钢管桩围堰施工方案00

七浦塘拓浚整治工程

（东、西陆家宅河节制闸）

围堰施工方案

昆山水建七浦塘拓浚整治工程

（东、西陆家宅河节制闸）项目经理部二零一三年九月

目录

一、方案编制说明

二、工程概况

三、工程特点和难点分析

四、方案拟定

五、施工方案计算

六、施工组织

七、围堰安全专项措施

八、质量、安全保证体系

一、方案编制说明

由于东、西陆家宅河节制闸河岸地貌发生了变化，原招标图外河钢板桩围堰已不能满足节制闸干涸施工和安全的要求（原招标七浦塘河道高程为▽1.0m，经现场测量河道高程为▽-2.0m），为确保节制闸干涸、安全的施工，需对原招标图中的施工方法进行调整，经项目部慎重讨论，及时与业主、监理沟通，结合现场情况决定采用单根长12mФ273mm的钢管桩围堰进行围护。支河侧地形没有多大变化，按原招标图施工方案进行施工。

二、工程概况

本工程的主要内容为昆山巴城境内2座4M节制闸：东陆家宅河闸(桩号37十280)、西陆家宅河闸(桩号37+560)。东西陆家宅河节制闸及外河侧挡墙级别均为3级，临时建筑物5级。节制闸采用钢筋砼坞式结构，单孔净宽4M，底板顶高程0.OM，闸顶高程5.2M，顺水流向长11M，闸底板厚O.8M，闸墩厚O.8M。闸门为平面升卧式钢闸门，闸门顶高程4．8M，闸门配QP2*60KN卷扬式启闭机。启闭机房设在工作桥上，工作桥宽4M，一端设桥头堡。节制闸七浦塘侧设5M宽交通桥以沟通两岸道路。内河侧第一级翼墙均采用钢筋砼扶壁式结构。

围堰的顺利进行对节制闸施工具有重要意义。

三、工程特点和难点分析

1、工程地质条件

根据设计图纸，该处主要的地质为淤泥质粉质粘土、灰黄夹灰色粉质粘土、灰、灰黄色重粉质壤土、局部杂粉砂，夹粉质粘土薄层，含云母片，高含水量，高孔隙比，高压缩性，低强度，性质极差，孔隙比额e=0.755,压缩系数0.23Mpa－1,压缩模量ESL-2＝7.37MPa。

2、施工难点

该处主要的施工难点可以概括为一下几点：

a、施工周期长：由于拆迁问题影响，施工工期有不确定因素，要求围堰能满足安全度汛及长期稳定的要求。

b、围堰长，平均每个围堰长70米。

c、土质条件一般：河床以下2米处为淤泥质粘土，土质较差。

d、有来往船只，要充分考虑现场通航要求。

四、方案拟定

我部根据节制闸的地理位置、地形条件以及施工方便，初步拟定采用钢管桩围堰的方案进行施工：打双排钢管桩，中间填土（用土工布结合竹栅围堰）。

五、施工方案计算

本方案设计计算如下：

钢管桩围堰是深水基础、基坑支护有效的施工方法，施工比较简单，结构受力明确的一种围堰形式。根据现场实际情况，水深在5米左右，采用钢管桩围堰，施工中水下打方便，淤泥中封水比较容易，成功率大，费用比较低。因此我部决定用双排钢管桩加筑土围堰，可有效抵抗水流冲刷。

1、围堰结构组成

围堰由钢管桩围堰、内侧筑岛土。（见附图）

2、围堰受力计算

已知条件：

1、施工水位：+3.4m（吴淞水位，下同）

2、平台土围堰标高：+4.5m；

3、土的重度为：18.8KN/ m3，内摩擦角Ф=20.1°

4、距钢管桩外1.5m均布荷载按20KN/ m2计。

钢管桩平面布置、管桩类型选择，支撑布置形式，管桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：(1)作用于管桩上的土压力强度及压力分布图

ka=tgа（45°-φ/2）= tgа（45°-20.1/2）=0.49

Kp= tgа（45°+Ф/2）= tgа（45°+20.1/2）=2.05

钢管桩外侧均布荷载换算填土高度h1，

h1=q/r=20/18.8=1.06m

+1.50m以上土压力强度Pa1：

Pa1=r*(h1+0.4)Ka=18.8*(1.06+1.0)*0.49

=18.98KN/m2

+1.50m以下土压力强度Pa2：

Pa2=[r*(h1+1.0)+（r-rw）*（3.3+6.2）]*Ka=[18.8*(1.06+1.0)+( 18.8-10)*5.0]*0.49=40.54KN/m2 土压力Pa3：

Pa3=r*(4+1)=18.8*5＝94 KN/m2

则总的主动压力(土体及水压力)Ea：

Ea=(13.4*2.06)/2+18.98*(2.06+5)/2+(40.54-18.98)*5/2+94*5/2=375.4494KN/m2

(2) 确定内支撑层数及间距

按等弯距布置确定各层支撑的间距，

钢管桩能承受的最大弯距确定钢管桩顶悬臂端的最大允许跨度h:

h= = =298cm

h1=1.11h=1.11*2.98=3.3m

h2=0.88H=0.88*2.98=2.62m

h3=0.77h=0.77*2.98=2.3m

根据具体情况，确定采用布置。

（3）各内支撑反力

采用简支梁法近似计算各内支撑反力

P1=18.98*2.06/2+18.98*(0.5+4/2)+(18.98+40.54)/2*(1.0-0.5)/2+(18.98+40.54)/2*4/2+(40.54+18 .98*2-(18.98+40.54)/2)/2*4/2=182.699 KN/m

P2=(40.54+18.98*2)*（4/2+4/2）+((40.54+18.98+94)-(40.54+18.98*2)）/2*4/2-（40.54+18.98*2-(18.98+40.54)/2）/2*4/2

=340.1KN/m

（3）钢管桩入土深度：

土的重度考虑浮力影响后，取r=8.8KN/m2

Kn=r(Kp-Ka)=8.8*(2.05-0.49)

=13.73 KN/m3

则r*( Kp-Ka)*X*X*X*2/3*1/2

=0.779*375.4494

得X=3.92，取安全系数K=1.1，X=1.1*3.92=4.3m，所以钢管桩的总长度L为：L=4.3+1.06+5=10.36m，选用钢管桩长度12m。

（5）基坑底管涌验算

根据不发生管涌条件：K=（h＇+2t）r＇/ h＇rw≥1.5r＇=rs-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m3, t=5.0m h＇=7.0m rw=10.0 KN/m3则K=(7+2*5)*8.8/7*10=2.13＞1.5

即当钢管桩入土深度超过5m时，不会发生管涌。

（6）坑底渗水量计算：

Q=K*A*ι= K*A* h＇/( h＇+2t)根据设计地质资料，土的综合渗透系数取0.08m/d

则Q=(0.08*26*20*7)/(7+2*5)=17.12m3

根据其渗水量的大小，钢管桩之间填土夯实。

（7）整体抗浮稳定性检算：

当停止降水或抽干基坑内积水时，封底层底面因受到静水压力作用，则要求

K=Pk/Pf=(0.9Ph+λ*L*∑fι*h)/Pf≥1.05

=（0.9*842.8+0.6*（26+20）*14*21.1）/20*26*（17.5-11.67-0.8）=0.6＜1.05

但由于在施工中，将在基坑内设置降水井，降水工作不停止，降水后水位比较低，静水压力较小，从而不会发生整体上浮。

六、施工组织

㈠、围堰总体布置

根据确定的方案，采用双排钢管桩内侧填土作为围堰主体，双排钢管桩之间间距设为4米，中间以粘土填筑，在临水一侧用土填筑为梯形以起到保护作用，减小水流的紊流及水流对堰体冲刷力。钢管桩外侧加固一道槽钢围囹连接，在钢管桩外侧及内侧以5mm防水土工布加自制竹篾编制在钢管桩上，使整个堰体形成一个框架结构；以此作为围堰主体。由于本地土质较差，基坑内侧用抛石进行处理，以抵抗外河水压，确保围堰稳定。

㈡、围堰施工组织设计

1、从环境保护方面考虑，我项目部选用施工噪声小，没有其它公害的打桩船进场施工。在围堰施工前，先由测量队定出围堰的位置和范围，再由水上挖泥船挖除围堰范围内的淤泥，并将淤泥运至指定地方堆放，然后进行钢管桩的施打。

2、钢管桩施打采用船上打桩机施打，施打时需拉线定位。钢管桩施打时从两岸开始，突击使坝身露出水面，后逐步延伸至合拢，尽量不要中断以免造成过多的稀泥影响围堰强度。管桩施打需分段加密进行，每隔4米施打一根定位桩，以便很好地控制围堰位置和宽度，然后每隔50cm（中心距）施打一根，逐渐加密，直至施打完成。施打前，打桩船要固定牢靠，打桩时，通过打桩船上的导架，调整好钢管桩垂直度和位置，直至到位才可以进行施打，施打时要求先轻击钢管桩，当钢管桩插入土体1米以上时，才能重锤，并在锤击过程中随时调整钢管桩的垂直度。

3、外挂竹帘片和土工布

待管桩施工一定数量后，即可挂竹帘片及土工布，竹帘片为定做尺寸，宽为1.6米、高度为5.8米，如高度不够在桩顶上部可用0.9*1.2米的竹帘片调节。竹帘与竹帘之间的搭设长度为10cm至15cm。土工布施工时在底部用铅线拴小石块，这样可以保证土工布不折叠、悬挂垂直。土工布顶部用铅丝与钢管桩固定牢固，土工布横向搭接宽度20cm。在围堰内填土时随时检查竹帘片及土工布状况，发现异常及时纠正。桩与桩之间的拉结钢筋和横向钢管应在竹帘上和土工布施工结束后施工，根据设计，拉结钢筋为直径14mm的钢筋，横向钢管为25号槽钢。

4、围堰填土

钢管桩及竹帘片及土工布施工完毕后即可填土。填土土方采用外进土，在取土区由挖掘机将土方挖至运泥船上后，由运泥船运至坝外，再用抓斗式挖泥船从船上抓土放到钢管桩围堰内，放入时小心，抓斗不得碰撞钢管桩。取土采用挖掘机挖土装车、自卸车短驳至岸边上船。围堰土料采用粘土，禁止采用淤泥填筑。因围堰位水中倒土，预计围堰沉降量较大，施工时须预留沉降量。在整个取土工程施工期间内成立围堰护堤组查险观测围堰沉降、变形、进行堤身维护。当堤身高程低于设计值10cm时，须进行培土加高，使其保持设计标高。围堰需分层压实，分层厚度为20cm。

5、围堰内抽水

围堰筑设结束后即可抽水（水泵在筑设围堰时露出水面50CM即可排设），抽水时须派专人观察围堰坝体情况，如发生坝体沉陷，滑动等异常情况需及时采取措施，加固处理。围堰内抽水不能太快，每天水位下降不大于1米，这样有利于坝体稳定，出水土体及时压实，发现渗水即停止抽水，加固围堰，维护围堰安全。

七、围堰施工安全专项措施

1、为保证钢管桩准确打入，安排专业车辆人员定位放样，确保位置准确。

2、打桩时安排经验丰富的施工指挥人员。

3、及时掌握天气预报，在下雨或刮风五级以上时不得从事作业。

4、施工时做好安全警示标志。

5、尽量避免夜间施工，以免打扰附近居民。

八、质量、安全保证体系

(一) 质量保证体系图

(二)、制定严格的工程质量检测制度

1、建立健全以项目经理为首的质量管理体系，经理部各部门明确质量管理范围、责任、技术科各部门分级落实责任制，技术人员分工明确，并且责、权、利三者相结合，发挥出每个技术人员的工作积极性，使他们起到应有的作用。

2、建立并健全两级管理制度，所有工序需经队部自检合格后方可上报项目经理部，项目经理部需对队部所报材料认真进行审查，并通过进一步测量复核，在确认合格后经理部再将资料报送监理组、指挥部，以确保测量结果的准确率。

3、认真审阅图纸，审图需全面、完整，发现问题时做好记录，在开工前及时向设计单位了解，开工后遇到有关技术上的问题及时请示监理工程师及相关专家，对监理工程师及相关专家指示的技术方法正确地深刻领会，以指导施工。

4、现场工程技术人员做到认真、细心负责，及时指出工程施工中的不足之处并予及时纠正完善，工作过程中做到操作仔细、不放过任何可疑点，并推行复核检验制度。

5、推行计划管理各施工组，各组根据总计划指标要求制定本组、本施工点的计划。队部提出处理意见，及时调整人工、材料、机械设备在数量和时间上的安排，保证各施工环节环环紧扣，有条不紊，既保进度又保质量。

(三)安全保证体系框图

(四) 制定严格的安全生产管理制度

1、构件吊装和安装须遵守《公路工程施工安全技术规程》、《起重机械安全操作规程》以及其他相关安全操作技术规程，并要对每一个相关操作人员进行现场安全交底，确保施工安全。

2、施工过程中，施工人员和技术人员必须带好安全帽，高空作业时要系好安全带，水上作业要穿救生衣。

3、吊装过程中，无关人员应退至安全范围之外，吊车臂架下和工作半径范围内不得站人。

4、吊装用的钢丝绳、吊具等必须满足受力要求，且要具有一定的安全系数；钢丝绳使用前一定要经过检查，合格后方可投入使用。

5、钢丝绳吊点部位要保证所吊构件具有足够的强度和刚度，必要时加设支撑杆或扁担梁，以防止构件变形。

6、为保证钢丝绳使用寿命和使用安全，应在吊点处加垫木板、麻片或采取其它措施使吊点处钢丝绳受力均匀，不产生应力集中，避免割绳、断绳等安全事故发生。

7、钢丝绳安装好后要进行全面检查，确保安全牢固后方可指挥起吊。起吊时要缓慢提升吊钩，先收紧吊绳使之受力，然后进行试吊，确认安全后才能正式起吊提升。

8、吊装或拖拉过程中必须派专人指挥和协调运作，发现不安全因素和任何违规操作立即制止，纠正后方可继续吊装或拖拉。

9、构件起吊后应根据实际情况，由起重工通过拉绳拉好重物防止旋转和晃动，任何人员、船只不得从被吊构件下通过。

10、现场注意用电、用火安全，每天施工完毕应收好电线、气瓶，做到工完场清，并及时关闭电闸。

七浦塘拓浚整治工程（东、西陆家宅河节制闸）项目经理部