海河大桥主塔承台施工方案.docx

1、海河大桥主塔承台施工方案海河大桥主塔承台专项施工组织方案第一章、工程概况本工程为天津集疏港公路二期中段重点工程海河大桥主塔（21#墩）承台。位于新港船闸北侧，承台尺寸为34.546.55m，属大体积混凝土工程。混凝土为C35高耐久性防腐混凝土、抗渗等级W6、抗冻融DF80。 因施工场地狭小，地下水位高的特点，南面紧邻船闸河道，东面紧邻公路，西面是老桥墩身，大开挖方案无法实施。结合现场条件，采用基坑周围布置管井降水、基坑内集水井配合。维护方案考虑采用钢板桩加两道内支撑的方案。 承台大体积混凝土施工难度较高，分两次浇筑，采用内散外蓄方案，即：混凝土内部采用冷却管降温，同时加强混凝土表面保温蓄热，降

2、低内外温差。 承台内预埋塔靴钢筋需要精确控制其空间角度，测量控制难度增大，故将其定位控制也列为施工的重点。第二章、施工准备、施工组织2.1、21#墩承台施工现场组织指挥机构为了能够在保证安全、满足文明施工的前提下，实现创优规划目标，按照总工期的要求，使工程顺利进行，达到各项预期目标。项目部成立了21#墩主塔承台施工组织机构，来确保各项目标的实现，圆满完成施工任务。21#墩主塔承台施工组织机构图薛善存李新才道路协调2.2、主要施工资源配置 2.2.1、主要劳力安排 主塔21#墩大体积承台施工共有基坑支护施工队、土方开挖施工队、承台施工队三个施工队参与施工。各工程队劳动力具体安排见下表：施工队工种

3、单位数量钢板桩基坑支护队焊工人10力工人10起重工人8基坑开挖队挖掘机司机人4运土车司机人40力工人40承台施工队焊工人20钢筋工人40起重工人8木工人20混凝土工人30力工人70合 计300 2.2.2、主要材料准备和数量 进场材料必须具有出场合格证，经检测试验合格后才允许进场使用。进场材料要分批堆放整齐、标示清楚。主要材料数量见下表（图纸量）：序号材料规格数量（吨）备注1钢筋32636.42钢筋28156.13钢筋124.44钢筋1434.65钢筋107.46钢筋8197钢管301.2mm10.48角钢63535.8 为了保证承台混凝土浇筑质量，本承台混凝土配合比要统一，原材料、外加剂、掺

4、合料等同为一个厂家生产。提前确定统一配合比，保证拌和站有充足的时间备料，为大体积承台做好准备。 配合比确定后，试验技术人员要组织起来，召开混凝土配合比技术交底会，如有必要可以提前试拌，为承台浇筑做好技术准备。 2.2.3、主要的机械设备 大体积承台混凝土施工，结合拌和站的生产能力、运输能力等，考虑采用港建及博彥两家拌和站。为了不影响其它工作面的混凝土供应，在主塔混凝土浇筑期间，其它作业面混凝土的浇筑，混凝土由瑞科尔拌和站供应。拌和站搅拌机型号数量生产能力运输车辆数量运距运输时间港建JS1202160m3/h1012Km25min博彥JS1202180m3/h1517Km50min主要机械设备表

5、：序号设备型号数量备注1履带吊QUY50a22振动锤60a23汽车吊QY2534挖掘机EX40045套丝机GJG4066电焊机BX1-300107钢筋切割机GQ40A68砼输送泵TS11042台备用9汽车砼输送泵85B42台备用10离心泵ISG-200（I）72台备用11发电机250KW2备用12砼输送车10m32013自卸式翻斗车202.3、施工平面布置图各工序施工阶段平面布置图见附图。2.4、承台施工期间的交通组织 2.4.1、土方调运路线 土方外运车辆经航一路或机厂街，运土到新港3#路弃土场。 2.4.2、砼供应路线 、港建拌和站混凝土供应路线：混凝土运输车由港内经新港二号路、机厂街进入

6、主塔； 、博彥拌和站混凝土供应路线：混凝土运输车经中央大道、新港二号路、航一路或机厂街进入主塔。 2.4.3、道路交通组织 结合主塔附近道路车辆交通状况，大体积承台混凝土的浇筑尽量避开行车高峰，选择在周五下午19：00左右开始， 在周一早上5：00点钟以前浇筑完毕，共计58小时，承台混凝土浇筑预计用时45小时。为了保证道路畅通，我项目部提前与交警大队协商，在承台浇筑混凝土期间，请交警大队出动交警，在重要路口维持交通秩序，保证混凝土运输车顺利通行。第三章：基坑支护方案及施工3.1、基坑支护方案基坑支护采用钢板桩加内支撑方案，平面尺寸为49.6m37.6m，设两层内支撑，竖撑、直撑采用63010m

7、m螺旋钢管，斜支撑采用工字钢。3.2、基坑支护受力验算3.2.1. 钢板桩围堰周围有大型机械施工，施工荷载按40 KN/m2，折算成填土层高度h1/=40/20=2 m,主动土压力系数为：则主动土压力为：则PA=2*20*0.438=17.52kN/m2 PB=(2+12)*20*0.438=122.64kN/m2被动土压力系数为：填土层： 设距基底y处钢板桩前的动土压力等于钢板桩后的主动土压力，即零点计算： 3.2.2、钢板桩入土深度的确定，采用等值梁法进行计算，即t0=x+y，其中x根据Pc和钢板桩C点以下部分的被动土压力与主动土压力之和对桩底端力矩相等求得。由力矩分配法计算得受力图如下：

8、Pc=87.29KN第一道内支撑横梁受力为：42.32KN/m第二道内支撑横梁受力为：234.47KN/m钢板桩围护受到的最大弯矩在6.2米处（从围堰顶算）。t0=x+y=1.1+2.76=3.86m，则t=1.2t0=4.632m在实际施工中，钢板桩入土深度为4.632m5.2m米，满足了入土深度要求。3.2.3、钢板桩强度受力检算：根据受力图得钢板桩在6.2米处所受弯矩最大，Mmax=93.82KN.m由钢板桩满足受力要求。3.2.4、内支撑受力检算：内支撑体系为多次超静定结构，这里计算时，假设每边横梁为多跨连续梁进行，这样更为安全。、支撑梁横梁受力计算：内支撑边梁受力为42.32KN/m

9、，内支撑结构图如下（详图另见附页）： 横梁抗弯计算如下：=二片I45b工字钢的截面模量为：1500cm32=3000cm32615cm3即采用二片I45b工字钢满足受力要求。围囹内内撑主要受轴向压力作用，主要进行长细比计算和抗压计算，计算如下：八字撑计算：Fmax=253.53KN轴向受压计算： 222cm2抗弯计算: 采用二片I45b工字钢满足要求。中间横撑计算：Fmax=547KN轴向受压计算： 4269cm3即采用三片I45b工字钢满足受力要求。围囹内内撑主要受轴向压力作用，主要进行长细比计算和抗压计算，计算如下：八字撑计算：Fmax=1188.8KN轴向受压计算： 333cm2抗弯计算

10、: 其中最小八字撑四片其他采用八字撑四片I45b工字钢满足要求。中间横撑计算：Fmax=1451.39KN轴向受压计算： 194cm2采用单根630管桩满足要求。3.2.5、抗管涌验算基坑深6.8米,土质为黏土层,上重度为=20kN/m3,离地面0.9米(地下水位标高按2.5考虑)有水,=10 kN /m3,插入深度为5.2米。则上浮重度=20-10=10 kN /m3取K =1.5， h、=6.8-0.9=5.9m则t=5.2m故不会发生管涌。3.3、基坑降水在钢板桩围堰周围设置排水沟，以防止周围雨水流入基坑内。由于基坑围护采用明挖法，开挖时需及时疏干开挖范围内土层的地下水。采用集水坑，集水

11、沟潜水泵降水做到开挖作业面范围内不积水。基坑开挖完成后在基坑周边设盲沟排水，基坑四周设集水井10眼（见附图）。 3.4、土方开挖及内支撑安装 3.4.1、基坑平面尺寸为49.6m37.6m深6.9米（自地面标高3.4m至垫层底标高-3.5m），需挖方12868.2m3。用3台挖机同时开挖，翻斗车外运土方（见土方开挖场地平面图）。 3.4.2、土方开挖分三个阶段进行：第一阶段开挖至标高1.0米处，把中间部位一次性开挖至基坑底标高；第二阶段将四周的土层开挖至标高-0.4米处（即第二层内支撑底），并且根据现场实际情况，可沿基坑中间向四周开挖，以减少基坑四周的剩余土方开挖量；第三阶段采用长臂挖机开挖剩

12、余土方，人工进行修边和清底施工。在开挖过程中设置多个高程控制点，避免超挖（见开挖示意图）。3.4.3、内支撑安装按照 “分层、分块、对称、快挖快撑、保持基坑围堰受力均衡”的原则进行施工。针对支撑的特点，开挖时充分考虑时空效应即“挖”与“撑”穿插施工。挖土的流向与支撑施工配合，做到分区挖土、分区形成支撑，最大程度地减少基坑无支撑状态持续的时间。进行第一阶段土方开挖时，完成第一层支撑的围囹和角支撑，第二阶段土方开挖时，完成第一层支撑剩余部分的施工和第二层内支撑安装。两层内支撑安装完毕后，进行剩余土方的开挖，开挖时挖机要减少对围堰和支撑的扰动，保持基坑的稳定。3.4.4、桩头处理：桩头高出标高部分采

13、用机械、人工相结合的破凿方案，注意保护有效桩长部分，避免损伤桩顶混凝土。若桩顶混凝土面低于设计标高，采用高等级混凝土连接至设计标高。3.4.5、可能遇到的问题及相应措施：钢板桩插打时可能遇到地层中海挡施工时抛填的片石、木桩等障碍物，可先用挖机挖除障碍物，再用素土回填后继续插打钢板桩。土方开挖时，内支撑特别是角支撑及桩头间的土，挖机开挖困难时，采用人工开挖放入料斗，吊车吊出外运。第四章：承台施工4.1、垫层施工 混凝土垫层厚度为35cm，强度等级C20。混凝土垫层施工根据土方开挖区域，进行分区施工。每个区域土方开挖到位后，首先进行排水、人工找平、测量标高后，进行垫层混凝土的施工，提前预埋好模板固

14、定钢筋。特别注意在浇筑钢板桩与垫层混凝土接触部位混凝土时，为了保证钢板桩拔桩的顺利进行，首先要在钢板桩与混凝土接触面上，涂刷脱模剂。控制好垫层顶面标高，为钢筋安装及承台骨架安装提供良好的平台。 基坑四周设集水沟，四角设4座集水井，集水沟与集水井相通，以便排除坑内积水。集水井随垫层一起浇筑，尺寸为606050cm。4.2、测量放线为精确控制主塔承台施工，主塔测量在全线导线网的基础上设立独立闭合导线网。在承台施工期间进行定期复测。采用全站仪测出各类预埋件定位轴线，并设立固定标志，施工过程中对其进行定期观测并随时进行调整。主塔承台高程控制点，根据设计指定的已知标高水准点，引测至场地内，另布置一点作为

15、附合校对，闭合差应小于规范要求。各水准点应妥善保护、设立明显标示，每周复测一次，以保证标高的准确性。基础施工过程中，在基坑区域外设置永久性高程控制点，后用钢尺及水准仪进行标高传递实测。观测时，尽量做到前后视线等长；用钢尺向下或向上量高差时，尺身应竖直和用规定的拉力，并要进行尺长和温度修正。所有用于工程测量中的仪器，必须经过检定后，才能投入使用。4.3、模板工程 为保证承台混凝土表面质量，模板采用大块定型钢模板，根据承台尺寸（34.546.55m），结合钢板桩内支撑的布置形式，承台均分两次施工，每次浇筑2.5m。模板安装，因场地限制，无法考虑多台机械同时作业，为保证工程进度，在安装钢筋的同时，利

16、用吊车空闲时间把模板提前吊入围堰内。钢筋及散热管等安装完毕后，利用吊车、倒链葫芦及人工配合的方法进行模板安装。安装时要确保拼缝严密不漏浆，支撑稳固不变形，加固方法采用内拉外撑的方法。脱模剂采用优质脱模剂，人工涂刷均匀。模板安装尺寸允许偏差项次项 目允许偏差(mm)1钢模板相邻两模板表面高低差22钢模板表面平整度33模内尺寸+10，-204轴线位移154.4、钢筋工程 综合考虑，钢板桩内支撑布置形式密集、钢筋的尺寸及规格大、机械和劳力受场地限制等诸多因素，钢筋连接采用等强直螺纹连接接头，在不宜操作部位采用手工电弧焊接头。4.4.1、钢筋的加工、制作： 钢筋在加工场按照图纸尺寸、规范及施工工艺要求

17、下料。半成品钢筋按规格尺寸分批堆放整齐并标示好编号、规格、尺寸及拟用部位，防止错用。同时加强对半成品的保护。 4.4.2、钢筋的安装： 底层钢筋保护层采用预制钢筋混凝土垫块或型钢马蹬，钢筋混凝土垫块及型钢马蹬的刚度及布置间距要保证能够承受承台钢筋重量，保证底板钢筋保护层厚度满足设计、规范要求。半成品钢筋用履带吊或汽车吊吊入基坑，基坑内小范围转移由人工进行。先在砼垫层上按要求布置钢筋砼垫块或型钢马蹬，首层底板钢筋先按4m方格绑扎底板骨架钢筋，在骨架钢筋上按设计间距标出每根钢筋位置，以准确安装钢筋，防止偏位、位移。钢筋安装过程中注意按照规范要求将钢筋接头错开。承台内架立支撑角钢的安装，为了不影响钢

18、筋绑扎进度，首先按设计位置大间距安装，随着钢筋安装进度，考虑已绑扎钢筋重量及稳定性，保证底板钢筋保护层厚度及各层钢筋网的间距，内支撑逐步加密，达到设计要求1m1m布置为止。 绑扎钢筋时，除靠近外围两行的相交点全部绑扎牢固，中间部分的相交点可相隔交错扎牢，但必须保证受力钢筋不移位，双向受力钢筋不得跳扣绑扎。 首层钢筋绑扎完毕经检查合格后方可绑扎底排二层钢筋，在架立支撑上标出二层钢筋位置，然后穿放纵横钢筋，绑扎方法同底层钢筋。以此类推，直至底板钢筋绑扎完毕。钢筋遇到钢板桩内支撑立柱钢管时，要在钢管上开洞，确保主筋穿过。二层钢筋安装时，首先在架立支撑上定出顶板钢筋位置，然后穿放纵横钢筋。承台外侧搭设

19、简易脚手架，方便、号钢筋的焊接。4.4.5、钢筋位置允许偏差项 次项 目允许偏差（mm）1两排以上受力钢筋的钢筋排距52同排受力钢筋的间距203钢筋弯起点位置204箍筋、横向钢筋间距105保护层厚度104.5、承台混凝土工程 4.5.1、本承台尺寸为（34.546.55m），混凝土为C35高耐久性防腐混凝土、抗渗等级W6、抗冻融DF80，一次混凝土浇筑方量为4010m3，属大体积混凝土工程，施工工艺按大体积混凝土施工。本承台混凝土采用商品混凝土，由于承台尺寸大、方量大，经考察商品混凝土拌和站的供应能力，采用博彥商品混凝土厂家供应混凝土，为了保证混凝土连续浇筑，防止拌和站出现问题，决定采用港建拌

20、和站供应备用混凝土。为了保证承台混凝土浇筑质量，本承台混凝土配合比要统一，原材料、外加剂、掺合料等同为一个厂家生产。配合比为：330（水泥）：680（砂子）：1095（碎石）：165（水）：23.5（外加剂）：138（掺合料）。 4.5.2、混凝土施工温度计算：（计算公式参考高层建筑施工手册）、砼拌和温度计算：材料名称重量M （kg）比热C （kJ/kgK)材料初始温度Ti（）TiMCMC水1654.285544693水泥3300.846016632277.2砂6800.843017136571.2碎石10950.843027594919.8合计669062461.2混凝土拌和温度T0=TiM

21、C/MC=66906/2461.2=27.18 、混凝土出机温度TI 由于搅拌机棚为敞开式，故TI= T0=27.18。 、混凝土浇筑温度Tj Tj=T0+（Ta-T0）（123n） Ta室外气温，考虑为25 1、2、3、n温度损失系数，按以下规定取用： （1）、混凝土装卸和运转，每次=0.032， （2）、混凝土运输时，=At，t为运输时间（min），A查表得0.0042 （3）、浇筑过程中，=0.003t，t为浇筑时间（min） 本承台混凝土装卸和运转考虑3次，混凝土运输时间为45min，浇筑时间为40min。 =123=0.405 混凝土浇筑温度Tj=27.18+（25-27.18）0.

22、405=26.3 、水化热绝热温升值：计算公式：T（t）=（1-e-mt）mcQ/C Tmax= mcQ/C T（t）浇筑一段时间，混凝土的绝热升温值，； mc每立方米混凝土水泥用量，Kg/m3； Q水泥水化热量，J/Kg； C混凝土的比热，一般取0.921.00，取0.96 J/Kg.K； 混凝土的质量密度，取2400 Kg/m3； m与水泥品种，浇捣时与温度有关的经验系数，一般为0.20.4； t混凝土浇筑后至计算时的天数，d。 Tmax混凝土的最大水化热温升值， 由水泥厂提供试验报告知，水泥3d水化热为274 J/Kg，7d水化热为305 J/Kg（计算时在此基础上调30 J/Kg） 3

23、d的绝热温升 ：Tmax（3）=44.3 7d的绝热温升 ：Tmax（7）=48、混凝土内部实际最高温度Tmax Tmax=Tj+T（t） 不同浇筑厚度的降温系数，每次浇筑2.5m，查表的3d，=0.65；7d，=0.62 计算得：3d的Tmax=26.3+44.30.65=55.17d的Tmax=26.3+480.62=56.1 、混凝土表面温度Tb（t） Tb（t）=Ta+（4/H2）h（H- h）T（t） Ta大气平均气温，25 H混凝土的计算厚度H=h+2 h h混凝土的实际厚度h混凝土的虚厚度，h=K/ 混凝土的热导系数，取2.33W/mK 热传导系数，混凝土表面用岩棉被保温， =1

24、/(/+1/a) 保温材料厚度，取0.05m i材料导热系数，岩棉0.030.047，取0.04 a空气传热系数，取23 W/mK K计算折减系数，取0.666T（t）龄期t时，混凝土内部最高温度与外界气温差 =1/(/+1/a)=1/(0.05/0.04+1/23)=0.77混凝土的虚厚度h=0.6662.330.77=2.01m混凝土计算厚度H=2.5+22.01=6.52m 内部最高温度与外界气温差： 3d：T（3）=54.22-25=29.227d：T（7）=55.12-25=30.12 混凝土表面温度: 3d：Tb（3）=50.7； TmaxTb（3）=4.4257d：Tb（7）=5

25、1.5； TmaxTb（7）=4.625 结论：混凝土中心最高气温与表面温度差未超过25，表面温度与大气温差3d、7d时超过了25，混凝土温度梯度不能满足防裂要求，因此混凝土内部需要采取有效降温措施，表面需要加强覆盖保温。 4.5.3、混凝土的运输及浇筑顺序： 、混凝土的运输混凝土运输时尽量缩短运输时间，尽量避免混凝土因运输时间过长造成坍落度损失过大，混凝土坍落度控制在1416cm，初凝时间在10h以上。采用混凝土运输搅拌车运输，在运输过程中以24r/min的慢速搅拌，卸料前快速搅拌30s后再卸料。混凝土拌和物运输时间限制表气温（）无搅拌设施运输（min）有搅拌设施运输（min）2030306

26、010194575596090、混凝土的浇筑：承台混凝土浇筑时配备8台混凝土输送泵，4台水平泵（2台备用）和4台汽车泵（2台备用），主要依靠汽车泵为主，水平泵配合的施工方法。对每台混凝土输送泵分区域进行浇筑，确保上下层及交接带处前后混凝土浇筑间隔不超过初凝时间，确保混凝土在初凝前接茬（不超过10h），不出现冷凝缝。混凝土分层浇筑，每层厚度控制在30cm左右，每层混凝土方量481m3。为避免出现冷缝，每台泵车每小时浇筑约25m3，4台泵车每小时共浇筑约100m3。 混凝土泵车要求配备专用压力管，为了保证布料均匀、速度快前端配备足够的胶管。混凝土浇筑示意图混凝土在浇筑前先清除模板、钢筋上的尘渣和污

27、垢。混凝土分层浇筑，分层振捣，连续推进。混凝土浇筑每层厚度为30cm，当混凝土自由落差超过2m时，防止混凝土离析，采用串筒或溜槽下落。振捣采用直径70mm的插入式振捣器，振捣棒操作遵循“快插慢拔”的原则。振捣中控制好振动棒的移动间距不超过振动棒作用半径的1.5倍，既要防止漏振，也要防止过振，特别注意加强各区浇筑的汇合区，防止漏振。每点振捣时间已2030s为宜，视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡及表面泛浆为准。振动器与侧模保持510cm的距离，插入下层混凝土10cm左右，并保证在下层混凝土初凝前进行振捣，使混凝土具有良好的密实度和整体性，防止出现施工冷缝。严禁振捣棒触及钢筋、预埋件等，

28、在必要位置悬挂警示牌。对捣固人员要认真划分施工区域，明确责任，以防漏捣。由于混凝土采用分层浇筑，有可能在各层之间产生泌水层，如果产生泌水层，可通过设立人工“水潭”，用软抽水泵或人工将水排出。第一次混凝土浇筑时，注意预埋支撑角钢，埋至深度为角钢深入第一次混凝土面以下10cm。第二次混凝土浇筑混凝土时，特别注意钢板桩围堰二层内支撑立柱钢管内混凝土的振捣。浇筑过程中，由试验人员在拌和站和浇筑现场检查混凝土的坍落度、和易性，如发现不合适情况，通知拌和站及时调整，严禁现场随意加水调整坍落度。现场按规范要求留足同条件养护试件。 浇筑过程中设专人检查支架、钢筋、模板和预埋件的稳固情况，发现有松动、变形、移位等问题要及时处理。 浇筑过程中还要注意及时清除粘附在顶层钢筋表面上的松散混凝土。为防止混凝土表面出现收缩裂缝，人工收浆要及时。混凝土浇完后12小时内加以覆盖，先在混凝土表面用塑料薄膜覆盖，以免水分散失过快，再架空覆盖岩棉被一层，视温差结果进行增减调整，或采用承台顶蓄水养护，养护7天。为保证现场浇筑秩序，对混凝土泵车和混凝土运输车分别编号，