承台墩身毕业设计.docx

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承台墩身毕业设计

毕业设计（论文）

题目：

XXX承台墩身施工方案

专业：

高速铁道技术

班级：

高铁3121

学号：

03305120428

姓名：

张鹏

指导老师：

张碧

起止日期：

2014.12.25－2015.1.12

诚信承诺

本毕业设计（论文）是本人独立完成，没有任何抄袭行为，如有不实，一经查出，本人自愿承担一切后果。

承诺人：

2014年12月10日

陕西铁路工程职业技术学院

毕业设计（论文）总成绩评定表

班级

高铁3121

姓名

张鹏

学号

03305120428

设计（论文）题目

XXX承台墩身施工方案

成绩

指导教师评分

答辩评分

总成绩

指导教师评语：

指导教师签名：

年月日

系毕业设计（论文）答辩小组评语：

答辩小组组长签名：

年月日

注：

根据专业具体实际情况，如未安排答辩环节，答辩评分及答辩小组评语可不填写。

摘要

研究的目的：

以xx铁路特大桥承台墩身施工为例，介绍承台墩身施工的方案及施工工艺。

属亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨量丰沛，季风明显。

降水年际变化大，年内梅雨显著，夏雨集中，常有灾害气候发生。

地表水较发育，多为水塘、沟渠，主要由大气降水补给；地下水为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。

初见水位为0～6.7m，稳定水位：

0～7.7m。

根据附近钻孔水质分析报告揭示水样无硫酸盐侵蚀、无酸性侵蚀，存在二氧化碳侵蚀性，化学环境作用等级为H1。

仅根据氯离子含量判定，无氯盐侵蚀。

本桥部分基础采用筑岛围堰、钢板桩防护等方法施工，施工风险大，施工安全要求高。

因此本桥工期较为紧张，要科学、有序的组织施工，确保在工期计划时间内完成该段桥梁工程。

承台墩身施工每个工作点中加以慎重，严格掌控施工中的要点、重点以及难点。

关键词：

承台；墩身；立模板；拆模板

结论与建议53

致谢54

第1章编制依据及原则

1.1编制依据

（1）国家及铁道部颁布的现行法律、法规，现行的建设工程设计、施工规范、技术指南及质量验收评定标准等

（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）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设【2005】160号）

（4）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）

（5）《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）

（6）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）

（7）《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）

（8）《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）

（9）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）

（10）铁四院相关设计图纸及设计文件

（11）现场施工调查获取的当地资源、交通状况及施工环境等资料

（12）实施性施工组织设计及相关施工调查资料。

1.2技术标准

铁路等级：

Ⅰ级

正线数目：

双线

设计最高行车速度：

250公里/小时

限制坡度：

12‰

1.3编制原则

（1）施工组织机构精干高效，施工部署合理、可靠；

（2）质量目标明确，管理体系健全，保证措施完善；

（3）安全目标明确，保证体系健全，安全措施可靠，确保施工、行车、人员及设备安全；

（4）工期目标明确，计划安排合理，保证工期措施得力，确保工程工期；

（5）加强与上海铁路局各相关部门，建设单位，监理单位，设计单位及地方政府的联系，加强各专业间的配合，保证工程实施顺利进行。

1.4编制范围

xxx特大桥全长5.901km，其中承台182个，扩大基础2个，墩身182个，桥台2个。

第2章工程概况

2.1设计情况概述

xxx特大桥设计中心为DK47+434.273，桥梁里程DK44+483.7～DK50+384.845，全长5901.145m，共182个墩和2个桥台。

主跨桥孔：

本桥DK47+517.6处与xxxx斜交111.5度，采用（32+48+32）m连续梁；DK48+010.88处与xx大道斜交100.6度，采用（18.6+3×24+22.1）m连续钢构；DK48+568.08处与规划路斜交90.48度，采用（32+40+32）m连续梁；DK49+364.84处与规划路斜交105度，采用（32+48+32）m连续梁。

2.2水文地质情况

xx铁路安徽省境内属亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨量丰沛，季风明显。

降水年际变化大，年内梅雨显著，夏雨集中，常有灾害气候发生。

地表水较发育，多为水塘、沟渠，主要由大气降水补给；地下水为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。

初见水位为0～6.7m，稳定水位：

0～7.7m。

根据附近钻孔水质分析报告揭示水样无硫酸盐侵蚀、无酸性侵蚀，存在二氧化碳侵蚀性，化学环境作用等级为H1。

仅根据氯离子含量判定，无氯盐侵蚀。

物理地质：

地震动峰值加速度0.05g；地震动反应谱特征周期为0.35s。

2.3主要工程数量

表2.3.1主要承台结构尺寸及工程量

序号

承台尺寸（m）

适用墩号

数量（个）

1

5.1×11×2.5

109#，110#

2

2

6.9×9.6×2

0#台，183#台

2

3

6.7×10.2×2.5

66~77#,81#,130~149#,160~171#

47

4

10.05×4.8×2

1#~13#、25#、28#、31#~35#、38#~43#、45#~48#、52#~56#、59#~63#、79#、80#、107#、154#~159#、175~182#

57

5

10.05×6.7×2.5

49#、50#,

2

6

5.1×10.2×2

102#、103#、105#、106#、113#~119#

11

7

5.1×10.05×2

14~24#、26#、27#、29#、30#、36#、37#、44#、51#、

57#、58#、64#、65#、78#、82~86#、90#、91#、97#、98#、172~174#

36

8

11.4×6.9×2.5

92#、101#、121#~125#

7

9

扩大基础7.4×10.2

104#、120#

2

表2.3.2主要墩身结构尺寸及工程量

序号

类型

适用墩号

数量（个）

1

直墩

1#~16#、25#、28#、31#~35#、38#~43#、45#~48#、52#~56#、

59#~63#、79#~86#、90#,91#、96#~106#、113#~125#、

130#~133#、155#~158#、175#~182#

93

2

斜坡墩

17#~24#、26#、27#、29#、30#、36#、37#、44#、49#~51#、

57、58#、64#~78#、87#~89#、134#~149#、154#、159#~174#

71

3

薄壁墩

108#~111#

2

2.4工程重难点

xxx特大桥承台多处位于农田、河流、道路中，地质较为松软，承台基坑开挖防护难度大；

93#、94#、127#、128#、146#、147#、151#、152#墩位于道路两侧，109#、110#墩位于xx大道绿化带中间，施工难度较大，安全风险高。

本桥既有道路附近均有地下管线分布，施工前需明确地下管线位置，并联系相关设备管理单位进行地下管线改移，地下管线改移是本工程施工的重点。

本桥104#墩、120#墩采用明挖扩大基础，需在基础范围内四角及中心5m范围内是否有溶洞存在。

本桥部分承台开挖深度达3m以上，施工难度较大。

本桥墩身高于15米的有56个，需分两次或多次浇筑混凝土，两次浇筑施工缝处理是本工程的难点。

第3章施工目标

3.1工期目标

xxx特大桥计划工期为13个月，共402日历天，钻孔桩开工日期为xxx年5月1日，计划竣工日期xxx年6月8日。

墩身承台施工计划工期为373天。

本桥部分基础采用筑岛围堰、钢板桩防护等方法施工，施工风险大，施工安全要求高。

因此本桥工期较为紧张，要科学、有序的组织施工，确保在工期计划时间内完成该段桥梁工程。

3.2安全、质量目标

贯彻安全第一、预防为主、综合治理的方针，杜绝一般D类及以上铁路交通事故；杜绝铁路建设工程安全一般及以上事故；杜绝责任从业人员重伤及以上事故。

贯彻预防为主的质量方针，针对质量通病，设置质量预控点，制定事前防范措施，施工中加强专项检查，确保关键和特殊工序质量，杜绝质量事故。

第4章施工组织安排

4.1施工负责人

本工程由中铁xxx集团有限公司承建，项目负责人为xxx，现场施工负责人xxx，施工安全负责人为xxx，技术负责人为xxx。

施工组织机构详见4.1-1施工组织机构图

图4.1-1施工组织机构图

4.2施工计划安排

桥梁下部结构工程中预制箱梁先架设段、现浇连续梁孔跨及特殊孔跨首先安排施工（0#台～130#墩），131#墩～183#台根据总体进度安排适时进行开工。

承台施工周期为10天/个。

圆端形实体墩、高度小于等于14m进一次浇筑成墩，施工周期按8d/个考虑；

实体变坡墩、高度大于14m分两次进行浇筑，施工周期按15d/个考虑；

桥台分两次浇筑，第一次施工到支座标高，待桥梁现浇施工后再施工胸墙部分。

第5章施工准备

5.1施工机具准备

主要机械配置，见表5.1-1。

表5.1-1主要施工机械配备

序号

机械名称

规格型号

功率

单位

数量

1

汽车起重机

KBH-250

25t

台

2

2

柴油发电机

120GF/250GF

120KW

台

2

3

砼输送车

HBT80

8m3

台

6

4

混凝土泵车

台

1

5

钢筋切断机

GWJ140

台

4

6

钢筋弯曲机

GW6-40

台

4

7

交流电焊机

BX-500

台

4

8

挖掘机

EX300-2

台

2

9

抽水泵

个

6

10

钢板桩机

台

1

5.2劳动力配置

表5.2-1劳动力配备

序号

工种名称

人数

备注

1

管理人员

8

2

模板工

20

3

焊工

6

4

钢筋工

30

5

普工

40

6

水电工

2

合计

106

5.3人员培训

施工负责人、现场安全员、施工员、技术员等均在施工前经过岗前安全培训；大型机械操作人员（挖掘机、汽车泵等）等进行岗前培训，考试合格后上岗。

第6章施工方法

6.1承台施工

6.1.1承台施工工艺流程

图6.1.1-1承台施工流程图

6.1.2施工准备

承台施工准备工作主要有以下几项：

（1）平整场地，将承台部位堆放的材料、机具或建筑垃圾清除。

（2）对承台进行放样，确定平面位置和高程。

（3）根据地质、水文资料，结合现场实际情况及施工资源的配置，确定开挖坡度、开挖范围、支护方案和排水措施。

（4）根据单个承台基坑开挖的支护方案，做好支护材料，排水设备、周转材料等需用资源的调配，调配好物资储备。

6.1.3基坑开挖施工

基坑采用挖掘机开挖，人工配合清理，坑底尺寸每边较结构物平面尺寸加宽0.8～1.0m，四周挖30cm排水沟，短边设集水井，用潜水泵及时排除基坑积水。

基坑开挖前，首先要做好地面排水工作，在基坑顶面四周设置向外的排水坡，以免影响坑壁稳定。

开挖过程中和开挖以后，应注意观察地面有无裂缝，坑壁有无松散塌落现象发生，否则应及时采取措施，按支护坑壁形式施工。

本桥104#墩、120#墩承台为扩大基础，基坑地质好，可直接放坡开挖，放坡坡度1:

0.75。

扩大基础施工时，加强不同地层的核实，当软硬差异较大时，应及时联系设计单位作出相应的变更后方可施工。

底层扩大基础以下3m范围内存在软弱土层时，应全部清除干净，回填C30混凝土，并在底层扩大基础底部加设Φ20mm钢筋网，钢筋间距为20cm。

桩基础承台，根据现场地质情况确定开挖坡度，基坑开挖放坡见表6.1.3-1.

表6.1.3-1基坑开挖坑壁坡度表

土壤类别

坑壁坡度（高:

宽）

基坑顶缘无载重

基坑顶缘有静载

基坑顶缘有动载

砂类土

1:

1

1:

1.25

1:

1.5

碎石类土

1:

0.75

1:

1

1:

1.25

粘砂土

1:

0.67

1:

0.75

1:

1

砂粘土

1:

0.33

1:

0.5

1:

0.75

靠近公路、村庄等地先人工开挖深1.5m，宽1.0m的探槽，确认开挖范围内无管线通过时方可进行机械开挖。

基坑开挖均采用履带式挖掘机挖土，自卸汽车配合出土，留下回填土方，土方堆于距基坑边不小于1.5m处，多余土方运往弃土场。

桩边0.5m及承台底标高以上0.1m土方，采用人工清理，以防超挖或挖掘机触及桩头损坏钻孔桩桩身混凝土。

6.1.4钢板桩施工

对于浅水地带，淤泥承台施工开挖，承台开挖采用钢板桩围堰施工，钢板桩采用拉森钢板桩,且用履带式钢板桩机进行插打，钢板桩底部比承台基底深不小于3m，钢板桩距承台边至少1米。

既有道路附近承台插打钢板桩时，打桩机位于垂直道路的外侧，以防止侵界。

钢板桩检算资料见附件1。

6.1.5桩头处理和垫层施工

承台施工前首先开挖基坑进行桩头破除及桩检，办理检测手续。

桩基要求100%检测，检测方法均采用超声波检测法，检测安排在承台基坑开挖完成后，并完成了桩头凿除清理和垫层施工。

采用环切法凿除桩头，凿除桩头时控制好桩头标高，确保桩头高出承台底标高10cm，同时对伸入承台的桩头四周泥土进行剥离至露出干净的混凝土，完成后对桩头钢筋按设计要求进行调整。

基坑开挖完后，测量基坑底标高，满足要求后进入垫层施工。

垫层施工时结合承台施工时模板加固需要，垫层尺寸控制在比承台尺寸大15cm，垫层采用C15混凝土。

6.1.6钢筋制作与安装

（1）钢筋的检查和验收

钢筋进场后首先查验出厂质保材料，质保材料不全或没有的情况下不予接收和使用。

对符合进场要求的钢筋进行做全面的试验和查验，试验内容包括：

拉力试验、冷弯试验和可焊接试验等，并按检验频率分批进行取样，合格后投入使用。

（2）钢筋下料、焊接

钢筋下料按设计大样图全部采用机械加工成型，施工前将钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，保持表面洁净。

钢筋下料严格设计图纸要求进行下料。

下好的首批钢筋需经检验合格后才可继续下步加工。

钢筋下料前需计算好标尺钢筋与半成品料之间的关系，尽量减少钢筋接头和钢筋的切断量。

焊接接头采用电弧焊。

所有焊工须持证上岗，并在施工前进行考核和试焊，合格后方可施焊作业。

焊接件经质检人员检查并抽样进行试验，检验合格后方可使用。

采用电弧焊焊接热轧钢筋的焊缝长度、宽度、厚度应符合规范要求，接头处钢筋弯向一侧，使两接合钢筋轴线一致。

焊接长度应满足单面焊为10d，双面焊为5d（d为钢筋直径）。

焊缝内不得有夹渣，焊缝必须饱满。

钢筋加工验收标准见表6.1.6-1。

表6.1.6-1钢筋加工允许偏差和检验方法

序号

项目

允许偏差（mm）

检验方法

1

受力钢筋全长

±10

尺量

2

晚期钢筋的弯折位置

20

3

箍筋内净尺寸

±3

（3）钢筋绑扎、安装

钢筋用汽车运至施工现场，利用起吊设备吊运就位。

运至施工现场的钢筋采用方木支垫，支垫高度大于20cm，并不得受污泥或油污污染，现场备好彩条布或雨布以便随时覆盖。

运至现场的钢筋需及时安装，以防锈蚀。

承台钢筋安装前，首先对垫层进行清理，清理完毕后，按照设计钢筋间距用墨斗在垫层上弹出钢筋位置，同时在垫层顶面按照1.5×1.5m的间距布置同等强度混凝土保护层垫块，垫块高度与承台设计保护层厚度一致。

钢筋安装时，钢筋焊接接头在受弯构件的受拉区不得大于50%，轴心受拉构件不得大于25%；钢筋接头应避开钢筋弯曲处，距弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍；“同一连接区段”长度；钢筋焊接或机械连接接头为35d（d为纵向受力钢筋的较大直径），且不得小于50cm。

钢筋网用扎丝以梅花形式进行绑扎。

承台钢筋施工要注意对墩柱的预埋钢筋、施工预埋件数量及位置的准确性进行全面的检查，合格后方可进行模板安装。

钢筋安装验收标准见表6.1.6-2.

表6.1.6-2钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检验方法

序号

项目

允许偏差（mm）

检查方法

1

受力钢筋排距

±5

尺量两端、中间个1处

2

同一排中受力

钢筋间距

基础、板、墙

±20

柱、梁

±10

3

分布钢筋间距

±20

尺量连续3处

4

箍筋间距

±10

5

弯起点位置（加工偏差20mm包括在内）

30

尺量

6

钢筋保护层厚度c

c≥30mm

+10

0

尺量两端、中间个2处

c＜30mm

+5

0

（4）扩大基础钢筋

扩大基础钢筋采用HRB400螺纹钢筋，为加强基础与墩台身的连接，扩大基础顶层采用Φ20mm钢筋网，间距20cm，扩大基础底层采用Φ20mm钢筋网，间距20cm，兼做综合接地钢筋，钢筋净保护层顶层钢筋网5.0cm,底层钢筋网10.0cm。

（5）综合接地钢筋

承台施工均设置有综合接地，综合接地钢筋在钢筋加工棚制作平板车运至施工现场，与承台钢筋安装一起施工。

①承台内接地连接钢筋与桩基接地钢筋相互焊接连接，桩基接地钢筋用桩身通长钢筋代替。

②承台内连接钢筋与墩身接地钢筋和桩基接地钢筋焊接时均采用带垂直弯钩的两端直线段均不小于55mm（双面焊）或100mm（单面焊）长的φ16圆钢进行绑焊，钢筋焊接质量必须满足规范要求，焊渣要及时清理干净。

（6）墩身预埋钢筋

承台施工时要注意墩身钢筋的预埋，为确保墩身预埋钢筋的准确性，施工前先按墩身类型及预埋钢筋的布置型式，用∠75mm角钢焊接制作墩身钢筋预埋模型，施工时按模型尺寸进行设置，墩身钢筋与承台钢筋连接均采用焊接。

6.1.7承台模板安装

承台采用定型钢模，以钢管为加劲肋，人工或者吊机吊入基坑进行安装，根据承台的纵、横轴线及设计几何尺寸进行立模。

安装前在模板表面均匀涂刷脱模剂，保证拆模顺利且不破坏混凝土外观。

由于承台几何尺寸较大，模板上口采用对拉杆内拉并辅之方木支撑，模板与模板接缝处，采用海面条或双面胶带赌塞，防止漏浆。

安装模板保证支撑稳固，以保证模板在浇注混凝土过程中不致变形和移位，模板外侧采用10×10cm方木竖向紧贴模板外侧，以50cm间距布置。

横向用48mm直径钢管加固，分三道加固，间距为60cm。

斜撑采用带底托的钢管，每50cm间距一道。

示意图如下：

模板及支撑完成后，应对平面、高程位置进行检查，符合设计和规范要求后，报监理工程师检查合格后，方能浇注混凝土。

6.2承台混凝土施工

6.2.1混凝土浇筑

（1）混凝土浇筑采用2#搅拌站拌制混凝土，罐车运送混凝土。

承台混凝土一次浇筑完成。

混凝土浇筑按照从中间四周推进，并严格控制分层厚度，加强斜角部位混凝土振捣，保证振捣充分。

（2）凝土进入现场后应及时检测其坍落度，不符合要求时应退回搅拌站进行二次搅拌。

现场对每车混凝土的出站时间、入场时间、开始浇筑及持续时间等各时间段进行登记。

不满足要求的混凝土不得使用。

（3）混凝土自泵管口下落的自由倾落高度不得超过2m，若超过2m时采取加长软管和串筒方法。

（4）浇筑混凝土时应分段分层连续进行，浇筑层高度应根据混凝土供应能力，一次浇筑方量、混凝土初凝时间、结构特点、钢筋疏密综合考虑决定，一般为振捣器作用部分长度的1.25倍。

（5）砼的振捣采用插入式振捣器。

振捣时，每一个振点的振捣延续时间应以使砼密实为准，即表面呈现浮浆和砼不再下沉。

振捣时应快插慢拨，垂直插入，并插入下层尚未初凝的混凝土中50～100mm，使上下层充分结合，振捣棒尽量不要触及模板、钢筋、预埋管和各种预埋件，不得附着在模板和钢筋上振捣，防止影响模板的几何尺寸和混凝土与钢筋的牢固结合。

振动器插点的移动距离不宜大于其作用半径的1.5倍。

振动器距离模板不应大于其作用半径的1/2。

插点方式采用交错式。

（6）浇筑混凝土应连续进行。

如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。

间歇的最长时间应按凝结时间确定，超过初凝时间应按施工缝处理。

（7）浇筑混凝土时派专人观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑的混凝土初凝前修整完好。

（8）混凝土浇筑应避开雨天施工，若突遇降雨应用塑料薄膜及时覆盖进行保护。

（9）扩大基础最下层基础不得立模，满坑灌注混凝土，基础底部补块部分，期基坑应该采用不超挖满坑灌注混凝土，并不得与基础混凝土一次浇筑。

6.2.2承台养护

混凝土浇筑完毕1小时后，对混凝土进行保温、保湿养护，混凝土养护应按有关专业标准的规定及时采取有效的养护措施。

（1）自然养护时，混凝土浇筑完成后应立即进行覆盖，防止表面水分蒸发，暴露面混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后，再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。

混凝土自然养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，养护龄期符合表6.2.3-1要求。

表6.2.3-1不同混凝土保温保湿养护的最低期间

水胶比

大气潮湿（RH≥50%），无风，无阳光直射

大气干燥（20%≤RH＜50%）,有风，或阳光直射

大气极端干燥（RH＜20%），大风，大温差

日平均气温T（℃）

养护时间（d）

日平均气温T（℃）

养护时间（d）

日平均气温T（℃）

养护时间（d）

＞0.45

5≤T＜10

21

5≤T＜10

28

5≤T＜10

56

10≤T＜20

14

10≤T＜20

21

10≤T＜20

45

T≥20

10

T≥20

14

T≥20

35

≤0.45

5≤T＜10

14

5≤T＜10

21

5≤T＜10

45

10≤T＜20

10

10≤T＜20

14

10≤T＜20

35

T≥20

7

T≥20

10

T≥20

28

（2）混凝土养护包括一定的带模养护时间，混凝土带模养护时间，应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或通蒸汽等措施进行保湿、保温养护。

（3）混凝土去除表面覆盖物或拆模后，应对混凝土采用蓄水、浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护，也可在混凝土表面处于潮湿状态时，迅速采用麻布、草帘等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹，再用塑料布或帆布等将麻布、草帘等保湿材料包覆。

包覆期间，包覆物应完好无损，彼此搭接完整，内表面应具有凝结水珠，有条件地段应尽量延长混凝土的包覆时间。

（4）养护期间，养护水温与混凝土表面温度之差不得大于15℃。

（5）在暴晒、气温骤降等情况下，应采取保温措施防止混凝土表面温度受环境因素影响发生剧烈变化，养护期间混凝土的芯部与表面、表面与环境之间的温差不得超过20℃。

大体积混凝土施工之前应制定严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足设计要求。

（6）混凝土在冬期或夏期拆模后，