1、主桥钢板桩围堰基坑开挖及承台大体积混凝土浇筑施工方案江宁区正方大道东延桥梁工程主桥承台钢板桩围堰及承台大体积混凝土浇筑施工方案编制： 审核： 审定： 南京润华市政建设有限公司江宁区正方大道东延桥梁工程项目经理部2014年04月19日十一附件： 附件一：钢板桩平面、横断面图 附件二：导向架示意图 附件三：地质报告 附件四：桥型布置图 附件五：封底导管布置图 江宁区正方大道东延桥梁工程主桥承台钢围堰、基坑开挖及承台大体积混凝土浇筑施工方案一、编制依据1、江宁区正方大道东延桥梁工程岩土工程勘察报告、江宁区正方大道东延桥梁工程相关的设计图纸、文字说明文件。2、公路桥涵施工技术规范（JTJ/T F50-
2、2011）。3、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）。4、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）5、钢结构设计规范（GB50017-2003）6、我单位对工程所在地的现场踏勘、调查资料。7、我单位积累的技术、成果、施工工艺方法及相似工程的施工经验。8、我单位投入该工程的机械设备与施工队伍及可调用到本工程的其他各类资源。9、本工程合同承诺的质量标准。二、编制范围江宁区正方大道东延桥梁工程的6#、7#主桥承台及为完成上述任务而发生的临时工程。三、工程概况1、工程简介秦淮河大桥是正方大道东延工程的重点项目，近期按一级公路标准建设，远期为城市主干道。位于正方大道跨外秦淮河段
3、，方山以南，秣陵以北，“上秦淮”生态湿地中心。桥位处秦淮河河口宽约150m，现状六级，规划为四级航道，通航净空557m。河口两岸各有宽约4m的路堤。本桥设计为双幅桥，桥梁总长为477m。其中主桥采用跨径 （55+80+48）m 预应力混凝土变截面连续箱梁，东西引桥分别采用 （325m+35m+25m）、438m预应力混凝土等截面连续箱梁。主、引桥桥面横向均采用分幅断面，横向布置3m（人行道）+4m（非机动车道）+0.5m（机非分隔带）+12m（机动车道）+0.5m（护栏）+10（中央分隔带）+0.5m（护栏）+12m（机动车道）+0.5（机非分隔带）+4m（非机动车道）+3m（人行道），总宽5
4、0m。主桥主墩采用矩形承台，宽6.5m，长度为18.5m，厚度为3.0m，全桥共4个。本工程由南京市江宁交通发展集团有限公司建设，东南大学建筑设计研究院有限公司设计，江苏东南交通工程咨询监理有限公司监理，南京润华市政建设有限公司组织施工；由杨长江担任项目经理，高大泉担任项目技术总工。2、地形地貌 拟建场地属秦淮河漫滩地貌。秦淮河为长江支流，总体呈南北走向，现状水面宽度一般110130m，两侧河堤均为土质坡体，未采取相应岸坡加固措施，临水岸坡植被稀少，堤顶现为水泥路面，其中左岸堤顶高程约11m，右岸堤顶高程约12m，现状堤岸处于稳定状态；勘察期间右岸河漫滩区域已出露，地表植被茂盛，地势较为平坦，
5、地面高程78m，河道中心底标高一般0.470.56m，勘察期间测得河水水位6.647.08m，呈动态变化状，河谷两侧水深一般0.51.0m，河谷中心水深一般66.5m，河床横断面详见附件。七里河防洪设计水位为10.60m。3、气象及水文工程所在区域气候湿润，雨量充沛，降水时间长，对区域地下水的形成的补给起了重要的作用。据区域资料以及本次勘察成果，根据含水层的岩性、埋藏条件和地下水赋存条件、水力特征，可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水。松散岩类孔隙水可分为松散岩类孔隙潜水（半承压水）和松散岩类孔隙承压水。4、地形及交通情况该工程现场障碍物较少，施工道路利用原有道路和铺设便道。5、地质情况勘察深
6、度范围内，根据公路工程地质勘察规范(JTG C20-2011),按岩土体成因类型、时代、埋藏分布特征及物理力学性质指标的异同性，把岩土体划分为5个工程地质层，11个亚层，具体分述见表。 地基岩土分层描述一览表时代成因层号地层名称颜色状态特征描述分布层顶埋深(m)厚度(m)层亚层最小最大最小最大Q4mlA淤泥灰黑松散流塑状，含大量有机质及植物碎屑，具臭味，污手。河床区域0.401.40-1 杂填土杂色松散主要由碎石、碎砖、砼块及黏性土混杂组成，硬质物含量3050，粒径27cm不等，物质组成不均匀，密实度不均。普遍分布2.202.40-2素植土灰黄灰色松软主要由粘性土组成，夹有少量碎石、碎砖及植物
7、根茎等，物质组成不均匀，密实度不均。在秦淮河边为大堤填土，欠均质。普遍分布2.202.400.606.40Q4al2-3-2粉质黏土灰色软塑局部流塑，饱和，含少量植物碎屑，夹粉土。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。普遍分布0.406.401.306.30-3粉砂夹粉土灰色稍中密饱和,含少量云母碎屑,局部呈互层状，夹粉质黏土薄层。普遍分布2.6012.107.8014.20-4粉质黏土夹粉土灰褐色软塑局部可塑，含植物碎屑及螺贝壳。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。普遍分布13.5022.304.206.10Q4al1-1粉质黏土灰绿灰黄色可硬塑含少量铁质浸染斑块，局部粉质较重
8、。无摇振反应，稍有光泽，干强度中高，韧性中高。普遍分布18.2027.802.706.00-2粉土夹粉质黏土灰色稍密中密湿很湿，含铁质浸染斑块，夹薄层粉砂。摇振反应迅速，干强度低，韧性低。普遍分布22.1032.502.105.10Q3al含卵砾石中粗砂浅灰色中密中粗砂主要矿物成份为石英、长石等。卵砾石呈亚圆状棱角状，粒径0.58cm，含量约1530%，成分以石英质为主。普遍分布25.9034.600.902.80K2P-1强风化粉砂岩砖红色密实取出岩芯呈砂土状, 软质岩，泥质结构，遇水易散开，风干易开裂。闭合裂隙发育，岩体基本质量等级为级普遍分布27.0035.602.103.80-2中风化
9、粉砂岩砖红色取出岩芯呈柱状、砂质结构，层状构造，少量闭合裂隙,泥砂质胶结，局部含钙质，岩质软，强度低且不均一。岩芯采取率8590%。岩体基本质量等级为级。为极软岩。普遍分布，未揭穿30.2038.5020.8029.80四、主要工程数量及施工进度安排承台主要工程数量表见表1表1 承台主要工程数量表部 位钢筋（t）混凝土(m3)备注C15C20C30主桥6#，7# 桥墩承台107.3675.21443 共计4个承台施工进度安排见表2表2 拟施工进度表序号施工部位开始时间结束时间备注16#墩右幅承台2014年5月7日2014年6月2日6#墩左幅承台2014年5月1日2014年5月26日27#墩右幅
10、承台2014年4月26日2014年5月20日7#墩左幅承台2014年4月20日2014年5月15日五、施工机械需求 设备投入依据“少污染、高效率”的原则，选用先进设备，满足本合同段的工程质量及工期要求。机械设备配套合理、齐全，最大限度提高机械利用率，在满足最不利施工工期前提下，留有富余量。根据施工计划，及时安排施工机械进场。机械设备计划见表3拟投入本工程承台施工的主要机械表。表3 拟投入承台施工的主要机械设备表名 称型 号功 率单位数量目前性能状况备 注挖掘机卡特3201.0m3台2良好装载机厦工503.0m3台1良好汽车吊JQ2525t台1良好钢筋弯曲机GW6-40B44mm台2良好钢筋切断
11、机CQ406-40mm台2良好电焊机YZS0715KW台10良好钢筋调直机GTQ-123KW台1良好发电机200KW台2良好抽水机7.5KW台10良好浮吊50t台1良好日本产履带式液压打桩机神钢450台1良好六、主墩6#、7#墩围堰施工本工程钢围堰采用18m钢板桩打设围堰，钢板桩桩顶标高设置在+9.0m时，桩底高为-9.0m，根据地质报告显示，6#墩位于地质报告ZKB1孔，钢板桩底标高位于-4粉质黏土夹粉土层、ZKB3孔，钢板桩底标高位于-3粉砂夹砂土层；7#墩位于地质报告ZKB4孔、ZKB6孔，钢板桩底标高位于-3粉砂夹砂土层。由水文资料可知，施工区域内的孔隙潜水主要赋存于秦淮河漫滩区域上部
12、层、层土体，含水介质为黏性土及粉砂、粉土，其中-3层渗透性好，含水量丰富。经以上地质条件分析，在基坑开挖时-3粉砂夹砂土层在基坑外侧压力下，粉砂夹粉土可能会出现随地下孔隙潜水的流动呈现流砂现象。为确保基坑开挖时钢板桩围堰的安全以及防止出现涌砂现象，钢板桩需有足够入土深度，并做好水下开挖工作，具体流程如下（本方案中钢板桩围堰内设置两道围棱、支撑）：1、施工程序 打桩施工机械进场筑岛 钢板桩及导桩、导梁进场 桩基础 配套机具进场 钢板桩到位 施工 坐标点布置打设钢板桩 土方开挖至第一道支撑（标高6.5m）下0.5m 安装第一道围檩和支撑 继续开挖至第二道支撑（标高2.5m）下0.5m处 安装第二道
13、支撑 围堰内灌水，采用水下开挖，开挖至-2.5m， 采用导管水下混凝土封底 待封底混凝土达到强度后，围堰抽水至封底面 进行承台施工并做好各项预埋工作 承台施工完毕后回填至承台顶面、拆除第二道支撑 完成主墩墩墩身施工 做好0#块现浇支架打设 灌水至第一道支撑处 拆除第一道支撑 灌水至基坑顶部 拔除钢板桩 深基坑施工顺序简图如下：2、筑岛筑岛：根据现场测量，6#、7#墩桩基均在距河滩约20m的河道中，筑岛填筑从岸边向水中约30m，此处水深现场测量约2.53m，填筑顺河向包括防撞墩的施工范围约70m；筑岛填筑高度根据现场水位确定，标高约8.3m。填筑之前，先清除河床上的杂物、淤泥等，以减少渗漏，自上
14、游开始填筑至下游合拢。筑岛填筑时不要直接向水中倒土，而应将土道在已出水面的堰头上，顺坡送入水中，以免离析，造成渗漏。水面以上的填土要分层夯实。因本桥为双幅桥，且相邻承台间距较小，筑岛将两承台连成整体。因筑岛引起流速增大使岛外坡面有可能受到冲刷时，在承台边线3.0m以外打设直径609mm钢管桩加钢板挡土板进行防护。钢板桩间距为3m，钢管桩采用10m，入土深度约4.55.0m。钢管桩内侧采用设置1cm厚度钢板做为挡土板，钢板入土0.5m1.0m，钢板顶面标高为9.09.5m标高。筑岛施工结束后进行桩基础施工。填筑范围见图1、图2。图1 6#、7#墩筑岛填筑范围图3、钢板桩围堰桩基础施工完毕后，即可
15、进行承台施工。因本工程主桥桥墩承台顶标高为+2.0m,承台底标高为-1.0m，筑岛后的顶面标高初步约为+8.0m，根据近年水位可满足施工需要，为保险起见，钢板桩顶标高定位9.0，根据水位可适当增加筑岛标高（最高至9.0，计算式按照9.0考虑）。根据现场实际情况，本工程主墩承台采用钢板桩围堰施工方案进行施工。本工程6#、7#主墩单个承台平面尺寸为18.5m6.5m，设计承台顶标高为+2.0m，考虑上部结构0#块现浇支架的搭设，钢板桩围堰尺寸采用22.5m*10.5m。基坑支护采用18米NSP-IVw拉森钢板桩，钢板桩长度18m。具体见钢板桩围堰图。（1）施工前准备1）制定施工方案，落实各项技术措
16、施。2）施工现场“三通一平”。3）施工人员进场，落实安排好生活，卫生，治安设施，做到文明施工。4）机械、材料等设备进场，设备保养、维修、试运行，材料做好验收、登记、堆放等。5）根据图纸，测绘放出打桩轴线，并挖打桩沟槽，清理地下障碍物。6）为保证施工安全，项目部加强施工准备，抓紧施工，避开雨季影响（2）材料选择采用18米（NSP-IVw型）拉森钢板桩。参数如下：型号尺寸每块钢板桩壁宽每米有效幅宽W（mm）有效高度h（mm）厚度t（mm）截面积cm2截面二次惯性矩cm4截面系数cm3单位净重kg/m截面积cm2/m截面二次惯性矩cm4/m截面系数单位净重kg/mNSP-IVw60021018.01
17、35.38630539106225.5567002700177(3)设备选型为了节约工期，综合考虑现场的施工场地，桩打拔时采用日立450液压履带式打拔机，该设备自重相对于履带吊较轻，行走自如，施工速度块，安全性能高，桩锤根据板桩打入阻力进行简单计算，本次钢板桩施工采用750振动锤。（4）定位放线根据承台设计坐标，在筑岛顶面测放出承台控制边线，以承台的控制边线向外各2m测放出钢板桩的插打边线。插打时严格按此线进行施工。（5）钢板桩打入钢板桩施工采用逐根式屏风打法，即止口搭接，形成挡土止水帷幕。本工程采用的4#拉森钢板桩，钢板桩打插顺序按1-2-3-4、5-6-7-8、9-10-11-12、13-
18、14-15-16进行，具体如下图所示：根据桩长，具体打法为第一根打入时直接打到设计标高，同样第二根桩吊起后对好前一根桩的齿口振入，打到前一根桩的标高后停止。如后续钢板桩打入时将前一根钢板桩连带跟进，则前面的钢板桩用钢筋临时焊接，防止跟进。插打作业应按下列规定施工：a)插打前在钢板桩锁口内涂黄油，锯末等混合物，以防漏水b)导向架施工：在筑岛平台上由一根导向钢板桩开始打设导向架定位桩，在定位钢板桩侧面焊接牛腿，再将双拼I40工字钢搭在牛腿上焊接固定，导向架可分几次制作，即先做好一侧面，打设角桩作为定位桩，根据导向架及角桩打设此面钢板桩，完成此面后再依次制作其他各面导向架，直至围堰闭合。确保桩打在一
19、条直线上，开挖后方便围檩的施工。导向架施工示意图如下（另附件含详细说明）：c)插打钢板桩，先将全部钢板桩逐根或逐组打到稳定深度，然后依次打到设计深度，在保证钢板桩垂直条件下，每根或每组钢板桩亦可一次打到设计深度。（6）垂直度和标高控制钢板桩在插入土体比较浅时（34m）控制好钢板桩的垂直度。若出现偏差，通过打拔机调正吊点方位随时修正。在插打过程中，钢板桩下端有上挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打四五根钢板桩就要用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1以内，超过限定的倾斜度应予纠偏（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板
20、桩偏移太多时，只能采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若发现垂直度超标，必须拔出重新开打。为防止齿口间隙积累误差，形成垂直度偏差。拉森桩标高控制为第一根桩用水准仪控制桩顶标高（设计标高），后续的桩可参照前面桩的标高，每隔23米距离用水准仪复核一次桩顶标高，保证桩顶上口平直，达到设计标高，使打入的桩整齐，受力均匀。（7）插打注意事项a) 插打时要严格控制垂直度，特别是第一根桩；b) 在硬塑性粘土上插打钢板桩时，可采用“插打一拔起一再插打”的方法，让水渗入到钢板与粘土之间，减小摩擦，加快插打速度；c) 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
21、蛮干，损毁钢板桩；d) 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；4、基坑开挖及变形监测4.1 土方开挖要求（1）在开挖过程中应充分考虑时空效应规律：遵循分区、分层、对称、平衡的原则，根据基坑形状合理分块、分层开挖；（2）基坑内封底混凝土施工完成后，应及时绑扎承台钢筋、浇筑承台混凝土；（3）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。4.2 应急预案支护工程极为复杂，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。（1）、土方开挖期间，设专人定
22、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。（2）、出现严重漏水、涌水时，应及时回填或回水，防止事态扩大。（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。（4）、现场备有快干水泥、水玻璃等应急材料。4.3 基坑及相邻环境监测（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。（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秦淮河河堤混凝土道路上，作为整个高程
23、变形监测控制点。（3）、钢板桩变形监测：钢板桩围堰顶水平位移、沉降的监测 在围堰顶每边设置3个水平位移观测点兼作沉降观测点，开挖过程中对每两道支撑中间钢板桩布设水平位移监测点，每边3个测点，总共三层测点，每层12个，累计36个监测点，编号1-36。采用钢筋焊接在钢围堰钢板桩上，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，即对顶部监测点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，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
24、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。基坑维护结构监测示意图如下：（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。（5）、监测期限、频率和预警值 自钢板桩围堰开挖至承台基坑回填土回水完毕，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
25、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。5、安装内支撑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，
26、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、抽水，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，横向支撑采用直径609圆管，一头施加预应力，八字斜撑每个角1道609钢管，具体尺寸见详图。支撑拟采用两道。6、封底砼施工本围堰基坑开挖至第二道支撑以下后采用水下开挖，并采用混凝土水下封底，水下封底方案如下：钢板桩围堰封底导管平面布置图说明：1、图中尺寸单位为米； 2、图中小圆圈为250mm钢性导管，虚线为导管作用半径3.5米范围。 3、考虑钢性导管的数量，封底前先布置1#、2#、3#、4#、5#点，待导管混凝土灌好后，将1#、2
27、#、3#、4#、5#点导管移至6#、7#、8#、9#、10#点上灌注。 围堰内封底采用150cm厚C20混凝土进行封底。围堰内土方挖至封底底标高后,即可用多根刚性导管法进行水下混凝土封底，其灌注顺序为：12345678910 (具体导管布置见附图)。混凝土采用C20,坍落度为150200mm。每根导管开始灌注时所用的混凝土坍落度宜采用下限，首批混凝土需要数量应通过计算确定。灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及封底面积确定。经查阅有关资料，导管作用半径随导管下口超压力大小而异，其关系如下：超压力（kpa） 75 100 150 250 导管作用半径（m）2.5 3.0
28、 3.5 4.0 根据水位9.0计算，导管下口超压力约150kpa，则导管作用半径取3.5米。导管下口与围堰底底的间距，为确保首罐混凝土的封底效果，导管下口与基坑底的间距取1020cm. 灌注过程中，导管应随砼面徐徐提升，导管埋深须于导管内砼下落深度相适应。导管埋深及导管直径的选择，有关资料有下列规定：灌筑深度（m） 10 1015 1520 20导管最小埋深（m）0.60.8 1.1 1.3 1.5导管不同间距的最小埋深导管间距（m） 5 6 7 8导管最小埋深（m） 0.60.9 0.91.2 1.21.4 1.31.6导管直径与砼泵输送能力关系导管直径应与砼泵的输送能力相适应，其关系如下
29、：砼泵输送能力（m3/h）8 10 15 20 30 40导管直径（mm） 180 200 240 260 300 350 根据现场实际灌注深度、导管布设的设计间距以及混凝土泵输送能力，导管的最小埋深为0.6米，导管直径为250mm。在灌注过程中，应注意混凝土的堆高和扩展情况，正确地调整坍落度和导管埋深，使每盘混凝土灌注后形成适宜的堆高和不陡于15的流动坡度，抽拔导管应严格使导管不进水。混凝土面的最终灌注高度，应比设计值高出不小于150mm，待灌注混凝土强度达到设计要求后，再抽水凿除表面松弱层。7、基坑排水（1）封底结束待混凝土达到一定强度后，将围堰内的水排除。围堰内排水采用潜水排污泵QW100-100-15-7.5（口径(100mm) -流量(100m3/h) -扬程(15m) -配用电机功率(7.5kw) )排水，。在抽水时，如发现有明显的渗漏，可在渗漏的围堰外侧放锯末，随着水流由外向内流人，锯末流人钢板桩缝隙内，起到堵漏的作用，也可在围堰的内侧用刮刀将干海带或棉纱插进钢板桩的缝隙内。（2）集水坑
