大桥水中桩基施工方案.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流大桥水中桩基施工方案.精品文档.*大桥主桥桩基施工方案一、工程概况1.1 水中桩工程量*大桥横跨汉江两岸,优化设计后桥梁全长2340.58m。根据本桥桥型设计情况,主桥横跨江面,桥孔布置为62.0+10100.0+62.0m,全长1124m。主桥桥墩基础采用2.5m钻孔灌注桩,自25#35#墩每墩钻孔灌注桩10根,共110根,桩长6575m,总延米为7650m;连接墩(24、36)基础采用2.0m钻孔灌注桩,每个连接墩钻孔灌注桩8根,桩长60m,总延米为960m。主桥墩及交接墩钻孔桩水下砼灌注量为40568m3。2.5m钻孔灌注桩钢筋量183
2、1755kg,2.0m钻孔灌注桩钢筋量143259kg,钢筋制安合计1975014kg。1.2 水中墩水位情况桥位江面宽约为1550m。左岸大堤向西及右岸大堤向东均为河漫滩,东西河漫滩宽即距水边分别约280m、105m。东西河漫滩间,为通航航道和上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的沙洲。根据目前初步实测情况,35#墩处水位深约为8.0 m,水面高程为36.8m,中心位置向西距西河漫滩2530m。35#墩向东100m即34#墩处水位约为1.0m,再向东100m、200m即33#墩、32#墩处水位均约为0.2m。自25#31#墩均位于上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的沙洲上,沙滩高程为37.238.2m
3、。1.3 河流桥址特征根据设计报告说明,桥址河段有以下两个特点:本河段处于中游游荡性河段向下游蜿蜒性河段的过度地带,受丹江口水库清水下游的影响,目前为止河段正处于激烈调整状态,主支汊经常移位,因此流路多变,航道不稳是该河段浅滩的主要碍航特点。本河段河床边界条件较差,可动性较大,建库后岸壁坍塌,洲滩消长,致使本河段向宽浅方向发展,大多数断面呈“W”型,水流不能集中,滩槽差减小, 浅滩水深不足。1.4 水文特征根据当地水文、气象资料及当地老乡描述,桥址河段枯水季节一般在当年10月上旬至次年4月下旬之间。1.5 地质特征根据设计报告描述,在钻探深度范围内,桥位区地基土主要有第四系覆盖层及下伏白垩系第
4、三系泥岩、粉砂岩组成。依层为:根植土、亚砂土、亚粘土及粘土、粉细砂、中细砂、圆(角)砾、卵石、粘土、强风化粉砂岩、弱风化粉砂岩、微风化粉砂岩。根据地质勘探断面描述,钻探孔钻探深度最深为高程-21.0m左右,而主桥墩钻孔灌注桩桩尖设计标高为-42.0m左右,即下部有20余米未进行地质勘探,其地质资料不详。1.6 水中桩施工特征鉴于上述已知情况,主桥下部结构尤其钻孔灌注桩施工存在一定难度,面临下述主要特点:钻孔灌注桩成孔直径大、桩长长;下部结构尤其钻孔灌注桩工作量大,由于汉江汛期的影响,为保证下部结构在次年汛期到来之前完成施工任务,钻工灌注桩施工期仅有约7个月,因此工期短并很紧。钻孔灌注桩下部地层
5、有2040m未进行地质勘探,其地质情况不明,对预测施工进度与施工难度带来一定困难,需进行补探。25#31#墩虽表面上均位于上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的沙滩上,但其淤积物性质及淤积程度均未见有关描述,同时由于大直径桩基础施工面应承受的静载与动载都较大,要对沙滩基底承载力进行勘测。32#34#墩位于水中,其下部基本也为上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的水中沙洲,计划采用沙洲的土进行填高。由于25#34#墩承台位于流水层,承台低于水下34m,承台施工开挖前均需进行封水防坍塌处理,如夯打钢板桩、地面预注浆等。25#墩桩顶标高为27.063m,实测河床标高38.033m,由于目前航道、水位情况均与设计
6、时条件不符,建议变更设计提高承台底标高至34.096m(顶标高37.096m),桩底标高不变。即钻孔灌注桩相应加长,墩柱相应缩短。35#墩位于水中,水深约为8.0m,选择搭设水中作业平台及施工设备、材料运输栈桥。水中桩桩基成孔穿过的地层,为中细砂流砂层、卵石层及砂岩层及泥岩层,成孔过程中均系购置优质粘土造浆。二、桩基施工工艺流程与成孔布置2.1 桩基施工工艺流程测量放样-便桥便道施工-筑岛平台施工和钢管桩工作平台搭设-安装护筒-桩机就位-复测桩位-桩机成孔-清孔-钢筋笼安装下放-灌注水下砼-水下砼保养-凿除桩头-检测试验-验收2.2 成孔施工桩机选型25#35#墩2.5m钻孔灌注桩,成孔施工主
7、要优先选择JKL10A冲击桩机,冲锤重不小于8t,自重约22t,整机容量约80Kw;储备选择上海探矿厂产GPS30反循环回转钻机,进入岩层后采用牙轮钻头,配备除渣机械,自重约30t,整机容量约200Kw。24#、36#墩交接墩2.0m钻孔灌注桩,成孔施工主要优先选择JKL8A冲击桩机,冲锤重不小于6t,自重约20t,整机容量约100Kw;储备选择上海探矿厂产GPS25钻机,配备除渣机械,自重约30t,整机容量约90Kw。2.3 成孔方式根据现场施工实况,可选择两种成孔方式:冲击桩机或回转钻机一次成孔;进岩前选用回转钻机成孔,进岩后改用冲击桩机成孔,其优点是减少扩孔系数(尽量避免水下砼充盈超量过
8、大,减少水下砼浪费)、降低电耗及提高成孔速度。2.4 成孔顺序安排与桩机配备根据当地入汛、桥位汉江枯水情况及避汛的工期要求以及通航要求,确定以34#墩为重点,35#墩为难点的施工策略,尤其是35#墩成孔施工是水中桩施工的制约工期。因此在施工安排上优先开工34#墩,成孔顺序按34#25#墩安排,水中平台投入使用后,再施工35墩。为配合承台等下部结构其他工序施工,争得最多的平行作业,以便充分利用有效的时间完成施工作业,每墩安排23台桩机成孔。为满足施工技术规范要求,各墩均选择跳打式布置成孔施工。初步考虑2.5m钻孔灌注桩平均成桩时间为20天/根(按JKL10A冲击桩机考虑,由于成孔入岩后约20余米
9、地质情况不详,实际成桩时间可能存在一定差距),允许工期自2006年11月1日起,2007年5月30日结束,工期为210天,共需桩机约20台,备用钻机2台,共进场钻机18台。计划进场JKL10A冲击钻机14台,GPS30回转钻机6台。2.0m钻孔灌注桩进场GPS25回旋钻机1台、JKL8A冲击桩机2台。见机械设备配备表。序号机械设备名称型号数量备注1履带式起重机50T1钢筋笼吊放2汽车起重机25T1钻机移位3气举反循环回转钻机GPS306主要用于3235墩施工4气举反循环回转钻机GPS251用于24墩施工5钻机JKL10A14主要用于2531墩施工6钻机JKL8A2用于36墩施工7罐车6m36两
10、工区各设3辆8泥浆检测仪器3套泥浆指标检测9孔规2套测量成孔的垂直度10空压机9m37三、前期工作3.1 测量放样根据设计单位提供的导线点和水准点资料,测量技术人员对全桥进行测量,建立导线控制网,控制网满足三等导线要求。用索佳全战仪放出逐桩坐标,确保桩机准确就位。3.2 修建便道主桥水中桩施工修建便道两条:一条便道自西堤岸至水中工作平台的栈桥,平行桥位轴线方向,和修建在西河漫滩上的便道相接。便桥宽3m,标高比施工水位高1m。每排采用2根300mm钢管桩基础,并用16槽钢焊接成十字撑。每排间距为5m,28工字钢作为做为纵梁,纵梁上满铺10cm20cm的木板。另一条便道自东堤岸,穿过东河漫滩至34
11、#墩附近,平行桥位轴线方向、在轴线上游修建在江中淤积砂滩上。便道宽8m,根据对淤积砂洲的实测情况,采用挖机堆料、装载机配合等进行填料、推平,表面铺泥结碎石整平后压实。3.3 修建钢筋制作场修建制作场地两块:一块修建在西河漫滩上,规格为4040m,主要用于35#墩、36#墩等钢筋制作等。该场地平整后,铺碎石压实,并进化硬化处理。另一块修建在江中淤积砂滩上,规格为5040m,主要用于24#34#墩钢筋制作等。根据对淤积砂洲的实测情况,采用挖机堆料、装载机配合等进行填料、推平,表面铺碎石压实,并进化硬化处理。3.4 造浆土选择水中桩成孔穿过的地层均无可造浆粘土,且流砂层、卵石层较厚,施工中极易发生孔
12、壁坍塌、漏浆等现象,因此成孔施工均须配置泥浆护壁。钻孔泥浆采用优质粘土制备,并在开工前运至施工现场。造浆粘土基本要求为:胶体率:95%; 含砂率:4%;造浆率:0.006m3/kg。四、水中平台4.1 水中桩分布及地层地置与水位分布25#35#墩水中桩分布及各墩地层地质与水位分布情况如下:25#35#墩水中桩各墩2.5m钻孔灌注桩桩顶、桩尖设计标高及桩长分布与成孔穿过的地层地质情况见下表:主桥灌注桩基本情况一览表桩号钻孔灌注桩成孔穿过地层及层厚(m)桩顶标高(m)桩底标高(m)桩长(m)桩径(m)数量(根)延米(m)砂层卵砾石泥岩2438.38-21.6360.002.0848012.2011
13、.8032.172527.06-42.9470.002.51070013.6611.8053.482632.90-42.1075.002.51075013.4013.7851.422732.73-42.2775.002.51075014.7412.3052.232831.95-43.0575.002.51075014.0013.2052.852931.70-38.3070.002.51070012.4614.5047.843031.96-33.0465.002.51065012.3815.7140.953131.70-43.3075.002.51075012.3215.3051.683230.
14、95-34.0565.002.5106506.7618.0044.093331.73-33.2765.002.51065010.5212.1045.453432.90-32.1065.002.5106509.608.6046.903534.06-30.9465.002.5106500.007.3750.573638.38-21.6360.002.084809.507.7037.114.2 2534墩筑岛平台由于2534墩筑岛大部分在旱地,少部分在小于1m的浅水中,因此采用筑岛的方法进行平台搭设。筑岛平台尺寸为2035m,平台标高比水位标高高出1.52.0m。采用沙洲上土料填筑,用推土机进行整平
15、压实。靠近主航道的迎水面用钢管桩焊接在钢板上进行防护。钢管桩采用720mm、长15m钢管,每隔60cm布置,在钢管桩沉入后将钢板安插在管桩后,用震动锤打入粉沙层。(详见附图)4.3 35#墩水中平台35#墩目前水位约36.8m,水深约8m。水中平台如附图所示,该平台包括桩机施工工作平台及该墩连接西河漫滩的机械、材料运输与人行栈桥。4.2.1 水中平台设计钢管桩按直置布置,这样布置可以减少船舶撞击的可能性以及平台受水流的影响较好。钢管桩支架平台设计原则:根据钻机在平台上的移动方式,确定钢管桩直径、埋深以及纵横梁尺寸。设计荷载包括平台自重(纵横梁和台面)、钻机和辅助施工机械重力。并考虑1.2的附加
16、系数座位水流冲击力和风力的影响,演算倾覆时,倾覆系数不小于1.3。钢管桩直径选用800mm,制做时在钢管桩节端面和刃脚处焊与钢板同厚、高30cm的外围钢板圈,以增强钢圈的结构强度,并保持桩节圆度,防止在吊运、存放、拔除时变形。在离刃脚一定高度处设置内模隔板(其中心留20cm的出水孔),以提高钢管桩的承载力,并防止锤击沉入过深,难以拔出。钢管桩沉入深度钢管桩的允许承载力计算P1/2(Uilii+0)U桩的周长,m;li河床底面或局部冲刷线以下各土层厚度;i与l对应的各土层与桩壁的极限摩阻力0桩尖处的极限摩阻力根据上述公式和地质勘测报告可得单桩地基承载力为:P1/2(30.83.143040.83
17、.1490)86=651.2KN。平台纵横梁设计设计时注意桁架梁上荷载应布置在桁梁节点上,若需布设集中荷载于非结点时,其杆件加强;纵横梁与钢管桩头之间,纵梁与横梁之间采用限位铁或抱箍予以定位;泥浆柜应尽量靠近钢管桩附近搁置,以减少纵横梁的变形;2、钢管桩支架平台施工施工设备施工设备包括拖轮、浮吊、工作船以及放在船上的施工材料等。序号机具名称及规格单位数量说 明1300kN以上浮吊台1包括各种千斤顶、扣环等起重设备2铁驳工作船艘2存放各种施工设备和用材3拖轮艘1移动浮吊和工作船、拖缆4铁锚只8固定浮吊和工作船5振动沉桩机120或90台1锤帽、电缆、配电器等配套6电弧焊机台2焊接桩长和振动锤座7氧
18、炔焰切割器台1切割钢板8链滑车(倒链)只12振动钢管桩时,竖直控制,起重50100KN950KN卷扬机台4在浮吊及工作船上收紧锚缆 10钢管脚手架、竹跳板等人工操作工具钢管桩施工a、钢管桩定位在浮吊进入墩位前,先测定桩位并用浮标显示。当定位船抛锚定位后,选用支架平台中一根钢管桩做为定桩,先行振入,然后以此桩做为其他各桩定位的依据。b、钢管桩桩帽和桩尖处理因钢管桩桩壁厚仅为8mm10mm,顶部受锤击时,桩头易损坏,必须对桩头进行加固处理:在桩下端内部加焊厚10mm的底横隔板,距桩顶高度等于桩径;并在桩顶面加焊20mm的顶盖板,底盖板和顶盖板用C40混凝土填实,中留径20mm孔。状尖采用开口桩。c
19、、钢管桩沉入振动锤和桩帽与桩顶法蓝盘连接牢固,采用90t振动锤进行沉桩。沉入顺序以浮吊移动方便为准,一般常将船头(尾)对准钢板桩。第一根定位桩夹在工作船中沉入,其他钢管桩可利用已沉入的桩上面支出钢管做工作台进行施工。施工时应注意:在钢管桩上安装振动锤后,其顶部要用4根缆风锁固定,控制钢管桩的倾斜,缆风锁可锚定在工作船上或已沉入的钢管桩上。如发现钢管桩倾斜时,应停机以链滑车收紧反方向的缆风绳后再振沉。当钢管桩振沉到工作台高度时应停振,接长钢管,再振,直到设计位置。支架平台的钢管桩连续一次性施工。3、平台施工在桩顶横梁上先安装纵桁梁,在桁梁节间支点上安装横向工字钢梁,用抱箍固定,最后在横梁上铺设竹
20、或木跳板。施工时应注意钢管桩的稳定。在平台距水面较高或水流速度较大时,钢管桩顶要增设横梁,并在水流方向焊接剪刀撑,形成框架体系以保证稳定和安全。根据桩机施工的工艺要求,结合选用的施工设备,并考虑到承台施工,桩机施工工作平台设计长度30.3m、宽15.6m;栈桥暂按设计长度36m、宽3m考虑,位于上游,与施工平台构成整体结构。平台结构根据施工期间的机械设备配备及相关运输设备、材料等,综合考虑静载荷、动载荷要求。平台采用夯打钢管桩靠摩察力承载。为提高平台的承载能力与稳定性,连接梁采用40#工字钢横梁及桁架组成,间隔之间选用16#槽钢“字”撑,顶部除避开钢护筒以外满铺竹跳板或木板,下部采用16#槽钢
21、作连接梁与斜撑,从而构成整体的框架结构。主要参数选择设定水深7.5m,平台底面即钢管桩顶部高于水面2.0m;钢管桩选用800mm钢管。钢管桩设计埋入河床7m,则钢管桩长度为16.5m。根据桩位布置,预埋钢管桩的布局如图所示,桩基工作平台需夯打钢管桩20根累长330m,栈桥需夯打钢管桩14根直径为300mm的钢管桩,累长238m。根据钢管桩的布局,平台宽:15.6m;平台长: 30m;栈桥宽: 3m;栈桥长: 36m。35#墩钻孔桩直径2.5m,选择钢护筒直径2.8m。钢护筒采用=10mm钢板卷制。钢护筒夯入河床3.5m,水面以上2.0m,设定水深7.5m,钢护筒长13.0m,已进入卵石层。十个
22、护筒一次性夯入到位,护筒之间彼此联通,互相作为泥浆池使用。4.2.2 水中工作平台搭设用50T船吊将800mm钢管按布置吊至准确位置,用振锤夯入河床至设计深度。用50T船吊将2.8m钢护筒按布置吊至准确位置,用振锤夯入河床至设计深度。按要求焊接平台下部18#槽钢连接梁及斜撑。按要求及先后顺序焊接55#工字钢及40#槽钢连接梁,16#槽钢斜撑、4.2.3 主要材料(含钢护筒)编号材料名称长度(m)线密度单位数量栈桥1800mm钢管桩(壁厚10mm)528194.73kg102817240a工字钢分配梁1156.867.598kg78197320槽钢122425.777kg31551418槽钢29
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