忠县长江大桥深水基础施工技术

精选优质文档-倾情为你奉上忠县长江大桥深水基础施工技术1、工程概况1.1、主桥布置大桥位于重庆市忠县县城上游8公里处。桥位处，江面宽约1130m左右，水深约26 m。主桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，孔跨组成为205m +460m +205m，全长870m。图一、主桥孔跨布置图1.2、基础构造: 11#桩基和承台为钢筋混凝土结构，承台为直径33m的圆形承台，高6m，C30砼5132m3。承台下设置19根直径3m的钻孔桩，桩间距6m，桩长44.5m。封底混凝土高度7米，C25水下砼4821m3；夹仓水下砼2275 m3。（桩位布置如图二）。吊箱为圆形双壁结构，外径36m，内径33m，双壁宽度1.5m。吊箱侧板高度34.5m。1.3、地质水文11#主墩河床高程112.59-117.54 m，最大高差4.95 m，顶面坡角10，地势总体东高、西低，局部有凹槽。覆盖层主要有细砂、卵石层。粉细砂层厚度2.40-5.90m，饱水，松散。卵石层厚3.90-11.70m，粒径多为5-12 cm，卵石间空隙由粉细-粗砂充填。桥位处于三峡工程的回水区，平均流速2m/s，最大流速达2.5m/s。1.4、阶段工期要求主桥自2005年8月25日开工，基础施工工期要求在2006年9月中旬，将水中结构物施工达到高程160米，摆脱三峡二期蓄水156米高程的影响。2、基础施工方案比选2.1、几种施工方案对比深水基础施工中常用的施工方法是钢吊箱和钢围堰两种施工方法；钢吊箱法又分为固定钻孔平台和浮式钻孔平台两种，相关工艺对比如下：钢围堰钢吊箱结合固定钻孔平台钢吊箱结合浮式钻孔平台工艺简介1.拼装导向船及定位船，布设锚碇系统。2.导向船及定位船的定位；3.墩位处拼装钢围堰或岸边拼好底节后浮运至墩位处的导向船内；4.围堰的接高及下沉。5.刃角着床后，开始吸泥嵌岩工作；6.下沉钢护筒7.封底施工。8.在钢围堰顶搭设钻孔平台进行钻孔施工。9.堰内抽水，施工承台。1.插打钢管桩；2.在钢管桩上布设钻孔平台；插打钢护筒3.钻孔桩施工，钻孔同期在岸边拼装底节钢吊箱。4.钻孔结束后，拆除平台。5.底节吊箱整体浮运到墩位；6.利用钢护筒做支撑，布设横梁及吊杆，将底节吊箱吊起，退出吊箱浮运船7.用吊杆完成吊箱的下沉及接高。8.封底施工。9.抽水施工承台。1.组拼浮式平台，布设锚碇系统；2.浮式平台定位；3.插打钢护筒4.钻孔桩施工。钻孔同期在岸边拼装底节钢吊箱；5.钻孔结束后，浮式平台整体退出，底节吊箱整体浮运到墩位；6.利用钢护筒做支撑，布设横梁及吊杆，将底节吊箱吊起，退出吊箱浮运船；7.用吊杆完成吊箱的下沉及接高。8.封底施工。9.抽水施工承台。适用地质适用于河床覆盖层较浅，基岩面较平整的地质情况。在高差不是太大时，也可以做成高低刃角施工。适用河床覆盖层较厚的情况下，以便插打钢管桩；适用于浅覆盖层或裸露基岩情况；钻孔平台直接利用钢围堰需要搭设钢管桩平台组拼浮式平台锚碇受力大可以不设置小护筒壁厚610mm1620mm2025mm施工设备导向船；定位船；浮吊； 吸泥机；高压射水机；拖轮；工程驳；打桩船；拖轮；工程驳；振动桩锤；浮吊；工程驳；拖轮；浮吊；振动桩锤；工艺流程先围堰后钻孔先钻孔后吊箱，钻孔同期加工吊箱；可平行施工先钻孔后吊箱，钻孔同期加工吊箱；可平行施工技术关键1.围堰下沉过程的平面位置及垂直度控制；2.钢围堰的刃角嵌岩及刃角堵漏；吊杆系统及底板系统的设计；1.钢护筒振动下沉过程的平面位置及垂直度控制；2.吊杆系统及底板系统设计；施工难度容易难较难施工费用较高高较低2.2、实际施工制约条件分析、地质情况分析河床基岩面高差达5米，若采取钢围堰法，围堰设计成异形刃角，嵌岩控制难度大，平面位置及垂直度控制难度加大，需要的机械费用高。同时，刃角处封堵处理不好，刃角处在封底时易产生翻砂或泄漏混凝土，施工风险高。河床覆盖层薄，且为流砂层和中密卵石层，分布不均匀，卵石层厚度变化大，从3.911.7米，卵石最大粒径超过15cm，还有大量的飘石存在，直径800mm、壁厚12mm的钢管桩插打困难，局部冲沟的存在，更是加大了钢管桩插打的难度，因此，搭设固定的钢管桩平台几乎是不可行的。、施工工期分析2005年8月25日正式签发开工令。阶段工期要求水中结构物在2006年9月份施工到高程160米，原本在2个枯水期完成的工作需要在一个枯水期内完成，工期压力巨大。、施工技术储备及机械设备分析对于我局来说，参与长江干流上的深水基础施工，是建局以来的第一次，没有丰富的深水施工经验可以借鉴，也没有水上施工的机械如大型驳船、浮吊、水上拌和站、打桩船等设备，因此若采取钢围堰或钢吊箱结合固定平台的施工方法，就需要租用众多水上施工的机械设备，增加了施工成本。从技术和成本角度，需要另觅新路，将水上施工尽可能的转化为陆上施工，进而利用陆上施工机械完成水上施工。因此，从地质情况，施工方案对比，施工工期的制约以及技术储备、机械设备储备和施工成本控制等方面的综合考虑，确定了采取钢吊箱结合浮式钻孔平台进行本标段深水基础施工方案。2.3、浮式钻孔平台简介图三、浮式平台布置图浮式平台由工程驳船、万能杆件纵、横梁，钻机平台、龙门吊及锚碇系统等6个部分组成。平台长70米，宽48米。由4艘400吨平板工程驳两两拼接，作为受力主体；用万能杆件组拼长度60米的纵梁和长度44米的横梁；在纵梁上铺设龙门轨道，安装吊重60吨，跨度45米的龙门吊，作为平台上的吊装机械；锚碇系统由6个主锚、4个侧锚及4个尾锚组成，锚碇为混凝土蛙式锚。 3、基础施工的关键工艺3.1、浮式平台浮式平台的主要计算项目有：驳船承载力；驳船偏载受力后的最大干弦高度；2艘驳船间的连接计算；驳船稳定计算；驳船龙骨计算；万能杆件横梁计算；纵梁计算；纵横梁连接计算；龙门轨道系统计算；根据计算结果进行关键部位的处理，保证施工安全；图四、锚碇系统布置图浮式平台在就位前，先完成锚碇抛设；抛锚顺序：先将主锚抛设完成，将浮式平台浮运到墩位，将主锚锚绳系于平台上，再抛设边锚，最后是尾锚；抛锚前事先与航务部门取得联系，请航务部门进行通航管制，保证施工安全；收锚顺序：同一类型的锚碇遵循“先抛的后收，后抛的先收”的原则，避免锚绳相互缠绕；全部锚碇抛设完成后，通过对向收紧锚绳，测量并调整平台位置偏差在10cm范围内，完成浮式平台的定位；坚持每天测量浮式平台的位置变化，变位超标时，通过调节锚绳的松紧程度进行调整；3.2、员工通道及管线接入搭设浮桥连接11墩浮式平台和岸边码头，将泵管及电缆沿浮桥接到11墩。图五：11墩施工布置照片3.3、钢护筒板厚选择钢护筒的板厚选择，首先要求其自身的刚度满足要求；其次，满足方案中钢护筒作为后期封底混凝土施工的支撑体，受压强度及稳定性要满足要求；再次，根据地质情况和振动桩锤的激振力得出的最小厚度；权衡3种厚度值，再通过经济比较最终确定钢护筒的板厚；11墩钢护筒直径3.3米，按照施工经验公式，满足其自身不变形的话，最小板厚为3.3/1500.022米，即22mm；按钢护筒底口振入卵石层内4米计算，钢护筒最小板厚为25mm；满足钢护筒作为后期封底混凝土施工的支撑体，受压强度及稳定性要满足要求的厚度为12mm；最终，通过经济分析，将设计的护筒板厚16mm变为20mm；相应采取的加强措施为：在护筒加工及转运时，在护筒内架设十字撑，保证护筒不变形；在钢护筒底口增加环形带，防治底口在振入卵石层内挤扁；在护筒对接处加焊缀板；在桩锤夹持处区域也增加环形带，防止被振动桩锤的夹持器撕裂。已经完成的钻孔桩和钢吊箱施工证明，这个板厚的改变是正确的，钢护筒跟进到了基岩顶面，没有发生变形，有力的保证的钻孔施工的进行。3.4浮式平台上钢护筒定位施工1）、定位钢护筒的设置图六：定位钢护筒布置图浮式平台初期依靠锚绳定位，其平面位置依然随水流小幅度摆动，仅仅依靠锚绳不能使其平面位置处于稳定状态，为了准确进行钢护筒施工，需要设置定位护筒。将4、8、12、16护筒作为定位护筒（如图六）。利用平台龙门吊下沉钢护筒，采用260t液压振动桩锤将其振至不再下沉，用型钢将横梁与4个定位护筒平面位置上卡死，完成平台精确、牢固定位。2）、钢护筒下沉定位施工图七：下拉缆法下沉钢护筒示意图根据万能杆件不能焊接的特性，采取仅制作上下“井”字形导向架，用32精轧螺纹钢张拉，每根张拉8吨力，使上下导向靠摩擦力与万能杆件固定；经计算，水深26米，流速2m/s时，护筒受到的水流冲击力为14吨，而万能杆件横向刚度较低，无法保证钢护筒在下沉过程中的垂直度控制。为此，在上游抛锚设置定位船，通过由定位船上的卷扬机、滑轮组牵出下拉缆，牵住护筒下口，下放过程中，利用电子垂度仪不断测量钢护筒的垂直度，通过调整下拉缆的松紧程度，不断校正垂直度，达到控制护筒垂直度的目的。最终，实测钢护筒平面位置偏差不超过10厘米，垂直度控制在0.5%。钢护筒良好的垂直度保证了钻孔桩施工的顺利进行，也为后期吊箱的顺利下放提供有力的保证。3.5、钢吊箱施工11墩吊箱为圆形双壁结构，外径36m，内径33m，双壁宽度1.5m，高度34.5m,侧板总重约1200t。加工分块，在高度上分为6节，自下向上为766663.5m；每一节又在环向分为24块，总计144块，现场拼装焊缝总长度2740m，焊接量大，所有焊缝均要求达到级焊缝标准，焊接质量要求高。钢吊箱的侧板在造船厂分块加工成型，在经过反复讨论及技术论证和进行大量计算工作后，制定了优化方案：保持浮式钻孔平台不动，全力保证钻孔施工。同期，在码头处，用2艘800t驳船组成拼装平台，将吊箱底节侧板和底板在拼装平台上焊接成整体，同时完成水密、油密及探伤检验。在全部钻孔桩施工完成后，将19根钢护筒切割至指定标高水面以上0.60.8m，略低于钻孔平台的万能杆件横梁底，将钻孔平台整体拖运出墩位、退至码头。钻孔平台退出后，将拼装好的吊箱底节整体浮运至墩位处，将19根钢护筒重新接高后，布设横梁，挂设吊杆，安装千斤顶，利用吊杆将整个底节提住，并在2艘800t驳船内注水，使之吃水后与吊箱底节脱空，将800t驳船退出，完成吊箱的受力体系转换。优化后的方案实施示意图如下：图八：浮式钻孔平台退出示意图图九：底节吊箱推进至墩位切割后的护筒群3.5.1 底板系统原设计钢吊箱梁肋式底板系统工程量大，结构相对复杂，实施所需时间长。经我部精心优化设计，在原设计基础上加以改进，修改为桁架式底板系统，吊箱底节侧板和底板在码头拼装成整体。钢吊箱底板系统原设计的梁肋式优化为桁架式，结构轻巧，刚性大，受力性能好，用料少，拼装快，节省工期，保证了整个浮式平台结合钢吊箱施工工序的紧密结合。底板平面及简易三维结构如下图：图十：底板桁架下平面布置图图十一：底板桁架整体三维结构图图十：底节吊箱推进至墩位底板采取桁架式，主要分为5种型号，JQ型、JXA型、JXB型、JXC型、JXD型,作为主要单元。JQ型为单片式桁架，为重要受力单元。JXA型、JXB型为顺桥向设置的主桁架，设计分为2大段加工成型，分片吊装组成整体后，等强度焊接,但分段处应避开吊点位置。JXC型、JXD型为连接JXA、JXB及JQ型的桁架,一次加工成型。待JXA、JXB、JQ型等主桁施工完成后，将其吊装与相邻主桁进行等强度焊接。桁架高度2.3m，除JQ型桁架上弦杆采用232a外，其余桁架上弦杆均采用218a。所有下弦杆均采用HN350175型钢。吊点处立柱、斜撑根据计算选择相应材料。3.5.2 钢吊箱吊点系统11墩钢吊箱通过对底板桁架受力情况进行结构检算及构造要求，布置吊点76处，根据每个吊点的受力情况，分别设置了单吊杆、双吊杆和三吊杆吊点，总计布置吊杆116根。图十二：吊点总体布置图吊杆采用JL785级32精轧螺纹钢，进场后逐根进行试验，试验项目：拉力试验和冷弯试验，试验方法按照GB228-76和GB23263的规定进行；单根吊杆屈服力为63.2t，满足施工设计吊杆控制拉力41t的要求；YGM型锚具及YGL型连接器的检验用千斤顶测试，均通过了60t的检验，符合规范要求。3.5.3 体系转换1）、浮式平台退出钢护筒切割、调运完成后，用缆风将龙门吊固定在平台上，设置龙门限位装置。拖轮就位，在两侧夹持住浮式平台。首先松开尾锚锚绳，将尾锚锚绳系于4和12钢护筒上；接下来，对称接长侧锚锚绳，逐步收紧主锚锚绳，将浮式平台向上游拖动，距离墩位距离大于80米后，拴锚固定。退出的过程中，用2艘拖轮左右夹持，控制平台的方向，避免平台与钢护筒间的碰撞。浮式平台退出后进行了改装，14天后改装完成再次推进到了墩位，配合后序钢吊箱接高工作。2）、底节吊箱推进到位图八：底节吊箱推进示意图利用4艘拖轮将底节吊箱推进到墩位处。推进到位后，拴接锚绳进行微调，使平台稳定。推进前，将外围12根钢护筒用定位型钢连接成整体，预防推进中驳船碰撞独立钢护筒对已成桩基混凝土造成影响；定位型钢与钢护筒采取卡口连接，方便装、拆。由岸边到墩位处的推进路线采取“Z”形，经过两次前进、后退的方式，图十三：钢吊箱推进到位将拼装平台的位置与墩位对正后，再缓慢将底节吊箱推进到墩位，在快要进入到墩位时，自停靠在上游钻孔平台上的锚绳用机驳牵引到拼装平台上栓好，然后通过逐步收紧主锚及侧锚锚绳，将拼装平台缓慢、平稳的推进到墩位。3）、钢护筒对接钢护筒是吊箱下放及封底施工的受力主体，接高的护筒的焊缝需要严格控制。根据切割前的钢护筒编号及对位标记，利用150吨浮吊对接钢护筒。钢护筒对接好后，先进行点焊，浮吊松钩后，进行下一个护筒对接。由于时间紧迫，钢护筒对接处为齐口对接，焊接质量无法保证，因此，在对接时，我们采取在对接处加垫6mm钢板，使对接处预留6mm缝隙，焊接时采取内外双面焊接，内外的环形焊缝外又加焊10块缀板，使钢护筒对接处的强度满足计算要求。在钢吊箱内壁设计位置焊接导向架，用于钢吊箱定位沉放时调整偏位。吊杆与螺帽及连接器的连接除涂抹环氧树脂外，用铅丝将吊杆缠紧，以防施工过程中，吊杆松脱。待所有准备工作完成后，利用4台300t穿心顶将底节吊箱提住，同时在驳船内注水，使之均匀下沉。待驳船与吊箱分离后，退出驳船。3.5.4 吊箱的吊放下沉4）、下放吊点布置根据结构计算及遵循施工方便和安全的原则，在吊箱下放施工中，如图十所示，在外围12根钢护筒上安装4道贝雷梁，每道贝雷梁为单层4排布置，安装下放吊杆24个，利用48台100吨液压油顶进行吊箱下放工作。底节吊箱（含底板）自重468t，每根吊杆受力为19.5t。在下放过程中，48个油顶操作工人，根据指令，同步松顶，每个循环下放8cm，每步下放1cm。下放过程，安全、平稳。将底节吊箱共计下放4.8m后进入自浮状态。下沉过程中，要求4台千斤顶步调一致，每次下沉控制在18cm。在底节钢吊箱顶部,平行和垂直桥轴线方向的四分圆点上设置4个控制观测点, 用全站仪进行瞬时同步的对向观测，以便及时调整吊箱倾斜度及平面位置。夹仓内及吊箱内壁板上标出刻度线，进行下沉深度控制。5）、吊箱的注水下沉图十四：下放吊点布置图底节吊箱在入水2.15m后处于自浮状态。吊箱自浮后，退出千斤顶，松开所有吊杆螺帽，此时可以通过在夹仓内注水使之下沉。注水应遵循对称原则，且应满足图纸要求的各项水头差。6）、吊箱接高在底节吊箱顶口距离水面3m时，停止注水下沉，调整吊箱位置，并将其临时限定，开始接高第二节。焊缝的检查验收与底节相同。接高完成后，再次注入使吊箱下沉。循环此步骤，直至吊箱下沉至设计标高。吊箱拼装允许偏差：内径不大于D/500；同一平面内并相互垂直的直径误差不大于20mm；倾斜度不大于h/1000；各分块间的拼接缝均应无凸凹面。图十五：钢吊箱下放图7）、导向架安装钢吊箱下放过程中的位置导向依靠导向架来实现。同时，位于上游的导向架，还将承受水流冲击力，因此通过设置牛腿横梁将19个钢护筒连接成整体，共同抵抗由吊箱传递的水流冲击力。图十六：导向架布置图导向架共设置了4层，除上层焊接在钢护筒上外，其余3层设置在吊箱侧板上。导向架的位置通过对应的钢护筒的实测平面位置及倾斜度来确定，确保了吊箱下沉顺利。上层导向架设置在钢护筒上，位于吊点横梁的下方，其前端的接触点坐标与设计吊箱内壁相应点坐标相符，与吊箱内壁板预留了5厘米的调整值，确保了吊箱在下放过程中平面位置始终处于设计允许的误差范围；吊箱下放到位后，平面位置偏差14厘米，垂直度偏差10厘米，完全满足规范要求，达到了预期的目的。 8）、吊箱下放到位后的限位图十七：定位撑竿工作原理示意图11墩墩位处水深流急，且长江主航道又靠近11墩，来往船舶带起的波浪会引起处于悬吊状态下的吊箱的摆动，那么喇叭口封堵和封底砼施工将无法进行。根据12墩钢吊箱的施工过程记录来看，12墩距离主航道约460米，主航道上的大船带起的波浪引起吊箱摆动幅度达3厘米，那么11墩将会更大；为确保下放过程顺利，导向架与钢护筒都有预留值，不可能顶紧，因此，导向架无法限制吊箱摆动；水平限位器设置在钢护筒顶部，距离吊箱底口距离达20米，也无法起到固定吊箱的作用。设置在吊箱底部的拉缆也不可能将吊箱底口牢牢限制住，依然会有小幅度摆动。经过反复研究后，我部采取在吊箱底部设置定位撑竿的方法来解决，定位撑竿的工作原理是：吊箱入水前，在位于外侧距离吊箱较近的8根钢护筒的对应底板桁架的顶部，安装8根带有可转动铰座的定位撑竿，入水前，用铁丝将其吊起，不影响吊箱下沉，吊箱下沉到设计标高，下口位置位置通过拉缆调整到符合要求后，潜水工入水将铁丝剪断，撑竿前端圆弧板与钢护筒顶紧，达到了牢固固定吊箱下口的目的，如图十一：经过封底实践，起到了良好的效果。9）、吊箱顶部水平限位在钢护筒上焊接型钢限位装置，顶紧钢吊箱上口。10）、吊箱竖向限位在浇注封底砼前，应保持吊箱重力大于浮力，并预留1米水位变化对吊箱的影响，才能进行喇叭口的缝隙封堵施工。解决的办法之一为在吊箱夹仓内注水，使浮力小于重力，吊杆受力，吊箱竖向稳定，但是由于钢护筒与吊箱的位置关系，外围吊杆本身就承受比中部吊杆更大的力，为保证封底施工时，吊杆的受力控制，因此夹仓注水量是有限制的。解决方法之二是，通过内撑系统，设置压杆，压杆用32精轧螺纹钢，两端通过铰座分别连接在内撑系统横梁和钢护筒上，既解决了水位上涨对吊箱的影响，又不增加结构重量，压杆共设置了48根。由于采取了上述的固定措施，保证了吊箱在封底过程中的稳定状态，喇叭口的缝隙封堵质量良好，没有发生混凝土外泄的事故。11）、锁定钢吊箱下沉到设计标高后，吊箱的测量满足规范要求后，需要将吊箱锁定，锁定方法为安装水平限位装置及压杆，防止施工中水位变化及靠船对吊箱位置的影响。带紧所有吊杆，每根吊杆预拉3t力，使之受力均匀。12）、喇叭口缝隙封堵图十八：喇叭口抱箍封堵示意图封堵工作由潜水员完成。封堵采取喇叭口加抱箍的施工方法（如右图），抱箍在首节钢吊箱下沉时安装，螺栓松开，在吊箱下放到设计标高时，潜水员入水带紧所有抱箍螺栓。抱箍的作用在于减小喇叭口与护筒间的缝隙，利于袋装混凝土的设置。封堵前由潜水工用高压射水清除底板及侧板及钢护筒外侧污垢后，进行缝隙封堵工作。封堵采用蛇状袋装砼及棉纱。优化后的方案，真正实现了在钻孔桩施工的同时，进行钢吊箱的分块加工和整体拼装，钻孔桩结束后，在经过简短的浮式平台推出和底节吊箱的整体就位的体系转换后，就开始了吊箱的接高和下沉施工。优化后的方案比原方案缩短工期近30天。3.6、封底施工及方案优化 封底顺序及导管布置首次封底厚度1.5m，标号C40，方量：1033m3封底施工的顺序为：搭设封底平台安装导管中心集料斗及分料槽封底施工。导管选用300mm，壁厚6mm钢管制作，丝口连接前经过水密试验。导管长度24m，上口接1m3小料斗，导管用夹具挂于横梁上。图十九：导管布置图导管下口距底板1520cm。导管数量及设置原则： 1、单根导管作用半径取5m，全部导管作用范围覆盖钢吊箱底面。 2、吊箱内壁与外层钢护筒间布置导管，确保该区域封底砼质量，以防渗水。 3、导管与钢护筒外侧保持一定距离，以利于混凝土均匀扩散。导管布置如右图，共布置16根导管，施工时根据实际位置进行调整，避开护筒及底板桁架、喇叭口位置。原设计一次性完成7米厚封底混凝土方案的缺点：1）、墩钢吊箱设计封底厚度7m，方量：5216m3，设计封底混凝土采取一次性连续浇注完成的施工方案。封底砼浮容重和吊箱系统重量由吊杆系统承受。封底砼浮容重：7302.4t。浇注封底混凝土前，应保持系统重力大于水浮力，同时应预留水位上升的浮力增加值，因此，施工中扣除浮力后的吊箱系统重量确定在：300t。合计重量：7602.4t。吊杆采用JL785级32精轧螺纹钢，屈服应力785Mpa，考虑材料特性及施工复杂程度，每根吊杆取倍控制应力，即，每根吊杆允许拉力：。按每根吊杆都均匀受力计算，7602.4/41185.4根,则根据计算，施工需要布置吊杆186根，平均在吊箱范围每4.6m2，就要布置1根吊杆，施工难度大，工序繁琐，安装耗时长，施工控制困难，安全保障低。2）、 浇注工艺分析根据设计要求，封底施工中，混凝土浇注速度不低于120m3/h，那么连续正常浇筑封底完成需要：43.3h。我部在进行封底混凝土配合比设计时，经反复实践，封底砼的缓凝时间最长为2426小时。那么就产生问题，先浇筑的砼已经初凝，后浇注的砼使吊杆继续产生变形，造成先浇注砼粘结力损失，达不到封底的目的。3）、 安全分析一次封底7m，对底板系统、吊杆系统及施工控制的要求极高。施工中的水位变化、封底砼浇注的偏载等因素若引发一根吊杆或一道连接焊缝出现破坏，将导致连锁破坏，最终导致整个体系崩溃。鉴于上述原因，在与业主，设计、监理单位进行沟通，并咨询许多专家后，制定出优化后的封底施工方案：采取二次封底的方法，完成7米高的封底混凝土施工，施工工艺简介如下：1）、首先浇注1.5m高封底砼，主要用于封堵钢护筒与吊箱底板的缝隙，达到吊箱内密封的目的。2）、在首次1.5m高封底砼达到设计强度后，在吊箱内抽水，依靠水的浮力平衡掉70的首批封底混凝土及吊箱系统重量，预留30的重量以抵抗后续封底混凝土浇注施工中的水位变化。3）、浇注第二批封底混凝土，浇注前对所有吊杆进行紧固处理。浇注过程中，每浇注1m高封底砼，就在吊箱内抽水1.4m,使浇注过程中的水浮力和新浇混凝土浮容重始终保持一种平衡状态。浇筑过程中加强江水水位观测，加强封底混凝土标高的量测，对抽水高度进行现场计算，保证实施成功。优化后的封底方案有以下优点：1）、吊杆数量大大减少，由186根减少为116根，单根吊杆最大受力仅为30吨；2）、底板系统可以设计的轻巧，方便施工，节约施工成本。3）、二次封底混凝土的重量，完全由水的浮力来平衡，充分发挥了钢吊箱的特点，受力体系明确，施工操作简单，易于控制。4）、施工安全有了充分的保证。 3.7、混凝土供应方案及其创新点1）、混凝土供应方案对比分析11墩为主塔墩，位于长江深弘线，水深26米，距离岸边220米，该墩混凝土的供应就成为施工的关键问题。常规水上施工的混凝土供应是采用水上拌和站或搭设施工便桥。购买水上拌和站，对于我们是不现实的。租用水上拌和站按每月租费50万元，使用期26个月，费用合计1300万元，成本太高。搭设水中便桥，220米长的距离，需要大量的钢管桩和型钢，施工时间长，影响工期，同时，三峡在2006年9月下旬开始蓄水，水位将从目前的138米涨到156米，涨幅达18米，便桥标高不易实现这么大高差的改动。改进方案，在岸边建设陆上拌和站。搭设220米长浮桥至11墩，在浮桥上铺设泵管，通过浮桥、泵管将混凝土送至11墩。同时浮桥还作为过江电缆、施工人员的通道，达到物尽其用的目的。浮桥随水位涨落，不受三峡蓄水的影响，可以满足32个月的工期内，11墩的混凝土供应。2）、实施方案的创新点（1）、改进方案为常规拌和站建设，施工简单易行。（2）、浮桥所用浮箱大部分是回购的旧浮箱，成本较低。（3）、投入的拌和站在本工程结束后，可用于其他工地。（4）、利用常规混凝土拌和设备和输送设备，施工深水基础，代替水上拌和站，解决了水中墩基础施工的混凝土供应问题。为同类型施工提供参考。4、11墩基础施工各分项工作实际完成时间表1）、浮式平台拼装：2005年8月5日2005年9月20日（46天）包含驳船对接、万能杆件纵、横梁的拼装及连接，分船，安装龙门等工作项目。2）、浮式平台就位：2005年9月23日2005年10月3日（10天）包含就位的抛锚，位置调整，浮桥接入，电缆接入，钻孔平台布置等3）、钢护筒振动下沉：2005年10月5日2005年11月20日（45天）4）、钻孔桩施工：2005年11月4日2006年3月21日（137天）5）、浮式平台退出：2006年3月22日2006年3月24日（3天） 包含钢护筒切割、调运，锚绳转移等工作。6）、底节钢吊箱推进及体系转换：2006年3月25日2006年4月6日（13天） 包含吊箱推进，位置调整及固定，焊接钢护筒，安装横梁及吊杆，驳船脱离等工作7）、吊箱接高、下沉：2006年4月7日2006年5月2日（25天） 包含吊箱下放至自浮，分块焊接，注水下沉，到位后的固定及堵漏等工作8）、封底施工：2006年5月3日2006年5月13日（10天） 包含牛腿焊接，封底平台设置及首次封底结束的3天等强时间9）、承台施工：2006年5月16日2006年6月29日（44天）包含抽水、钢护筒切割、吊运，封底砼凿毛，清渣，承台钢筋绑扎，冷却管布设，及分两次浇注混凝土等项目。5、基础施工方案实施后的工期分析1、从上面的实际完成的时间表来看，浮式平台的拼装时间显得过长，原因之一是施工材料组织耽搁了一定的时间，导致现场停工待料；原因之二是万能杆件拼装的熟练工人少，开始拼装时速度较慢；原因之三是横梁拼装过程中，需要进行分船。2、钻孔桩实际开始时间比首根钢护筒下放时间迟了近1个月，原因之一，首根钢护筒为定位钢护筒，位置偏差过大，不能开钻，待2根定位钢护筒施工完成后，浮式平台平面位置达到固定，下放第3根钢护筒后，方正式开钻；原因之二，受到龙门跨度限制，初期的拼装位置使浮式平台的驳船处于偏载位置，为保证平台的稳定，在上钻机前，在墩位处进行了分船施工；致使正式开钻时间滞后。3、单桩成孔最长耗时54天，为1桩，钻孔时间2005年11月8日2006年1月1日。分析原因如下：19桩为首轮开钻，此时钻机为新购，处于磨合期，故障较多；机手需要对地质情况进行摸索，以便确定钻进工艺；钻进过程中出现漏浆现象，需要进行钢护筒的跟进施工或是漏浆的封堵处理；初期泥浆性能低，浮渣效果差，影响钻进效率；无备用钻头，钻头在磨损后，需要停机补焊。单桩成孔最短耗时23天，为13桩，钻孔时间2006年2月27日2006年3月21日。分析原因如下：13桩为末轮开钻，此时钻机已过磨合期，故障率低；机手已经完全熟悉地质情况，钻进工艺运用合理，钻进速度明显加快；钻进过程中无漏浆现象；后期泥浆性能提高，浮渣效果好，出渣快，钻进效率高；有备用钻头，钻头在磨损后，更换钻头继续钻进，停机时间少。4、从整个钻孔施工来看，历时137天，作为施工总结来分析，时间完全可以缩短20天左右。钻孔开始时，投入5台钻机，计划用4轮完成19根钻孔桩施工，计划每轮时间30天。由于在上述单桩工效分析中存在的原因的情况下，在钻孔滞后时，及时增加了2台钻机，实际上用3轮的时间完成钻孔施工。可见，通过增加钻机数量，增加备用钻头，配置优质泥浆，使用熟练机手等措施，钻孔施工的周期还可以进行缩短。5、浮式平台的退出、底节钢吊箱的整体浮运、体系转换，吊箱的下沉与接高等项目的实施时间均与计划的时间相吻合，真正体现了本方案的合理性，是本方案的闪光点，从钻孔桩施工结束，仅用38天，就完成了钢吊箱的全部接高下沉工作。接着，利用10天的时间，完成两次共计5100多方封底混凝土的施工。6、应用前景随着我国日益增长的国民经济水平，对基础设施的要求越来越高，尤其是沿江城市，越来越多的大型桥梁成为城市的标志性建筑。在长江流域，多数桥梁均为斜拉桥、悬索桥或拱桥，大型的深水基础设计多为桩基承台。因此，通过在本桥基础施工中的成功实践，本桥的基础施工方案更加趋于成熟和完善。创新的思路和较低的成本以及合理的工序将会成为深水基础施工中的新工艺。具体体现如下：1、浮式平台法施工桩基础，不受河床覆盖层的控制，在河床基岩面高差大，不适合用钢围堰的方法进行施工时，完全可以采用浮式平台施工桩基础，而无需采用固定平台。2、钢吊箱较之钢围堰，不需下沉嵌岩，用钢量少，投入的机械设备相应减少，施工成本降低。同时，钢吊箱对河床平整度要求低。3、浮式平台较之固定平台优势明显，节约材料、机械设备、施工时间。一步到位，直接进入钻孔施工，且后期转移简便，速度快。浮式平台利用周转材料万能杆件进行拼装，不用新购材料，成本低。4、先采用浮式平台施工钻孔桩，通过技术攻关，完全可以精确进行深水、大流速水域内钢护筒的定位，达到陆上钢护筒的定位精度。采用上导向及下拉缆的技术措施进行钢护筒的下沉施工，钢护筒平面位置偏差不超过10厘米，垂直度控制在0.5%；5、依托钢护筒的群桩效应，锚锭系统可以做的轻巧，相比钢围堰施工中的强大铁锚系统，本方案采用了混凝土蛙式锚，节约了施工成本。6、依托钢护筒的导向作用，钢吊箱下沉过程中的位置控制得到保障，11墩钢吊箱下沉到位后，平面位置偏差控制在10cm以内，符合规范的要求。12墩钢吊箱下沉到位后的平面位置偏差仅为8cm。7、钢吊箱底板系统优设计的梁肋式优化为桁架式，结构轻巧，刚性大，受力性能好，用料少，拼装快。8、陆上拌和站结合水中浮桥进行水中墩混凝土供应的设计，使水上施工变为陆上施工，机械设备利用率高。浮桥不受水位变化限制，最大限度的节约了成本。9、钻孔期间进行钢吊箱的加工和拼装，平行作业的方法，缩短施工工期。10、浮式平台的整体退出和底节钢吊箱的整体浮运，施工转换快，实际操作简单。11、目前，承台已经施工完成，从桩基，封底以及承台的施工质量来看，均满足规范要求，施工质量良好，证明整个深水基础的方案是非常成功的。同时，经过本桥深水基础施工的运用和攻关，更加丰富了本方案的合理性。专心-专注-专业