钢板桩围堰施工作业指导书_1.pdf

1.适用范围 适用于砂类土、黏性土、碎石土和风化岩石等河床的深水中插入钢板装修筑围堰的施工。钢板桩强度大，防水性能好，打入土、砾石、卵石层时穿透性强，适合水深 10-30M 的桥墩基础施工。2.作业准备 2.1 材料要求 2.1.1 钢板桩均为工厂成品，新桩可按出厂标准检验，验收时应备有出厂合格证，机械性能和尺寸符合要求。经过整修和焊接后的钢板桩，应用同类型的钢板桩作锁扣通过试验检查。验收和整修后的钢板桩，应进行分类、编号、登记存放。锁口内不可积水。重复使用的钢板桩应符合表 1 的规定。常用钢板桩界面形式见图 1。图 1 常用钢板桩截面形式 2.1.2 钢板桩锁扣检查 用一块长 1.5-2.0M 符合类型、规格的钢板桩做标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。检查用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。2.1.3 钢板桩检修 凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按照具体情况分别用冷弯、热敲、焊补、铆补、革除或接长。2.1.4 钢板桩的接长 钢板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊接加固板，相邻钢板桩接长焊缝应注意错开。2.1.5 预留吊、拔桩用孔 如需要有吊装孔几拔桩孔时，应事先钻好孔，拔桩孔应焊接加强板，以免拔桩时断裂。2.2 主要机具设备 包括打入钢板桩机械、拔除钢板桩机械、钢板桩的定位与支撑导梁等。2.2.1 钢板桩施工机具的选择(1)钢板桩施工机具的种类 钢板桩的施工机具按照打入方式的不同分为以下几种：冲击打入机械：自由落锤、蒸汽锤、空气锤、柴油锤等；震动打入机械：可用于打桩、也可用于拔桩，如震动打拔桩锤；震动冲击打桩机械：在震动打桩机的机体与夹具间设置冲击机构，在激振机产生上下振动的同时，产生冲击力，使施工效率大大提高；静力压入机械：依靠静力将钢板桩压入土中，如液压压桩机，钢索卷扬机压桩机。各种类型打桩机械，只要适合于打桩的捶击能量以及其适用系数适合时，均可用于打钢板桩。采用单动气锤和落锤时，一般锤重宜大于桩重，过轻的锤效率不高且容易打坏桩头或桩尖（桩尖卷口）。如果限于已有打桩机具，不适合上述条件时，可另外配置高压射水装置辅助沉桩。图2、图 3 为例。2.2.2 施工机械的选择 钢板桩能否顺利施工，关键决定于施工机械的选择，选择需要考虑以下几个因素：工程规模；打（拔）钢板桩的数量、尺寸、形状尤其要考虑钢板桩的重量与长度；地质情况：应结合地质情况，以利于钢板桩的打入和拔出；作业能力：要符合工程进度的要求；作业环境：要满足噪声、震动等环境控制的要求。2.2.3 拔桩设备 吊船、吊机、打拔桩机、震动打拔桩机、倒打汽锤、高压射水、千斤顶、扒杆滑车组及卷扬机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。2.3 配套工艺装备 2.3.1 钢板桩围堰按平面形式有圆形、矩形、圆端形、多边形，其围堰结构有单层和双层两种。单层结构形式由定位桩、导梁(或称导框、围笼)及钢板桩组成，定位桩可用木桩或钢筋混凝土管桩，导框由多用型钢组成。2.3.2 钢板桩按横断面分为平型、槽型、z 型、工字型或槽钢。锁口形式有阴阳、环形、套形三种。各类型钢板桩在锁口联结处能转一定的角度，且均有圆形最小半径的规定。在同一围堰内宜采用同类型同锁口的钢板桩,否则需要加制异形钢板桩联结。2.3.3 插打钢板桩的支架的承载力、船舶吨位、木排铺设面积后厚度应按施工设计要求选用。2.2.4 钢板桩围堰需用方木或型钢作为内导梁、导框制成围笼，其作用在于插打钢板桩时起导向作用；顶层导框可兼作施工平台，更主要的是作为钢板桩围堰的内部立体支撑，直接承受钢板桩传来的水压力和土压力，因此断面尺寸应能满足结构内力计算要求。外导梁则只起导向作用。简单的围笼可只设一层内导框，较大型的需设内外导框，导框有上下两层或多层。内外导梁间距应比钢板桩有效厚度大 8l5mm,以利钢板桩的插打。3.技术要点 3.1 基坑开挖前应做好施工测量工作，测定桥墩台的中心桩、基础纵横边线和中心线，以及临时测量水准点，同时还必须做好断面测量，放出基坑边线，经核对无误后，方可施工。3.2 按照基坑施工要求，清除地面堆土及妨碍基坑开挖的障碍物；对受开挖影响的架空线和地下管线，应采取迁改和保护措施。3.3 基坑开挖前还必须做好防水排水工作，应在基坑顶部边缘外四周挖好防水排水沟拦截雨水。若基坑处于凹处或河床中，为了排干积水，必须配备足够的排水机具。3.4 已经编制施工组织设计、施工工艺设计和工序质量控制设计；已经编制作业指导书、操作规程；组织技术交底和技术培训。3.5 深基坑防护必须编制专项安全技术方案，并经过监理单位审批。3.6 钢板桩采用组装插打时，组装的嵌缝用油灰及旧棉絮嵌塞紧密。组装及单块桩两侧锁口均应在插打前涂以黄油或热的混合油膏（质量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干黏土=2：2：2：2：1），以减少插打时的阻力，并增加防渗功能。3.7 准备好夹板或按照插打形状制成的工作导梁，如图 4。3.8 安装导架时应注意以下几点：(1)采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。(2)导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。(3)导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。(4)导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰撞。4.施工工艺流程及操作要点 4.1 钢板桩围堰施工工艺及质量控制流程图 3-1 4.2 操作要点 4.2.1 围笼安装 当水深较大时，常用围囹(以钢或钢木构成的框架)作为钢板桩的定位和支撑，即先在岸上或驳船上拼装围囹，运至墩位定位后，在围圈内插打定位桩。把围囹固定在定位桩上，然后在围囹四周的导框内插打钢板桩。安装围笼时，应进行测量定位，用一层导框做成的围笼，一般是先打定位桩，再在定位桩上挂装导框，导框可在岸边组成，浮运到位以缆索锚碇，在开始插打板桩后，逐步将导框转挂在已打好的板桩上，用有脚手桩的转盘式或旋转式桩架时，导框可挂装在外侧的脚手桩上。用浮式转盘式或旋转式桩架时，一般用转动的桩架先打好定位桩再安装导框架时，一般用转动的桩架先打好定位桩再安装导框。4.2.2 插打与合拢钢板桩 钢板桩插打方法分为三种：逐块(组)插打；先插合拢后再打；开始的一部分逐块插打，后一部分则先插合拢后再打。法可用较矮的吊桩设备，桩架移动线路较短，速度较快，但合拢误差大；法用较高吊桩设备，桩架移动线路长，进度较慢，但合拢误差小，法进度较快且合拢误差小，一般采用（3）法。4.2.3 插打钢板桩注意事项(1)插打前，在锁口内应涂抹防水混合料，组拼桩时应用油灰和棉絮捻塞拼接缝。(2)插打钢板桩的次序，对圆形围堰，应自上游开始，经两侧至下游合拢；对矩形围堰，从上游一角开始，至下游合拢。这样不仅可以使围堰内避免淤积泥砂，而且还可以利用水流冲走一部分泥砂，以减少开挖工作量，更重要的是保证围堰施工的安全。(3)插打钢板桩时应严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩要从两个垂直方向同时控制，确保垂直不偏，在垂直导向设备导向下，一般先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度，然后依次打入直至设计深度插打的顺序按施工组织设计进行，一般自上游分两头插打向下游合拢，插打前在锁口内涂以黄油、锯末等拌合物，组拼桩时，用油灰和棉花捻缝，以防漏水。钢板桩顶达到设计高程的平面位置偏差，在水上二打桩时不得大于 20cm，在陆地打桩时不得大于 lOcm，在插打过程中，应随时检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，发现倾斜应立即纠正或拔起重插。为了加快进度。可另用一台吊机或吊船担负吊桩工作，桩架只作打桩用，可使用插桩夹板进行导向。(4)钢板桩可用锤击、振动或再辅以射水等方法下沉，但在黏土地基中不宜使用射水，锤击时宜使用桩帽，以分布冲击力和保护桩头，在插打钢板桩时，如起重设备高度不够，允许改变吊点位置，但吊点位置不得低于桩顶以下 l/3 桩的长度，围堰将合拢时，宜经常观测四周的冲淤状况，必要时应采取措施，预防上游冲空、涌水或者下游淤积，影响施工进程。(5)钢板桩围堰在合拢处往往形成上窄下宽的状态，这使得最后一组板桩很难插下，常用的办法是将邻近一段钢板桩墙的上端向外推开，以使上下宽度接近；必要时，可根据实测宽度，做一块上窄下宽的异形钢板桩，合拢时,先将异形钢板桩插下，再插最后一块标准钢板桩。(6)施打钢板桩，应对钢板桩认真检查，要求板面平直，接口预拼严密。(7)采用定型钢板桩时，接口类型应该一致。(8)水中钢板桩施工应该从上游开始，至下游合拢。(9)插打钢板桩时，应该对正接口，借助桩锤自重缓慢沉入，必要时可低锤慢击。(10)应随时检查偏位和倾斜，发现偏位和倾斜，可用撬棍滑车纠正。4.2.4 拔钢板桩时注意事项(1)拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩 5 根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。(2)振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下 100300mm，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。(3)起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限。(4)供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的 12-2.0 倍。(5)对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动 15min，振动锤连续不超过 15h。5.质量控制及质量检测 5.1 钢板桩桩顶高程符合工艺设计要求。打钢板桩过程中，当导向设备失效，钢板桩顶达到工艺设计高程时，平面位置允许偏差：水中打桩为20cm，陆地打桩 10cm；5.2 经过整修或焊接的钢板做锁口，并通过试验；5.3 钢板桩接长时，应采用等强度钢板桩焊接接长，相邻制板桩接头上下错开 2m 以上；5.4 钢板桩围堰宽度应根据水深、流速、土质和围堰长宽比等因素来确定，但宽度不应少于 2.5m；5.5 钢板桩因倾斜无法合拢时，应使用特制楔形钢板桩，楔形的上下宽度之差不得超过桩长的 2%；5.6 密扣且保证开挖后入土不小于 2 米，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。5.7 打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。6.安全 6.1 成品保护措施 钢板桩围堰施工结束后，1M 范围内禁止重型施工车辆或其他施工机械碰撞。6.2 安全控制要点 6.2.1 水中施工平台和栈桥要经过安全方面的可靠性设计和论证。6.2.2 对周边建（构）筑物引起的沉降不得超过规定的要求；6.2.3 不得影响周边管线的正常使用。6.2.4 不得影响地下结构尺寸、形状和正常施工；6.2.5 不得影响既有桩基的正常使用；7.环保及文明施工 7.1 选用合适的施工机械和施工工艺减小施工噪声污染和环境卫生污染；7.2 水中作业设备要做好放油类污染措施和应急预案。