钢板桩围堰施工方案

钢板桩围堰施工方案
一、工程概况
望虞河大桥桥为中心里程为k8+577.4,桥跨布置为
6x25m+(53+85+53)m+4x25m，主桥使用3跨变高度预应力砼已连续箱梁，两侧主桥使
用25m先梁桥后已连续部分预应力砼女团箱梁。

下部结构为大体积钢箱梁，柱式薄壁桥头。

基础为桩基础。

二、施工方案的总体设计
根据工地现场的实际情况、施工非政府设计的总体工期精心安排，融合我单位技术装
备水平和现有设备、人员情况，我单位在望虞河大桥施工中拟将使用如下施工方案：
主桥墩的水中钻孔灌注桩采用搭设水中固定平台施工方案，平台与岸边通过栈桥连接，最后类似于陆上钻孔作业。

主桥墩水下钢箱梁、墩柱（身）使用钢板桩围堰施工方案。

主桥的7、8号主墩各打设一个水中钢板桩围堰，钢板桩围堰尺寸定为：单个主墩为
13m×28m。

围堰的内侧距离河岸约18m，钢板桩选用德国拉森ⅳ型，7#墩采用长度为18m
的钢板桩，8#墩均采用长度为18m和24m的钢板桩。

因为根据此桥的水深、水文、地质等有关情况和我单位多年展开水中施工的经验，我
们对各类施工方案展开综合等应后指出：使用钢板桩围堰施工方案与钢套箱围堰较之具备
工艺直观、施工期间临时挤占水面较小、安全、施工风险易于控制等诸多优势。

跨望虞河主桥采用悬浇挂篮施工，以保证河道的正常过水和通航。

大桥的引桥施工位
于陆地上，施工工艺较为简单，在此不作详细介绍。

三、钻孔平台施工
水中钻孔灌注桩使用架设水中紧固平台施工方案，平台与岸边通过栈桥
连接，最后类似于陆上钻孔作业。

1、水中钻孔平台及栈桥施工：
(1)、栈桥基础采用ф600mm钢管桩，入土深度控制在4-6m，视栈桥位置地质情况而定。

上部采用贝雷梁、工字钢及方木组合，顶面铺设钢板。

根据现场调查和施工要求，栈
桥设置为1跨18m,桥面宽度8m。

(2)、水中钻孔平台使用ф800mm钢管桩、排钱深度同样掌控在4-6m。

钢管桩利用振
动锤浇筑，完结后，在每个管桩顶上置放（方向顺主桥方向）双排i36工字钢或i40工字钢，上层置放贝雷梁。

再利用角钢、u形卡等将贝雷梁与横梁工字钢、钢管桩连成一个整体。

贝雷梁顶层铺设i25工字钢、最后在工字钢上铺设钢板、及冲压施工栏杆等，构成一
个小的施工平台。

此后便可以利用吊车协调振动锤在平台上展开桩基的护筒铺设，展开钻
孔作业。

ф1.5m钻孔灌注桩使用ф2.0m钢护筒，利用振动锤顺利完成护筒的铺设、拔掉
工作。

桩基钢筋笼可以在岸上钢筋加工厂加工制作顺利完成后，运往平台上，利用平台上
的吊车，划拨钢筋笼。

等待主桥所有钻孔桩顺利完成后，即可拆毁紧固平台，留存栈桥，
施工钢板桩围堰。

2、单根钢管桩单桩承载力计算a、计算条件
b、采用的钢管桩为υ=600mm，壁薄δ=8mm的资产规模钢管桩，钢管桩材质为a3钢。

c、考虑到望虞河为人工开挖的新河道，河床底部淤泥层较浅，钢管桩打入土层的深
度按h=4m来控制。

d、排序过程
e、根据人民交通出版社出版的高等学校教材《基础工程》中有关桩基计算的公式来
进行验算。

f、钢管桩因考虑到桩底架空线效应及挤到土效应的特点，按单桩轴向承载力计算公
式排序。

g、单桩轴向承载力pj的计算公式为pj=λsuστili+λpaσr（1-1）公式中：当和
hb/ds＜5时λp=0.16×hb/ds×λs（1-2）当和hb/ds＞5时λp=0.8×λs（1-3）pj――钢管桩单桩轴向极限承载力
λp――桩底架空线效应系数，对于闭口钢管桩λp=1,对于资产规模钢管桩，λp值
参照公式（1-2）、（1-3）展开值域
λs――侧阻挤土效应系数，对于闭口钢管桩λs=1,对于敞口钢管桩，λs值参考教
材中的取值，钢管桩内直径υ=600mm，取λs=1
hb――桩底端步入抱持力层的深度（m）挑hb=4mds――钢管桩内直径（m）内直径
υ=0.6ma――桩底投影面积（o）a=?r2=0.283ou――桩的周长（m）u=2?r=1.885m
σr――桩底处土的极限承载力（kpa）本次计算取σr=100kpali――桩在承台底面或最大冲刷线以下的第i层土层中的长度（m）本次计算年，取li=3m
τi――与li相对应当的各土层与桩两端的音速摩阻力（kpa）。

本次排序中，通过
参照地质资料及有关的数据，激进排序，挑τi=25kpa
计算：
因hb/ds=4/0.6=6.67，所以挑λp=0.8×λs=0.8×1=0.8将上述各项参数代入公式可以排序得出结论：pj=λsuστili+λpaσr
=1×1.885m×3m×25kpa+0.8×0.283o×100kpa=1×1.885×3×25×103n+0.8×0.283×90
×103n=161.7×103n=161kn≈16吨
在架设水中平台时，每个平台打设28根钢管桩，理论合计平台承载力为：
p=161kn×28=4508kn≈450吨。

承载力满足施工要求。

四、钢板桩围堰的设计与施工：
水下钢箱梁、墩柱（身）使用钢板桩围堰施工方案。

围堰尺寸订为：单个主墩为
15m×28m，钢板桩采用德国拉森ⅳ型，7#桥头使用长度为18m的钢板桩，8#桥头均使用长
度为18m和24m的钢板桩。

1、桥梁桩基、承台的相关参数：
7#和8#桥头总计设计存有36根直径为1.5m、桩长为75m的钻孔灌注桩。

桩基标高参
数为：7#主墩桩顶上-9.263m、桩底-84.263m，8#主墩桩顶上-9.303m、-84.303m。

7#和8#墩设计承台4个、每个承台基础为9根桩。

左右幅承台尺寸为均为
10.3m×10.3m×2.8m。

承台底面高程依次为：7#墩承台顶标高-6.463m、承台底标高-
9.263m；8#墩承台顶标高-6.503m、承台底标高-9.303m。

07年8月份量测水位标高为+2.165m，河床量测水深约为8.0m。

08年3月份量测水位标高为+1.4m，河床量测水深约为7.5m，推断主墩边线处河床底标高约为-6.0m左右。

2、地质资料情况介绍
根据设计院提供更多的地质资料，融合主桥钻孔桩施工的躲进记录情况，桥位附近依
靠7#桥头一侧，自上而下为亚粘土层（-0.2m―62.2m），粉细砂层（-62.2m―69.6m）。

依靠8#桥头附近的依次为淤泥、亚粘土（-3.1m―6.7m）、粉砂（-6.7m―17.4m）、亚粘
土（-17.4m―19.8m）、亚砂土（-19.8m―28.5m）、亚粘土（-28.5m―61.4m）及粉细纱
层（-61.4m―74.4m）等。

3、水文资料：
设计最低通航水位为+2.684m，最高通航水位为+0.714m，07年8月份量测水位为
+2.1m。

施工常水位按+2.1m，最低水位按+2.6m考量。

水的正常流速按1.0m/s考量。

4、钢板桩围堰简介。

根据河床地质和水文情况及施工建议，初步确认围堰尺寸为13m×28m。

7#桥头使用长度为18m的钢板桩，8#桥头均使用长度为18m和24m的钢板桩。

钢板桩为阔0.4m的拉森
iv型。

钢板桩顶上标高为+3.0m，底高标高为-15m。

7#桥头钢板桩排钱部分为亚粘土层，
8#桥头钢板桩排钱部分为粉细纱砂层。

其内提振7#桥头和8#桥头均设置4道（参见另附
图），第1层围囹斜牵均使用2i40ah型钢，第2、3、4层围囹均使用2i50a工字钢，梁
柱均使用钢管提振，节点使用冲压（施工中严格执行钢结构施工规范）。

5、钢板桩的设计
因7#桥头和8桥头围堰尺寸相同，钢板桩顶上标高一样，钢箱梁标高差距仅4cm，而
内提振材料形式一样，受力情况基本一致，由于8#桥头地质为粉细纱，极容易出现狗獾，由于均使用封底，故可以只分析求函数其中受力繁杂的8#桥头围堰受力情况即可。

（1）、平面几何尺寸的确定
主墩钢箱梁的几何尺寸为10.3m×10.3m，左右幅钢箱梁间距为3.2m，考虑到施工须要，主要彰显在围堰打设便利、钢箱梁模板加装的作业空间，以及施工期间围堰内的抽水机、集水井设置等因素，最后确认围堰的打设平面几何尺寸为13m×28m。

这样，围堰距离钢箱梁砼边的距离为1.5m，满足用户施工须要。

（2）、钢板桩长度、入土深度确定
根据望虞河现场的施工条件，融合水深、水流速度、桥地处地质情况、钢板桩的施工
工艺等因素综合考量、7#桥头使用长度为18m的钢板桩，8#桥头均使用长度为18m和24m
的钢板桩。

钢板桩顶上标高为+3.0m，底高标高为-15m。

6、钢板桩围堰的计算及验算
为保证大桥主墩钢板桩围堰的安全，在围堰设计时，使用相同的方法队围堰的稳定性、安全性展开求函数，保证施工过程安全。

第一种方法，建立近似的计算模型，采用计算机程序进行计算。

8#主墩钢板桩围堰受
力计算，详细的计算过程附后。