主桥钢板桩围堰.基坑开挖及承台大体积混凝土浇筑施工方案

江宁区正方大道东延桥梁工程

主桥承台钢板桩围堰 及承台大体积混凝土浇筑

施 工 方 案

编制： 审核： 审定：

南京润华市政建设有限公司

江宁区正方大道东延桥梁工程项目经理部

2014年04月19日

目 录

十一附件： ................................................................................................... 2 一、编制依据 ............................................................................................... 3 二、编制范围 ............................................................................................... 3 三、工程概况 ............................................................................................... 3 1、工程简介 ........................................................................................... 3 2、地形地貌 ........................................................................................... 4 3、气象及水文 ....................................................................................... 4 4、地形及交通情况 ............................................................................... 4 5、地质情况 ........................................................................................... 4 四、主要工程数量及施工进度安排 ........................................................... 5 五、施工机械需求 ....................................................................................... 6 六、主墩6#、7#墩围堰施工 ...................................................................... 6 1、施工程序 ........................................................................................... 7 2、筑岛 ................................................................................................. 10 3、钢板桩围堰 ..................................................................................... 11 4、基坑开挖及变形监测 ..................................................................... 15 5、安装内支撑 ..................................................................................... 17 6、封底砼施工 ..................................................................................... 18 8、拔桩 ................................................................................................. 20 9、主墩6#、7#墩钢板桩围堰验算 .................................................... 20 七、承台大体积混凝土浇筑施工 ............................................................. 28

1、工程概况 ......................................................................................... 28 2、承台预埋件施工 ............................................................................. 28 3、绝热温升计算 ................................................................................. 29 4、温度控制方案 ................................................................................. 32 八、质量保证措施 ..................................................................................... 32 1、组织措施 ......................................................................................... 33 2、施工质量技术措施 ......................................................................... 33 九、安全保证措施 ..................................................................................... 34 1、安全管理目标 ................................................................................. 34 2、安全保证体系 ................................................................................. 34 3、安全措施 ......................................................................................... 35 十、文明施工措施及环境保护措施 ......................................................... 36 1、文明施工措施 ................................................................................. 36 2、环境保护措施 ................................................................................. 37 十一附件： .....................................................................................................

附件一：钢板桩平面、横断面图 附件二：导向架示意图 附件三：地质报告 附件四：桥型布置图 附件五：封底导管布置图

江宁区正方大道东延桥梁工程

主桥承台钢围堰、基坑开挖及承台大体积混凝土浇筑施工方案

一、编制依据

1、《江宁区正方大道东延桥梁工程岩土工程勘察报告》、江宁区正方大道东延桥梁工

程相关的设计图纸、文字说明文件。 2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ/T F50-2011）。 3、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）。 4、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012） 5、钢结构设计规范（GB50017-2003）

6、我单位对工程所在地的现场踏勘、调查资料。

7、我单位积累的技术、成果、施工工艺方法及相似工程的施工经验。

8、我单位投入该工程的机械设备与施工队伍及可调用到本工程的其他各类资源。 9、本工程合同承诺的质量标准。

二、编制范围

江宁区正方大道东延桥梁工程的6#、7#主桥承台及为完成上述任务而发生的临时工程。

三、工程概况 1、工程简介

秦淮河大桥是正方大道东延工程的重点项目，近期按一级公路标准建设，远期为城市主干道。位于正方大道跨外秦淮河段，方山以南，秣陵以北，“上秦淮”生态湿地中心。桥位处秦淮河河口宽约150m，现状六级，规划为四级航道，通航净空55×7m。河口两岸各有宽约4m的路堤。

本桥设计为双幅桥，桥梁总长为477m。其中主桥采用跨径 （55+80+48）m 预应力混凝土变截面连续箱梁，东西引桥分别采用 （3×25m+35m+25m）、4×38m预应力混凝土等截面连续箱梁。主、引桥桥面横向均采用分幅断面，横向布置3m（人行道）+4m（非机动车道）+0.5m（机非分隔带）+12m（机动车道）+0.5m（护栏）+10（中央分隔带）+0.5m（护栏）+12m（机动车道）+0.5（机非分隔带）+4m（非机动车道）+3m（人行道），总宽50m。

主桥主墩采用矩形承台，宽6.5m，长度为18.5m，厚度为3.0m，全桥共4个。 本工程由南京市江宁交通发展集团有限公司建设，东南大学建筑设计研究院有限公司

设计，江苏东南交通工程咨询监理有限公司监理，南京润华市政建设有限公司组织施工；由杨长江担任项目经理，高大泉担任项目技术总工。

2、地形地貌

拟建场地属秦淮河漫滩地貌。秦淮河为长江支流，总体呈南北走向，现状水面宽度一般110～130m，两侧河堤均为土质坡体，未采取相应岸坡加固措施，临水岸坡植被稀少，堤顶现为水泥路面，其中左岸堤顶高程约11m，右岸堤顶高程约12m，现状堤岸处于稳定状态；勘察期间右岸河漫滩区域已出露，地表植被茂盛，地势较为平坦，地面高程7～8m，河道中心底标高一般0.47～0.56m，勘察期间测得河水水位6.64～7.08m，呈动态变化状，河谷两侧水深一般0.5～1.0m，河谷中心水深一般6～6.5m，河床横断面详见附件。七里河防洪设计水位为10.60m。

3、气象及水文

工程所在区域气候湿润，雨量充沛，降水时间长，对区域地下水的形成的补给起了重要的作用。据区域资料以及本次勘察成果，根据含水层的岩性、埋藏条件和地下水赋存条件、水力特征，可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水。松散岩类孔隙水可分为松散岩类孔隙潜水（半承压水）和松散岩类孔隙承压水。

4、地形及交通情况

该工程现场障碍物较少，施工道路利用原有道路和铺设便道。

5、地质情况

勘察深度范围内，根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011),按岩土体成因类型、时代、埋藏分布特征及物理力学性质指标的异同性，把岩土体划分为5个工程地质层，11个亚层，具体分述见表。

四、主要工程数量及施工进度安排

承台主要工程数量表见表1

表1 承台主要工程数量表

施工进度安排见表2

五、施工机械需求

设备投入依据“少污染、高效率”的原则，选用先进设备，满足本合同段的工程质量及工期要求。

机械设备配套合理、齐全，最大限度提高机械利用率，在满足最不利施工工期前提下，留有富余量。根据施工计划，及时安排施工机械进场。

机械设备计划见表3拟投入本工程承台施工的主要机械表。

表3 拟投入承台施工的主要机械设备表

六、主墩6#、7#墩围堰施工

本工程钢围堰采用18m钢板桩打设围堰，钢板桩桩顶标高设置在+9.0m时，桩底高为

-9.0m，根据地质报告显示，6#墩位于地质报告ZKB1孔，钢板桩底标高位于②-4粉质黏土夹粉土层、ZKB3孔，钢板桩底标高位于②-3粉砂夹砂土层；7#墩位于地质报告ZKB4孔、ZKB6孔，钢板桩底标高位于②-3粉砂夹砂土层。

由水文资料可知，施工区域内的孔隙潜水主要赋存于秦淮河漫滩区域上部①层、②层土体，含水介质为黏性土及粉砂、粉土，其中②-3层渗透性好，含水量丰富。

经以上地质条件分析，在基坑开挖时②-3粉砂夹砂土层在基坑外侧压力下，粉砂夹粉土可能会出现随地下孔隙潜水的流动呈现流砂现象。为确保基坑开挖时钢板桩围堰的安全以及防止出现涌砂现象，钢板桩需有足够入土深度，并做好水下开挖工作，具体流程如下（本方案中钢板桩围堰内设置两道围棱、支撑）：

1、施工程序

打桩施工机械进场

筑岛

桩基础配套机具进场 施工坐标点布置

打设钢板桩土方开挖至第一道支撑（标高6.5m）下安装

第一道围檩和支撑继续开挖至第二道支撑（标高2.5m）下0.5m处安装第二道支撑围堰内灌水，采用水下开挖，开挖至-2.5m采用导管水下混凝土封底待封底混凝土达到强度后，围堰抽水至封底面进行承台施工并做好各项预埋工作承台施工完毕后回填至承台顶面、拆除第二道支撑完成主墩墩墩身施工做好0#块现浇支架打设拆除第一道支撑灌水至基坑顶部拔除钢板桩 深基坑施工顺序简图如下：

2、筑岛

筑岛：根据现场测量，6#、7#墩桩基均在距河滩约20m的河道中，筑岛填筑从岸边向水中约30m，此处水深现场测量约2.5~3m，填筑顺河向包括防撞墩的施工范围约70m；筑岛填筑高度根据现场水位确定，标高约8.3m。填筑之前，先清除河床上的杂物、淤泥等，以减少渗漏，自上游开始填筑至下游合拢。筑岛填筑时不要直接向水中倒土，而应将土道在已出水面的堰头上，顺坡送入水中，以免离析，造成渗漏。水面以上的填土要分层夯实。

因本桥为双幅桥，且相邻承台间距较小，筑岛将两承台连成整体。因筑岛引起流速增大使岛外坡面有可能受到冲刷时，在承台边线3.0m以外打设直径609mm钢管桩加钢板挡土板进行防护。钢板桩间距为3m，钢管桩采用10m，入土深度约4.5~5.0m。钢管桩内侧采用设置1cm厚度钢板做为挡土板，钢板入土0.5m~1.0m，钢板顶面标高为9.0~9.5m标高。筑岛施工结束后进行桩基础施工。

图1 6#、7#墩筑岛填筑范围图

3、钢板桩围堰

桩基础施工完毕后，即可进行承台施工。因本工程主桥桥墩承台顶标高为+2.0m,,承台底标高为-1.0m，筑岛后的顶面标高初步约为+8.0m，根据近年水位可满足施工需要，为保险起见，钢板桩顶标高定位9.0，根据水位可适当增加筑岛标高（最高至9.0，计算式按照9.0考虑）。根据现场实际情况，本工程主墩承台采用钢板桩围堰施工方案进行施工。

本工程6#、7#主墩单个承台平面尺寸为18.5m×6.5m，设计承台顶标高为+2.0m，考虑上部结构0#块现浇支架的搭设，钢板桩围堰尺寸采用22.5m*10.5m。基坑支护采用18米NSP-IVw拉森钢板桩，钢板桩长度18m。具体见钢板桩围堰图。

（1）施工前准备

1）制定施工方案，落实各项技术措施。

2）施工现场“三通一平”。

3）施工人员进场，落实安排好生活，卫生，治安设施，做到文明施工。

4）机械、材料等设备进场，设备保养、维修、试运行，材料做好验收、登记、堆放等。

5）根据图纸，测绘放出打桩轴线，并挖打桩沟槽，清理地下障碍物。

6）为保证施工安全，项目部加强施工准备，抓紧施工，避开雨季影响

（2）材料选择

采用18米（NSP-IVw型）拉森钢板桩。

参数如下：

(3)设备选型

为了节约工期，综合考虑现场的施工场地，桩打拔时采用日立450液压履带式打拔机，该设备自重相对于履带吊较轻，行走自如，施工速度块，安全性能高，桩锤根据板桩打入阻力进行简单计算，本次钢板桩施工采用750振动锤。

（4）定位放线

根据承台设计坐标，在筑岛顶面测放出承台控制边线，以承台的控制边线向外各2m测放出钢板桩的插打边线。插打时严格按此线进行施工。

（5）钢板桩打入

钢板桩施工采用逐根式屏风打法，即止口搭接，形成挡土止水帷幕。本工程采用的4#拉森钢板桩，钢板桩打插顺序按1-2-3-4、5-6-7-8、9-10-11-12、13-14-15-16进行，具体如下图所示：

131537#桥墩7#桥墩土平台1186#桥墩土平台4

2

1

6#桥墩

根据桩长，具体打法为第一根打入时直接打到设计标高，同样第二根桩吊起后对好前一根桩的齿口振入，打到前一根桩的标高后停止。如后续钢板桩打入时将前一根钢板桩连带跟进，则前面的钢板桩用钢筋临时焊接，防止跟进。

插打作业应按下列规定施工：

a)插打前在钢板桩锁口内涂黄油，锯末等混合物，以防漏水

b)导向架施工：在筑岛平台上由一根导向钢板桩开始打设导向架定位桩，在定位钢板桩侧面焊接牛腿，再将双拼I40工字钢搭在牛腿上焊接固定，导向架可分几次制作，即先做好一侧面，打设角桩作为定位桩，根据导向架及角桩打设此面钢板桩，完成此面后再依次制作其他各面导向架，直至围堰闭合。确保桩打在一条直线上，开挖后方便围檩的施工。导向架施工示意图如下（另附件含详细说明）：

钢板桩插打施工导向架示意图

c)插打钢板桩，先将全部钢板桩逐根或逐组打到稳定深度，然后依次打到设计深度，在保证钢板桩垂直条件下，每根或每组钢板桩亦可一次打到设计深度。

（6）垂直度和标高控制

钢板桩在插入土体比较浅时（3～4m）控制好钢板桩的垂直度。若出现偏差，通过打拔机调正吊点方位随时修正。在插打过程中，钢板桩下端有上挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打四五根钢板桩就要用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1％以内，超过限定的倾斜度应予纠偏（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板桩偏移太多时，只能采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若发现垂直度超标，必须拔出重新开打。为防止齿口间隙积累误差，形成垂直度偏差。

拉森桩标高控制为第一根桩用水准仪

控制桩顶标高（设计标高），后续的桩可参

照前面桩的标高，每隔2～3米距离用水准

仪复核一次桩顶标高，保证桩顶上口平直，

达到设计标高，使打入的桩整齐，受力均匀。

（7）插打注意事项

a) 插打时要严格控制垂直度，特别是第一根桩；

b) 在硬塑性粘土上插打钢板桩时，可采用“插打一拔起一再插打”的方法，让水渗入到钢板与粘土之间，减小摩擦，加快插打速度；

c) 当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，损毁钢板桩；

d) 振动锤的夹板由液压控制，必须经常检查液压设备，防止因液压泵失灵而引起钢板桩掉落；

4、基坑开挖及变形监测

4.1 土方开挖要求

（1）在开挖过程中应充分考虑时空效应规律：遵循分区、分层、对称、平衡的原则，根据基坑形状合理分块、分层开挖；

（2）基坑内封底混凝土施工完成后，应及时绑扎承台钢筋、浇筑承台混凝土；

（3）土方开挖期间，应注意挖土机械不得损坏支护结构等，基坑四周及支撑梁严禁堆土或堆载。挖出的土方及时运走，严禁堆放在基坑附近。

4.2 应急预案

支护工程极为复杂，影响安全的因素很多，必须随时做好应付可能出现的不利情况，确定合适的应急措施以保证安全。

（1）、土方开挖期间，设专人定时检查基坑稳定情况，发现问题及时与技术人员联系以便及时处理。

（2）、出现严重漏水、涌水时，应及时回填或回水，防止事态扩大。

（3）、如果基坑位移过大或出现其它险情，现场应立即停止挖土，通知有关单位人员进行分析，采取相应加固措施。

（4）、现场备有快干水泥、水玻璃等应急材料。

4.3 基坑及相邻环境监测

（1）、控制点设置 控制点是整个监测的基准，所以在远离基坑的比较安全的地方布设。每次监测时，均应检查控制点本身是否受环境影响或破坏，确保监测结果的可靠性。

（2）、水准基点的布设 水准基点作为沉降监测基准的水准点，一般设置三个水准点构成一组，埋设在沉降影响范围之外稳定的秦淮河河堤混凝土道路上，作为整个高程变形监测控制点。

（3）、钢板桩变形监测：钢板桩围堰顶水平位移、沉降的监测 在围堰顶每边设置3个水平位移观测点兼作沉降观测点，开挖过程中对每两道支撑中间钢板桩布设水平位移监测点，每边3个测点，总共三层测点，每层12个，累计36个监测点，编号1-36。采用钢筋焊接在钢围堰钢板桩上，钢筋上刻上十字丝作为点位观测用。测点间距的确定主要考虑能据此描绘出基坑围护结构的变化曲线。在开挖基坑之前，即对顶部监测点钢筋顶进行坐标和高程观测，并记录初始值，水平位移观测使用全站仪，每次观测时，采用盘左盘右坐标取平均。沉降观测仪器为精密水准仪，每次沉降监测工作，均采用往返闭合方法进行检查，闭合差的大小应根据不同情况的监测要求确定。钢板桩的深层水平位移在基坑开挖中，钢板桩侧向变形是最重要的监测项目。通常采用测斜仪测量，将钢板桩在不同深度上点的水平位移按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线。基坑维护结构监测示意图如下：

（4）、周围土体的监测 基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形。过量的变形将影响钢围堰的结构安全，甚至导致破坏。因此，必须在基坑施工期间对它们的变形进行监测。

（5）、监测期限、频率和预警值 自钢板桩围堰开挖至承台基坑回填土回水完毕，根据工程工期进度安排，基坑监测时间与承台施工保持同步。各监测项目在基坑开挖前测初值。此观测值是计算变形量的起始值，观测时特别认真仔细。并连续观测 2 次，没有发现异常取平均值作初值。在开挖卸载急剧阶段，当变形超过有关标准或场地变化较大时，应加密观测，间隔时间不超过一天；当大、暴雨或基坑荷载条件改变时应及时监测；当有危险事故征兆时，应连续观测。基坑施工监测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许范围内认为是安全的，且不对周围环境产生有害影响。预警值的确定应满足相关规范规程设计的要求，结合考虑基坑规模、工程地质和水文地质条件等因素。

基坑开挖后承台施工期间，设置变形观测点对钢板桩的位移进行有效控制。定期进行观测。如果发生超过允许位移的情况，一定要及时对钢板桩进行加固处理，保证基坑安全。

5、安装内支撑

基坑开挖至内支撑位置时，进行内支撑的安装。

内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置，

一边开挖、抽水，一边安装，根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑周边梁围檩采用双拼400*400H型钢，横向支撑采用直径609圆管，一头施加预应力，八字斜撑每个角1道609钢管，具体尺寸见详图。支撑拟采用两道。

6、封底砼施工

本围堰基坑开挖至第二道支撑以下后采用水下开挖，并采用混凝土水下封底，水下封底方案如下：

钢板桩围堰封底导管平面布置图

说明：1、图中尺寸单位为米；

2、图中小圆圈为φ250mm钢性导管，虚线为导管作用半径3.5米范围。

3、考虑钢性导管的数量，封底前先布置1#、2#、3#、4#、5#点，待导管混凝土灌好后，将1#、2#、3#、4#、5#点导管移至6#、7#、8#、9#、10#点上灌注。

围堰内封底采用150cm厚C20混凝土进行封底。围堰内土方挖至封底底标高后,即可用多根刚性导管法进行水下混凝土封底，其灌注顺序为：1—2—3—4—5—6—7—8—9—10 (具体导管布置见附图)。混凝土采用C20,坍落度为150~200mm。每根导管开始灌注时所用的混凝土坍落度宜采用下限，首批混凝土需要数量应通过计算确定。灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及封底面积确定。经查阅有关资料，导管作用半径随导管下口超压力大小而异，其关系如下：

超压力（kpa） 75 100 150 250

导管作用半径（m）＜2.5 3.0 3.5 4.0

根据水位9.0计算，导管下口超压力约150kpa，则导管作用半径取3.5米。

导管下口与围堰底底的间距，为确保首罐混凝土的封底效果，导管下口与基坑底的间距取10~20cm. 灌注过程中，导管应随砼面徐徐提升，导管埋深须于导管内砼下落深度相适应。导管埋深及导管直径的选择，有关资料有下列规定：

灌筑深度（m） ＜10 10~15 15~20 ＞20

导管最小埋深（m）0.6~0.8 1.1 1.3 1.5

导管不同间距的最小埋深

导管间距（m） ≤5 6 7 8

导管最小埋深（m） 0.6~0.9 0.9~1.2 1.2~1.4 1.3~1.6

导管直径与砼泵输送能力关系

导管直径应与砼泵的输送能力相适应，其关系如下：

砼泵输送能力（m3/h）8 10 15 20 30 40

导管直径（mm） 180 200 240 260 300 350

根据现场实际灌注深度、导管布设的设计间距以及混凝土泵输送能力，导管的最小埋深为0.6米，导管直径为250mm。

在灌注过程中，应注意混凝土的堆高和扩展情况，正确地调整坍落度和导管埋深，使每盘混凝土灌注后形成适宜的堆高和不陡于1∶5的流动坡度，抽拔导管应严格使导管不进水。混凝土面的最终灌注高度，应比设计值高出不小于150mm，待灌注混凝土强度达到设计要求后，再抽水凿除表面松弱层。

7、基坑排水

（1）封底结束待混凝土达到一定强度后，将围堰内的水排除。围堰内排水采用潜水排污泵QW100-100-15-7.5（口径(100mm) -流量(100m3/h) -扬程(15m) -配用电机功率(7.5kw) )排水，。在抽水时，如发现有明显的渗漏，可在渗漏的围堰外侧放锯末，随着水流由外向内流人，锯末流人钢板桩缝隙内，起到堵漏的作用，也可在围堰的内侧用刮刀将干海带或棉纱插进钢板桩的缝隙内。

（2）集水坑

为保证围堰内承台施工时能够干作业，在封底混凝土上预留50×50×50cm的集水坑，

集水坑宜设在承台平面位置以外，在围堰内抽干水以后，在封底砼表面沿钢板桩围堰四周凿出10×15cm的集水小沟，将围堰少量的渗水引流至集水坑内用排水泵排出围堰。

8、拔桩

主墩承台、墩身以及0#块现浇支架施工结束后，可拔除钢板桩。拔桩前向围堰内灌水，将水灌至支撑位置，拆除上部支撑。靠河岸及两侧钢板桩采取液压履带式打拔机拔除，河道内侧钢板桩采取浮吊打拔桩机进行拔除。拔桩时应开启振动锤，将桩侧土振松后以最慢的速度起拔，松动后逐渐加快起拔速度。

9、主墩6#、7#墩钢板桩围堰验算 9.1已知资料：

6#墩7#墩围堰地形相似，所使用的围堰尺寸，支撑均相同，验算7#墩即可。 桩顶标高+9.0m，桩底标高-9.0m，施工计算水位+9.0m，筑岛顶面高程按照最高+9.0m计算，承台顶2.0m，承台底-1.0m，最低开挖面标高-2.5m，开挖深度约11.5m； 根据《江宁区方山大道跨秦淮河桥岩土工程勘察报告》中工程地质剖面图，围堰处土的分层如下：

基坑外其他均布荷载取q=10KN/m考虑。

考虑现场施工情况所需及受力合理，现布置两道内支撑，第一道支撑中心标高为6.5m，第二道2.5m

本设计工况较多，取3个最有可能是最不利工况的情况进行验算，即： ①安装第一道支撑后开挖到第二道支撑下0.5m，尚未安装第二道支撑 ②安装第二道支撑后，水下开挖至最低处-2.5m，尚未进行封底 ④封底混凝土达到设计强度后，围堰内抽干水

2

9.2钢板桩的选用：

根据河床地质和水文情况及施工要求，6#、7#墩均采用长18m、宽0.6m、厚21cm的拉森NSP-IVw型钢板桩， W=2700cm3 。6#墩和7#墩均设置三道内支撑（详见另附图），所有围囹均采用双拼400*400H型钢，支撑采用直径609圆管，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。

围堰用材规格参数表简列如下：

9.3受力计算：

⑴板桩荷载分布计算

取1m宽板桩计算其侧面荷载。 作用于板桩上荷载分布图见图6 。

水面标高9.0

+9.0

土压力分布图

图6 土压力分布图

主动土压力侧按力学性能最差的②-2考虑。

主动土压力系数：Ka=tg2（45°－φ/2）=0.59（摩擦角φ=15°） 被动土压力系数：Kp=tg2（45°+φ/2）=2.46（摩擦角φ=25°） 均布荷载换算高度：h=q/γ=20/18.3=0.55m（γ为土的容重） +9.0m处等效土压力：Pa1=γ·h·Ka=18.3×0.55×0.59=5.9KN/m2 最低开挖面-2.5m土压力：Pa3=γ·（9.0+2.5）·Ka +Pa1 =5.9+（18.3-10）×11.5×0.59=62.2KN/m2

最低开挖面-2.5m水压力：Pa4=γw·（8.0+2.5）=10×11.5=115KN/m2 最低开挖面-2.5m处主动土压力和静水压力之和：57.3+105=177.2KN/m2 (2)工况分析： ①工况一

板桩受力分布如下图所示

水面标高9.0

+9.0+6.5CxM

开挖面2.0

-9.0

oF

多层支撑板桩计算简图

a.基坑底涌沙验算

基坑底不发生涌沙的条件为水的渗流力小于基底土的浮容重，即

Ksh'w

Ksiwb

'

h2t h'

i'

h2t为水力梯度 上式中

安全系数Ks=2.0，h’=7m，pw=1

b(Gs1)(1

e0.934

)(2.71)(1)0.82 e10.9341

e为土的孔隙比，查地质报告取值0.934，粉砂土颗粒比重Gs=2.7

解得t=5.0 m，此时板桩实际入土深度t=11m＞5.0m，故不会发生涌沙

b.板桩受力、入土深度及内支撑计算 计算反弯点

Ka1(Hy)2KKpy

上式中 K为被动土压力修正系数，摩擦角为25°时，查表取值1.7

y为板桩入土深度

1和2分别为基坑外土容重和基坑底土浮容重 H为开挖深度5.5m

解得x=1.13m

则等值梁计算长度为7+1.13 =8.13m

解得最大弯矩M=298.6KN·m，最大剪力FQ=205.5KN，支撑反力为F=266.8KN，反

弯点支座反力为P0=201.8KN 土压力零点以下入土深度计算：

零点处支座反力与该点以下的的土压力对桩底力矩平衡，假设零点一下入土深度为x，

则

P0x

(KKpKa)

6

即x

x3

6P0

6.33m（γ为土浮容重）

(KKpKa)

则入土深度t=x+y=7.46m，此时入土深度为t=11m，满足稳定性要求

②工况二

板桩受力分布如下图所示

水面标高9.0

+9.0+6.5+2.5

y开挖面-2.5

oF

多层支撑板桩计算简图

a.基坑底抗隆起验算

根据《建筑基坑支护规程》，多锚基坑抗隆起按地基极限承载力模式验算，计算公式如下：

K

m2tNqcNcm1(Ht)q

Nqtg2(45/2)etan11.23Nc(Nq1)/tan21.45

地基承载力系数

式中 K为抗隆起安全系数

m1为基坑外侧挡土构件以上的土重度，18.3KN/m2

m2为基坑内侧挡土构件以上的土重度，18.4KN/m2

t为基坑底面距挡土构件底面的距离（板桩入土深度） H为开挖深度11.5m

q为基坑外地面均布荷载，10KN/m2 按照一级支护结构取K＞1.8

则 t＞1.58m，实际入土深度6.5m，故不会发生坑底隆起

b.板桩受力、入土深度及内支撑计算

对于多层支撑的板桩入土稳定计算，可用等值梁法法，计算步骤如下： 计算反弯点

Ka1(Hy)2KKpy

上式中 K为被动土压力修正系数，摩擦角为25°时，查表取值1.7

y为板桩入土深度

1和2分别为基坑外土容重和基坑底土浮容重 H为开挖深度11.5m 解得x=1.6m

则等值梁计算长度为11.5+1.6=13.1m

解得最大弯矩M=195.8KN·m，最大剪力FQ=185.2KN，最大支座反力为F=302.3KN，

反弯点支座反力为P0=91.2KN 土压力零点以下入土深度计算：

零点处支座反力与该点以下的的土压力对桩底力矩平衡，假设零点一下入土深度为x，

则

P0x

(KKpKa)

6

即x

x3

6P0

4.26m（γ为土浮容重）

(KKpKa)

则入土深度t=x+y=5.86m，此时入土深度为t=6.5m，满足稳定性要求 ③工况三

水面标高9.0

+9.0+6.5

+2.5

-1.0

M

oF

多层支撑板桩计算简图

刚板桩底-9.0

假设钢板桩固结于封底面下0.5m处，可简化为多跨超静定梁法求解

解得最大弯矩198.2KN·m，最大剪力299KN，最大支反力为第二道417.8KN，最大变形量0.9mm （3）钢板桩计算

所有工况中可能出现的最大弯矩为298.6KN·m，最大剪力为299KN 板桩选择：选择拉森NSP-IVw，=2700cm3，每米截面积A=225.5cm2 a.钢板桩抗弯强度验算

Mmax

110.6MPa210MPa，满足要求 w



b.钢板桩抗剪强度验算

299103

13.3MPa120MPa，满足要求

A225.5104

FQ

（4）支撑反力及围囹计算

所有工况中可能出现的最大支座（围囹）反力为第三道q=417.8KN/m 钢支撑按横向最大l=4.4m布置，每角斜撑1道 则围囹最大弯矩为：

ql2417.84.42

1011KNm M88

围囹最大剪力为

Ft

Rl417.84.4

919.2KN 22

支撑最大反力为

F

2Rl2600KN（斜撑）

I.围囹验算

选用双拼400*400H型钢，=2×3340=6680cm3,截面积A=2×219.5=439cm2,惯性矩I=133800cm4 a.围囹抗弯验算

M1011103

151.4MPa210MPa，满足要求

w6680106

b.围囹抗剪切验算

Ft919.210320.9MPa120MPa，满足要求

A439104

3.围囹变形计算

5ql45417.844004l0.7mm6.3mm，满足要求 4

384EI384210000013380010600

II.钢支撑验算

选用609钢支撑，厚度1cm，截面积A=185cm2 a.钢支撑压杆稳定验算

不考虑压杆稳定时的轴心抗压力NfA3978KN 钢支撑计算长度取10m，

i

1

D2d2211.8mm4

l1010347.2

i211.8则长细比，该支撑属于b类截面，查表可知压杆稳定系数

0.860，则钢支撑压杆稳定条件下最大轴力可达：

0.860×3978=3421KN，大于支撑最大轴力2600KN，故钢支撑可满足压杆稳定。 （5）围堰整体抗浮稳定性计算

围堰封底后，整个围堰受到被排水的向上浮力作用，应验算其抗浮系数K。按围堰外没有沉积土，不计抗浮的外壁与侧面土反摩擦力的作用，即按最不利的情况验算：

K

P

1.0F

式中 P－封底砼自重＋封底砼与板桩粘结力+封底砼与桩基混凝土的粘结力（KN）； F－河水向上的浮力（KN）。 封底砼自重:22.5×10.5×1.5×24=8505KN；

封底砼与板桩粘结力：（22.5+10.5）×2×1.5×120=11880KN（粘结力取120KN/m2）； 封底砼与桩基砼粘结力：π×1.5×1.5×10×120=8482KN(粘结力取120KN/m2) 由此可得 P=8505+11880+8482=28867KN 河水向上的浮力:

FgV9.822.510.511.526625KN。

所以有：K

P

1.081.0 F

满足抗浮条件。

七、承台大体积混凝土浇筑施工 1、工程概况

正方大道东延桥梁跨秦淮河大桥主桥为预应力连续箱梁结构，跨径组合为48+85+50=184m。主桥下部结构基础采用钻孔灌注桩基础，共4个承台，每个承台下设置10根桩基，承台厚3.0m，平面尺寸为6.5*18.5m（顺桥向*横桥向），每个承台下设置10根直径150cm的钻孔灌注桩。承台底设置150cm厚C20封底混凝土。

2、承台预埋件施工

本桥主墩承台浇筑前，需做好主墩墩身钢筋预埋和主桥箱梁临时立柱的钢筋预埋工作，预埋钢筋位置示意图如下：

3、绝热温升计算

承台采用C30砼，均按大体积混凝土处理，采取冷却措施，降低水热化的不利影响。 在大体积混凝土施工过程中，一个关键问题就是如何控制由于温差引起的贯穿性有害裂缝。大量的工程实践证明，大体积混凝土在硬化过程中由于大量水化热的释放而产生的里表温差和体积变形是导致裂缝产生的主要原因，从而影响结构的整体性和耐久性，成为结构构件的安全隐患。因此，降低大体积混凝土的水化热释放量和减少里表温差就成为一个控制裂缝的直接方法，在《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009中规定：“混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；混凝土浇筑体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃”。为了满足这一规范要求，常用的混凝土配合比设计方法有3个：选用水化热较低的水泥品种；掺减水剂；掺粉煤灰和矿渣粉。

承台绝热温升：

承台C30砼的配合比确定为：

水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰：矿粉=274：748：1065：166：6.18：54:58, 每立方重量为2371kg。

绝热温升理论计算公式： T(t)=WQ/Cρ(1-e-mt)

(1)绝热温升最终值： T(∞)=WQ/Cρ=386×384/(0.96×2371)=65.1℃ T(3)=37.4℃ T(7)=58.3℃ Q=k×Q0

k=k1+k2-1=0.926 式中：

Q－胶凝材料水化热总量(kJ/kg)；

水泥水化热为3d：316kJ/kg,7d：366kJ/kg,水化热数据由中联集团直接提供。 Q0－水泥材料水化热总量(kJ/kg)，计算得Q0=415kJ/kg，Q=kQ0=384 kJ/kg； C－混凝土的比热,一般为0.92～1.0(kJ/(kg.℃))，取C=0.96kJ/(kg. ℃)； ρ－混凝土的密度，取2371kg/m3；

m与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，0.3～0.5(d-1),取m=0.4； T(t) －混凝土龄期为t时的绝热温升(℃)；

W－混凝土的胶凝材料用量(kg/m3)，W=274+54+58=386kg； t－混凝土的龄期；

k－不同掺量掺和料水化热调整系数,k=k1+k2-1=0.926； k1－粉煤灰掺量对应的水化热调整系数， 按表1取值，掺量为54/386=14%,k1=0.956；

k2－矿渣粉掺量对应的水化热调整系数，按表1取值,k2=0.97。 表1 不同掺量掺合料水化热调整系数

(2)实际最大升温

ΔT（∞）=0.68Tmax=0.68×65.1=44.3℃ ΔT（3）=0.68T（3）=0.68×37.4=25.4℃ ΔT（7）=0.68T（7）=0.68×58.3=39.6℃

（混凝土温将系数按照混凝土厚度和t龄期查表取最大系数0.68） (3)混凝土中心温度 T1（t）=ΔT+t0

上式中，T1（t）为龄期t的混凝土中心温度

t0为混凝土入模温度，按5月份，取25℃ 则 T1（∞）=44.3+25=69.3℃ T1（3）=25.4+25=50.4℃ T1（7）=39.6+25=64.6℃ （4）混凝土表面温度

混凝土表面温度（T2(t)）受外界温度、养护方法、结构厚度及混凝土本身性能等诸多因素影响，可按下式近似计算： T2(t)＝Tq＋4h’（H－h’）ΔT(t)／H2 其中：Tq━━大气环境温度，取25℃； h’━━混凝土虚厚度，h’＝Kλ／β； K━━计算折减系数，取2/3；

λ━━混凝土导热系数，取2.33W／（m℃）；

β━━保温层传热系数，β＝1／（Σδi／λi＋1／βq）； λi━━各种保温层导热系数，W／（m℃）； δi━━各种保温层厚度（m）；

βq━━空气层传热系数，取23W／（m2℃）；

H━━混凝土计算厚度（m），假定混凝土只向大气散热，按单面暴露于空气中的平板计算，H＝h＋h’；

h━━混凝土实际厚度，取3.0m；

ΔT(t)━━混凝土内部最高温度与外界气温之差，即ΔT(t)=T1(t)－Tq； 采取蓄水养护措施，蓄水厚度定为150mm，则：

水厚度：δ1＝0.1m；水导热系数为：λ1＝0.58W／mK；

β＝1／（Σδi／λi＋1／βq）=3.31；h’＝Kλ／β＝0.67×2.33／3.31＝0.472； H＝h＋h’＝3.0＋0.472＝3.472；ΔT(t)＝Tmax－25＝69.3－25＝44.3℃；

T2(∞)＝Tq＋4h’（H－h’）ΔT(t)／H2＝25＋4×0.472×3.0×44.3／3.4722＝45.8℃； T2(3)=25+4×0.472×3.0×25.4/3.4722=36.9℃ T2(7)=25+4×0.472×3.0×39.6/3.4722=43.6℃

则混凝土内、表最大温差为：

ΔT’(∞)＝T1（t）－T2(t)＝69.3－45.8＝23.5℃；

ΔT’(3)＝T1（t）－T2(t)＝50.4－36.9＝13.5℃ ΔT’(7)＝T1（t）－T2(t)＝64.6－43.6＝21℃

从上述计算可知，采取蓄150mm保温及养护措施，可以使混凝土内、表最大温差小于规范允许值，避免温度裂缝的产生。

4、温度控制方案

根据现有的混凝土配合比情况，内部温升44.3℃，不超过《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009中规定：“混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；混凝土浇筑体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃”。蓄水措施可满足内外温差不大于25℃。

1、混凝土和易性控制

混凝土拌合物应具有良好的粘聚性,不离析、不泌水,初始坍落度应控制在16-18cm,初凝时间应大于3h。

2、混凝土出机温度的控制

在混凝土开盘之前,量测水泥、砂、石、水的温度,专门记录,计算其出料温度。 3、混凝土浇筑速度及浇筑方法

根据设备搅拌以及浇注工艺, 混凝土浇筑速度按40m3/h 考虑。浇筑过程应采用薄层多次浇筑，以降低水化热的影响。混凝土浇筑应做到连续施工, 各作业班组均准备二组人作业。

4、承台保温措施

混凝土顶面待终凝后蓄水150mm进行保温养护,当砼表面温差小于25℃时，再拆除混凝土侧面模板，以保证砼表面降温速度小于2℃/天的要求。

八、质量保证措施

钢围堰施工属于深基坑施工，公司及项目部对本工程十分重视；本次施打钢板桩，因施工区域的实际情况等，施工有一定的难度，故需制定切实可行的施工方案及施工质量技术、施工组织措施，保证钢板桩、机械及人员的安全，保证工程的质量。为此工地上成立

以项目部领导为主的质量保证体系。具体布置如下图：质量保证体系见图。

质量保证体系网络图

1、组织措施

质量是企业生存的重要条件，牢固树立“百年大计，质量第一”的工作方针，建立健全各项质量管理制度。

2、施工质量技术措施

（1）、为保证钢板桩的进场质量，设专人进行检查，填写检查验收单，对超允差的拒绝使用。

（2）、施工技术人员要熟悉施工图纸，有关规范和文件，及时处理设计变更手续。 （3）、参加操作的工人应训练有素，关键工种如起重工，电焊工，电工，测量工等均需进行专门培训，考核合格后方可上岗操作， 施工前对职工进行技术交底及技术指导。

（4）、轴线及高程的测量控制标志，必须经工地负责人验收，测控位置的战标经常复核，技术措施到位。

（5）、各工序均须进行自检和互检，上一道工序不合格不得进行下一道工序的施工。 （6）、各种材料，成品，半成品加工件均有出厂报告或质量保证书，支撑确保有足够强度，保证围堰有足够的稳定性。

（7）、各种施工原始记录，质量检查记录均应完整无缺，与施工同步，有专人填写，收集，整理，采用法定计量单位。

（8）、建立质量检查网和质量检查责任制度：质检工作由工地材料部门负责，会同质检部门和技术部门进行；测量基线和主控制网点，准确无误；各施工工序的自检工作由施工的班组长会同班组内质检员进行，互检工作由施工技术员会同监理人员进行。

（9）、加强质量教育，由工程定期召开施工技术员和班组质检员会议，学习有关规程，规范和文件；每月定期由主管施工的负责人，班组长向职工进行技术交底，强调保证质量的关键措施和具体施工办法。

（10）、建立必要的奖罚制度，对保证质量作出贡献的职工，对工程质量一向过硬的班组和个人以表扬和适当的物质奖励，对质量事故的负责者，视损失大小，情节轻重给予经济上惩罚。

九、安全保证措施 1、安全管理目标

确保本工程安全施工无事故。

2、安全保证体系

安全保证体系见图。

3、安全措施

（1）、所有吊索都必须经过计算，确保万无一失。建立安全生产监督网，工地指定一名项目副经理管安全工作，各班组要设有安全员，负责工地的安全生产工作。

（2）、认真执行安全生产责任制，坚决执行谁负责生产，谁就负责安全的原则。严格遵守各项安全操作规程，建立健全安全检查制度和安全教育制度，坚持每旬由专职安全员组织的安全活动。在每个施工项目开始施工前，由主管施工的负责人向职工进行技术交底，由组长或班组安全员召开班前安全交底会，对当天工作进行安排和对前一天工作进行检查小结。各班应有专人记好安全台帐和上岗记录。

（3）、坚持执行安全生产六大纪律，牢固树立安全第一思想。起重工认真执行“十不吊”，电焊工执行“十不烧”等规章，杜绝违章操作，盲目施工的现象。

（4）、施工机具、材料、设备应堆放整齐，机具、设备安装应牢固可靠，工地四周应配有足够的消防器材。

（5）、机械.电器操作人员应严格遵守操作规程，各种移动式电器设备均需有漏电跳闸保护措施，各种电器必须有可靠的接地和接零，手提灯照明电压须小于或等于36伏.

安全保证体系网络图

（6）、新工人必须脱产进行安全技术教育，考试及格者放可进场工作，气压.油压工作人员必须经过培训，合格者进行实践，掌握气压操作技术，才能上岗。

（7）、应有专人负责电缆收放，防止钢丝绳绞起损坏造成事故。电缆、电器设备应有电工负责管理，经常检查，防止损坏。电缆必须放在路的两侧，不能在吊臂及交通要道下面放置，防止轧破。

（8）、起吊作业时，均需有专人指挥，严禁违章操作。 （9）、水上施工人员须穿好救生衣，应配有救生圈及消防器材。 （10）、所有吊装的电机，电器，制动等都必须检查一遍，确保完好。 （11）、扒杆及滑车组等设施齐全，完好。大件吊装时吊索夹角大于45°。 （12）、在吊装区域范围内禁止闲杂人员入内，观察人员须离吊装区域外一定距离，且用绳索设置禁入区。

（13）、高空作业需系好安全带。

（14）、所有工具，用具，救生设施等齐全，且专箱专柜摆放。 （15）、严格按照劳动安全法规执行，安全生产。

十、文明施工措施及环境保护措施 1、文明施工措施

文明施工是涉及到工程沿线人民群众的切身利益，同时又反映企业管理素质。为树立良好社会信誉，本桥施工过程中拟采取“集中施工、快速施工、文明施工”的方针组织管理、组织施工，具体采取下列措施。

（1）、建立创建“文明工地”领导小组，全面开展创建文明工地活动。做到施工现场人行道畅通，施工中无管线损坏，施工场地排水畅通无积水，施工工地道路平整，施工区域与非施工区域严格分离，施工现场挂牌施工，管理人员挂牌上岗，工地现场施工材料堆放整齐，工地生活设施必须文明、工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想政治工作。

（2）、健全以项目指挥长领导、文明施工员具体指导、各分队具体落实的管理网络、增强管理力量。

（3）、在工程正式开工前召开工程周围单位及邻近居民座谈会，征求对文明施工的意见与建议，取得他们的谅解、理解和支持。

（4）、加强施工人员文明施工意识，组织学习文明施工条例及有关常识，进行上岗教

育，讲职业道德、扬行业新风。

（5）、施工区域采用隔离墙与道路分离，或采用统一、连续的护栏隔离，实施全封闭施工。

（6）、采取有效措施解决生产、生活排水，确保施工现场无积水现象。在多雨季节应配备应急的抽水设备与突击人员。

（7）、组建文明施工专业小分队对施工现场、环保、疏导交通、护栏的整理及临近通道进行监察，以及排除通道积水及路障，确保平整、畅通、清洁并经常开展便民利民活动。

（8）、施工内业资料齐全、整洁、数据可靠，办公室内按要求布置各类图表、及时反映现场状况及工程进度。

（9）、加强夜间的安全保卫工作，设夜间巡逻。

（10）、生活垃圾要集中堆放，统一搬运至指定地点废弃。

（11）、车辆在动料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，保证道路的清洁。

2、环境保护措施

根据本工程的特点及可能对环境造成的不利影响，对环境保护做到预先规划，配合实施，同步落实，主要环境保护措施如下：

2.1 组织措施

（1）、确立环保目标，实行环保目标责任制，层层分解到各部门、各施工班组与个，列入岗位责任制，建立以项目经理为中心的环保体系。

（2）、加强检查和监控工作，掌握现场粉尘、噪声、废气的产生与对环境的影响，与文明工地一起检查、考核、奖罚。

（3）、要做好宣传教育工作，认真对待来信来访，凡能解决的问题及时解决，一时不能解决的扰民问题要说明情况，求得谅解期限解决。

（4）、工程施工前，有针对性地编制环保措施，并严格执行国家、地区、行业及企业有关防治空气污染、水源污染、噪声污染等环境保护的法律、法规与规章制度。

2.2 实施措施

（1）、防止大气污染

施工现场垃圾渣土采用封闭式垃圾箱装运及时清理出场，不得随意抛撒。施工场地范围的道路每天用洒水车洒水至少洒水两次。细颗粉状材料做到上遮下盖，进出车辆应保持

清洁，进场应减速行驶，并设有专人洒水，防止扬尘对环境。

（2）、防止水源污染

施工中各种废浆、废拌和料、废油要及时清理，在指定的地点采用深埋或堆处理。现场存放油料，必须对库房地面进行防渗处理。施工生活区临时食堂中设置隔离池，定期清理。临时厕所采用封闭防渗化粪池，并定期清理防止水源污染。

（3）防止噪声污染

严格控制人为噪声，进入施工现场不得高声叫喊，无故甩打模板，乱吹口哨，限制高音喇叭的使用，最大限度地减少噪声扰民。尽量减少夜间施工，必须昼夜施工时，尽量采取降低噪音措施并会同业主找当地居委会与当地居民协调，出示安民告示，求得群众谅解。施工中尽量选用低噪声设备和工艺代替高噪声设备与加工工艺，在声源处安装消声器消声。有用吸声、隔声、隔振及阻尼材料减少声源污染。

江宁区正方大道东延桥梁工程

主桥承台钢板桩围堰 及承台大体积混凝土浇筑

施 工 方 案

编制： 审核： 审定：

南京润华市政建设有限公司

江宁区正方大道东延桥梁工程项目经理部

2014年04月19日

目 录

十一附件： ................................................................................................... 2 一、编制依据 ............................................................................................... 3 二、编制范围 ............................................................................................... 3 三、工程概况 ............................................................................................... 3 1、工程简介 ........................................................................................... 3 2、地形地貌 ........................................................................................... 4 3、气象及水文 ....................................................................................... 4 4、地形及交通情况 ............................................................................... 4 5、地质情况 ........................................................................................... 4 四、主要工程数量及施工进度安排 ........................................................... 5 五、施工机械需求 ....................................................................................... 6 六、主墩6#、7#墩围堰施工 ...................................................................... 6 1、施工程序 ........................................................................................... 7 2、筑岛 ................................................................................................. 10 3、钢板桩围堰 ..................................................................................... 11 4、基坑开挖及变形监测 ..................................................................... 15 5、安装内支撑 ..................................................................................... 17 6、封底砼施工 ..................................................................................... 18 8、拔桩 ................................................................................................. 20 9、主墩6#、7#墩钢板桩围堰验算 .................................................... 20 七、承台大体积混凝土浇筑施工 ............................................................. 28

1、工程概况 ......................................................................................... 28 2、承台预埋件施工 ............................................................................. 28 3、绝热温升计算 ................................................................................. 29 4、温度控制方案 ................................................................................. 32 八、质量保证措施 ..................................................................................... 32 1、组织措施 ......................................................................................... 33 2、施工质量技术措施 ......................................................................... 33 九、安全保证措施 ..................................................................................... 34 1、安全管理目标 ................................................................................. 34 2、安全保证体系 ................................................................................. 34 3、安全措施 ......................................................................................... 35 十、文明施工措施及环境保护措施 ......................................................... 36 1、文明施工措施 ................................................................................. 36 2、环境保护措施 ................................................................................. 37 十一附件： .....................................................................................................

附件一：钢板桩平面、横断面图 附件二：导向架示意图 附件三：地质报告 附件四：桥型布置图 附件五：封底导管布置图

江宁区正方大道东延桥梁工程

主桥承台钢围堰、基坑开挖及承台大体积混凝土浇筑施工方案

一、编制依据

1、《江宁区正方大道东延桥梁工程岩土工程勘察报告》、江宁区正方大道东延桥梁工

程相关的设计图纸、文字说明文件。 2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ/T F50-2011）。 3、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）。 4、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012） 5、钢结构设计规范（GB50017-2003）

6、我单位对工程所在地的现场踏勘、调查资料。

7、我单位积累的技术、成果、施工工艺方法及相似工程的施工经验。

8、我单位投入该工程的机械设备与施工队伍及可调用到本工程的其他各类资源。 9、本工程合同承诺的质量标准。

二、编制范围

江宁区正方大道东延桥梁工程的6#、7#主桥承台及为完成上述任务而发生的临时工程。

三、工程概况 1、工程简介

秦淮河大桥是正方大道东延工程的重点项目，近期按一级公路标准建设，远期为城市主干道。位于正方大道跨外秦淮河段，方山以南，秣陵以北，“上秦淮”生态湿地中心。桥位处秦淮河河口宽约150m，现状六级，规划为四级航道，通航净空55×7m。河口两岸各有宽约4m的路堤。

本桥设计为双幅桥，桥梁总长为477m。其中主桥采用跨径 （55+80+48）m 预应力混凝土变截面连续箱梁，东西引桥分别采用 （3×25m+35m+25m）、4×38m预应力混凝土等截面连续箱梁。主、引桥桥面横向均采用分幅断面，横向布置3m（人行道）+4m（非机动车道）+0.5m（机非分隔带）+12m（机动车道）+0.5m（护栏）+10（中央分隔带）+0.5m（护栏）+12m（机动车道）+0.5（机非分隔带）+4m（非机动车道）+3m（人行道），总宽50m。

主桥主墩采用矩形承台，宽6.5m，长度为18.5m，厚度为3.0m，全桥共4个。 本工程由南京市江宁交通发展集团有限公司建设，东南大学建筑设计研究院有限公司

设计，江苏东南交通工程咨询监理有限公司监理，南京润华市政建设有限公司组织施工；由杨长江担任项目经理，高大泉担任项目技术总工。

2、地形地貌

拟建场地属秦淮河漫滩地貌。秦淮河为长江支流，总体呈南北走向，现状水面宽度一般110～130m，两侧河堤均为土质坡体，未采取相应岸坡加固措施，临水岸坡植被稀少，堤顶现为水泥路面，其中左岸堤顶高程约11m，右岸堤顶高程约12m，现状堤岸处于稳定状态；勘察期间右岸河漫滩区域已出露，地表植被茂盛，地势较为平坦，地面高程7～8m，河道中心底标高一般0.47～0.56m，勘察期间测得河水水位6.64～7.08m，呈动态变化状，河谷两侧水深一般0.5～1.0m，河谷中心水深一般6～6.5m，河床横断面详见附件。七里河防洪设计水位为10.60m。

3、气象及水文

工程所在区域气候湿润，雨量充沛，降水时间长，对区域地下水的形成的补给起了重要的作用。据区域资料以及本次勘察成果，根据含水层的岩性、埋藏条件和地下水赋存条件、水力特征，可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水。松散岩类孔隙水可分为松散岩类孔隙潜水（半承压水）和松散岩类孔隙承压水。

4、地形及交通情况

该工程现场障碍物较少，施工道路利用原有道路和铺设便道。

5、地质情况

勘察深度范围内，根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011),按岩土体成因类型、时代、埋藏分布特征及物理力学性质指标的异同性，把岩土体划分为5个工程地质层，11个亚层，具体分述见表。

四、主要工程数量及施工进度安排

承台主要工程数量表见表1

表1 承台主要工程数量表

施工进度安排见表2

五、施工机械需求

设备投入依据“少污染、高效率”的原则，选用先进设备，满足本合同段的工程质量及工期要求。

机械设备配套合理、齐全，最大限度提高机械利用率，在满足最不利施工工期前提下，留有富余量。根据施工计划，及时安排施工机械进场。

机械设备计划见表3拟投入本工程承台施工的主要机械表。

表3 拟投入承台施工的主要机械设备表

六、主墩6#、7#墩围堰施工

本工程钢围堰采用18m钢板桩打设围堰，钢板桩桩顶标高设置在+9.0m时，桩底高为

-9.0m，根据地质报告显示，6#墩位于地质报告ZKB1孔，钢板桩底标高位于②-4粉质黏土夹粉土层、ZKB3孔，钢板桩底标高位于②-3粉砂夹砂土层；7#墩位于地质报告ZKB4孔、ZKB6孔，钢板桩底标高位于②-3粉砂夹砂土层。

由水文资料可知，施工区域内的孔隙潜水主要赋存于秦淮河漫滩区域上部①层、②层土体，含水介质为黏性土及粉砂、粉土，其中②-3层渗透性好，含水量丰富。

经以上地质条件分析，在基坑开挖时②-3粉砂夹砂土层在基坑外侧压力下，粉砂夹粉土可能会出现随地下孔隙潜水的流动呈现流砂现象。为确保基坑开挖时钢板桩围堰的安全以及防止出现涌砂现象，钢板桩需有足够入土深度，并做好水下开挖工作，具体流程如下（本方案中钢板桩围堰内设置两道围棱、支撑）：

1、施工程序

打桩施工机械进场

筑岛

桩基础配套机具进场 施工坐标点布置

打设钢板桩土方开挖至第一道支撑（标高6.5m）下安装

第一道围檩和支撑继续开挖至第二道支撑（标高2.5m）下0.5m处安装第二道支撑围堰内灌水，采用水下开挖，开挖至-2.5m采用导管水下混凝土封底待封底混凝土达到强度后，围堰抽水至封底面进行承台施工并做好各项预埋工作承台施工完毕后回填至承台顶面、拆除第二道支撑完成主墩墩墩身施工做好0#块现浇支架打设拆除第一道支撑灌水至基坑顶部拔除钢板桩 深基坑施工顺序简图如下：

2、筑岛

筑岛：根据现场测量，6#、7#墩桩基均在距河滩约20m的河道中，筑岛填筑从岸边向水中约30m，此处水深现场测量约2.5~3m，填筑顺河向包括防撞墩的施工范围约70m；筑岛填筑高度根据现场水位确定，标高约8.3m。填筑之前，先清除河床上的杂物、淤泥等，以减少渗漏，自上游开始填筑至下游合拢。筑岛填筑时不要直接向水中倒土，而应将土道在已出水面的堰头上，顺坡送入水中，以免离析，造成渗漏。水面以上的填土要分层夯实。

因本桥为双幅桥，且相邻承台间距较小，筑岛将两承台连成整体。因筑岛引起流速增大使岛外坡面有可能受到冲刷时，在承台边线3.0m以外打设直径609mm钢管桩加钢板挡土板进行防护。钢板桩间距为3m，钢管桩采用10m，入土深度约4.5~5.0m。钢管桩内侧采用设置1cm厚度钢板做为挡土板，钢板入土0.5m~1.0m，钢板顶面标高为9.0~9.5m标高。筑岛施工结束后进行桩基础施工。

图1 6#、7#墩筑岛填筑范围图

3、钢板桩围堰

桩基础施工完毕后，即可进行承台施工。因本工程主桥桥墩承台顶标高为+2.0m,,承台底标高为-1.0m，筑岛后的顶面标高初步约为+8.0m，根据近年水位可满足施工需要，为保险起见，钢板桩顶标高定位9.0，根据水位可适当增加筑岛标高（最高至9.0，计算式按照9.0考虑）。根据现场实际情况，本工程主墩承台采用钢板桩围堰施工方案进行施工。

本工程6#、7#主墩单个承台平面尺寸为18.5m×6.5m，设计承台顶标高为+2.0m，考虑上部结构0#块现浇支架的搭设，钢板桩围堰尺寸采用22.5m*10.5m。基坑支护采用18米NSP-IVw拉森钢板桩，钢板桩长度18m。具体见钢板桩围堰图。

（1）施工前准备

1）制定施工方案，落实各项技术措施。

2）施工现场“三通一平”。

3）施工人员进场，落实安排好生活，卫生，治安设施，做到文明施工。

4）机械、材料等设备进场，设备保养、维修、试运行，材料做好验收、登记、堆放等。

5）根据图纸，测绘放出打桩轴线，并挖打桩沟槽，清理地下障碍物。

6）为保证施工安全，项目部加强施工准备，抓紧施工，避开雨季影响

（2）材料选择

采用18米（NSP-IVw型）拉森钢板桩。

参数如下：

(3)设备选型

为了节约工期，综合考虑现场的施工场地，桩打拔时采用日立450液压履带式打拔机，该设备自重相对于履带吊较轻，行走自如，施工速度块，安全性能高，桩锤根据板桩打入阻力进行简单计算，本次钢板桩施工采用750振动锤。

（4）定位放线

根据承台设计坐标，在筑岛顶面测放出承台控制边线，以承台的控制边线向外各2m测放出钢板桩的插打边线。插打时严格按此线进行施工。

（5）钢板桩打入

钢板桩施工采用逐根式屏风打法，即止口搭接，形成挡土止水帷幕。本工程采用的4#拉森钢板桩，钢板桩打插顺序按1-2-3-4、5-6-7-8、9-10-11-12、13-14-15-16进行，具体如下图所示：

131537#桥墩7#桥墩土平台1186#桥墩土平台4

2

1

6#桥墩

根据桩长，具体打法为第一根打入时直接打到设计标高，同样第二根桩吊起后对好前一根桩的齿口振入，打到前一根桩的标高后停止。如后续钢板桩打入时将前一根钢板桩连带跟进，则前面的钢板桩用钢筋临时焊接，防止跟进。

插打作业应按下列规定施工：

a)插打前在钢板桩锁口内涂黄油，锯末等混合物，以防漏水

b)导向架施工：在筑岛平台上由一根导向钢板桩开始打设导向架定位桩，在定位钢板桩侧面焊接牛腿，再将双拼I40工字钢搭在牛腿上焊接固定，导向架可分几次制作，即先做好一侧面，打设角桩作为定位桩，根据导向架及角桩打设此面钢板桩，完成此面后再依次制作其他各面导向架，直至围堰闭合。确保桩打在一条直线上，开挖后方便围檩的施工。导向架施工示意图如下（另附件含详细说明）：

钢板桩插打施工导向架示意图

c)插打钢板桩，先将全部钢板桩逐根或逐组打到稳定深度，然后依次打到设计深度，在保证钢板桩垂直条件下，每根或每组钢板桩亦可一次打到设计深度。

（6）垂直度和标高控制

钢板桩在插入土体比较浅时（3～4m）控制好钢板桩的垂直度。若出现偏差，通过打拔机调正吊点方位随时修正。在插打过程中，钢板桩下端有上挤压，钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打四五根钢板桩就要用垂球吊线，将钢板桩的倾斜度控制在1％以内，超过限定的倾斜度应予纠偏（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板桩偏移太多时，只能采用多次纠偏的方法逐步减少偏移量，若发现垂直度超标，必须拔出重新开打。为防止齿口间隙积累误差，形成垂直度偏差。

拉森桩标高控制为第一根桩用水准仪

控制桩顶标高（设计标高），后续的桩可参

照前面桩的标高，每隔2～3米距离用水准

仪复核一次桩顶标高，保证桩顶上口平直，

达到设计标高，使打入的桩整齐，受力均匀。

（7）插打注意事项

a) 插打时要严格控制垂直度，特别是第一根桩；

b) 在硬塑性粘土上插打钢板桩时，可采用“插打一拔起一再插打”的方法，让水渗入到钢板与粘土之间，减小摩擦，加快插打速度；

c) 当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，损毁钢板桩；

d) 振动锤的夹板由液压控制，必须经常检查液压设备，防止因液压泵失灵而引起钢板桩掉落；

4、基坑开挖及变形监测

4.1 土方开挖要求

（1）在开挖过程中应充分考虑时空效应规律：遵循分区、分层、对称、平衡的原则，根据基坑形状合理分块、分层开挖；

（2）基坑内封底混凝土施工完成后，应及时绑扎承台钢筋、浇筑承台混凝土；

（3）土方开挖期间，应注意挖土机械不得损坏支护结构等，基坑四周及支撑梁严禁堆土或堆载。挖出的土方及时运走，严禁堆放在基坑附近。

4.2 应急预案

支护工程极为复杂，影响安全的因素很多，必须随时做好应付可能出现的不利情况，确定合适的应急措施以保证安全。

（1）、土方开挖期间，设专人定时检查基坑稳定情况，发现问题及时与技术人员联系以便及时处理。

（2）、出现严重漏水、涌水时，应及时回填或回水，防止事态扩大。

（3）、如果基坑位移过大或出现其它险情，现场应立即停止挖土，通知有关单位人员进行分析，采取相应加固措施。

（4）、现场备有快干水泥、水玻璃等应急材料。

4.3 基坑及相邻环境监测

（1）、控制点设置 控制点是整个监测的基准，所以在远离基坑的比较安全的地方布设。每次监测时，均应检查控制点本身是否受环境影响或破坏，确保监测结果的可靠性。

（2）、水准基点的布设 水准基点作为沉降监测基准的水准点，一般设置三个水准点构成一组，埋设在沉降影响范围之外稳定的秦淮河河堤混凝土道路上，作为整个高程变形监测控制点。

（3）、钢板桩变形监测：钢板桩围堰顶水平位移、沉降的监测 在围堰顶每边设置3个水平位移观测点兼作沉降观测点，开挖过程中对每两道支撑中间钢板桩布设水平位移监测点，每边3个测点，总共三层测点，每层12个，累计36个监测点，编号1-36。采用钢筋焊接在钢围堰钢板桩上，钢筋上刻上十字丝作为点位观测用。测点间距的确定主要考虑能据此描绘出基坑围护结构的变化曲线。在开挖基坑之前，即对顶部监测点钢筋顶进行坐标和高程观测，并记录初始值，水平位移观测使用全站仪，每次观测时，采用盘左盘右坐标取平均。沉降观测仪器为精密水准仪，每次沉降监测工作，均采用往返闭合方法进行检查，闭合差的大小应根据不同情况的监测要求确定。钢板桩的深层水平位移在基坑开挖中，钢板桩侧向变形是最重要的监测项目。通常采用测斜仪测量，将钢板桩在不同深度上点的水平位移按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线。基坑维护结构监测示意图如下：

（4）、周围土体的监测 基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形。过量的变形将影响钢围堰的结构安全，甚至导致破坏。因此，必须在基坑施工期间对它们的变形进行监测。

（5）、监测期限、频率和预警值 自钢板桩围堰开挖至承台基坑回填土回水完毕，根据工程工期进度安排，基坑监测时间与承台施工保持同步。各监测项目在基坑开挖前测初值。此观测值是计算变形量的起始值，观测时特别认真仔细。并连续观测 2 次，没有发现异常取平均值作初值。在开挖卸载急剧阶段，当变形超过有关标准或场地变化较大时，应加密观测，间隔时间不超过一天；当大、暴雨或基坑荷载条件改变时应及时监测；当有危险事故征兆时，应连续观测。基坑施工监测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许范围内认为是安全的，且不对周围环境产生有害影响。预警值的确定应满足相关规范规程设计的要求，结合考虑基坑规模、工程地质和水文地质条件等因素。

基坑开挖后承台施工期间，设置变形观测点对钢板桩的位移进行有效控制。定期进行观测。如果发生超过允许位移的情况，一定要及时对钢板桩进行加固处理，保证基坑安全。

5、安装内支撑

基坑开挖至内支撑位置时，进行内支撑的安装。

内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置，

一边开挖、抽水，一边安装，根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑周边梁围檩采用双拼400*400H型钢，横向支撑采用直径609圆管，一头施加预应力，八字斜撑每个角1道609钢管，具体尺寸见详图。支撑拟采用两道。

6、封底砼施工

本围堰基坑开挖至第二道支撑以下后采用水下开挖，并采用混凝土水下封底，水下封底方案如下：

钢板桩围堰封底导管平面布置图

说明：1、图中尺寸单位为米；

2、图中小圆圈为φ250mm钢性导管，虚线为导管作用半径3.5米范围。

3、考虑钢性导管的数量，封底前先布置1#、2#、3#、4#、5#点，待导管混凝土灌好后，将1#、2#、3#、4#、5#点导管移至6#、7#、8#、9#、10#点上灌注。

围堰内封底采用150cm厚C20混凝土进行封底。围堰内土方挖至封底底标高后,即可用多根刚性导管法进行水下混凝土封底，其灌注顺序为：1—2—3—4—5—6—7—8—9—10 (具体导管布置见附图)。混凝土采用C20,坍落度为150~200mm。每根导管开始灌注时所用的混凝土坍落度宜采用下限，首批混凝土需要数量应通过计算确定。灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及封底面积确定。经查阅有关资料，导管作用半径随导管下口超压力大小而异，其关系如下：

超压力（kpa） 75 100 150 250

导管作用半径（m）＜2.5 3.0 3.5 4.0

根据水位9.0计算，导管下口超压力约150kpa，则导管作用半径取3.5米。

导管下口与围堰底底的间距，为确保首罐混凝土的封底效果，导管下口与基坑底的间距取10~20cm. 灌注过程中，导管应随砼面徐徐提升，导管埋深须于导管内砼下落深度相适应。导管埋深及导管直径的选择，有关资料有下列规定：

灌筑深度（m） ＜10 10~15 15~20 ＞20

导管最小埋深（m）0.6~0.8 1.1 1.3 1.5

导管不同间距的最小埋深

导管间距（m） ≤5 6 7 8

导管最小埋深（m） 0.6~0.9 0.9~1.2 1.2~1.4 1.3~1.6

导管直径与砼泵输送能力关系

导管直径应与砼泵的输送能力相适应，其关系如下：

砼泵输送能力（m3/h）8 10 15 20 30 40

导管直径（mm） 180 200 240 260 300 350

根据现场实际灌注深度、导管布设的设计间距以及混凝土泵输送能力，导管的最小埋深为0.6米，导管直径为250mm。

在灌注过程中，应注意混凝土的堆高和扩展情况，正确地调整坍落度和导管埋深，使每盘混凝土灌注后形成适宜的堆高和不陡于1∶5的流动坡度，抽拔导管应严格使导管不进水。混凝土面的最终灌注高度，应比设计值高出不小于150mm，待灌注混凝土强度达到设计要求后，再抽水凿除表面松弱层。

7、基坑排水

（1）封底结束待混凝土达到一定强度后，将围堰内的水排除。围堰内排水采用潜水排污泵QW100-100-15-7.5（口径(100mm) -流量(100m3/h) -扬程(15m) -配用电机功率(7.5kw) )排水，。在抽水时，如发现有明显的渗漏，可在渗漏的围堰外侧放锯末，随着水流由外向内流人，锯末流人钢板桩缝隙内，起到堵漏的作用，也可在围堰的内侧用刮刀将干海带或棉纱插进钢板桩的缝隙内。

（2）集水坑

为保证围堰内承台施工时能够干作业，在封底混凝土上预留50×50×50cm的集水坑，

集水坑宜设在承台平面位置以外，在围堰内抽干水以后，在封底砼表面沿钢板桩围堰四周凿出10×15cm的集水小沟，将围堰少量的渗水引流至集水坑内用排水泵排出围堰。

8、拔桩

主墩承台、墩身以及0#块现浇支架施工结束后，可拔除钢板桩。拔桩前向围堰内灌水，将水灌至支撑位置，拆除上部支撑。靠河岸及两侧钢板桩采取液压履带式打拔机拔除，河道内侧钢板桩采取浮吊打拔桩机进行拔除。拔桩时应开启振动锤，将桩侧土振松后以最慢的速度起拔，松动后逐渐加快起拔速度。

9、主墩6#、7#墩钢板桩围堰验算 9.1已知资料：

6#墩7#墩围堰地形相似，所使用的围堰尺寸，支撑均相同，验算7#墩即可。 桩顶标高+9.0m，桩底标高-9.0m，施工计算水位+9.0m，筑岛顶面高程按照最高+9.0m计算，承台顶2.0m，承台底-1.0m，最低开挖面标高-2.5m，开挖深度约11.5m； 根据《江宁区方山大道跨秦淮河桥岩土工程勘察报告》中工程地质剖面图，围堰处土的分层如下：

基坑外其他均布荷载取q=10KN/m考虑。

考虑现场施工情况所需及受力合理，现布置两道内支撑，第一道支撑中心标高为6.5m，第二道2.5m

本设计工况较多，取3个最有可能是最不利工况的情况进行验算，即： ①安装第一道支撑后开挖到第二道支撑下0.5m，尚未安装第二道支撑 ②安装第二道支撑后，水下开挖至最低处-2.5m，尚未进行封底 ④封底混凝土达到设计强度后，围堰内抽干水

2

9.2钢板桩的选用：

根据河床地质和水文情况及施工要求，6#、7#墩均采用长18m、宽0.6m、厚21cm的拉森NSP-IVw型钢板桩， W=2700cm3 。6#墩和7#墩均设置三道内支撑（详见另附图），所有围囹均采用双拼400*400H型钢，支撑采用直径609圆管，节点采用焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。

围堰用材规格参数表简列如下：

9.3受力计算：

⑴板桩荷载分布计算

取1m宽板桩计算其侧面荷载。 作用于板桩上荷载分布图见图6 。

水面标高9.0

+9.0

土压力分布图

图6 土压力分布图

主动土压力侧按力学性能最差的②-2考虑。

主动土压力系数：Ka=tg2（45°－φ/2）=0.59（摩擦角φ=15°） 被动土压力系数：Kp=tg2（45°+φ/2）=2.46（摩擦角φ=25°） 均布荷载换算高度：h=q/γ=20/18.3=0.55m（γ为土的容重） +9.0m处等效土压力：Pa1=γ·h·Ka=18.3×0.55×0.59=5.9KN/m2 最低开挖面-2.5m土压力：Pa3=γ·（9.0+2.5）·Ka +Pa1 =5.9+（18.3-10）×11.5×0.59=62.2KN/m2

最低开挖面-2.5m水压力：Pa4=γw·（8.0+2.5）=10×11.5=115KN/m2 最低开挖面-2.5m处主动土压力和静水压力之和：57.3+105=177.2KN/m2 (2)工况分析： ①工况一

板桩受力分布如下图所示

水面标高9.0

+9.0+6.5CxM

开挖面2.0

-9.0

oF

多层支撑板桩计算简图

a.基坑底涌沙验算

基坑底不发生涌沙的条件为水的渗流力小于基底土的浮容重，即

Ksh'w

Ksiwb

'

h2t h'

i'

h2t为水力梯度 上式中

安全系数Ks=2.0，h’=7m，pw=1

b(Gs1)(1

e0.934

)(2.71)(1)0.82 e10.9341

e为土的孔隙比，查地质报告取值0.934，粉砂土颗粒比重Gs=2.7

解得t=5.0 m，此时板桩实际入土深度t=11m＞5.0m，故不会发生涌沙

b.板桩受力、入土深度及内支撑计算 计算反弯点

Ka1(Hy)2KKpy

上式中 K为被动土压力修正系数，摩擦角为25°时，查表取值1.7

y为板桩入土深度

1和2分别为基坑外土容重和基坑底土浮容重 H为开挖深度5.5m

解得x=1.13m

则等值梁计算长度为7+1.13 =8.13m

解得最大弯矩M=298.6KN·m，最大剪力FQ=205.5KN，支撑反力为F=266.8KN，反

弯点支座反力为P0=201.8KN 土压力零点以下入土深度计算：

零点处支座反力与该点以下的的土压力对桩底力矩平衡，假设零点一下入土深度为x，

则

P0x

(KKpKa)

6

即x

x3

6P0

6.33m（γ为土浮容重）

(KKpKa)

则入土深度t=x+y=7.46m，此时入土深度为t=11m，满足稳定性要求

②工况二

板桩受力分布如下图所示

水面标高9.0

+9.0+6.5+2.5

y开挖面-2.5

oF

多层支撑板桩计算简图

a.基坑底抗隆起验算

根据《建筑基坑支护规程》，多锚基坑抗隆起按地基极限承载力模式验算，计算公式如下：

K

m2tNqcNcm1(Ht)q

Nqtg2(45/2)etan11.23Nc(Nq1)/tan21.45

地基承载力系数

式中 K为抗隆起安全系数

m1为基坑外侧挡土构件以上的土重度，18.3KN/m2

m2为基坑内侧挡土构件以上的土重度，18.4KN/m2

t为基坑底面距挡土构件底面的距离（板桩入土深度） H为开挖深度11.5m

q为基坑外地面均布荷载，10KN/m2 按照一级支护结构取K＞1.8

则 t＞1.58m，实际入土深度6.5m，故不会发生坑底隆起

b.板桩受力、入土深度及内支撑计算

对于多层支撑的板桩入土稳定计算，可用等值梁法法，计算步骤如下： 计算反弯点

Ka1(Hy)2KKpy

上式中 K为被动土压力修正系数，摩擦角为25°时，查表取值1.7

y为板桩入土深度

1和2分别为基坑外土容重和基坑底土浮容重 H为开挖深度11.5m 解得x=1.6m

则等值梁计算长度为11.5+1.6=13.1m

解得最大弯矩M=195.8KN·m，最大剪力FQ=185.2KN，最大支座反力为F=302.3KN，

反弯点支座反力为P0=91.2KN 土压力零点以下入土深度计算：

零点处支座反力与该点以下的的土压力对桩底力矩平衡，假设零点一下入土深度为x，

则

P0x

(KKpKa)

6

即x

x3

6P0

4.26m（γ为土浮容重）

(KKpKa)

则入土深度t=x+y=5.86m，此时入土深度为t=6.5m，满足稳定性要求 ③工况三

水面标高9.0

+9.0+6.5

+2.5

-1.0

M

oF

多层支撑板桩计算简图

刚板桩底-9.0

假设钢板桩固结于封底面下0.5m处，可简化为多跨超静定梁法求解

解得最大弯矩198.2KN·m，最大剪力299KN，最大支反力为第二道417.8KN，最大变形量0.9mm （3）钢板桩计算

所有工况中可能出现的最大弯矩为298.6KN·m，最大剪力为299KN 板桩选择：选择拉森NSP-IVw，=2700cm3，每米截面积A=225.5cm2 a.钢板桩抗弯强度验算

Mmax

110.6MPa210MPa，满足要求 w



b.钢板桩抗剪强度验算

299103

13.3MPa120MPa，满足要求

A225.5104

FQ

（4）支撑反力及围囹计算

所有工况中可能出现的最大支座（围囹）反力为第三道q=417.8KN/m 钢支撑按横向最大l=4.4m布置，每角斜撑1道 则围囹最大弯矩为：

ql2417.84.42

1011KNm M88

围囹最大剪力为

Ft

Rl417.84.4

919.2KN 22

支撑最大反力为

F

2Rl2600KN（斜撑）

I.围囹验算

选用双拼400*400H型钢，=2×3340=6680cm3,截面积A=2×219.5=439cm2,惯性矩I=133800cm4 a.围囹抗弯验算

M1011103

151.4MPa210MPa，满足要求

w6680106

b.围囹抗剪切验算

Ft919.210320.9MPa120MPa，满足要求

A439104

3.围囹变形计算

5ql45417.844004l0.7mm6.3mm，满足要求 4

384EI384210000013380010600

II.钢支撑验算

选用609钢支撑，厚度1cm，截面积A=185cm2 a.钢支撑压杆稳定验算

不考虑压杆稳定时的轴心抗压力NfA3978KN 钢支撑计算长度取10m，

i

1

D2d2211.8mm4

l1010347.2

i211.8则长细比，该支撑属于b类截面，查表可知压杆稳定系数

0.860，则钢支撑压杆稳定条件下最大轴力可达：

0.860×3978=3421KN，大于支撑最大轴力2600KN，故钢支撑可满足压杆稳定。 （5）围堰整体抗浮稳定性计算

围堰封底后，整个围堰受到被排水的向上浮力作用，应验算其抗浮系数K。按围堰外没有沉积土，不计抗浮的外壁与侧面土反摩擦力的作用，即按最不利的情况验算：

K

P

1.0F

式中 P－封底砼自重＋封底砼与板桩粘结力+封底砼与桩基混凝土的粘结力（KN）； F－河水向上的浮力（KN）。 封底砼自重:22.5×10.5×1.5×24=8505KN；

封底砼与板桩粘结力：（22.5+10.5）×2×1.5×120=11880KN（粘结力取120KN/m2）； 封底砼与桩基砼粘结力：π×1.5×1.5×10×120=8482KN(粘结力取120KN/m2) 由此可得 P=8505+11880+8482=28867KN 河水向上的浮力:

FgV9.822.510.511.526625KN。

所以有：K

P

1.081.0 F

满足抗浮条件。

七、承台大体积混凝土浇筑施工 1、工程概况

正方大道东延桥梁跨秦淮河大桥主桥为预应力连续箱梁结构，跨径组合为48+85+50=184m。主桥下部结构基础采用钻孔灌注桩基础，共4个承台，每个承台下设置10根桩基，承台厚3.0m，平面尺寸为6.5*18.5m（顺桥向*横桥向），每个承台下设置10根直径150cm的钻孔灌注桩。承台底设置150cm厚C20封底混凝土。

2、承台预埋件施工

本桥主墩承台浇筑前，需做好主墩墩身钢筋预埋和主桥箱梁临时立柱的钢筋预埋工作，预埋钢筋位置示意图如下：

3、绝热温升计算

承台采用C30砼，均按大体积混凝土处理，采取冷却措施，降低水热化的不利影响。 在大体积混凝土施工过程中，一个关键问题就是如何控制由于温差引起的贯穿性有害裂缝。大量的工程实践证明，大体积混凝土在硬化过程中由于大量水化热的释放而产生的里表温差和体积变形是导致裂缝产生的主要原因，从而影响结构的整体性和耐久性，成为结构构件的安全隐患。因此，降低大体积混凝土的水化热释放量和减少里表温差就成为一个控制裂缝的直接方法，在《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009中规定：“混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；混凝土浇筑体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃”。为了满足这一规范要求，常用的混凝土配合比设计方法有3个：选用水化热较低的水泥品种；掺减水剂；掺粉煤灰和矿渣粉。

承台绝热温升：

承台C30砼的配合比确定为：

水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰：矿粉=274：748：1065：166：6.18：54:58, 每立方重量为2371kg。

绝热温升理论计算公式： T(t)=WQ/Cρ(1-e-mt)

(1)绝热温升最终值： T(∞)=WQ/Cρ=386×384/(0.96×2371)=65.1℃ T(3)=37.4℃ T(7)=58.3℃ Q=k×Q0

k=k1+k2-1=0.926 式中：

Q－胶凝材料水化热总量(kJ/kg)；

水泥水化热为3d：316kJ/kg,7d：366kJ/kg,水化热数据由中联集团直接提供。 Q0－水泥材料水化热总量(kJ/kg)，计算得Q0=415kJ/kg，Q=kQ0=384 kJ/kg； C－混凝土的比热,一般为0.92～1.0(kJ/(kg.℃))，取C=0.96kJ/(kg. ℃)； ρ－混凝土的密度，取2371kg/m3；

m与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，0.3～0.5(d-1),取m=0.4； T(t) －混凝土龄期为t时的绝热温升(℃)；

W－混凝土的胶凝材料用量(kg/m3)，W=274+54+58=386kg； t－混凝土的龄期；

k－不同掺量掺和料水化热调整系数,k=k1+k2-1=0.926； k1－粉煤灰掺量对应的水化热调整系数， 按表1取值，掺量为54/386=14%,k1=0.956；

k2－矿渣粉掺量对应的水化热调整系数，按表1取值,k2=0.97。 表1 不同掺量掺合料水化热调整系数

(2)实际最大升温

ΔT（∞）=0.68Tmax=0.68×65.1=44.3℃ ΔT（3）=0.68T（3）=0.68×37.4=25.4℃ ΔT（7）=0.68T（7）=0.68×58.3=39.6℃

（混凝土温将系数按照混凝土厚度和t龄期查表取最大系数0.68） (3)混凝土中心温度 T1（t）=ΔT+t0

上式中，T1（t）为龄期t的混凝土中心温度

t0为混凝土入模温度，按5月份，取25℃ 则 T1（∞）=44.3+25=69.3℃ T1（3）=25.4+25=50.4℃ T1（7）=39.6+25=64.6℃ （4）混凝土表面温度

混凝土表面温度（T2(t)）受外界温度、养护方法、结构厚度及混凝土本身性能等诸多因素影响，可按下式近似计算： T2(t)＝Tq＋4h’（H－h’）ΔT(t)／H2 其中：Tq━━大气环境温度，取25℃； h’━━混凝土虚厚度，h’＝Kλ／β； K━━计算折减系数，取2/3；

λ━━混凝土导热系数，取2.33W／（m℃）；

β━━保温层传热系数，β＝1／（Σδi／λi＋1／βq）； λi━━各种保温层导热系数，W／（m℃）； δi━━各种保温层厚度（m）；

βq━━空气层传热系数，取23W／（m2℃）；

H━━混凝土计算厚度（m），假定混凝土只向大气散热，按单面暴露于空气中的平板计算，H＝h＋h’；

h━━混凝土实际厚度，取3.0m；

ΔT(t)━━混凝土内部最高温度与外界气温之差，即ΔT(t)=T1(t)－Tq； 采取蓄水养护措施，蓄水厚度定为150mm，则：

水厚度：δ1＝0.1m；水导热系数为：λ1＝0.58W／mK；

β＝1／（Σδi／λi＋1／βq）=3.31；h’＝Kλ／β＝0.67×2.33／3.31＝0.472； H＝h＋h’＝3.0＋0.472＝3.472；ΔT(t)＝Tmax－25＝69.3－25＝44.3℃；

T2(∞)＝Tq＋4h’（H－h’）ΔT(t)／H2＝25＋4×0.472×3.0×44.3／3.4722＝45.8℃； T2(3)=25+4×0.472×3.0×25.4/3.4722=36.9℃ T2(7)=25+4×0.472×3.0×39.6/3.4722=43.6℃

则混凝土内、表最大温差为：

ΔT’(∞)＝T1（t）－T2(t)＝69.3－45.8＝23.5℃；

ΔT’(3)＝T1（t）－T2(t)＝50.4－36.9＝13.5℃ ΔT’(7)＝T1（t）－T2(t)＝64.6－43.6＝21℃

从上述计算可知，采取蓄150mm保温及养护措施，可以使混凝土内、表最大温差小于规范允许值，避免温度裂缝的产生。

4、温度控制方案

根据现有的混凝土配合比情况，内部温升44.3℃，不超过《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009中规定：“混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；混凝土浇筑体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃”。蓄水措施可满足内外温差不大于25℃。

1、混凝土和易性控制

混凝土拌合物应具有良好的粘聚性,不离析、不泌水,初始坍落度应控制在16-18cm,初凝时间应大于3h。

2、混凝土出机温度的控制

在混凝土开盘之前,量测水泥、砂、石、水的温度,专门记录,计算其出料温度。 3、混凝土浇筑速度及浇筑方法

根据设备搅拌以及浇注工艺, 混凝土浇筑速度按40m3/h 考虑。浇筑过程应采用薄层多次浇筑，以降低水化热的影响。混凝土浇筑应做到连续施工, 各作业班组均准备二组人作业。

4、承台保温措施

混凝土顶面待终凝后蓄水150mm进行保温养护,当砼表面温差小于25℃时，再拆除混凝土侧面模板，以保证砼表面降温速度小于2℃/天的要求。

八、质量保证措施

钢围堰施工属于深基坑施工，公司及项目部对本工程十分重视；本次施打钢板桩，因施工区域的实际情况等，施工有一定的难度，故需制定切实可行的施工方案及施工质量技术、施工组织措施，保证钢板桩、机械及人员的安全，保证工程的质量。为此工地上成立

以项目部领导为主的质量保证体系。具体布置如下图：质量保证体系见图。

质量保证体系网络图

1、组织措施

质量是企业生存的重要条件，牢固树立“百年大计，质量第一”的工作方针，建立健全各项质量管理制度。

2、施工质量技术措施

（1）、为保证钢板桩的进场质量，设专人进行检查，填写检查验收单，对超允差的拒绝使用。

（2）、施工技术人员要熟悉施工图纸，有关规范和文件，及时处理设计变更手续。 （3）、参加操作的工人应训练有素，关键工种如起重工，电焊工，电工，测量工等均需进行专门培训，考核合格后方可上岗操作， 施工前对职工进行技术交底及技术指导。

（4）、轴线及高程的测量控制标志，必须经工地负责人验收，测控位置的战标经常复核，技术措施到位。

（5）、各工序均须进行自检和互检，上一道工序不合格不得进行下一道工序的施工。 （6）、各种材料，成品，半成品加工件均有出厂报告或质量保证书，支撑确保有足够强度，保证围堰有足够的稳定性。

（7）、各种施工原始记录，质量检查记录均应完整无缺，与施工同步，有专人填写，收集，整理，采用法定计量单位。

（8）、建立质量检查网和质量检查责任制度：质检工作由工地材料部门负责，会同质检部门和技术部门进行；测量基线和主控制网点，准确无误；各施工工序的自检工作由施工的班组长会同班组内质检员进行，互检工作由施工技术员会同监理人员进行。

（9）、加强质量教育，由工程定期召开施工技术员和班组质检员会议，学习有关规程，规范和文件；每月定期由主管施工的负责人，班组长向职工进行技术交底，强调保证质量的关键措施和具体施工办法。

（10）、建立必要的奖罚制度，对保证质量作出贡献的职工，对工程质量一向过硬的班组和个人以表扬和适当的物质奖励，对质量事故的负责者，视损失大小，情节轻重给予经济上惩罚。

九、安全保证措施 1、安全管理目标

确保本工程安全施工无事故。

2、安全保证体系

安全保证体系见图。

3、安全措施

（1）、所有吊索都必须经过计算，确保万无一失。建立安全生产监督网，工地指定一名项目副经理管安全工作，各班组要设有安全员，负责工地的安全生产工作。

（2）、认真执行安全生产责任制，坚决执行谁负责生产，谁就负责安全的原则。严格遵守各项安全操作规程，建立健全安全检查制度和安全教育制度，坚持每旬由专职安全员组织的安全活动。在每个施工项目开始施工前，由主管施工的负责人向职工进行技术交底，由组长或班组安全员召开班前安全交底会，对当天工作进行安排和对前一天工作进行检查小结。各班应有专人记好安全台帐和上岗记录。

（3）、坚持执行安全生产六大纪律，牢固树立安全第一思想。起重工认真执行“十不吊”，电焊工执行“十不烧”等规章，杜绝违章操作，盲目施工的现象。

（4）、施工机具、材料、设备应堆放整齐，机具、设备安装应牢固可靠，工地四周应配有足够的消防器材。

（5）、机械.电器操作人员应严格遵守操作规程，各种移动式电器设备均需有漏电跳闸保护措施，各种电器必须有可靠的接地和接零，手提灯照明电压须小于或等于36伏.

安全保证体系网络图

（6）、新工人必须脱产进行安全技术教育，考试及格者放可进场工作，气压.油压工作人员必须经过培训，合格者进行实践，掌握气压操作技术，才能上岗。

（7）、应有专人负责电缆收放，防止钢丝绳绞起损坏造成事故。电缆、电器设备应有电工负责管理，经常检查，防止损坏。电缆必须放在路的两侧，不能在吊臂及交通要道下面放置，防止轧破。

（8）、起吊作业时，均需有专人指挥，严禁违章操作。 （9）、水上施工人员须穿好救生衣，应配有救生圈及消防器材。 （10）、所有吊装的电机，电器，制动等都必须检查一遍，确保完好。 （11）、扒杆及滑车组等设施齐全，完好。大件吊装时吊索夹角大于45°。 （12）、在吊装区域范围内禁止闲杂人员入内，观察人员须离吊装区域外一定距离，且用绳索设置禁入区。

（13）、高空作业需系好安全带。

（14）、所有工具，用具，救生设施等齐全，且专箱专柜摆放。 （15）、严格按照劳动安全法规执行，安全生产。

十、文明施工措施及环境保护措施 1、文明施工措施

文明施工是涉及到工程沿线人民群众的切身利益，同时又反映企业管理素质。为树立良好社会信誉，本桥施工过程中拟采取“集中施工、快速施工、文明施工”的方针组织管理、组织施工，具体采取下列措施。

（1）、建立创建“文明工地”领导小组，全面开展创建文明工地活动。做到施工现场人行道畅通，施工中无管线损坏，施工场地排水畅通无积水，施工工地道路平整，施工区域与非施工区域严格分离，施工现场挂牌施工，管理人员挂牌上岗，工地现场施工材料堆放整齐，工地生活设施必须文明、工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想政治工作。

（2）、健全以项目指挥长领导、文明施工员具体指导、各分队具体落实的管理网络、增强管理力量。

（3）、在工程正式开工前召开工程周围单位及邻近居民座谈会，征求对文明施工的意见与建议，取得他们的谅解、理解和支持。

（4）、加强施工人员文明施工意识，组织学习文明施工条例及有关常识，进行上岗教

育，讲职业道德、扬行业新风。

（5）、施工区域采用隔离墙与道路分离，或采用统一、连续的护栏隔离，实施全封闭施工。

（6）、采取有效措施解决生产、生活排水，确保施工现场无积水现象。在多雨季节应配备应急的抽水设备与突击人员。

（7）、组建文明施工专业小分队对施工现场、环保、疏导交通、护栏的整理及临近通道进行监察，以及排除通道积水及路障，确保平整、畅通、清洁并经常开展便民利民活动。

（8）、施工内业资料齐全、整洁、数据可靠，办公室内按要求布置各类图表、及时反映现场状况及工程进度。

（9）、加强夜间的安全保卫工作，设夜间巡逻。

（10）、生活垃圾要集中堆放，统一搬运至指定地点废弃。

（11）、车辆在动料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，保证道路的清洁。

2、环境保护措施

根据本工程的特点及可能对环境造成的不利影响，对环境保护做到预先规划，配合实施，同步落实，主要环境保护措施如下：

2.1 组织措施

（1）、确立环保目标，实行环保目标责任制，层层分解到各部门、各施工班组与个，列入岗位责任制，建立以项目经理为中心的环保体系。

（2）、加强检查和监控工作，掌握现场粉尘、噪声、废气的产生与对环境的影响，与文明工地一起检查、考核、奖罚。

（3）、要做好宣传教育工作，认真对待来信来访，凡能解决的问题及时解决，一时不能解决的扰民问题要说明情况，求得谅解期限解决。

（4）、工程施工前，有针对性地编制环保措施，并严格执行国家、地区、行业及企业有关防治空气污染、水源污染、噪声污染等环境保护的法律、法规与规章制度。

2.2 实施措施

（1）、防止大气污染

施工现场垃圾渣土采用封闭式垃圾箱装运及时清理出场，不得随意抛撒。施工场地范围的道路每天用洒水车洒水至少洒水两次。细颗粉状材料做到上遮下盖，进出车辆应保持

清洁，进场应减速行驶，并设有专人洒水，防止扬尘对环境。

（2）、防止水源污染

施工中各种废浆、废拌和料、废油要及时清理，在指定的地点采用深埋或堆处理。现场存放油料，必须对库房地面进行防渗处理。施工生活区临时食堂中设置隔离池，定期清理。临时厕所采用封闭防渗化粪池，并定期清理防止水源污染。

（3）防止噪声污染

严格控制人为噪声，进入施工现场不得高声叫喊，无故甩打模板，乱吹口哨，限制高音喇叭的使用，最大限度地减少噪声扰民。尽量减少夜间施工，必须昼夜施工时，尽量采取降低噪音措施并会同业主找当地居委会与当地居民协调，出示安民告示，求得群众谅解。施工中尽量选用低噪声设备和工艺代替高噪声设备与加工工艺，在声源处安装消声器消声。有用吸声、隔声、隔振及阻尼材料减少声源污染。