新型组合围堰施工技术
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堰内的水抽干形成干作业环境,再进行后续破桩
头、承台钢筋、承台混凝土等工序的旌工。 在一般水深较浅、承台埋置较浅的环境进行承 台施工时,吹砂围堰是较普遍采用的一种施工方案。 2.2创新思路 本桥靠岸侧的边主墩承台由于施工时正好处 于河流的枯水期,水深不到3m,可考虑采用吹砂围 堰的施工方案,这样将会大大降低施工成本,加快 施工进度。但是若单采用吹砂围堰方案,由于承台
降低所致,因此建议采用类似方法施工时可采用降 水效果更好的深井降水和井点降水相结合的方法。 4结语 本桥共有2个水中边主墩,其设计参数均相同, 靠岸侧的水中边主墩(标记为1号)施工时间刚好 处于枯水期,其外部条件较好,采用了组合围堰的 钢围堰下 施工方案;而远离岸侧的水中边主墩(标记为2号) 由于施工时不在枯水期,而采用了常规的双壁钢围 堰施工方案,施工效果对比如表2所示。 从对比可以看出,钢围堰.吹砂围堰相结合的新 型组合围堰在缩短工期、降低临时结构施工费用上 有很大优势。在工程建设中,根据实际情况进行创 新,从而达到降本增效的目的,真正体现“绿色工 程”的建设理念和工程建设可持续性发展的要求。
毒冬厅训『覃 翔一川忖
图2主姜施工步骤
Fig.2
Main
construction process
步缓慢下放钢围堰,同时工人在钢围堰内用高压水 枪冲刷河床,钢围堰随着河床的降低而逐渐下沉到 位。将钢围堰内的基底整平后浇筑一层50cm厚混 凝土垫层,再进行破桩头、承台钢筋、承台混凝土等 后续工程施工,如图2c所示。 3.2井点降水计算及验证
3.5m,结构如图1所示。
图1基桩、承台结构示意
Fig.1
Structure of pile and cap
一-1.0
2.1常规施工方案
蓁10乔
本桥承台底标高远低于河床标高和河流常水 位,属于典型的深水低桩承台。根据以往的工程施 工经验,该类型承台最常规的施工方案为双壁钢围 堰法施工,即在基桩施工完成后,加工拼装双壁钢 围堰,将钢围堰抽砂下沉到设计标高后采用水下混 凝土封底,待封底混凝土强度达到设计要求后将围
3 10004,China)
Abstract:A
new
technology was
adopted during the pile
cap
construction
of the side
to
main
a
pier for
a
bridge,which combined double-wall steel cofferdam and blowing sand cofferdam cofferdam.The pile
D=等半It=型掣01掣1“66m,
n一
一
取1.5m。
.一:堕塑尝型∑73/,
因此,理论上实际需要的井点管数量为:
柑. 根。
1.)
3.2.2降水效果验证
为检验计算的正确性,我们对单井出水量的理 论值和实际值进行了对比:在该墩位附近,设置了5 根井点管,实测出3h总的出水量为10.6m3,则单井 3h实际出水量为2.12m3,略大于计算值2.09m3。 根据上述计算过程及验证结果,证明在该墩位 采用井点降水能达到预期效果。 3.3工程实施情况
根据桥位附近水文站统计的白1955年至2002 年的水位资料,该河流水位具有明显的季节性变 化,水位有明显的枯水期和丰水期之分,而且枯水 期内靠近大堤的河床有淤积现象,河床明显抬高。 根据实际施工进度,该桥靠岸侧的边主墩承台 施工时间正好处于枯水期,墩位处河床淤积抬高,
[收稿日期】2012-04-23 [作者简介]阮建中,董事长,总经理,高级工程师,E-mail:hvzhouxiao
n=4190丽.07F×2=59根。
在基坑四角处井点管应加密,考虑每个角加2 根井点管,则井点管的数量应为59+8=67根。 井点管间距平均为:
Table 1
Size comparison of blowing sand cofferdam
m
万方数据
34
施工技术
第41卷
面着手。 1)钢围堰拼装过程中的偏位控制 钢围堰拼
Calculation of water inflow for partially penetrated well with non-pressure
~:^厚:^f41.9
抽水影响半径:
一80.77m。
x 12.9 0X21.31 “ 3 14 一√订一.
“10 m。
施工时吹砂围堰因围堰内侧河床砂层流失严重而 垮塌。根据其他单位的施工经验,结合本项目的实 际情况,决定增加吹砂围堰断面尺寸,增大围堰基 底至承台外缘的距离,增加井点降水设备,来确保 吹砂围堰安全。最终确定的各项指标如表1所示。 吹砂围堰采用的编织袋宽2m,高50cm。施工 时先在河床上插2排钢管便于围堰定位,在2排钢 管之间铺设第1层编织袋,向编织袋内抽砂并灌满, 然后逐层铺设编织袋、抽砂,编织袋呈梯形布置,最 终形成吹砂围堰。 3.3.2双壁钢围堰拼装及控制措施 吹砂围堰形成后,用泥浆泵将围堰内的江水排 出,吹砂围堰内江水基本抽干时开始拼装双壁钢 围堰。 双壁钢围堰的作用主要是将吹砂围堰基底内 侧的河床砂层挡住-防止砂层过度流失,保证吹砂 围堰的安全,其另一个作用是作为承台施工的模 板,钢围堰偏位即是承台偏位,因此要确保钢围堰 的偏位满足规范要求。为达到这一目的,从两个方
万方数据
32
施工技术
第41卷
设计底标高较低,吹砂围堰内河床需要冲刷开挖的 深度达6.0m,可能会因渗流、管涌等导致围堰内河 床砂层快速流失,围堰内侧基础垮塌等严重问题。 因此,考虑在吹砂围堰的基础上再增加1节双壁钢 围堰。吹砂围堰形成后,吹砂围堰将围堰内外的河 水隔开,在围堰内边抽水边设置井点降水,待围堰 内的江水基本抽干时,拼装l节双壁钢围堰,然后用 卷扬机均匀下放着床。此时吹砂围堰内已基本为 无水环境,工人可直接站在围堰内的河床上用高压 水枪冲刷河床来控制围堰下沉,便于钢围堰下放的 偏位等质量控制,同时双壁钢围堰又能有效防止吹 砂围堰内侧河床垮塌,保证吹砂围堰的安全。吹砂 围堰和双壁钢围堰共同作用,确保承台旌工处于于 作业环境状态。 3施工关键技术 3.1主要施工步骤 采用双壁钢围堰和吹砂围堰相结合的组合围 堰进行该墩承台施工,其主要施工步骤如下。 1)步骤1 在承台外围布置吹砂围堰,使吹砂 围堰内外的河水隔离。吹砂围堰按照承台的外形 尺寸布置,平面呈椭圆形,如图2a所示。 2)步骤2 用泥浆泵抽出吹砂围堰内的河水,
cap construction in rivers
develop
was
New
kind of
with
seasonal changing
water
levels
introduced in
detail,including the main construction procedures,calculation and verification of well point dewatering,
wenku.baidu.com
瓣搬一一一一
尉
砂鬻
烈。
k
警一一
围主n1寿 堰<至E一
双糊塑
壁鞠烈圳|; 拆l
4禹躺辫燃
待吹砂围堰内水基本抽干时及时在吹砂围堰内侧 设置一圈井点降水系统,防止因吹砂围堰内外水头 差导致河床砂层渗流、管涌等现象,确保吹砂围堰 基底砂层稳定。同时,在钢护筒和钢管桩之间设置 钢围堰拼装平台,用50t履带式起重机拼装钢围堰, 钢围堰拼装完成后通过钢丝绳吊挂在布置于钻孔 平台顶面的卷扬机上,如图2b所示。 3)步骤3 拆除钢围堰拼装平台,用卷扬机同
参考文献: 图5导向架平面布置
Fig.5 Layout
装之前,先由测量组精确放样,将钢围堰的内轮廓 线画在钻孔平面顶面。钢围堰拼装时,根据钻孔平 台顶面的标记线,用线锤严格控制每一块钢围堰的 位置。 2)钢围堰下沉过程中的偏位控制
3.3.1
=一=
吹砂围堰尺寸确定及施工
据了解,其他单位采用吹砂围堰施工的承台也
图4无压非完整井涌水■计算
Fig.4
处于水中靠近岸侧位置,承台设计底标高 一2.000m,吹砂围堰基底宽8m,顶宽2m,高3.5m, 围堰基底距承台外缘距离5m,围堰内布置一圈井点 降水。在已经施工完成的6座承台中,有1座承台
3.2.1
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0
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41
④?一9・
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【
9000 吹砂围堰
井点降水计算
点管
/
该创新施工方法成败的关键在于吹砂围堰内 井点降水能否达到要求,因此先进行井点降水的计 算(见图3)。 进行井点降水前的水位标高取施工时的水位 4.000m(实测3.800m左右),根据设计院提供的地 质勘察报告,该墩最上一层不透水层即黏土层的顶 标高约为一18.000m,而承台的底标高为一4.500m, 可以此进行计算,则含水层厚度日=22m。河床以 下范围内的土层为砂类土,其渗透系数取K=l×
engineering application performance.Engineering practice shows that the new construction technology
save can
construction investment,accelerate construction progress and
裹1吹砂围堰尺寸对比
R=1.95s徊夏=1.95×9.5 x以孬丽蕊彳
则基坑涌水总量:
兰;:ii ;亏黜=49。.。7m3/d。
单井出水量:
g=651rdl
Q=1.366K{羰=1.366×0.864×
j霄=65×3.14×.0.043×2.0×
m3/d。
扼.864。=16.72
由于基坑在静水位以下,则取抽水量为2Q。 井点管数量:
ensure
construction
quality.
Key words:bridges;pile caps;cofferdams;construction
1工程概况 某大桥水中边主墩承台呈哑铃形,最大平面尺 寸为38.2m
X
水深较浅,根据现场实测,河流常水位在3.800m左 右,墩位处河床标高约为1.000m,且河床还在缓慢 淤积。河床在承台施工的高度范围内为沉积砂层。 2施工方案 9.2m,承台设计底标高一4.500m,厚
2012年9月上
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
3l
・第41卷第372期
新型组合围堰施工技术
阮建中,周
霄
杭州 310004) (杭州天恒投资建设管理有限公司,浙江
[摘要]结合某大桥边主墩承台施工实例,采用了一种双壁钢围堰和吹砂围堰相结合的新型组合围堰施工技术。 详细介绍了在水位有明显季节性变化的河流中进行承台施工的实际情况,包括主要施工步骤,井点降水计算及验 证,工程实施情况。该工程实例表明,采用该项施工技术,节约了施工投入,达到降本增效的目的,加快了施工进 度,且便于质量控制。 【关键词]桥梁工程;承台;围堰;施工技术 [中图分类号】TU753.62;U445.55 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2012)17-0031-04
Construction Technology of New Combined Cofferdam
Ruan Jianzhong,Zhou Xiao (Hangzhou Tianheng
Investment and Construction
Management Co.,Ltd.,Hangzhou,ghejiang
1 000
孑河床标
宜?——一
】N…¨■”,: 图3承台井点降水计算图示
Fig.3 Calculation of well point
cap
一5.00(
dewatering for pile
万方数据
阮建中等:新型组合围堰施工技术
33
10一cm/s=0.864m/d。基坑底标高一5.000m,基坑 中心的最低水位降低值s=4一(一5)+0.5=9.5m。 井点管采用qb50mm×3.5ram钢管,井点管长度取为 12.0m(井管长10.0m,滤管长2.0m)。 根据承台平面尺寸及钢围堰厚度(1.2m),井点 管布设在钢围堰外侧约60era处,则井点管的布置 尺寸为41.9m×12.9m。 根据无压非完整井计算理论,将吹砂围堰内部 看做一个大的基坑,由于该基坑的长宽比≤5,所以 可以简化为一个假想半径为‰的圆井进行计算,计 算模型如图4所示。
堰内的水抽干形成干作业环境,再进行后续破桩
头、承台钢筋、承台混凝土等工序的旌工。 在一般水深较浅、承台埋置较浅的环境进行承 台施工时,吹砂围堰是较普遍采用的一种施工方案。 2.2创新思路 本桥靠岸侧的边主墩承台由于施工时正好处 于河流的枯水期,水深不到3m,可考虑采用吹砂围 堰的施工方案,这样将会大大降低施工成本,加快 施工进度。但是若单采用吹砂围堰方案,由于承台
降低所致,因此建议采用类似方法施工时可采用降 水效果更好的深井降水和井点降水相结合的方法。 4结语 本桥共有2个水中边主墩,其设计参数均相同, 靠岸侧的水中边主墩(标记为1号)施工时间刚好 处于枯水期,其外部条件较好,采用了组合围堰的 钢围堰下 施工方案;而远离岸侧的水中边主墩(标记为2号) 由于施工时不在枯水期,而采用了常规的双壁钢围 堰施工方案,施工效果对比如表2所示。 从对比可以看出,钢围堰.吹砂围堰相结合的新 型组合围堰在缩短工期、降低临时结构施工费用上 有很大优势。在工程建设中,根据实际情况进行创 新,从而达到降本增效的目的,真正体现“绿色工 程”的建设理念和工程建设可持续性发展的要求。
毒冬厅训『覃 翔一川忖
图2主姜施工步骤
Fig.2
Main
construction process
步缓慢下放钢围堰,同时工人在钢围堰内用高压水 枪冲刷河床,钢围堰随着河床的降低而逐渐下沉到 位。将钢围堰内的基底整平后浇筑一层50cm厚混 凝土垫层,再进行破桩头、承台钢筋、承台混凝土等 后续工程施工,如图2c所示。 3.2井点降水计算及验证
3.5m,结构如图1所示。
图1基桩、承台结构示意
Fig.1
Structure of pile and cap
一-1.0
2.1常规施工方案
蓁10乔
本桥承台底标高远低于河床标高和河流常水 位,属于典型的深水低桩承台。根据以往的工程施 工经验,该类型承台最常规的施工方案为双壁钢围 堰法施工,即在基桩施工完成后,加工拼装双壁钢 围堰,将钢围堰抽砂下沉到设计标高后采用水下混 凝土封底,待封底混凝土强度达到设计要求后将围
3 10004,China)
Abstract:A
new
technology was
adopted during the pile
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bridge,which combined double-wall steel cofferdam and blowing sand cofferdam cofferdam.The pile
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.一:堕塑尝型∑73/,
因此,理论上实际需要的井点管数量为:
柑. 根。
1.)
3.2.2降水效果验证
为检验计算的正确性,我们对单井出水量的理 论值和实际值进行了对比:在该墩位附近,设置了5 根井点管,实测出3h总的出水量为10.6m3,则单井 3h实际出水量为2.12m3,略大于计算值2.09m3。 根据上述计算过程及验证结果,证明在该墩位 采用井点降水能达到预期效果。 3.3工程实施情况
根据桥位附近水文站统计的白1955年至2002 年的水位资料,该河流水位具有明显的季节性变 化,水位有明显的枯水期和丰水期之分,而且枯水 期内靠近大堤的河床有淤积现象,河床明显抬高。 根据实际施工进度,该桥靠岸侧的边主墩承台 施工时间正好处于枯水期,墩位处河床淤积抬高,
[收稿日期】2012-04-23 [作者简介]阮建中,董事长,总经理,高级工程师,E-mail:hvzhouxiao
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在基坑四角处井点管应加密,考虑每个角加2 根井点管,则井点管的数量应为59+8=67根。 井点管间距平均为:
Table 1
Size comparison of blowing sand cofferdam
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万方数据
34
施工技术
第41卷
面着手。 1)钢围堰拼装过程中的偏位控制 钢围堰拼
Calculation of water inflow for partially penetrated well with non-pressure
~:^厚:^f41.9
抽水影响半径:
一80.77m。
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施工时吹砂围堰因围堰内侧河床砂层流失严重而 垮塌。根据其他单位的施工经验,结合本项目的实 际情况,决定增加吹砂围堰断面尺寸,增大围堰基 底至承台外缘的距离,增加井点降水设备,来确保 吹砂围堰安全。最终确定的各项指标如表1所示。 吹砂围堰采用的编织袋宽2m,高50cm。施工 时先在河床上插2排钢管便于围堰定位,在2排钢 管之间铺设第1层编织袋,向编织袋内抽砂并灌满, 然后逐层铺设编织袋、抽砂,编织袋呈梯形布置,最 终形成吹砂围堰。 3.3.2双壁钢围堰拼装及控制措施 吹砂围堰形成后,用泥浆泵将围堰内的江水排 出,吹砂围堰内江水基本抽干时开始拼装双壁钢 围堰。 双壁钢围堰的作用主要是将吹砂围堰基底内 侧的河床砂层挡住-防止砂层过度流失,保证吹砂 围堰的安全,其另一个作用是作为承台施工的模 板,钢围堰偏位即是承台偏位,因此要确保钢围堰 的偏位满足规范要求。为达到这一目的,从两个方
万方数据
32
施工技术
第41卷
设计底标高较低,吹砂围堰内河床需要冲刷开挖的 深度达6.0m,可能会因渗流、管涌等导致围堰内河 床砂层快速流失,围堰内侧基础垮塌等严重问题。 因此,考虑在吹砂围堰的基础上再增加1节双壁钢 围堰。吹砂围堰形成后,吹砂围堰将围堰内外的河 水隔开,在围堰内边抽水边设置井点降水,待围堰 内的江水基本抽干时,拼装l节双壁钢围堰,然后用 卷扬机均匀下放着床。此时吹砂围堰内已基本为 无水环境,工人可直接站在围堰内的河床上用高压 水枪冲刷河床来控制围堰下沉,便于钢围堰下放的 偏位等质量控制,同时双壁钢围堰又能有效防止吹 砂围堰内侧河床垮塌,保证吹砂围堰的安全。吹砂 围堰和双壁钢围堰共同作用,确保承台旌工处于于 作业环境状态。 3施工关键技术 3.1主要施工步骤 采用双壁钢围堰和吹砂围堰相结合的组合围 堰进行该墩承台施工,其主要施工步骤如下。 1)步骤1 在承台外围布置吹砂围堰,使吹砂 围堰内外的河水隔离。吹砂围堰按照承台的外形 尺寸布置,平面呈椭圆形,如图2a所示。 2)步骤2 用泥浆泵抽出吹砂围堰内的河水,
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kind of
with
seasonal changing
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detail,including the main construction procedures,calculation and verification of well point dewatering,
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围主n1寿 堰<至E一
双糊塑
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待吹砂围堰内水基本抽干时及时在吹砂围堰内侧 设置一圈井点降水系统,防止因吹砂围堰内外水头 差导致河床砂层渗流、管涌等现象,确保吹砂围堰 基底砂层稳定。同时,在钢护筒和钢管桩之间设置 钢围堰拼装平台,用50t履带式起重机拼装钢围堰, 钢围堰拼装完成后通过钢丝绳吊挂在布置于钻孔 平台顶面的卷扬机上,如图2b所示。 3)步骤3 拆除钢围堰拼装平台,用卷扬机同
参考文献: 图5导向架平面布置
Fig.5 Layout
装之前,先由测量组精确放样,将钢围堰的内轮廓 线画在钻孔平面顶面。钢围堰拼装时,根据钻孔平 台顶面的标记线,用线锤严格控制每一块钢围堰的 位置。 2)钢围堰下沉过程中的偏位控制
3.3.1
=一=
吹砂围堰尺寸确定及施工
据了解,其他单位采用吹砂围堰施工的承台也
图4无压非完整井涌水■计算
Fig.4
处于水中靠近岸侧位置,承台设计底标高 一2.000m,吹砂围堰基底宽8m,顶宽2m,高3.5m, 围堰基底距承台外缘距离5m,围堰内布置一圈井点 降水。在已经施工完成的6座承台中,有1座承台
3.2.1
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9000 吹砂围堰
井点降水计算
点管
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该创新施工方法成败的关键在于吹砂围堰内 井点降水能否达到要求,因此先进行井点降水的计 算(见图3)。 进行井点降水前的水位标高取施工时的水位 4.000m(实测3.800m左右),根据设计院提供的地 质勘察报告,该墩最上一层不透水层即黏土层的顶 标高约为一18.000m,而承台的底标高为一4.500m, 可以此进行计算,则含水层厚度日=22m。河床以 下范围内的土层为砂类土,其渗透系数取K=l×
engineering application performance.Engineering practice shows that the new construction technology
save can
construction investment,accelerate construction progress and
裹1吹砂围堰尺寸对比
R=1.95s徊夏=1.95×9.5 x以孬丽蕊彳
则基坑涌水总量:
兰;:ii ;亏黜=49。.。7m3/d。
单井出水量:
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由于基坑在静水位以下,则取抽水量为2Q。 井点管数量:
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construction
quality.
Key words:bridges;pile caps;cofferdams;construction
1工程概况 某大桥水中边主墩承台呈哑铃形,最大平面尺 寸为38.2m
X
水深较浅,根据现场实测,河流常水位在3.800m左 右,墩位处河床标高约为1.000m,且河床还在缓慢 淤积。河床在承台施工的高度范围内为沉积砂层。 2施工方案 9.2m,承台设计底标高一4.500m,厚
2012年9月上
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
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・第41卷第372期
新型组合围堰施工技术
阮建中,周
霄
杭州 310004) (杭州天恒投资建设管理有限公司,浙江
[摘要]结合某大桥边主墩承台施工实例,采用了一种双壁钢围堰和吹砂围堰相结合的新型组合围堰施工技术。 详细介绍了在水位有明显季节性变化的河流中进行承台施工的实际情况,包括主要施工步骤,井点降水计算及验 证,工程实施情况。该工程实例表明,采用该项施工技术,节约了施工投入,达到降本增效的目的,加快了施工进 度,且便于质量控制。 【关键词]桥梁工程;承台;围堰;施工技术 [中图分类号】TU753.62;U445.55 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2012)17-0031-04
Construction Technology of New Combined Cofferdam
Ruan Jianzhong,Zhou Xiao (Hangzhou Tianheng
Investment and Construction
Management Co.,Ltd.,Hangzhou,ghejiang
1 000
孑河床标
宜?——一
】N…¨■”,: 图3承台井点降水计算图示
Fig.3 Calculation of well point
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一5.00(
dewatering for pile
万方数据
阮建中等:新型组合围堰施工技术
33
10一cm/s=0.864m/d。基坑底标高一5.000m,基坑 中心的最低水位降低值s=4一(一5)+0.5=9.5m。 井点管采用qb50mm×3.5ram钢管,井点管长度取为 12.0m(井管长10.0m,滤管长2.0m)。 根据承台平面尺寸及钢围堰厚度(1.2m),井点 管布设在钢围堰外侧约60era处,则井点管的布置 尺寸为41.9m×12.9m。 根据无压非完整井计算理论,将吹砂围堰内部 看做一个大的基坑,由于该基坑的长宽比≤5,所以 可以简化为一个假想半径为‰的圆井进行计算,计 算模型如图4所示。