主5墩基础施工方案

A2+598-CC+89段施工方案，施工组织设计，施工工艺鄂黄长江公路大桥主5#墩基础施工方案四川公路桥梁建设集团鄂黄长江公路大桥B标项目经理部一九九九年八月前 言鄂黄长江公路大桥是106国道在鄂黄跨越长江的咽喉工程，兼有城市桥梁的功能。鄂黄长江公路大桥主桥为55+200+480+200+55五跨连续双塔双索面预应力砼边主梁式结构斜拉桥，主跨480m，主桥全长990m。黄冈岸副主桥为250m预应力砼T梁，引桥为2030m预应力砼T梁；鄂州岸副主桥为450m预应力砼T梁，引桥为1830m预应力砼T梁。桥梁全长2435米。本方案为鄂黄长江公路大桥主5#墩基础施工方案。1.主5#墩基础工程概况1.1工程地质状况:本工程B标主5#墩位于河床北侧，距北岸200m，墩位处复盖层厚22.50-29.65m,河床面地形高程1.24-3.98m（黄海高程，下同），平均高程约2.5m。复盖层从上到下结构为：细砂、中细砂、含砾中细砂，各层平均标贯5-12，最下层为砂卵石层，厚度多在0.1-0.37m之间，最厚处厚3.00m（根据工程地质勘察报告NT5-3资料），粒径一般为12-46cm，最大11cm,基岩面标高在-20.77-26.01m之间，大多在-25m以下，平均岩面高约为24.00m.基岩从上到下有玄武岩，紫红色细砂岩及砾岩等，玄武岩坚硬完整，弱风化，饱和单-1-轴干压强度40-55Mpa,岩层厚度12.82-20.20m。紫红色细砂岩完整坚硬，饱和单轴抗压强度35-50Mpa，最大单轴抗压强度，干:125Mpa，湿:94.3Mpa.软化系数0.86.1.2工程水文条件 桥位处历年最高水位25.56m，平均流速2.5m/s,历年最底水位7.69m,平均流速0.52m/s.多年水位及年内水位变幅值如下：月 份123456789101112历年年内水位变幅值maxmin多年平均水位(m)9.789.8611.1213.5616.4117.9220.2119.34188517.291451114815.94(54年)10.16(72年)90%保证率水位与时间：时 间最高水位12月上旬-次年4月上旬4个月12.4311月中旬-次年4月中旬5个月14.0211月上旬-次年5月上旬6个月15.3411月下旬-次年5月下旬7个月16.5510月中旬-次年6月中旬8个月17.539月下旬-次年6月下旬9个月19.499月上旬-次年7月上旬10个月20.608月上旬-次年7月上旬11个月20.867月上旬-次年7月上旬12个月21.171.3主5#墩基础结构型式及工程数量主5#墩采用高桩承台基础，基桩为19根行列式布置3.0m的-2-钻孔灌注桩，相邻两根桩中心最小间距为5.35m，桩长35.45m（椐招标文件）。嵌岩深度15m左右。承台厚度6.0m，顶标高+3、25m，底标高-2.75m。主5#墩基础主要工程数量表部 位名 称单 位数 量基 桩 3.40米钢护筒T1216 3.4米钻孔桩M285 30号混凝土m34761承 台 30号混凝土m34298基 础 钢 筋t927套 箱 双壁套箱t875 填壁砼m32258封 底 20号混凝土m350141.4基础施工特点 受洪水影响:施工区域河道顺直，年年涨洪水，基础施工必须抢在明年5月底以前进行。 河床冲刷较大:中、枯水期最大流速达1.7m/s，对河床的冲刷较大，采取抛砂袋的措施以减小冲刷，保证施工平台的稳定。影响通航:基础施工部分占用长江主航道，较多的船只来往对施工干扰较大，需考虑防撞措施。承台基础大体积砼施工应采用有效措施降低水化热，防止砼开裂。2、主5#墩基础施工工艺流程-3-打设支承钢管桩及拉墩钢管桩搭钻孔平台、拉墩施工沉放钢护筒安钻机、钻孔1次清孔、下钢筋笼、2次清孔浇孔内水下砼19根桩成桩后部分拆除平台分节分块组拼钢套箱、接高、砼填壁、下沉搭设浇注平台浇水下封底砼套箱内抽水割护筒、凿桩头、清底、浇垫层砼承台钢筋绑扎（予埋）、砼浇注-4-3.基础工程主要施工方案 本基础的基桩采用钻孔后成桩，承台采用无底钢套箱施工方案。3.1钻孔平台施工 钻孔平台由我部委托武汉港湾设计院做详细结构设计。平台见图EHQ-PT-01和EHQ-PT-02.3.1.1平台结构组成 钻孔平台为空间结构，主要靠24根0.8m壁厚12mm的打入桩来承受竖向荷载，和拉墩一起共同承受水平力，桩顶标高+20.0m桩长44.5m（直桩）或45.90m（斜桩）。在钢管桩顶端沿桥轴线方向平行架设2I56b承重梁，拉墩对应处的同一高度内各布置2I56b，使其均与钢管桩固结以提高整体性。在桁梁上铺以I32a型钢分配梁，传递节点力。平台所受的水平力主要靠上游布置的两个叉桩拉墩承受。桁梁上面用=6cm的木板做平台铺垫。 平台主桁要适时与钢护筒连接，只是在施钻时和浇注桩内砼未达到一定强度时才处于脱开状态，这样可增强钻孔平台的整体刚度。3.1.2平台计算假定 平台上同时安置2台KP-3500和2台KTY-3000钻机，机重按125吨/台计算，平台上的均布荷载为1.5t/m2。P800=268t 平台设计计算水位+18.0m,流速1.7m/s，并验算单桩的稳定性，套箱内抽水水位+16.5m,按此进行水压及抗浮计算。-5- 结构稳定计算时，假定钢护筒不参与共同受力，是偏于安全的。3.1.3平台计算结论：平台杆件应力在容许范围内，平台稳定。3.1.4平台搭设3.1.4.1平台支撑钢管桩施沉。 沉桩前在岸边大堤上设点，该点除满足通视要求外，还应满足三角网测量的要求。根据该点坐标进行桩位计算（资料另附），办理施工水域许可证,组织好钢管桩的加工与运输，用KB80柴油打桩锤施沉钢管桩。沉桩控制采用两台T2经纬仪前方交会，并用另一台全站仪进行校核控制桩位，水准仪控制桩顶高程。沉桩前在桩身上部用油漆画刻度，即以水尺观测配合，沉桩贯入度控制在5-10mm桩位控制：15cm，倾斜度1%。3.1.4.2连接系施工钢管桩施沉定毕后，立即进行连接系安装，利用浮吊及手动葫芦即可完成。3.1.4.3承重梁及主桁梁施工。 在已设置好的桩头上刚性连接2I56b承重梁，随后利用角钢栓焊异型万能杆件主桁梁，2I56b承重梁及异型万能杆件主桁梁预先在陆上拼装好，然后用驳船或汽车渡配合运至墩位起吊、安装。3.2钢护筒施工3.2.1钢护筒规格的确定根据施工工期安排,桥墩处的水文，地质状况，以及平台标高-6-综合考虑，确定护筒长度均值为47.0m（-24.0-+23.0m）,为便于施工，分三节段制成，水上运输到现场拼接，整体吊起下沉，三节长度分别为16.0m、16.0m、15.0m，按计算要求和施工需要，护筒用内径3400mm,壁厚=16mm的A3钢，另在护筒底端500mm长度内加厚形成桩靴,以防卷口。单根护筒重量约64t。3.2.2护筒垂直度的控制。 下沉前，在上层平台主桁梁之间和下面的水平联系分别设置水平定位框（导向架），确保位置准确。施工时，防止偏打，并在施工间歇用经纬仪进行观测，保证护筒下沉水平偏位不大于5cm，倾斜度不大于1%.护筒摩阻力估算： F=3.43226.51.0=285(t)（单面，筒内泥砂吸出）3.2.3护筒下沉 护筒下沉采用激振力为160t-500t的振动锤激振下沉。为防止过振而卷口， 影响钻孔，在快到底标高时，严格控制贯入度和监视振动频率的变化。施工顺序，从下游向上游。护筒下沉次序和支承钢管打入次序相配合，满足35t50t浮吊工作半径。3.3钻孔桩施工 钻孔桩的施工工艺主要是：埋设护筒，制备泥浆，钻孔，封底，钢筋笼制作与安装，以及浇注水下砼等，根据桥墩处桩身内基岩为玄武岩和紫红色细砂岩，岩石坚硬完整，最高单轴干压强度达125MPa以及设计孔径、孔深、施工工期要求等，我部决定选用2台KP3500型和2台KTY-3000型钻机进行钻孔作业，钻机主要性能参数表-7-钻孔直径(m)钻孔深度(m)转 速(r/min)最大扭矩(KN.M)主机功率(KW)主机重量(t)3.51200-2421019546.73.01300-1620023850.2 钻孔工作考虑护筒沉设完毕后进行。钻机就位后，下滚刀钻头，接钻杆，进行钻孔，钻渣通过筛网排至护筒外，在钻进过程中，为保证孔的垂直度，需增加配重，减压钻进，在进入不同岩层中，采取改变钻速，调整钻压等措施。钻孔作业结束前，禁止铁件等杂物落入护筒。在接近岩面时，特别注意泥浆防护，以免出现坍孔和涌砂，必要时采用内套护筒钻进。钻到桩底标高时，进行清孔，符合规范要求后，上提钻头，测量孔深和垂直度，经监理工程师认可后即可下钢筋笼，用钢套管浇铸水下砼，砼坍落度控制在180-200mm，缓凝时间不小于16h，砼水上拌和站供料，每小时灌入量50m3/h泵送至导管集料斗内，封底后连续浇注。 砼数量每孔为291m33.4钢套箱施工3.4.1钢套箱施工时期及水文条件 钢套箱施工选在2000年2月至3月初进行，这段时间水位低，流速小，便于套箱定位下沉，并可适当降低套箱顶面高度，以争取提前工期。3.4.2钢套箱结构形式及几何尺寸钢套箱采用圆柱形结构，内径r=15.10米，外径R=16.5 米，高为35米（顶标高22.0米，底标高-13.0米），在内外壁外侧及外-8-壁内侧均设竖肋与环肋加劲，内外壁间用水平斜撑连接，为抵抗侧压力作用环肋上还设加劲板并与临近的外壁钢板焊成整体。为加强封底砼与钢套箱的结合作用，在钢套箱底部侧壁设置止水环和抗剪构件.钢吊箱总重约875t,单位重约25t/m.3.4.3 钢套箱的设计依据运输下沉阶段 钢套箱为双壁结构，壁厚1.4米，全高35米，分成六节，每节分块制作。首节钢套箱要求能入水自浮并承受浇刃脚砼的压力，该阶段承受的水头压力小，不作为侧板结构的最不利荷载。封底施工阶段 浇封底砼前，填壁砼已经形成，浇注封底砼时，双壁钢套箱的刚度较大,承受侧压力小。抽水阶段 本阶段，内外水头差达19.4米(-2.9016.5m)，钢套箱侧壁承受的压力最大，作为侧壁结构设计的控制状态。抽水时间初步定为4月初，若抽水后出现异常水位，则采取加临时支撑等保护措施。3.4.4钢套箱的施工方法3.4.4.1钢套的施工工艺流程-9-分块制作水上运输至墩位拆除部分平台，搭刃脚支撑台刃脚段分块拼接入水自浮用手动葫芦固定后逐块、逐节接高，吸泥下沉套箱定位、固定3.4.4.2钢套箱施工前的准备工作 钻孔灌注桩完成后，将平台上的设备吊离平台，在水面以上50cm处沿刃脚边设置支撑平台（通过护筒及支撑钢管桩固定)，在其上对刃脚位置精确测定并标示，部分拆除平台(套箱平面外的)，在平台上适当位置设置共48个10t的手拉葫芦，然后即可拼接钢套箱。3.4.4.3钢套箱的制作钢套箱参照原钢围堰设计，考虑到施工误差，决定钢套箱内直径d=30.2米，外直径D33米，钢套箱高35米，分成6节，每节-10-8块在工厂制作，每块制作定成后须经探伤检查和水密试验，合格后才能交付安装。3.4.4.4钢套箱的拼接、下沉 首节钢套箱各块运到墩位附近，用浮吊吊起移至已做好并已放样好的临时平台上，临时固定，各块逐一拼接,制成首节钢套箱，经检查合格浇刃尖砼后,用手动葫芦将整节吊起,割去临时平台,然后入水并加水下沉至一定高度,同时用手动葫芦稳定. 其余各节钢套箱拼接在用葫芦稳定的下节钢套箱上进行,焊接好下沉前须经焊缝探伤及水密合格. 钢套箱下沉拼接过程中,随时观测垂直度,进入覆盖层后采取在钢套箱(围堰)内吸泥下沉.施工过程中注意冲刷情况,必要时进行防护,以保证套箱进入覆盖层不少于4m,钢套箱着床后适时浇注填壁砼.钢套箱顶面先暂时做到+17.00m.3.4.4.5钢套箱内封底砼施工 本基础施工的套箱为无底钢套箱,浇注7m厚的封底砼前,在封底砼底面以下2m高度内填碎石.在搭好平台, 布置好15根浇注导 管及储料斗后,即用120m 3/h的水上拌和站拌制砼泵送浇注. 砼坍落度控制在180-200mm,缓凝时间不小于30h,在40h内封底砼浇注完毕.3.4.4.6浮力计算封底砼到强度抽水后,钢套箱承受浮力最大,由钢套箱.封底砼-11-及桩周摩阻力共同承受,经计算,抗浮稳定.3.5承台施工 承台施工流程: 套箱内抽水 承台底面以上清理 钢筋绑扎及冷却管架立,预埋件设置 承台砼浇注.3.5.1套箱内抽水 封底砼强度达到80%时,抽干套箱内的水,抽水过程中注意套箱的变形及水位变化,有异常情况及时处理.3.5.2承台底面以上清理 套箱内的水抽干后,对封底砼顶面进行清理,割去钢护筒,凿桩头,浇垫层砼至承台砼底面.3.5.3钢筋绑扎,冷却管架立,预埋件埋设 测量放样后,先绑扎承台底部钢筋网.然后安装冷却水管,层距1.5米,间距1.3米左右.最后扎承台顶面钢筋网和埋下塔柱预埋钢筋,塔吊预埋件、支架预埋件等.安装过程中根据需要设型钢支撑,保证钢筋位置准确.3.5.4承台砼浇注钢筋自检合格,监理工程师检查认可后,用水上拌和站一次性将承台浇注完成.由于浇注数量大,时间长,因此要求砼初凝坍落度在16-18cm,缓凝时间不小于40h,并要保证供料及时,振捣密实.3.5.5防止温度裂缝技术措施-12-优化砼配合化,采用低水化热的水泥,改善骨料级配.以达到降低水化热的目的.砼分层浇注厚度不超过30cm,便于早期水化热散发。分层埋设冷却水管，浇注砼过程中通水冷却,砼初凝后蓄水养护.4施工进度计划 控制 时间 工作 内容9月10月11月12月1月2月3月4月上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下辅助桩施工平台搭设护筒沉放钻孔桩施工钢套箱制作拆部分平台拼临时平台钢套箱就位拼接下沉套箱底回填，平台处理封底砼浇注抽水破桩头清 底承台钢筋施工承台砼浇注5.安全保证措施项目经理部设立安全管理体系,建立健全安全责任制和监督机构,确保安全措施真正落实,加强施工过程的技术交底,使操作者熟-13-悉、理解施工过程中的危险因素和安全操作规程,提高操作者的安全应变技能,施工中主要应注意的事项如下: 钻机平台要有足够的强度和稳定性. 钢结构加工除满足技术规范要求外,应有专人进行过程检查,具体加工者上岗前须考核合格.钻孔前备好足够的粘土、黄泥、片石,一旦遇到漏浆、坍孔等能及时处理.钻机钻孔过程专人负责,严格按操作程序进行,铁件等杂物不得掉入护筒内,钻进过程中根据岩石强度等及时调整钻进速度,避免掉钻头和折断钻杆.随时检查孔的垂直度,不合要求及时处理.桩内浇水下砼时,钢筋笼要采用可靠的抗上浮的措施.套箱内抽水后,清理及凿钻头等工作必须分秒必争，抓紧进行,争取工期上的主动。承台砼体积大,属重要受力结构,需采取有效措施，防止因水化热过大产生裂纹,确保承台质量.任何工序完成,都必须经监理工程师检查合格后.才能进行下道工序. 水上施工必须穿救生衣. 采用巡逻艇巡逻或在上游设指挥船等办法防止撞击施工平台.11为确保平台安全,在拉墩上游再布设两个35t的重力式锚碇,通过系缆拉住拉墩。-14- 青年人首先要树雄心，立大志，其次就要决心作一个有用的人才第14