城际高铁桥涵工程施工方案.doc
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1、城际高铁桥涵工程施工方案1.1 概况本标段设计特大桥特大桥22891.1延长米/10座、大桥2369.75延长米/7座、中桥412.66延长米/4座,涵洞1581.61米/53座。 1.2 桩基础施工方法及施工工艺1.2.1 陆上钻孔桩施工测孔深、泥浆指标、钻进速度测孔深、泥浆指标、钻进速度排渣、投泥浆、测指标排渣、投泥浆、测指标凿桩头凿桩头钻机就位钻机就位钻进钻进中间检查中间检查终孔终孔清孔清孔测孔测孔安放钢筋笼安放钢筋笼安放导管安放导管二次清孔二次清孔灌注混凝土灌注混凝土泥浆制备泥浆制备测孔深、孔径、倾斜度测孔深、孔径、倾斜度测泥浆性能指标测泥浆性能指标监理工程师签字认可监理工程师签字认可
2、监理工程师签字认可监理工程师签字认可检查泥浆指标及沉渣厚度检查泥浆指标及沉渣厚度制作混凝土试件制作混凝土试件水密性试验水密性试验测孔深、孔径测孔深、孔径钢筋笼及声测管制作钢筋笼及声测管制作埋设钢护筒埋设钢护筒场地整平场地整平钢护筒加工钢护筒加工测量放样测量放样将场地平整完成后,填筑钻孔平台并将其压实,按照测量确定的位置埋设钢护筒,护筒埋设深度根据覆盖层的情况具体确定。钢筋笼集中制作,现场吊装。混凝土由拌和站集中搅拌,混凝土搅拌运输车运输,导管法灌注水下混凝土。钻孔桩施工工艺流程详见图2-5-15。图2-5-15 钻孔桩施工工艺流程图清孔标准符合设计及规范要求,即:孔内排出或抽出的泥浆根据试验测
3、定符合以下标准:23mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度1720s;灌注水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。在清孔排渣时注意保持孔内水头高度,防止坍塌。灌注水下混凝土前,检查沉渣厚度,进行二次清孔,必要时用高压风冲射孔底沉淀物,保证孔底沉渣厚度符合设计及施工规范要求。1.2.1.1 施工准备用推土机、挖掘机将施工场地整平,并埋设钢护筒,护筒内径比桩径大20cm,护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m,高出施工地面0.5m。1.2.1.2 钻孔钻机就位,泥浆稠度满足护壁要求和孔壁压力,当泥浆量和泥浆的技术指标达到要求时开始钻进。开始钻进要缓慢,
4、采用小冲程钻进,待通过护筒底口后方可正常钻进。钻进过程中要注意取样,根据地层情况及时调整冲程、泥浆稠度,在通过硬岩层时采用高冲程;在通过粉质黏土,硬塑时采用中冲程;在易坍孔地段采用小冲程,并提高泥浆的稠度和相对密度。钻孔作业分班连续进行,钻进中根据钻进速度及钻渣情况准确判定并详细记录钻进过程地质变化情况。1.2.1.3 清孔钻孔达到要求深度后采用钻孔灌注桩孔径监测系统进行检查,各项指标符合要求后立即进行清孔,清孔采用泥浆置换法。1.2.1.4 检孔检查孔深、孔径、倾斜度及孔底沉渣厚度。1.2.1.5 钢筋笼制作、安装钢筋笼尽量减少分节,长钢筋笼的接头采用机械连接。每一截面上接头数量不超过50%
5、,加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装,符合要求。钢筋骨架的保护层厚度由厚5cm的圆形同标号水泥砂浆垫块来保证,砂浆垫块按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周布置6个。使用大吨位汽车吊吊放钢筋笼,并在孔口牢固定位,以免发生浮笼现象。1.2.1.6 安装导管试拼,检验、安放导管。利用导管进行二次清孔,检查孔底沉碴厚度。1.2.1.7 灌注水下混凝土灌注水下混凝土前,用射风冲射钻孔孔底35min,将孔底沉淀物翻动上浮,最大限度地减小沉渣厚度。计算和控制首批封底混凝土数量。首批封底混凝土要求下落时有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土内不小于1m深。足够的
6、冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是减小桩底沉渣厚度,减少工后沉降的重要环节。混凝土灌注连续进行,中途停歇时间不超过30min。在整个灌注过程中,及时提升导管,控制导管的埋深,导管在混凝土中埋深控制24m,最大埋深不得超过6m。考虑桩顶含有浮渣,灌注时水下混凝土的灌注面按高出桩顶设计高程80100cm控制,以保证桩顶混凝土的质量。1.2.1.8 泥浆清理对施工中产生的废弃泥浆,为了保护当地的环境,这些废弃的泥浆,经泥浆分离器处理后,运往指定的废弃泥浆堆放场地,并做妥善处理。1.2.1.9 质量检测所有钻孔桩桩身混凝土质量均按设计要求进行检测。1.2.2 浅水钻孔桩施工位于浅水区的桩基,由于水
7、量小、流速低等特点,基础施工采用编织袋围堰、筑岛钻孔进行施工。首先清除围堰底河床上的杂物、树根、石块等,以减少渗漏。自上游开始填筑至下游合拢。用编织袋装松散的粘性土,装土量为袋容量的1/21/3,袋口用细铁丝缝合,堆码时上下左右互相错缝,并尽可能堆码整齐。围堰高出施工水位1m,坡率1:1。泥浆泵抽干岛中水,填土芯,施作钻孔施工平台。护筒根据钻机选型确定护筒的直径,并将其打入河床面以下,穿透河床表面的松散覆盖层。水中筑岛时护筒埋入河床面以下1m,水中平台上按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深,必要时打入不透水层,并有导向设备控制护筒位置,其余方法和工艺同一般钻孔桩。1.2.3深水区
8、钻孔桩施工深水钻孔桩基础通过架设施工栈桥,采用钻孔作业平台进行施工,钻孔桩施工工艺流程见图2-5-16。1.2.3.1栈桥施工见第一章8.9。1.2.3.2钢护筒制作钢护筒直径定比设计桩径大0.3m,用16mm钢板在现场加工场用油压卷板机卷制成型,板缝进行焊接,并根据所需长度进行拼接。制作时为防止变形,在护筒内作十字钢撑。每节护筒长2.0m,为保证护筒在锤击时不致变形,在每节护筒上边缘帮焊20cm宽、20mm钢板的钢带。下导管、第二次清孔水下砼灌注混凝土拌合运输承台施工第一次清孔吊装钢筋笼钢筋笼制作钻 孔钻机就位作泥浆循环系统搭设水上作业平台打入钢护筒打入钢管桩泥浆制备与循环净化架设施工栈桥图
9、2-5-16 水中钻孔桩施工工艺流程图1.2.3.3钢护筒和钢管桩定位下沉钻孔平台基础利用钢护筒作为支撑,为保证钻孔平台的稳定,在承台尺寸范围外插打一排钢管桩,钢管桩管径550mm。钢护筒和钢管桩通过钢便桥运输至墩位处,利用全球定位系统定位并插打钢管桩和护筒。施工时先将承台外一圈550钢管桩下沉到设计深度。利用钢管桩定位导向架,再精确下沉钢护筒。因桩壁厚仅10mm,顶部受锤击时,桩头易损坏,必须对桩头进行加固处理。处理方法是在桩下端内部加焊厚10mm的底横隔板,距桩顶高度等于桩径;并在桩顶面加焊厚20mm的顶盖板。并在盖板上现浇C40混凝土填实。1.2.3.4钢护筒定位下沉为保证钢护筒的安装精
10、度,利用导向架对钢护筒进行准确定位,其平面、水平位置要确保准确。导向架的作用是控制并引导护筒在桩孔的正确位置竖直地沉入河床,导向架一般用型钢或小钢轨制成。平面中间为圆孔或方孔,四周为框架,立面每节长35m,两端设法兰盘可接长。最下面一节底端不设法兰盘,可加压或锤击沉入河床中。框架应具有一定的刚度,以保证吊装或下沉时不变形。导向架可一个护筒单独设一个,也可将一个桥墩2或3根桩孔的导向架用型钢连接成一个整体。导向架由6kg/m的小钢轨焊成轨束立柱,立柱长度以水深、入土深度和水面到工作台的距离而定。外围用角钢制成导向环由上到下箍在立柱外面,与轨束接触处予以焊牢,如图2-5-17所示。图2-5-17
11、钢护筒下沉导向架示意图圆环上下共4道左右,视立柱长度而定。轨束6组,最下面的一道圆环距轨束下端约1.52.0m。导向架的内径应较护筒外径大5cm8cm。下沉时将导向架吊装在工作平台的方孔上,对好中心,垂直下落于河底,然后用加压或锤击使它沉至稳定的深度。导向架顶端应低于平台。4个导向架就位后,用6圆钢筋将导向架联成整体,并固定在支撑架上,偏差不得大于5cm。导向架在岸上制作,通过施工便桥或工程驳船运至墩位处,用起重机下放精确定位与相邻钢管桩联接固定好,然后开始下沉钢护筒。将制作好的钢护筒运至拼装现场,分节吊装按需要的长度拼接,利用吊机悬挂160吨振动锤进行振动下沉,直至钢护筒达到稳固为止。为防止
12、振坏护筒并使之充分受力,用5cm厚钢板加工成圆形桩帽盖在护筒顶,振动锤安放在桩帽上。吊插完毕后,逐根检查其位置的准确性,若位置错位、偏斜较大,超出规范要求时应重新进行。钢护筒顶面与钻孔作业平台齐平。1.2.3.5钻孔施工平台搭设钢管桩和钢护筒精确下沉到位后用工字钢将钢管桩进行横向联接,在钢护筒周边上,设置一个三角形钢牛腿,最后在横向联接和钢牛腿上安装I40工字钢纵梁和贝雷梁作横梁,从而形成工作平台。施工时应注意钢管桩稳定。当平台距水面较高和水流速度较大时,钢管桩和钢护筒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。钻孔平台见图2-5-18。图2-5-18 钻孔平台示意图1.2
13、.3.6成孔及成桩成孔采用旋挖钻机,施工工艺与批陆上钻孔桩相同,以相邻护筒作为泥浆循环池,另在平台上设置储浆池和泥浆净化器。泥浆循环净化系统见图2-5-19。图2-5-19 流泥浆循环及处理系统布置示意图钢筋笼采用吊车在平台上进行安装,混凝土运输车在作业平台上进行浇筑。1.3 承台施工方法及施工工艺1.3.1 陆上承台施工陆上承台施工工艺流程详见图2-5-20。测设基坑平面位置、标高挖掘机开挖凿除桩头检测桩基基底处理绑扎钢筋安装模板灌筑砼与墩台身接缝处理基坑防护制作砼试件集水井法抽水砼拌制、输送图2-5-20 陆上承台施工工艺流程图1.3.1.1 基坑开挖陆上承台施工采用机械放坡开挖,人工配合
14、,并备用大功率水泵在承台开挖时抽水,大块钢模板浇注砼;对于靠近铁路、公路的承台,在基坑开挖时根据情况采用竖井进行基坑防护,保证运营安全。1.3.1.2 承台浇筑人工风镐凿除桩头,使基桩顶部显露出新鲜砼面,基桩埋入承台长度及桩顶主筋锚入承台长度满足设计要求。桩基检测合格后,承台底铺10cm碎石垫层,用砂浆抹面,立模绑扎钢筋。将承台的主筋与伸入承台的钻孔桩钢筋连接,底面每隔50cm与主筋底交错位置垫一砼垫块,侧面每隔80cm于主筋外侧交错位置安装特制的塑料垫块,以保证浇注砼时钢筋保护层厚度。承台采用组合钢模,模板安装完毕后,在模板内均匀涂刷脱模剂。砼从拌合站由砼运输车运到浇筑现场,泵送入模,插入式
15、振动棒振捣,振捣时,防止触碰模板与钢筋。砼达到拆模强度后,拆模并洒水养护。经质量验收合格后,即可回填至原地面标高。1.3.2 水中承台施工1.3.2.1 钢板桩围堰施工对于浅水区承台,通过筑岛,施工工艺与陆上承台相同。在筑岛过程中,做好防水措施。即挖除河流表层透水层,采用粘土进行围堰筑岛,在围堰外加设一层彩条布进行防水,彩条布延伸至围堰外3m,在彩条布所在区域的河床开挖三道沟槽,将彩条布压入沟槽,上部填土进行压实。深水区承台,采用钢板桩围堰进行施工。作完钢板桩围堰后,施工工艺与陆上承台工艺基本相同,下面就钢板桩围堰进行详细叙述。钢板桩采用振动打桩机下沉,其原因为:振动打桩施工速度较快;拔桩时,
16、效果更好;相对冲击打桩机施工的噪声小;不易损坏桩顶;操作简单;无柴油或蒸汽锤施工所产生的烟雾。钢板桩采用德国拉森式(Larssen)式槽型钢板桩,钢板桩及内支撑尺寸相同,便于周转和重复使用。根据地质情况和水位与承台底的高差计算板桩入土深度,板桩入土深度1015m左右,根据板桩入土深度和水深选择钢板桩长度。利用导向围笼在大于承台各边尺寸1m处四周插打钢板桩形成钢板桩围堰。为克服水压力,板桩内设2道内支撑,支撑采用240组成的栓接菱形框架式结构,如图2-5-21所示。(1)施工工艺流程设置导桩框架插打钢板桩设置内支撑吸泥硬化基底承台和墩身施工拔除钢板桩。图2-5-21 钢板桩围堰施工结构示意图 (
17、2)钢板桩施工准备工作钢板桩不论是新购置还是租赁的,进入施工现场前均需检查整理,只有完整平直的板桩可运入现场。对多次利用的板桩,尤其要强调检查工作,使用过的板桩,在拔桩、运输、堆放过程中,容易受外界因素影响而变形,如不整理,不利于打入。检查方法可用小平车,在其上放置一块长1.52.0m的标准板桩,从头至尾沿被检查板桩走一次,发现缺陷随时调整,板桩整理后,在运输和堆放时要尽量不使其弯曲变形,避免碰撞,尤其不能将连续锁口碰坏。堆放场地应平整坚实,不产生大的沉陷。最下层板桩应垫木块。不同断面板桩需分开堆放,每堆板桩间要留出一定通道,便于吊机或运输车辆的通行。设置导向装置是确保施工后的板桩轴线,对一些
18、要求闭合的围护结构,更需导向,导向桩或导向梁都可用木材代替,导向梁间的净距即板桩墙宽度。为保持准确距离,可在导向梁间,每隔一定距离,嵌一临时垫木。导向装置在用完后,可拆出移至下一段继续使用。当在水上打板桩时,需用预制的金属构架导向,施工时用吊机将预制好的金属导向架搁置在水上平台上,以后板桩沿着该构架上的导向槽逐块打入。桩帽及送桩都是板桩施工必不可少的辅助工具,桩帽是为防止桩顶面损伤及确保锤与桩对中,避免偏心锤击。桩帽要做到与板桩的接触面尽可能的大;能承受较大的冲击力,为确保桩在桩帽中的位置,需在桩帽内设置定向块,定向块的孔隙要大小适当。为防止过大的冲击,帽内应放置缓冲料,一般用硬木,既可缓冲又
19、能避免能量过多损耗,硬木厚度约200至250mm,硬木需经常更换。(3)插打钢板桩在钻孔平台上固定临时导向架,在稳定的条件下安置桩锤。首先插桩到全部合拢,然后再分段、分次打到标高。插桩顺序,从上游中间开始分两侧对称插打至下游合拢。打桩时采用单根板桩施工法与屏风法打桩相结合。先将板桩一根根地打入土中,为防止倾斜,在一根桩打入后,把它与前一根焊牢,即防止倾斜又避免被打后打的桩带入土中。将1020根板桩插入土中一定深度,使桩机来回锤击,并使两端桩先打到要求深度,再将中间部分的板桩顺次打入。这样可防止板桩的倾斜与转动。 (4)堵漏钢板桩插打到位后,可在其外侧围一圈彩条布,在布的下端绑扎钢管沉入河床,并
20、用砂袋压住,堰内吸泥时,外侧水压可将彩条布紧贴板桩,起到一定的防水作用,在板桩侧锁口不密的漏水处用棉砂嵌塞,堵塞效果明显。较深处的渗漏,可将煤砟等沉送到漏水处堵漏。(5)吸泥、硬化基层采用高压水枪配合泥浆泵吸泥至设计标高,之后施做垫层,浇注水下混凝土封闭基底,进行承台施工。水下封底混凝土厚度根据施工水位和承台底高差计算确定。(6)主体施工做完封底垫层后,在围堰内进行钢筋绑扎、立模、混凝土浇筑工作,然后进行墩身施工。 承台、墩身施工钢筋、混凝土通过便桥进行运输,混凝土采用输送泵浇注。(7)拔除钢板桩墩台施工完毕后,逐步拔除钢板桩,使用设备与打设时相同,保持内外水位相等,拔桩从下游开始,间隔进行,
21、这样能够使钢板桩在无磨阻力情况下拔除。拔钢板桩完成后,运至岸上,及时整修,回收再利用。钢板桩的拔除采用振动拔桩法。振动拔桩是利用机械的振动,激起钢板桩的振动,以克服板桩的阻力,将桩拔出。这种方法的效率较高。拔出的板桩应及时清除土砂,涂以油脂。变形较大的板桩需调直。完整的板桩要及时运出工地,堆置在平整的场地上。1.3.2.2 双壁钢围堰施工钢套箱围堰在岸上分块预制,在钻孔平台上组拼、下沉。钢套箱骨架为角钢焊接成的桁架结构,内外侧面板为12mm厚的钢板。钢套箱围堰结构详见图2-5-22钢围堰结构示意图。图2-5-22 钢套箱围堰结构示意图(1)钢围堰施工程序见图2-5-23钢围堰施工程序流程图。运
22、输至钻孔平台钢 围 堰 拼 装接高钢护筒,安装提吊系统及导向装置钢 围 堰 起 吊拆除影响围堰下沉部分钻孔平台钢围堰下沉至设计标高钢围堰检查、固定围堰测量及纠偏封 底 混 凝 土混 凝 土 生 产抽水,施工承台、墩身水下切割围堰钢围堰分块制造安装导向定位装置图2-5-23 钢围堰施工程序流程图(2)钢套箱加工钢套箱侧板在工厂分块加工,沿高度方向按45米进行分节,每节在平面上分成适当大小的单元块,以便于起吊拼装。吊箱按节、单元块分别进行编号。加工完在试拼检验合格后,分块运至拼装现场。(3)钢套箱拼装首先,将钻孔作业平台作为钢围堰拼装作业平台,在拼装作业平台上拼装、焊接钢围堰。对称作业原则拼装焊围
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