水中墩施工方案(共21页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录绍兴特大桥水中墩施工方案一、编制依据1.1杭州至宁波客运专线施工图：线路平面图（HYZQ-1标，第三册）。1.2杭州至宁波客运专线施工图：绍兴特大桥（图号：杭甬客专施（桥）咨-06-、）。1.3工地现场调查、采集、咨询所获取的资料,和我公司现有施工能力、机械设备、技术力量及类似工程的施工经验。1.4已批复的实施性施工组织设计。二、工程概况2.1工程简介绍兴特大桥起讫里程DK47+985.250DK65 +704全长17.71875km，设计为正线双线客运专线桥,呈双线布置。线间距为5m，设计行车速度为350km/h。上部结构轨道结构采用CRTSII型板式无碴轨道

2、。孔跨布置为：简支梁492孔，440孔32m52孔24m；悬臂连续梁和膺架现浇梁特殊结构17处，(60+100+60）m连续梁+(48+80+48）m连续梁+6(40+64+40）m连续梁+ (40+56+40）m连续梁+6(32+48+32）m连续梁+240m简支梁；下部结构为：空心桥台、双线直坡哑铃状矩形实体桥墩，整体式矩形承台，钻孔桩群桩基础。桩基直径有1.0m、1.25m、1.5m、2.0m四种，平均桩长约60米，承台高度有2.0m、2.5m、3.0m、3.5m、4.0m五种。绍兴特大桥在水中、靠岸边的桥墩有118个，水深约1.0m4.5m，处于凹地、高水位的桥墩约87个，根据设计图纸

3、，结合我管段内的实际地质调查，对水中、水边及凹地多水的桥墩承台基础采用钢板桩围堰的施工设计方案。2.2地质水文资料地质情况：绍兴特大桥主要穿越浙东盆地之滨海积平原，地势平坦开阔，区内水网交错，湖塘密布，河渠纵横，地表水极为发育。河址段地质上部为第四系全新统冲海积(Q4al+m)粉质黏土、粉土、淤泥质粉质黏土；下为第四系上更新统冲积(Q3al) 粉质黏土、砾砂以及第四系残坡积（Qel+dl）含砾粉质黏土；下伏基岩为侏罗系上统 b、c 段凝灰岩。地表及河床以下地层约为厚25m 的粉质黏土、淤泥粉质黏土和流塑、软塑、可塑状粉质黏土。水文资料：地表水主要为河流水、水塘水，地下水主要为第四系孔隙水，河流

4、为常年性地表径流水。桥址区地表水对混凝土结构无侵蚀性；桥址区地下水对混凝土结构有CO2、硫酸盐及CL-侵蚀性，环境作用等级为L1、H1、T1级。三、总体施工方法水中墩主要包括钻孔桩基础、承台、墩身的施工，根据设计图纸结合实际地质、地形条件，拟采用回填土筑岛围堰法、搭设平台钢板桩围堰法、钢板桩围堰内填土筑岛法三种主要施工方法进行水中墩的施工。（见附图1：水中墩施工钢板桩围堰示意图）3.1回填土筑岛围堰法靠岸边的水中墩采用筑岛围堰法施工，测量放线定出墩基础的桩位，就近选择合适的土源，用自卸运输车把土方运至墩位处进行回填，筑岛长宽比桥墩承台的设计尺寸加大1至2m，筑岛高出水面约1m，碾压平整，再次测

5、量放样定出孔桩位置，埋设钢护筒，安装钻机平台钻孔桩，孔桩完成后进行钢板桩围堰，承台基坑开挖，承台和墩身施工完成后，对筑岛围堰的土方用挖机进行清理，运至弃土场。该法适用于浅水、靠岸边的水中墩。3.2搭设平台钢板桩围堰法跨河面较宽、水较深的水中墩采用平台钢板桩围堰法，先搭临时栈桥接近墩位，搭设水上施工平台，施工平台打500钢管桩作基础，桩顶用I40a工字钢作横梁，横梁上铺设8根I40a工字钢，顶上再满布方木。工作平台的平面尺寸与承台(长am宽bm)尺寸相同,在平台上安装钻机进行钻孔桩施工，孔桩施工完成后，沿承台周围打插钢板桩围堰，钢板桩围堰尺寸为(长(a+3)m宽(b+3)m),拆除施工平台，对围

6、堰进行支撑加固、抽泥浆至承台底以下的标高，对承台底以下50cm用C25砼进行封底，施工承台、墩身，钢板桩围堰用拉森式型钢板。3.3钢板桩围堰填土筑岛法在河面较宽、水不很深的桥墩处，用浮吊在桥墩承台周围打插钢板桩，钢板桩围堰完成后，在水面高处对钢板桩四周外围用I40a型钢内拉钢筋进行加固，在钢板桩围堰内埋设钢护筒，回填黏土或砂土，土层上铺设钢板或方木，在围堰内形成施工平台，安装钻机进行孔桩施工，待桩基完成后，把围堰内的泥土用泥浆泵吸至浮船上运到指定弃点。同时解除钢板桩四周的加固，对钢板桩内侧进行支撑加固，开挖至承台底标高，施工承台和墩身完毕后，对河道进行清理恢复原貌。水中墩的施工原则上采用筑岛围

7、堰法，因为此法可就地取材采用路基挖弃方、建筑弃碴、砖碴等材料填筑部分河岸，在保证河道通航、环境不被污染的前提下使水中施工变为陆上施工，在筑岛上安装钻机钻孔桩，待孔桩基础施工完毕后，插打钢板桩围堰和支撑，进行承台基础开挖，施工承台和墩身。其次考虑水上钻井平台、水中围堰筑岛法施工。因钻孔桩、承台及墩身施工的工艺和方案与常规的施工方法基本相似，且已在施工施组和专项施工方案中编制。固本水中墩施工方案主要介绍水中墩钢板桩围堰的施工方法和钢板桩围囹支撑的安全检验。四、钢板桩围堰施工方法4.1施工准备4.1.1组织定购、运输钢板桩，到达工地后，检查钢板桩有无弯曲、撞伤、破损、锁口变形等，按具体情况分别用冷弯

8、、热敲、补焊、割除或接长等方法进行整修。并在钢板桩锁口内涂抹黄油或混合油膏(黄油沥青干锯末干粘土=2221)以减少插打时锁口间的摩擦和水的渗漏。4.1.2测量放样，插打定位桩，在定位桩上安置导梁，组成框架式的围笼作为插桩时的导向设备。4.1.3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检查，确保线路畅通，功能正常。振动锤的端电压要达到 380420V，而夹板牙齿不能有太多磨损。4.1.4同一围堰的钢板桩使用同一型号规格的产品，保证锁口一致。4.2插打钢板桩 钢板桩采用逐块插打到底，矩形围堰先插上游边，在下游合龙。钢板桩平面尺寸应在承台长宽尺寸上各加1.5m2，在导向架上设

9、置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大2cm，第一根钢板桩插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将吊钩缓慢下放。这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打。在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时插一根打一根，即将每一片钢板桩打到位置，到剩下最后5片时，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。当吊装设备许可时，可将23块钢板桩拼成一组组合桩，组合后用坚固夹具夹牢。钢板桩组桩插打时，每隔45m加一道夹板，夹板在板桩起吊前夹好，插

10、打时逐付拆除，周转使用。组桩的嵌缝用油灰及旧棉絮以钝凿嵌塞。定位桩钢板桩木导桩木楔特制角桩流向合拢点起点矩形钢板桩围堰结构平面图矩形板桩围堰插打次序图4.3合拢 合拢前的准备，在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板桩如何插打。合拢时桩的调整处理 ，为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有4个面，打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩45片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。为了防止合拢处两片桩不在一个平面内，一定要调整好角桩方向，让其一面锁口

11、与对面的钢板桩锁口尽量保持平行。 4.4安装内支撑 施工承台前，对围堰内的水和泥土用吸浆泵进行抽排，或人工配合挖机进行围堰内的土石方清理，同时进行钢板桩围堰内支撑的安装，以防水压力过大影响围堰内的施工安全。 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三层围囹支护，一边抽水，一边安装，根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑周边梁顶层采用双拼2I40a工字钢，底下两层采用2I50a工字钢,中间纵向支撑采用外径400mm壁厚10mm的圆钢管，按一定间距布置，四角采用圆钢管或工字钢斜撑。支撑拟采用三道，上下间距视实际工况而定（详见图2：钢板桩围囹支撑图）。围堰内排水用

12、抽水机，抽水机采用大于围堰内渗水量的1.52.0倍（抽完后留12台备用）。 4.5砼封底 钢板桩围堰的砼封底，应分为水下封底和干灌砼封底，若地质淤泥层厚或钢板桩长不足够长，围堰清淤至基底时，易造成基底隆起、管涌时，则采用水下砼封底法施工；若基坑清除至设计基底标高以下约50cm时,基坑抽干水后，不发生基底隆起、管涌时，可进行干灌砼封底，砼封底的平面尺寸若与承台底相同,应待砼强度达到要求时，用短支撑和横梁与封底砼连成一体取代第三道支撑。同时观察围堰挡水止水效果：若钢板桩围堰内表面出现少量渗漏水，可用棉絮进行局部堵塞。 4.6施工承台、墩身凿除桩头、桩基检测，破桩头前，应在桩体侧面用红油漆标注高程线

13、，以防桩头被多凿，造成桩顶伸入承台内高度不够。破除桩头时应采用空压机结合人工凿除，上部采用空压机凿除，下部留有1020cm由人工进行凿除。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。严禁用挖掘机或铲车将桩头强行拉断，以免破坏主筋。将伸入承台的桩身钢筋清理整修成设计形状，复测桩顶高程，桩基检测合格后进入承台施工。承台钢筋集中加工，现场进行绑扎，底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固；搭设钢管架绑扎、定好上层承台钢筋和预埋于承台内的墩身钢筋。安装冷却水管，预埋墩身钢筋、综合接地线等，在特殊结构的桥墩承台位置处，应在承台上提前预埋现浇支架的定位预埋钢筋或其它预埋构件。安装承台模板，加固通过型钢、方木、拉杆

14、与基坑四周坑壁挤密、撑实，确保模板稳定牢固、尺寸准确。检验合格后，浇注承台砼。混凝土的浇筑环境温度昼夜平均不低于5或最低温度不低于-3，局部温度也不高于+40，混凝土下落高差大于2.0米时，设串筒或溜槽。混凝土分层浇筑，分层厚度控制在3050cm。振捣采用插入式振动器，振捣时严禁碰撞钢筋和模型。振动器的振动深度一般不超过棒长度2/33/4倍，振动时要快插慢拔，不断上下移动振动棒，以便捣实均匀，减少混凝土表面气泡。振动棒插入下层混凝土中510cm，移动间距不超过40cm，与侧模保持510cm距离，对每一个振动部位，振动到该部位混凝土密实为止，即混凝土不再冒出气泡，表面出现平坦泛浆。本桥实体墩墩身

15、较低（10m高左右），采用大块钢模板一次浇筑成型（墩身和墩帽），混凝土通过泵车泵送入模，墩身模板和钢筋采用汽车起重机垂直吊装作业。浇筑完成后先带模浇水养生，拆模后覆盖塑料膜养生。4.7拔桩 水中墩身施工结束，拔除钢板桩采用振动锤拔桩，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。钢板桩拔出前，先将围堰内的支撑及其它设施从下到上的顺序拆除，并陆续灌水使内外水压平衡，使板桩挤压消失，拔桩设备可用吊机、打拔桩机、千斤顶、卷扬机等，拔桩可用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min2min，使钢板桩周围的土松动，

16、产生“液化” ，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，先振动12分钟后再往下锤0.5m1.0m再往上振拔，如此反 复既可将桩拔出来。拔出的钢板桩立即清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。 五、钢板桩工况计算分析5.1钢板桩围堰计算举例绍兴特大桥335#桥墩水深4.0米，河床以下地层依次为：11.5m淤泥粉质粘土、3.3m软塑粉质粘土，16.1m软塑淤泥粉质黏土。施工方法为搭平台先施工孔桩、完后打钢板桩围堰施工承台墩身。承台平面尺寸为9.6m14.3m，高度3.5m，承台顶面与河床底基本相平，因基坑要超挖用混凝土封底，基坑深度按4.0米

17、计算。采用拉森钢板桩，型号为400mm170mm单根长15m截面模量2270cm3。5.2钢板桩围堰入土深度计算 将4.0m水深简化为3.0m淤泥质粉质粘土。 简化模型为：x矩形板桩围堰插打次序图1m1.5m3.5m1m7m0.5m封底砼y淤泥质粘土8mO淤泥质粘土各项参数：=16KN/m c=11.9KPa Ka=0.85 Kp=1.17钢板桩计算长度按等值梁法确定，从主动土压力与被动土压力相等的反弯矩截面截断形成等值梁计算。设基底下y处主动土压力与被动土压力相等，则有： Ka(H+y)-2cKa0.5=Kpy+2cKp0.5+P H为基坑深度=7m P为封底砼产生的压力为22KPa y=4

18、.97m 取5m计算模型为： R1 R2 R3 R4由软件解得得： Mmax=154.75KN.m 位于第三支撑处 =M/W=68.17MPa=200MPa 反力 R4=61.26KN根据R4和墙前被动土压力对桩底O弯矩相等可得; R4x=P0.5x2+1/6 Kpx3+2cKp0.50.5x2 代入数据求得：x=2.14m所以钢板桩入土深度为1.2x+y=7.568m1.2式中 Mr为稳定力矩 Mov为转动力矩K = (q+2c)/h1.2q:封底混凝土提供的压力c=11.9KPa =16 KN/m h=7m带入数据得到： q159.668KPa因此封底混泥土底至少要承担37.668KPa的压力取最危险段即宽1m长9m厚0.5m混泥土块验算抗拉强度，假设两端简支,q=37.668KN/m M=ql