水中墩专项施工方案

新建武汉至宜昌铁路工程HYZQ-6标

沮漳河特大桥99#水中墩

施工专项方案

（钢板桩围堰）

编 制： _____________ 审 核： ______________ 审 批： ______________

00九年三月

TA1施工组织设计（方案）报审表

工程项目名称：新建武汉至宜昌铁路工程

施工合同段：HYZQ-6 编号：

致河南城工程建设咨询有限公司汉宜铁路监理四分部： 我单位根据施工合同的有关规定已编制完成沮漳河特大桥 99#水中墩（钢板桩围堰） 工 程的施工方案设计，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。 附：《沮漳河特大桥99#水中墩施工专项方案（钢板桩围堰） 》 施工单位（章） 项目经理 日期 专业监理工程师意见： 专业监理工程师 日期 总监理工程师意见： 项目监理机构（章）

总监理工程师 _________________

日期 _________________

注：本表一式4份，施工单位2份，监理单位、建设单位各一份。

沮漳河特大桥99 #水中墩施工专项方案

（钢板桩围堰）

一工程概况

1. 工程总体概况

沮漳河特大桥是汉宜高速铁路线上的桥梁，位于湖北省荆州市与宜昌市交界的万城 灌溉区，地势平坦、开阔。该处河段为通航河段，桥轴线与河流交角为

65°。

沮漳河是位于长江左岸的一级支流，桥位河段属平原性河流。其水位受上游支流（东 支漳河、西支沮河）山区性河流影响，同时也受长江水位顶托的影响。沮漳河洪水由暴 雨形成，多发生在7〜9月。洪峰历时48〜60h。受长江水位顶托的影响，水位也可能较 长时期处于高位。

99#、100#墩是沮漳河特大桥连续梁桥（48m+80m+48m）中跨主墩。99#墩承台平 面尺寸为I4.60mx 10.60m，高3.5m。属低桩承台，底部高程 26.099m,在冬季最大枯 水位37.32m以下11.221m，墩身底部位于该水位以下 7.7m。

该墩采用先桩后围堰方案施工，钻机土平台高程34.51m。由于工期及基础施工进度 的原因，99#墩的承台墩身将于主汛初期（预计 6月底拔桩）高水位的情况下进行施工。 拟采用钢板桩围护后进行内部土层开挖及混凝土浇注施工，

单个承台的钢板桩围护范围

为16.80mx 13.60m,其中上游靠栈桥侧空间狭窄，板桩距承台边沿 离1.5m。采用拉森W钢板桩，确定桩长为 22m，入土深度8.5m。

0.7m，其余三边距

99#水中墩工程数量表 99#墩承台尺寸 长 /2(m) 7.30 长(m) 14.60 宽(m) 10.60 高(m) 3.50 承台砼 承台钢筋 墩高 (m) 20.35 墩身砼 (m3) 858.3 墩身钢筋量 c30 (m3) ① 20( kg) 541.66 21852.12 H级钢筋 14742 I级钢筋 2520 由于缺乏桥址详细流速、水位等资料，围堰暂按 38.8m施工水位设置，洪水水头 13.5m。根据《长江委沮漳河大堤防护加固专项方案》其枯水期设防水位

37.7m,结合当

地调查，河滩麦地常年可收，大约端午节左右河滩（高程约 37~38m）上水；因此预计 5月份尚可施工。

但需要特别强调的是，进入汛期必须与当地水利部门加强联系，超施工水位洪水来 临提前及时对围堰充水、撤场，绝对确保围堰和设备人员安全

计算时考虑了 1m的冲涮，围堰抽水的最高水位为 +38.80m。

2. 围堰、承台、墩柱总体施工流程

施工准备f测量定位f导向桩制作（钢板桩内支撑

1）f打钢板桩f钢板桩内支撑

焊接第三~六层内撑f清基堵漏f破

2一水下开挖―浇筑水下封底混凝土一逐层抽水、

桩桩检f浇筑第一层承台砼f第一次回填， 拆除第六层内撑f浇筑第二层承台砼f第二 次回填，拆除第五层内撑f浇筑第一段

2m墩身砼f第三次回填，拆除第四层内撑f浇

筑第二段18m墩身砼f焊接附墙支撑f浇筑临时墩砼（按水下砼工艺）f逐层充水、拆 除第一 ~三层内撑f拔桩、撤场

3. 施工队伍及工期安排

针对水上施工的复杂性和工期的紧迫性，我部计划为本工程配备一支人员稳定， 水上施工经验丰富的施工队伍，以保证工程质量和工期要求。

我部计划于2009年3月20日开工，于2009年6月30日完成99#承台与墩柱的 施工。详见附件3:《沮漳河特大桥99#水中墩施工进度计划横道图》

4. 机械设备与人员进场计划

机械设备计划表 序号 机械或设备名称 型号 数量（台） 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 振动锤 履带吊 轮式汽车吊 插入式振捣器 钢板桩 电焊机 钢筋调直机 钢筋切断机 钢筋弯曲机 天泵 泥浆泵 清水泵 经伟仪 全站仪 水准仪 DZ90 50t 25t 2N35,50 1 1 1 10 拉森桩（SKAP-W型） 254.478t 30KVA GT 6-40 GW40 36m 3PN Q4PS DJ2 拓扑康 5 1 1 1 1 4 5 1 1 1 DS2 备注：混凝土由万城拌和站集中拌制（120mVh ）,搅拌运输车经栈桥运至现场

劳动力计划表 序号 人员 现场管理人员 安全员 钢筋工 混凝土工 架子工 电焊工 模板工 人数 1 2 3 4 5 6

8 2 10 20 10 10 15 7 二钢板桩围堰施工方案

1. 钢板桩打入 1.1钢板桩的选用

本工程选用拉森桩（SKAP-W型，日标）宽40cm,重76.1kg/m，考虑到本工程地质 情况的需要，拟采用桩长为22米的钢板桩（较附件1图 加深1m,至17.6m高程）。

1、 首先在板桩堆放基地对钢板桩进行检查、丈量、分类、编号，选用同种型号的

板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工所需型号、规格、数量的钢板桩。 为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。 需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使 每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于

形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。

1cm为宜。对于肉眼看到的局部变

2、 发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，

尤其不能将连锁口碰坏。同时对两侧锁口用一块同型号长

2〜3m的短桩作通过试验，以

扭曲、死弯等缺

2〜3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、

陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800〜1000C）,焊补、铆补、割除、接长等方法加以 整修。同时，要求接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形。

3、 本承台钢板桩长度超过20m，常规施工钢板桩长度模数为18 m、16m 12m 10m

等，因此需要对现有模数钢板桩进行接长。钢板桩接长采用坡口对焊，

“U'形内侧焊接 加劲

板，焊接完成后，用 2m 长钢板桩从焊接钢板桩一端插人、穿出到另外一端，检查 锁口质量。对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭， 避免泥土挤入，锁口宜涂以黄油或其它油脂，对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫 正。转角处采用 90 度的转角桩。

4、插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一 定要进行专门

的检查，确保线路畅通，功能正常。且夹板牙齿磨损不宜太多。

1.2 钢板桩理论用量计算： 钢板桩围堰周长计算： 16.8 X 2+ 13.6 X 2=60.8m

钢板桩根数计算：角桩采用0.2mX 0.2m,共4片， (60.8-0.4 X 4m /0.4m=148 片，148+ 4= 152 片 钢板桩重量计算：

152X 22X 76.1 = 254.478t

1.3 打入

1.3.1 施工放样与定位

( 1 ) 将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。

( 2)、第一层支承设置：在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管 桩,四角布置,内外侧共 8 根。定位横梁也是钢板桩围堰的第一层围菱支护,采用 2HM588*300型钢。定位横梁安放在定位钢管四周侧，与钢管相连接，四角设两道© 426*8 斜撑,斜撑与横梁呈 45 度夹角,采用焊接固结连接。钢管与横梁连接设一定的加劲块。 安装内支承前先按确定的标高位置在定位钢管焊上三角托架，托架采用槽钢，安装托架 一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。

( 3)、定位横梁的位置须严格遵照设定的标高、位置布置。保证打出的钢板桩在一 条直线上。在钢管桩露出水(地)面部分刷上警告标志，并在

50cm处焊上槽钢加固，

在打桩时作为下层导向装置(第 2 层导梁)及高程控制标志。定位桩与已施工桩位置布 置见下图。

4)插打钢板桩在第一层定位支承及下部槽钢安装完成后即可进行插打钢板桩施

1.3.2钢板桩打入总体施工流程

钢板桩从河西（宜昌）侧围堰中心开始打入第一片钢板桩，然后逐步向两边插打， 在河下游合龙（见示意图）。在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为 保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分。导梁为上下双层导 梁，确保插打第一片钢板桩的垂直度。最初的一、二块钢板桩以导梁为定位、垂直插（此 项工作应反复仔细校正钢板桩位，确保垂直）至设计标高。打设位置和方向要确保精度， 以起到样板的作用。每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。每根钢板桩施打完 毕后，即与横钢焊接牢固。根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，一般为

全部插打完毕后再依次打到设计标高。

其余各钢板桩，则以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口， 然后用振动锤振动下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一片或几片后，将已插好 的钢板桩点焊固定于导梁上。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及 时调整。调整工具有千斤顶、木楔、导链等。插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即

2-3m,待

纠，调整合拢”的施工要点

在施工过程中，钢板桩如需拼接时，两端钢板桩要对正，可先在一端上面焊接一块 限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊，再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整 且焊缝有足够厚度。插打钢板桩要充分采取止水措施，以防钢板桩围堰大量漏水。合龙 段，到剩下最后一部分时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉，使之合拢 合拢后，再逐根打到设计深度，在用倒链或滑车组对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙 过大。

钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，采用配桩法合龙。配置相应规格的异形 钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形钢板桩，以确保整 个围堰的密封性。

钢板桩围堰总体施工流程示意图

----- 第一片钢板桩

------------------------------ ------------ 第一步

上游侧

-

从围堰中心开始 打入第一片钢板桩

---------------------------------------------------- -----

第二步

从围堰中心向 两边插打钢板桩

第三步

在河下游围堰合龙

合龙位置

133钢板桩打入施工工艺

（1） 浮吊停在离打桩点约4m左右的地点，侧向施工，便于测量人员观察。挂上振 动锤，升

高，理顺及电缆。

（2） 锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。

（3） 待钢板桩尖离开水面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压 机，夹紧桩。上升锤与桩，至打桩地点

(4) 对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不 能下降为止。

(5) 试开打桩锤 30 秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，开动振动 锤打桩下降，

控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直，以便锁口能顺利咬合， 提高止水能力。

(6)

计高度。

( 7) 松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。 打桩前一般应在锁口内

涂以黄油、 锯末等混合物， 在打完钢板桩后， 开始进行钢板 桩围堰内的止水处理。

板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间， 打桩至设

1.4 施工注意事项

( 1)导向桩打好之后，以横梁、槽钢焊接牢固，连接可靠。确保导向桩不晃动， 以便打桩时提

高精确度。

( 2)线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插 入后可稍松吊

绳，使桩凭自重滑入。

(3)钢板桩振动插打到小于设计标高 40c m时，小心施工，防止超深发生。 ( 4)封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。

1.5 钢板桩的施工中遇到的问题及处理： 由于河床地质结构复杂， 钢板桩打拔施工中常遇到

一些难题， 常采用如下几点办法 解决 ：

① 打桩过程中有时遇上大的孤石或其它不明障碍物， 导致钢板桩打入深度不够， 则 采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

② 钢板桩在软泥质地段挤进过程中受到泥中块石或其它不明障碍物等侧向挤压作 用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔

1.0m〜2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使 其发生位移，

让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。

③ 钢板桩沿轴线倾斜度较大时， 采用异形桩来纠正， 异形桩一般为上宽下窄和宽度 大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时 也可以用 卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

④ 软泥质基础较软， 有时施工发生将邻桩带入现象， 采用的措施是把相邻的数根桩 焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。

2．水下开挖

由于工程地质以砂层为主，现场主要采用水下射水吸泥。 在插打完成后开始用泥浆泵配合高压射水将围堰内的土方清除。围堰内取土，应为 不排水取土，过程中同时使用抽水机对围堰内进行补水，需保持内外水位一致，以保证 围堰安全。开挖时及时测量坑底标高，如达到设计底标高，停止高压射水。

如果开挖期间河道水位较低，为减少水下开挖量。拟先将钢板桩围堰内水抽干后， 用 2 台水泵进行高压射水， 同时用 2 台泥浆泵吸出混合泥砂水进行吸泥施工。 吸泥过程 中尽量保持泥面均匀下降。 吸泥到每层支撑面以下 lm 后，必须在安装好围擦和内撑后， 方可继续吸泥施工下一层支撑。吸泥施工至泥面一定标高时，基坑将开始出现涌砂危险 （视施工时河道水位，届时通过计算确定） ，于是停止围堰内干施工吸泥，向围堰内补 水至适当高度，进行水下射水吸泥，最后吸泥到设计标高

-24.9m 。

开挖后要派专人探测基底高程，做好各处的测深记录，保证吸泥到设计标高。

3 . 水下混凝土封底浇注

封底混凝土强度等级采用C30,经过计算厚度采用1.2m。按水下混凝土设计配合比。 要注意封底混凝土浇筑顺序和方法，避免影响混凝土的浇筑质量，造成封底失效或 渗漏。采用多导管分布浇筑封底混凝土，采用一次性布管法。

剪球和浇筑的顺序为：由底往高，从边到中；控制混凝土的扩散半径不超过

3~4m，

同时严防先剪球的导管混凝土扩散到附近未剪球的导管位置；导管停注时间不宜超过 30min；派专人探测混凝土高程，做好各处的测深记录，保证导管埋深不少于

50cm控

制浇筑中混凝土高差小于1m浇完时平面高差小于 50cm同时应注意剪球时，导管下 口至底部距离不宜过大和过小，防止隔水栓（球）卡管事故，或者首批混凝土扩散后埋 置深度不足。

4 . 围堰抽水与支撑

钢板桩围堰封闭后逐层抽水、焊接第二 ~六层内撑，抽水过程中应严格控制抽水速 度和抽水高度。当抽水达到预定的深度后，应及时加支撑防护。围堰抽水期间，随着水 位下降，逐一安装围囹内撑，安完一层，降一层水，不得超出

围囹上下共设置 6 道。第一~三层为周边支撑型，第四 ~六层为格构式。围囹分别采 用HN58&

300、HN70CX 300型钢，四角斜撑和格构内撑采用 ①426X 8mm①630X 8mm ①800X 10mm

勺钢管，具体支撑形式及计算见总体平面布置图和计算部分。

围囹按设计高程预先焊好/ 125X 125X 10角钢短牛腿作为临时支撑，待各围囹安装 并连接就

位后，再与钢板桩焊接牢固。围囹合拢段按实际丈量长度在现场加工改制。

5. 防渗与堵漏

钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时， 用棉絮等在

内侧嵌塞，外侧包裹一层防水彩条布，起到防水和减小水压力勺双重效果。

钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩勺止水堵漏措施。 抽水时同时在外侧水中漏缝 处撒大量木屑或谷糠和炉渣勺混合物， 使其由水夹带至漏水处自行堵塞， 在桩脚漏水处， 采用局部砼封底等措施。若漏水严重，堵漏困难时，在钢板桩外侧补打木桩围堰，木桩 围堰内侧铺设彩条布，在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。

6. 变形观测

钢板桩施打过程中应设置观测点和仪器跟踪，避免围堰偏位，尤其板桩勺偏位累积 很难校正。

施打前，应在围堰上下游一定距离和两岸陆地上设置全站仪观测点，用于控 制围堰长短方向钢板桩勺勺施打定位。

在钢板桩围堰挡水期间，定期对钢板桩顶勺位移进行观测，监测桩顶向基坑内外勺 偏移量。

三 基底清理

1 ．排水

钢板桩支护止水完成后， 进行基底清理工作。 在承台四角挖集水坑， 周边做排水沟， 用水泵及时排除围堰内渗水。

2．封底

水下浇注封底混凝土时， 顶面平整度较差， 且有表层密实度较差， 应采用风镐修整 到承台设计底标高处，并保持承台范围干燥，方便桩头凿除和桩检。

3．桩头凿除

先人工清理桩头上勺淤泥， 然后采用空压机和风镐凿除桩头砼， 凿除至承台底面以

上10cm清洗桩头，桩基待检测。

四承台和墩柱施工简述

1、 总体过程

由于本项目钢板桩水头较高，围囹多达6层，层间间距仅2m结合围囹布置位置及 拆除顺序，承台墩柱需要分层分段施工。

其中承台分两层，底层1.5m，采用定型大块钢板，顶托支撑在钢板桩上，承台内侧 加内支撑加固。轮胎吊配合，人工支立模板。浇至第 6层内撑底部，然后第一次回填， 拆除第六层内撑；第2层2m浇筑后第二次回填，拆除第五层内撑。承台中间层钢筋布 置在第2层承台中。

墩柱分两段，首段2m浇至第4层内撑底部，然后第三次回填，拆除第四层内撑； 再次立墩柱模板，浇筑第二段18m墩身砼，一仓到顶。

2、 施工简述

围堰完成后，99#墩承台、墩柱施工转为旱地作业，与普通墩台施工工艺基本相同。 可参照《沮漳河特大桥墩柱施工方案》进行。这里仅对具体布置进行说明。

钢筋加工在荆州岸堤外加工厂内进行，现场绑扎安装。完成钢筋的调直、拉伸、下 料、弯制、焊接等工作。承台采用定型平面大块钢模。混凝土在栈桥上采用天泵灌入， 仓内插入式振捣棒振捣。材料水平运输由栈桥进入，水中平台上布置

成垂直运输。墩柱采用定制钢模，标准节高 2m，共10节。

1台25t轮胎吊完

- ' 侧面图

一 = 7模板 1 川 IIIIIIII1 III

平面图

3、关于预埋件

支撑

99#墩为连续梁中墩，施工方面：悬浇采用扶壁塔吊施工、临时固结采用墩旁钢管 支墩、 0#块

托架法施工、预压采用反力预压等；设计方面：承台应有沉降观测点、综合 接地装置、墩身有检查梯、

爬架等等，承台施工时预留墩柱的钢筋及墩柱模板的定位筋 等。因此承台、墩身预埋件众多。施工中

_钢板桩

需要认真细致地核查，准确埋设。

4、关于临时支墩的同步施工

浇完首段（2m墩身后，及时清理出承台顶支墩预埋件，安装首节钢管墩身（直径 im,顶部高出首段墩身顶部，焊接联结系后，进行堰内第三次回填，拆除第四层内撑。 临时钢管墩接高至预设高度并完成联结系安装后，管内灌注

水下砼工艺灌注。顶部2~4m范围内适当振捣。

C30砼，因振捣困难，采用

六 钢板桩拔除

1 ．施工要点

（ 1 ）钢板桩拔除采用振动锤，作业前对每个板桩的打入情况，作详细调查，以此 判断拔桩

作业的难易程度。

（ 2）在墩柱浇筑完成后，进行支撑的切割工作，用 50t 履带吊进行拔桩。

（ 3）在内支撑全部拆除完成后，进行钢板桩的拔除。在拔桩时，采用振动锤进行 拔除，尽量

使板桩下部与混凝土脱离，然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高

1〜2m

然后挨次将所有钢板桩均拔高i〜2m使其松动后，再挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变 形的桩， 可加大拔桩设备的能力， 将相邻的桩一齐拔出。 拔一根清理一根。 并及时运走， 以保证场地的清洁。

2．拔桩注意事项

（1） 为防止将临近板桩同时拔出，宜将钢板桩和加固的槽钢逐根割断。 （2） 先割除钢板桩的支撑，然后再拔围堰钢板桩。

（3） 拔出的钢板桩应及时清除土砂，涂以油脂。变形较大的板桩需调直，完整的 板桩要及

时运出工地，堆置在平整的场地上。

（ 4）将钢板桩用振动锤再复打一次，可克服土的黏附力。 （ 5）按与打板桩顺序相反的次序拔桩。

七 围堰受力计算

详见《沮漳河特大桥 99#墩钢板桩围堰设计计算书》（附件1，共10页）

及《99#墩钢板桩围堰方案图》（附件 2，共 2 页）。并补充说明如下：

1、由于围堰水头较高，采用水下开挖、水下浇筑封底混凝土工艺，封底顶、底平 整度较难控制，

封底混凝土厚度由 0.8m 加厚至 1.2m。

2、 围堰底部相应加深1m至17.6m高程。入土深度由7.5m变为8.5m。抗浮及流 砂安全度更

大。

3、 钢板桩总长22m入土深度增加，结构总体安全性加大，不再对内力重新验算。

八 质量保证措施

1 ． 质量保证措施

建立健全质量安全管理网络， 分工明确， 责任到人， 及时发现和清除各种质量安全 隐患，防患于未然。

（ 1 ）以项目经理为质量第一负责人，任命 1 至 2名合适的有资格人员负责质量管 理方面的工作，并保持与设计施工等各方面有效协调。

（2） 各种原材料，半成品严格按质量要求进行采购。钢板桩送到现场后，应及时 检查、分类、编号，钢板桩锁口应以一块长 1.5〜2.0m标准钢板桩进行滑动检查，凡锁 口不合应进行修正合格后方能使用。

（3） 为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保 证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插， 使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一 致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩 在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于 1%。

（4） 钢板桩插打和就位质量应符合下列规定：

a、桩底高程误差控制在10cm左右； b 、沉桩要连续，不允许出现不连锁现象；

c 、当导向设备失效，打入到设计深度时，平面位置允许偏差控制在 d 、合龙时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长 2%； e 、到达设计高程后的倾斜度不应大于 1%。

（5） 在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上， 而且相邻桩的接头上下错开至少 2m所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放 时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插

（6）钢板桩围堰在使用过程中，防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设 置连通管，到围堰内抽水时，再予封闭，在围堰内抽水时，钢板桩锁口漏水，在围堰外 撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物，借漏水的吸力附于锁口内堵水，或者在围堰内用板 条、棉絮等楔入锁口内嵌缝，撒煤渣等物

10cm。

堵漏时，要考虑水流方向并尽量接近漏缝，漏 缝较深时，用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒，同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处， 逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧，使导梁受力均匀。

（7）使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量 尺寸，检验是否符合要求。

2 . 工期保证措施

（1）、项目经理部立即开展工作，调遣具有丰富同类工程施工经验和责任心强的工 程技术、经济、行政等各类专业管理人员和施工队伍上场。

（2）、发挥整体优势，对施工队伍实行动态管理，合理组合。

（3）、加强现场的思想政治工作，抓住时机，开展以比质量、比安全、比进度、比 效益的劳动竞赛，使每一位参加施工的职工都充满责任感、荣誉感和紧迫感，发挥出最 大的积极性。

（4）、正确处理好与当地及兄弟单位的关系，取得各方面的支持与配合，为施 工生产创造一个良好的外部环境。

十 安全文明保证措施

为确保施工中的安全，在进行钢板桩围堰施工时，必须将安全工作放在首位，预防 为主。

1、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训 或无证者，不

得进行上岗操作。

2、机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程。设专人负责日常检 查和养护工作，

在施工过程中设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现安全事故。

3、机械操作人员做好各项记录，达到准确、及时，严格贯彻操作制度，认真执行 清洁、润滑、

坚固、防腐、安全的十字作业法。

4、设备及工具摆放整齐，不得随意摆放。

5、对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况， 危及安全的

要及时维修、更换。

6、当吊装起重设备高度不够时，可改变吊点位置，但不低于桩顶以下 1/3 桩长。

7、钢板桩围堰合龙到封底完成过程中，应经常检查围堰外河床冲刷情况，必要时 应抛石防护。 8、围堰周边不应停放设备、增加堆置荷载，以保证安全。

9、拔桩时要先震动 1~2 分钟，再慢慢启动振动桩锤拔桩。在有松动后再边震边拔， 防止蛮干。

10、水上作业安全措施

（1）、合理安排作业区域和时间，保证施工人员正常工作。 （2）、作业区域进行必要围挡，设置安全警示标语。

（3）、水上施工平台必须有标识和防护栏，夜河道作业区域应布置警示照明灯。 （4） 水上作业人员必须配备救生衣，以防人员落水。 （5）、施工现场必须要备有落水救生设施：救生圈 船只 1 艘。

（ 6）、与当地医疗保健和消防等部门保持密切联系，做到有备无患。 （ 7）、现场必须配足足够的消防设备。

（ 8）、进入汛期必须与当地水利部门加强联系， 超施工水位洪水来临提前及时对围 堰充水、

撤场，确保围堰和设备人员安全。

2〜3个、救生绳1〜2根、水面

附件 1：《沮漳河特大桥 99＃墩钢板桩围堰方案图》 （共 2页） 附件 2：《沮漳河特大桥 99#墩钢板桩围堰设计计算书》 （共 10页） 附件 3：《沮漳河特大桥 99#水中墩施工进度计划横道图》

沮漳河特大桥 99#墩 钢板桩围堰设计

计 算 书

中国葛洲坝集团股份有限公司汉宜铁路项目经理部

二 OO 九年一月

编 制： _______________________

校 核： _______________________

审 核： _______________________

目录

一、工程概述 ........................................................................ 二、设计依据 ........................................................................ 1、设计规范 ....................................................................... 2、地质条件 ....................................................................... 3、水文 ........................................................................... 4、地面标高 ....................................................................... 三、结构布置及材料特性 .............................................................. 1、结构布置图 ..................................................................... 2、材料特性 ....................................................................... 3、嵌固点计算 ..................................................................... 5555566666

四、荷载分析 ........................................................................ 7 1、主动土压力及静水压力计算 ....................................................... 7 2、被动土压力计算 ................................................................. 7 五、工况分析 ........................................................................ 8 六、钢板桩结构验算 .................................................................. 8 1、容许应力 ....................................................................... 8 2、边界条件 ....................................................................... 8 3、计算结果 ....................................................................... 8 七、围囹结构验算 .................................................................... 8 1、第六层围囹 ..................................................................... 9 2、第四、五层围囹 ................................................................. 9 3、第三层围囹 ..................................................................... 10 4、第一、二层围囹 ................................................................. 11 八、各构件强度及稳定性验算 ......................................................... 11 1、 第六层围囹 ①800X10支撑稳定性验算 ............................................ 11 2、 第五层围囹 ①630X8支撑稳定性验算 ............................................. 12 3、 第三层围囹①630X8支撑稳定性验算 .............................................. 13 4、 第二层围囹①426X8支撑稳定性验算 .............................................. 13

一、 工程概述

沮漳河特大桥是汉宜高速铁路线上的桥梁，位于湖北省荆州市与宜昌市交界的万城 灌溉区，地势平坦、开阔。该处河段为通航河段，桥轴线与河流交角为

65°。

沮漳河是位于长江左岸的一级支流，桥位河段属平原性河流。其水位受上游支流(东 支漳河、西支沮河)山区性河流影响，同时也受长江水位顶托的影响。沮漳河洪水由暴 雨形成，多发生在7

〜9月。洪峰历时48〜60h。受长江水位顶托的影响，水位也可能较 长时期处于高位。

99#、100#墩是沮漳河特大桥连续梁桥(48m+80m+48m)中跨主墩。由于工期及基 础施工

进度的原因，这两个墩的基础将于高水位的情况下进行施工。

由于缺乏流速、水位等资料，计算时考虑了

1m的冲涮，围堰抽水的最高水位为

+38.80m。

二、 设计依据

1、 设计规范

1、 《港口工程荷载规范》(JTJ 215 — 98) 2、 《港口工程桩基规范》(JTJ 254 — 98) 3、 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120— 99)

4、 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86 ) 5、 《钢结构设计规范》(GB50017-2003 2、 地质条件

泥面标高+34.50m：

地层 代号 ②1-2 ②2-1 ②2-2 岩土名称 层厚 (m) 土 粘土 粉质粘土 4.5 4.8 7.5 层底标高 (m) +30.00 +25.20 +17.70 6.7 9.98 11.9 内摩擦角 密度 (g/cm3) 2.72 2.75 2.73 粘聚力 (kPa) 备注 淤泥质粉质 粘5 20.33 17.2 3、水文

4、地面标咼

地面标高：

三、结构布置及材料特性

+34.50m

1、结构布置图

2、材料特性

名称 A(cm2) 242.5 192.5 235.5 W(cm3) 2270 4020 5760 I(cm4) 38600 备注 每米值 SKSP-IV HN588 HN700 3、嵌固点计算

118000 201000 采用SKSP-IV型钢板桩

桩的嵌固点计算公式：

T 5 mb （见桩基规范附录C）

土层为淤泥质粉质粘土，式中m取3000kN/m4

bo=1m l=38600cm4 E=2.06X 108 kN/m2

〒

5 2.06 10

8

0.000386 , “

T 5： -------------------------- 1.93m

V 3000 1.0

嵌固点深度：Zm 取 Zm = 4.5m 四、荷载分析

T 2.2 1.93 4.24m

(值取2.2 )

1、主动土压力及静水压力计算

水位以下：Pa ( 'H q)ta n2(45 -) 2c ta n(45 -)

2 2

wHw

考虑水位为+38.80m, 土层顶标高+34.50m, 土层参数取加权平均

密度 内摩擦角 (g/cm3) 9.85 2.73 (kPa) 粘聚力 备注 14.7 Piu为该标高处上层土底部土压力与静水压力之和，Pid为该标高出下层土顶部土压力 与静水压

力之和

地层 代号 底标咼 岩土名 称 重度 粘聚力 (kPa) Piu (kPa) 43 Pid (kPa) (m) 内摩擦 角 (kN/m 3) +38.80 备注 +34.50 0 6 土层 +18.60 9.85 27.3 14.7 360 2、被动土压力计算

水位以下：pa ( 'H q)tan2(45 -) 2ctan(45 -)

wHw

考虑围堰内水位为+25.10m，土层顶标高+25.10m, 土层参数取加权平均

内摩擦角 9.85 密度 (g/cm3) 2.73 粘聚力 (kPa) 备注 14.7 Piu为该标高处上层土底部土压力与静水压力之和，Pid为该标高出下层土顶部土压 力与静水

压力之和

地层 代号 岩土名 称 底标咼 内摩擦 角 (m) 重度 (kN/m ) 粘聚力 (kPa) Piu (kPa) Pid (kPa) 3备注 土层 +25.10 +18.60 35 9.85 27.3 14.7 259 五、 工况分析

工况一：抽水至+37.00m标高位置，第二层围囹未安装； 工况二：抽水至+34.00m标高位置，第三层围囹未安装； 工况三：吸泥至+31.50m标高位置，第四层围囹未安装； 工况四：吸泥至+29.00m标高位置，第五层围囹未安装； 工况五：吸泥至+27.00m标高位置，第六层围囹未安装； 工况六：吸泥至+25.10m标高位置，所有围囹安装完成； 六、 钢板桩结构验算

1、 容许应力

依照《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》，临时工程Q235-B钢材的容许应力: 弯应力、综合应力 []145 1.3 188MPa 剪应力

[]85 1.3 110MPa

2、 边界条件

钢板桩在嵌固点固接，围囹支撑处铰接。计算考虑

1m长度的钢板桩。

3、 计算结果

工况 支座反力 最大位移 钢板桩应力 (kN) 1 2 3 4 5

(mm) 11 4 4 9 8 9 (MPa) 52 36 48 100 118 152 36kN 98kN 184kN 360kN 563kN 761kN 6 七、围囹结构验算

围囹编号从上至分别为1~6,共六层。

1、第六层围囹

由上节计算得，围囹的最大荷载为 761kN/m。计算模型如下:

计算结果:

构件 围囹 类型 综合应力(MPa) 剪应力(MPa) 轴应力(MPa) 支撑 弯应力(MPa) © 800x10 轴力(kN)

工况六 备注 167 2HN700 104 127 6 3159 2、第四、五层围囹

计算结果: 构件 围囹 类型 综合应力(MPa) 剪应力(MPa) 轴应力(MPa) 支撑 弯应力(MPa) © 630x8 轴力(kN) 工况五 备注 176 2HM588 100 150 3 2349 3、第三层围囹

由上节计算得，围囹的最大荷载为184kN/m。计算模型如下:

计算结果: 构件 围囹 类型 综合应力(MPa) 剪应力(MPa) 轴应力(MPa) 工况三 备注 171 2HN700 支撑 © 630x8 38 弯应力(MPa) 轴力(kN) 1005 4、第一、二层围囹

由上节计算得，围囹的最大荷载为 98kN/m。计算模型如下:

计算结果:

构件 围囹 类型 综合应力(MPa) 剪应力(MPa) 轴应力(MPa) 工况三 备注 129 2HM588 支撑 © 426x8

26 52 弯应力(MPa) 轴力(kN) 542 八、各构件强度及稳定性验算

1、第六层围囹© 800x10支撑稳定性验算

最大轴应力127MPa,最大弯应力6MPa。最大轴力N=3159kN

0.279m

计算长度lo=卩l=4m

4 0.279 属于b类截面

查表得：© =0.983

N ©+ xA

RmxM x

YWIX(1-0.8N/N'EX)

<

Y x――截面塑性发展系数，取1.0

N 'X ---- 欧拉临界力

B mx――等效弯矩系数，取1.0

N

xA 127

mxM x

x

W1x(1 0.8N NEX)

0.983

137MPa <[ ] 188MPa

稳定性满足设计要求。

8

2、第五层围囹© 630x8支撑稳定性验算

最大轴应力150MPa,最大弯应力3MPa。最大轴力N=2349kN

4

0.22

计算长度lo=卩l=4m 属于b类截面

查表得：© =0.973

N + ©xA

19

BmxM x

YW1X(1-0.8N/N'EX)

Y x――截面塑性发展系数，取1.0

N X --- 欧拉临界力

'

B mx――等效弯矩系数，取1.0

N

mxM x

x

A

150 4 0.973

158MPa <[ ] 188MPa

x

W1x(1 0.8N NEX)

稳定性满足设计要求。

3、第三层围囹© 630x8支撑稳定性验算

最大轴应力MPa,最大轴力N=1005kN i J 0.22m 计算长度lo=卩l=4m

N ©+ xA

N ©+ xA

7.78

0.22

36

属于b类截面

查表得：© =0.914

ftmxM x

YW!X(1-0.8N/N'EX)

Y '

x――截面塑性发展系数，取1.0

N X --- 欧拉临界力

B mx――等效弯矩系数，取1.0

N

mx

Mx

x

A xW1x(1 0.8N NEX)

0.914

0

71MPa <[ ] 188MPa

稳定性满足设计要求。

4、第二层围囹© 426x8支撑稳定性验算

最大轴应力52MPa,最大轴力N=542kN i . I 0.147m

计算长度lo=卩l=7.78m

7.78

0.147 53

属于b类截面

查表得：© =0.842

BmxM x

YW1X(1-0.8N/N'EX)

截面塑性发展系数，取1.0

N X --- 欧拉临界力

'

B mx――等效弯矩系数，取1.0

N

x

mx

Mx

A xW1x(1 0.8N NEX)

52

0

0.842

62MPa <[ ] 188MPa

稳定性满足设计要求。

补充说明：

1、 由于围堰水头较高，采用水下开挖、水下浇筑圭寸底混凝土工艺，圭寸底顶、底平 整度

较难控制，封底混凝土厚度由 0.8m加厚至1.2m。

2、 围堰底部相应加深1m至17.6m高程。入土深度由7.5m变为8.5m。抗浮及流 砂安全

度更大。

3、 施工时钢板桩总长拟选定为 22m入土深度增加，与上述《计算书》相比，结 构总体安

全性加大，不再对内力重新验算。

1.2钢板桩理论用量计算：

钢板桩围堰周长计算：

16.8 X 2+ 12.4 X 2=58.4m

钢板桩根数计算：角桩采用0.2mX 0.2m,共4片, (58.4-0.4 X 4m /0.4m=142 片，142+ 4= 146 片 钢板桩重量计算：

146X 23X 74= 248.492t

钢板桩围堰周长计算：

16.8 X 2+ 13.6 X 2=60.8m

钢板桩根数计算：角桩采用0.2mX 0.2m,共4 片, (60.8-0.4 X 4m) /0.4m=148 片，148+ 4= 152 片 钢板桩重量计算：

152X 21 X 76.1 = 242.911t