水中墩施工方案.pdf
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1、丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-1-目录一、编制依据.-3-二、编制原则.-3-三、工程概况.-4-四、水中墩施工组织总体方案.-4-、工期目标.-4-、人员配置.-4-、机械设备投入情况.-5-五、水中墩施工概述.-6-土围堰及草土围堰.-6-1、基坑开挖.-6-2、基坑防护.-7-3、凿除伸入承台的超灌桩头混凝土及检桩.-7-4、绑扎承台钢筋.-8-5、承台模板安装.-8-6、浇筑混凝土.-8-7、墩身施工.-9-草麻袋加木桩围堰.-9-钢板桩围堰.-9-1、施工流程.-10-2、钢板桩施工方案.-10-3 钢板桩施工的一般要求:.-13-4 钢板桩的检验.
2、-13-5 钢板桩施工工艺.-13-六、特殊情况处理.-16-七、水中墩施工质量保证措施.-16-质量管理措施.-16-技术保障措施.-18-丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-2-1、原材料质量控制措施.-18-2、外观质量保证措施。.-18-3、混凝土施工控制.-18-4、拌和过程控制.-18-5、运输及泵送过程控制.-19-6、浇筑过程控制.-19-7、振捣过程控制.-19-8、混凝土的热雨季施工.-20-9、裂纹控制.-20-10、混凝土养护质量.-21-11、模板质量.-21-12、质量通病预防措施.-21-八、文明施工和环境保护措施.-22-现场文明施工
3、措施.-22-环境保护措施.-22-九、安全保证措施.-22-安全管理措施.-22-突发事件应急预案.-24-1、应急预案组织:.-24-2、应急救援指挥组职责:.-24-3、事故报告.-25-4、事故现场应急救护.-26-5、各专业处置组.-26-6、应急结束.-26-演练.-27-特殊情况的处置.-27-丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-3-一、编制依据1、国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则及施工指南等。2、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准铁建设【2005】160 号3、客运专线铁路桥涵工程施工技术指南经规标准【2005】110
4、 号4、客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定铁建设【2006】189 号5、铁路混凝土强度检验评定标准(TB10425-94)6、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁建设【2005】160 号7、铁路工程结构混凝土强度检测规程(TB10426-2004)8、客运专线高性能混凝土暂行技术条件科技基【2005】101 号9、铁路混凝土工程施工技术指南经规标准【2005】110 号10、南京至杭州客运专线工程丁蜀特大桥宁杭客专施图(桥)-33。二、编制原则1、坚持科学性、先进性、经济性与合理性、实用性相结合的原则。采用先进的施工技术、科学的组织方法,合理的安排顺序,推动企业技术进步。2、引进、创新、
5、发展的原则。积极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料、新测试方法,采用国内外先进、成熟可靠的方法和工艺,施工作业专业化、过程控制系统化、施工管理信息化,优化施工方案,不断地创新、发展,实现质量目标。3、保证足够的技术装备及人员投入,合理安排,充分考虑气候、季节、交叉施工的影响。4、资源优化配置的原则。以中国水电集团施工技术的积累,经验的总结,结合铁路专业人才引进,统筹优化资源配置,确保在资源上满足质量、安全、进度、环保等要求。5、坚持以人为本,安全生产的原则。施工生产活动始终把人的健康安全放在首位,严格执行GB/T28001-2001职业健康安全管理体系,认真编制施工安全技术方案,加强过程控
6、制,落实保证措施,保证安全生产投入,实现安全生产。6、坚持文明施工、保护环境、节约资源的原则。实现文明施工,重视环境保护,合理规划临时用地,节约原材料消耗,按照国家、铁道部及业主对本工程丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-4-的环境保护要求,精心组织,严格管理。把施工对环境的影响降低到最低程度。使宁杭客运专线建设达到“一流的资源节约型、环境友好型”要求,创建安全文明施工标准化工地。三、工程概况丁蜀特大桥位于宜兴境内太湖西岸,桥址处地形、地势较为平坦,河网密布。本桥主要跨越蠡河、芳溪河、锡父线航道三处五级航道,以及潜洛河、长涧河二处五级以下的航道,104 国道、通蜀路
7、、水泥路、新长铁路。桥梁中心里程:DK136+753.608,起讫里程 DK131+451.995 DK142+056.94,全桥长 10610.40m。丁蜀特大桥共有桥台2 座,墩台 313 座,其中 9#、13#、14#、29#、47#、48#、60#、64#、70#、84#、85#、86#、87#、88#、89#、90#、91#、92#、93#、94#、95#、97#、103#、104#、117#、118#、119#、122#、123#、124#、125#、126#、127#、128#、152#、157#、162#、168#、169#、170#、171#、172#、173#、174#、1
8、75#、176#、177#、178#、179#、180#、181#、195#、224#、225#、226#、227#、228#、229#、230#、231#、232#、233#、234#、235#、236#、238#、239#、241#、242#、243#、244#、245#、246#、249#、250#、251#、252#、256#、257#、258#、259#、260#、262#、270#、271#、272#、273#、274#为水中敦共计 88 个。四、水中墩施工组织总体方案、工期目标根据丁蜀特大桥的架梁工期进行其余工期倒排,要求承台施工在2009 年 9月 10 日开始施工,2010年
9、 3 月 10 日前全部完工,总工期180 天。墩身在 2009年 9 月 25日开始施工,2010 年 4 月 25 日完工,其中有效工期7 个月。必须保证架梁正常施工。、人员配置丁蜀特大桥水中墩台施工主要人员配置见下表人员配置表丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-5-、机械设备投入情况水中墩台施工主要设备、设施配备见下表主要设备、设施配备表序号工种数量单位备注1 钢筋工270 人2 电焊工135 人3 混凝土工160 人4 电工20 人5 模板工160 人6 机械工40 人7 普工350 人8 司机80 人9 技术管理人员32 人10 安全员12 人11 测量人
10、员16 人12 实验人员12 人13 后勤保障人员20 人合计1307 人序号机械设备名称型号数量单位备注1 钢板桩打桩机JZB-50 3 台2 打桩船3 艘3 挖掘机CAT320 8 台4 装载机ZLM30-3 4 台5 自卸汽车SIQ3060 20 台6 全站仪GTS332W 4 台7 混凝土运输车8m320 台8 电焊机BXI-400 20 台丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-6-五、水中墩施工概述丁蜀特大桥跨河位于水中的桥墩,根据各条河流、鱼塘的具体水文情况采取不同的施工方法。水深3m以上的河流、鱼塘、开挖深度较深的基坑围堰采用钢板桩围堰,水深小于 2m的
11、鱼塘、水流速在 0.3m/s 1.0m/s 的小河采用土围堰或草土围堰,水深在 2m 3m鱼塘、水流流速在 1.5m/s 2.0m/s 的小河采用草(麻)袋围堰或木桩编条围堰。土围堰及草土围堰对于水深小于 2m的鱼塘、水流速在 0.3m/s 1.0m/s 且承台开挖深度较浅的小河采用土围堰或草土围堰,水中桩施工前,要先修建沙袋围堰,围堰内填土形成钻机施工平台。沙袋围堰施工时,首先将河道内墩位相应位置用较小片石、卵石土或素土进行回填,回填后向平台四周抛填沙袋进行防护。以减小河水对操作平台的冲刷,也减小操作平台对河道的污染。见下图沙袋围堰结构图1、基坑开挖待钻孔桩施工结束后,为确保基坑开挖时渗漏,
12、要求对沙袋围堰周围回填一9 汽车起重机QY20B 5 台10 手风钻FZ-2 4 台11 空压机20 m35 台12 插入式振捣器ZB110-50 20 台13 抽水机H1160M/Q 20 台沙袋墙3 个横摆沙袋宽度1:0.51:0.5沙砾石(土)水面 1.5m 以下不留坡墩位筑岛高出水面 100cm丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-7-层至少 50cm的黄土。基坑采用挖掘机开挖、人工配合施工,当开挖至离基底 200mm时,停止机械开挖,改为人工进行,以保证基底不被扰动。并且,基坑内有渗水现象存在时,在基坑内做好周边排水沟和集水坑,及时进行抽水,防止基坑被水浸泡
13、。2、基坑防护开挖防护采用断续式水平支撑,即两侧设水平挡土板,中间留出间隔,并在两侧同时对称立竖方木,再用木横撑上下顶紧;基坑开挖弃土要远离沙袋围堰,防止弃土对已经施工的围堰造成扰动。基坑开挖自上而下水平分层进行,每层 0.3m 左右,边挖边检查坑底宽度,不够时及时修整,每3m左右修一次坡,至设计标高后,再统一进行一次修坡清底,检查坑底宽和标高。施工时注意观察坑缘顶面上有无裂缝,坑壁有无松散坍落现象发生并采取必要的措施,确保安全施工。基坑开挖完成后立即做好基坑安全防护围栏。在下雨时,为防止雨水冲垮,对基坑边坡用防雨布进行防护。基坑施工必须尽快完成,自基坑开挖至基础完成,紧接连续不断施工。井点降
14、水法开挖基坑对于地下水位较高的地区,必要时采用真空井点法降水。井点法降水应符合下列规定:、安装井点管,应先造孔后下管,不得将井点管硬打入土内,造孔应垂直,深度宜比滤管底深0.5m 左右。滤管底应低于基底以下1.5m。、井点管四周,应以粗砂灌实,距地面 0.5 1m深度内,用黏土填塞严密。、集水总管与水泵的安装应降低,集水总管向水泵方向宜设0.250.5 的下坡。、井管系统各部件均应安装严密,不得漏气。、降水过程中,应加强井点降水系统的维护和检查,保证不间断抽水。、对水位降低区域建筑物可能产生的沉降,应进行观测,并采取防护措施。、拆除多层井点应自底层开始逐层向上进行,在下层井点拆除期间,上部各层
15、井点应继续抽水。3、凿除伸入承台的超灌桩头混凝土及检桩采用手工凿除和风动工具凿除的施工方法,首先使用风动工具将桩头清除至丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-8-距设计桩顶 30cm的位置,然后改为手工凿除至比设计桩顶标高高10-20cm。将伸入承台的桩身变形的钢筋整修成设计图纸形状。在桩顶打磨好检测点及激振点,桩基检测采用低应变法检测和超声波法检测。检测不符合要求的要进行补桩处理直至合格后才允许进行下道工序施工。基坑开挖至比设计标高低10cm后,即开始浇筑一层 10cm厚的 C15素混凝土,作为承台钢筋及混凝土施工的底模,因此素混凝土必须平整。4、绑扎承台钢筋钢筋制
16、作在钢筋加工场内进行,然后将制作成型的钢筋运至现场进行绑扎。钢筋绑扎采用人工和电焊两种方法。特别注意桩身钢筋和承台钢筋的焊接,桩基综合接地钢筋和承台综合接地钢筋连接,承台综合接地钢筋和墩身综合接地钢筋的连接(严格按照铁路综合接地系统通号(2009)9301 图施工)。因承台为一次性浇筑,故必须按照设计图绑扎好墩身预埋钢筋,连接好墩身综合接地钢筋,使综合接地至下而上贯通,连接好必须测试贯通电阻值,不合格(实测电阻值1),则逐步检查,找出原因,及时处理,合格后方可浇注承台混凝土。5、承台模板安装施工用模板拟采用1.5m*0.3m 的定型钢模运至现场进行拼装成大块钢模,安装时采用 10 槽钢作为模板
17、的横竖加肋筋进行固定,安装后进行复测合格后才允许下道工序施工。6、浇筑混凝土承台混凝土供应由11#拌合站提供,混凝土搅拌运输车运至浇筑现场,混凝土输送泵泵送入模,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,否则采用经监理工程师批准的相应防寒或降温措施。在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土,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3045cm。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2/3 3/4 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
18、棒插入下层混凝土中510cm,移动间距不超过 40cm,与侧模保持 510cm丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-9-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。7、墩身施工承台施工完毕后,按照设计要求进行墩身施工,丁蜀特大桥墩身均为实体墩台,10m以下模板采用定型钢模板一次支模到顶,整体一次浇筑,10 米以上墩身分两次浇筑。钢筋:实体墩墩身钢筋,一次绑扎成型,10 米以上分两次绑扎,墩帽处钢筋预留进人孔,混凝土快浇筑到顶时封进人孔。砼浇筑:由现场拌合站集中生产,混凝土输送车运输,混凝土泵车输送,连续灌筑。支承垫石:施
19、工前实测墩顶标高,并根据实测标高,调整垫石高度,支承垫石在支座安装前再安排浇筑完成。砼养护:根据季节不同分别选用砼的养护施工方法,夏季主要采用降温湿养护措施,冬季主要采用保温养护措施。墩身施工完后根据现场情况对河道围堰、淤泥进行及时清除,并尽可能恢复河道原貌。草麻袋加木桩围堰在水深 2-3m 的鱼塘采用草麻袋加木桩围堰,待最后施工的桩基混凝土强度达到设计的 75%或混凝土龄期超过7d 方可开挖承台基坑。基坑开挖由中间向四周开挖,边开挖边支护,坡度按 1:0.75 放坡开挖(根据地质情况最大坡比可放至 1:1)。或台阶法开挖,第一级台阶高2m,台阶宽度 1.5m,其它台阶依次类推,台阶数根据基坑
20、开挖深度调整。承台基底四周外扩50-100cm,开挖到设计承台底标高,沿基底四周打直径 15cm木桩 4m 长按 30cm间距一排,木桩入土 2.5m,在木桩与基坑之间回填装土的草麻袋,上下左右相互错缝堆码至木桩顶,沿基底木桩内侧做 20cm排水沟,四角设集水坑用水泵抽水。避免基坑长时间遭水浸泡,后续施工工序同陆上承台施工。钢板桩围堰水深在 3m以上的河流,鱼塘,由于该地的地下水位较高,水压对承台底的丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-10-影响很大,开挖后水对承台的影响较大。综合考虑,对开挖后承台施工受水位影响较大处均采用打钢板桩围堰方法,它具有强度高,结合紧密,
21、阻止漏水性好,施工简便,能有效地阻止水向内渗透,减少开挖承台时水对围堰的影响。1、施工流程安装导向架钢板桩插打回填石渣钻孔桩施工基坑开挖抽水到上支撑位置并安装上支撑边抽水边开挖直到下支撑位置安装下支撑边抽水边开挖到封底底标高抽水、清除底面封底混凝土浇筑破桩头进行承台施工墩身施工拆除钢围堰。2、钢板桩施工方案钢板桩作业方法:用打桩船将钢板桩按图纸尺寸进行施打,根据设计图要求桩顶面超过最高水位 50cm,按照 90#墩为例,说明钢板桩施工方法,其他类似墩台亦按此方法施工。90#墩常水位 1.17m,承台底标高-7.334m,要求钢板桩(长 18m,宽 50cm,厚度不小于 1.5cm),可以保证桩
22、体在承台底以下9m左右。考虑承台实际尺寸及钻机作业平台的关系,准备桩体施打平面长度为25m,宽度为 16m,然后在桩顶用40#工字钢在距钢板桩桩顶1.5m 的地方,沿钢板桩四周进行井字撑进行支撑,竖向在3.5m、5.5m的地方分别设置一道井字撑。桩基作业完毕,承台开挖采用高压水抢配合泥浆泵将其降到承台底往下40cm,用 C25快硬砼将基底浇筑40cm厚,进行封闭地下水,也为承台钢筋施工提供作业平台,同时也保证钢围堰的底部的整体性。后在基坑底部到顶部中间用40#工字钢进行加强,同时在承台顶50cm处用 40#工字钢做井字撑进行加固(井字撑数量和位置根据现场情况定),保证基坑作业的安全;同时基坑抽
23、出的泥浆用船只及时将其运走。、钢板桩的选用:根据工程所在地场地特点,结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑,选用拉森 V号钢板桩,拉森 V号钢板桩宽度适中,抗弯性能好,依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度18m。、钢板桩设计方案:、计算拉森桩入土深度:丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-11-假设河床以上水的受力为均布力,钢围淹周围水深取3m深,则作用在河床底水的均布力为:q=37.5kN/m2,由设计图纸知基坑从河床底开挖深度约9m,根据图纸取=18 kN/m3,=30o。ka主动土压力系数kp被动土压力系数eah主动土压力eaq被动土压力土的重度土内摩擦脚y
24、q上部衡载作用力到桩中心距离kp=tan2(45o+30o/2)=3 ka=tan2(45o-30o/2)=0.34 eah=hka=18*9*0.34=55.08kN/m2eaq=qka=37.5*0.34=12.75kN/m2pb=eah+eaq=55.08+12.75=67.83 kN/m2yq=tan(45o+30o/2)=1.732m y=pb/(kp-ka)=67.83/18*(1.8*3-0.34)=0.74m(经查表得修正系数:k=1.8)假设钢板桩不动,即:m=0,则按照简支梁计算,公式如下:po=1/2*h*eah*(2/3h-0.5)+(h-yq)*eaq*(h-yq)/
25、2+yq-0.5)+pb*y*(h-0.5+y/3)/(h-0.5+y)=1/2*6*36.72*(2/3*6-0.5)+(6-1.732)*12.75*(6-1.732)/2+1.732-0.5)+(49.47*0.54)*(6-0.5+0.54/3)/(6-0.5+0.74)=113.92 kN Q=0 则:Ra=1/2h*eah+(h-yq)*eaq+1/2*y*pb-po 丁蜀特大桥水中墩施工方案中水四局宁杭客专工程指挥部第七分项目部-12-=1/2*6*36.72+(6-1.732)*12.75+1/2*0.54*49.47-113.92 =64.02 kN 桩最小入土深度:X=h*
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