墩横跨汉北河，其中，25＃墩、26＃墩为水中墩。
汉北河枯水期水位为17.05m，25＃、26＃墩河床底面标高分别为17.94m、17.6m，承台底面标高分别为5.76m、6.08m，承台底深度分别为11.3m、11m（距水面）。
25＃墩承台在粘土层与夹砂层中间，底部为粘土层，26＃墩承台位于粘土层中。
粘土层直至承台底以下分别为5.3m、5.4m，然后到砾石层。
24＃、27＃、28＃墩地面标高分别为20.5m、22.3m、22.37m。
承台底标高分别为11.63m、6.31m、11.6m，承台底深度分别为9m、16m、11m（距地面）。
承台均在粘土层中，粘土层直至承台底以下分别为0.7m、4m、8.5m，然后到砾石层。
其中，24#墩承台底以下0.7米为层厚2m的夹砂层，为避免发生管涌现象需要封底。
谌家矶左线引桥100#墩～102#墩位于滠水西支，枯水期水位为20.67m，河床底面标高分别为17.64m、16.36m、14.86m，承台底面标高分别为14.57m、12.3m、12.05m，承台底深度分别为6.1m、8.4m、8.6m（距水面）。
承台均在粘土层中，粘土层直至承台底以下分别为1.5m、0.5m、1.5m，然后到夹砂层。
为避免发生管涌现象均需要封底。
1.2工期情况枯水季节时间为2005年10月1日～2006年5月1日。
由于竣工日期为2006年11月30日，而2006年5月～2006年10月为汛期，河漫滩内墩位无法进行施工，所以只能压缩在该枯水期施工，以滠口右线桥25＃墩为例，基坑埋深11.3m，枯水期一到，即要进行场地平整、临时便桥、临时便道、电力铺架等大临工程施工，然后再进行水上作业平台的搭设，设备进场，设备就位，准备工作需要30天。
再进行钻孔桩施工，需要10天。
钢板桩设备进场至承台施工需要50天。
再进行承台施工，墩身施工，悬臂施工等完毕才能拔除钢板桩。
工期紧迫，钢板桩不能进行周转，水中墩及深埋墩施工需要同步进行。
2.总体施工方案㈠、钢板桩围堰施工方案滠口左线引桥1＃桥、滠口右线桥、谌家矶左线引桥水中墩及深埋墩采用拉森钢板桩做施工围堰的方法进行施工。
其施工工艺流程如下：拉森型钢板如下图所示（尺寸所示为拉森Ⅴ型钢板）：现以滠口右线桥25#墩为例：钢板桩的平面结构形式采用矩形，钢板桩采用拉森Ⅴ型，高度为18m。
钢板桩打入基坑底深度为5m。
钢板桩围堰尺寸为：13.5m×14m。
围堰内部设置H型钢矩形支撑（加设角撑）。
施工准备：将新旧钢板桩运到工地后，详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩采用检查小车进行检验。
锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。
同时确保接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
检查小车示意图在采用组桩插打时，每隔4～5m 设有一道夹木，夹木在板桩起吊前夹好，插打时，逐付拆除，周转使用。
组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。
钢板桩的吊运插打与合拢：钢板桩检查合格后，由两组平车运至墩位，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm ，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm 。
安插钢板桩使用高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，然后运用两个吊钩的吊起和放下，使钢板桩成垂直状态，脱出小钩，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。
起吊前，锁口内嵌填黄油沥青混合料。
箍紧钢板用的弧度卡箍，待插入锁口时逐个解除。
钢板桩逐块（组）插打到底，先插合拢后，再逐块（组）打入，本工程钢板桩拟先插上游边，在下游合拢。
抽水堵漏：钢板桩插打完，利用抓斗取土，当坑内积水到一定深绞车度时即可抽水，然后继续开挖。
抽水深度大于支撑高度时，要加设支撑然后才能继续进行往下开挖，严禁设置支撑前超挖。
在加设支撑时要检查各节点是否顶紧，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。
若为有水开挖，利用高压射水泵及吸泥机进行水下开挖，当挖至基坑底一下1.5m时，进行混凝土封底处理，封底混凝土采用C25标号，封底厚度为1.5m。
封底后进行抽水、并设置支撑。
直至基坑底。
拔桩：在钢板桩插打前，对插入土层内部的钢板桩内外两侧涂刷沥青，减少拔桩的摩擦力。
钢板桩拔桩前，先将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并陆续灌水至高出围堰外地下水位1～1.5m，使内外水压平衡，使板桩挤压力消失，并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。
再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高1～2m，然后依次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割。
滠口左线引桥1＃桥、滠口右线桥、谌家矶左线引桥水中墩及深埋墩所用钢板桩型号、数量、埋深及振拔机型号见附图。
㈡、钢管桩围堰施工方案滠口左线引桥1＃桥、滠口右线桥、谌家矶左线引桥水中墩及深埋墩采用螺旋卷制钢管桩做施工围堰的方法进行施工。
其施工工艺流程与钢板桩施工相同。
钢管示意图如下所示（钢管选用φ508壁厚10mm 螺旋钢板卷制）：3、锁口处×10钢板为挡渗水功能，可以用砂浆或沥青替代。
说明：1、本图单位除标记外均以mm 计2、钢管采用钢板螺旋卷制，孔径按照0.508m设计滠口左线引桥1＃桥、滠口右线桥、谌家矶左线引桥水中墩及深埋墩所用钢管桩型号、数量、埋深及振拔机型号见附图。
㈢、钢板桩、钢管桩围堰费用比较按照市场行情，钢板桩的打拔、租用共计2000元/吨；钢管桩购买、焊接、打拔费用共计6000元/吨。
钢板桩、钢管桩使用数量如下表：中铁七局集团天兴洲大桥项目部第三项目分部技术管理文件中铁七局集团武汉公司9注：表中括号内数据为非定尺桩的需要量，括号外为定尺钢板桩数量。
山型钢、T型钢、钢板及堵水钢板（可用沥青替代）见上页钢管桩示意图。
滠口左线引桥1＃桥、滠口右线桥、谌家矶左线引桥水中墩及深埋墩所需钢板桩共计1721T 。
钢板桩费用为2000元/吨×1721吨＝344.2万元。
同理经计算得滠口左线引桥1＃桥、滠口右线桥、谌家矶左线引桥水中墩及深埋墩所需钢管桩共计2685T 。
钢管桩费用为6000元/吨×2685吨＝1611万元。
综上，使用钢板桩围堰成本较钢管桩经济。
3.等弯矩布置水平支撑平面、立面图①、水平支撑立面图（标示钢板桩弯矩及支撑反力）A144KN/m②、水平支撑平面图（最大受力处支撑弯矩图）4.围堰、支撑及地基检算以滠口右线桥25＃墩为例，25#墩位于滠水河河道中，枯水期水位标高为17.05m ，由于该处位于规划河槽河道，承台底设计标高为5.76m ，既有地面标高为17.55m ，承台尺寸为：10.6m ×9.8m ×3m 。
桩基为8φ150梅花布置钻孔桩。
地质分布为17.55m ～8.35m 为粘土，8.35m ～5.34m 为夹砂层，5.34m ～0.46m 为粘土，0.46m ～-6.76m 为砂砾层。
（详见滠口右线桥24＃墩～28＃墩立面图）根据以上工程概况，采用矩形钢板桩围堰施工（围堰尺寸为：13.5m ×14m ）。
使用18m 长拉森Ⅴ型钢板制作，（如下图所示）钢板桩围堰立面图3m3m6m AD钢板桩围堰平面图河床底面标高：14.55m经计算，需要拉森Ⅴ型钢板桩238T，132根。
㈠、受力检算①、基坑底稳定性检算根据地质情况判断：承台底地质土层均匀，为粘土。
如下图所示：钢板桩深入承台底面5m，即：围堰底口标高为0.76m，位于粘土层。
转动力矩：M ov＝G×X/2＝（q+rh）×X2/2q为上部荷载，该检算上部荷载q取值为0即：M ov＝rh×X2/2稳定力矩：Mτ＝X×τf×X2均匀土层，Mτ＝π×τf×X2τf为地基土不排水剪切的抗剪强度，τ＝σtgφ+cτf＝c则：抗隆起安全系数K＝Mτ/ M ov当K≥1.2时地基土稳定即：K＝2πc/（rh）≥1.2r为土的重度，18KN/m3h为水位至基坑底高差，25＃墩根据计算h＝17.05-5.76＝11.29m。
基坑土为粘性土，粘聚力c取值20KN/m2则K＝（2×π×20）/（18×11.29）＝0.62＜1.2 不符合要求。
需要增大土的粘聚力c值，若有水开挖利用混凝土封底施工，若无水开挖，需要旋喷桩加固地基，使地基土的粘聚力达到40 KN/m2。
②、支撑布置计算根据等弯矩布置原则，使钢板桩承受最大允许荷载【f】＝200Mpa。
钢板桩顶部悬臂部分的最大允许跨度为：h＝3√（6×【f】×W/rK a）r为土的重度，取18KN/m3。