某大桥锁口钢管桩围堰施工方案Word文档格式.docx
《某大桥锁口钢管桩围堰施工方案Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某大桥锁口钢管桩围堰施工方案Word文档格式.docx(41页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
4.6工程试验
项目部中心试验室负责原材料及配合比试验,C30泵送混凝土采用掺粉煤灰的配合比设计,部分材料检测试验采用委外检测。
4.7承台总体施工方案
施工钻孔桩前填筑土围堰,将墩位处填高,变水中墩为陆地墩,钻孔桩按陆地桩基施工。
根据现场实际情况,由于墩位处地质情况较为良好,承台底标高以下为卵石,钢板桩因柔性较大,打入较为困难,因此拟采用锁口钢管桩围堰施工承台。
承台施工按大体积承台施工。
承台施工流程图4-1如下:
基础施工流程图4-1
4.8施工组织机构及职责分工
4.8.1施工组织机构
为了加强建设项目管理、全面履行合同、控制施工成本,确保工程建设工期、质量、安全、保护生态环境,全面实现建设目标,针对本标段工程项目特点,按照项目法施工组建项目队,配备精干力量,全面负责完成本合同段建设任务。
施工组织管理机构见图4-2。
项目队主要工程技术、管理人员、作业人员从公司内抽调具有丰富施工经验、技术能力强、综合素质高、参与过深水桥梁等工程施工的工程技术和管理人员、作业人员。
施工组织管理机构图4-2
4.8.2职责分工
(1)项目经理
项目经理是工程项目的被授权人,全面负责本工程项目的组织、实施、协调,管理和监控,负责工程项目的各种资源配置,确保管理体系在本工程项目上的持续有效运行。
项目经理是本工程项目的质量负责人,负责贯彻执行国家有关质量管理的方针、政策、法律、法规,负责和完善质量管理体系,确立本工程项目的质量目标,满足业主的质量要求。
项目经理是本工程项目的安全负责人,负责贯彻执行国家有关安全管理的方针、政策、法律、法规,负责建立健全安全生产保证体系,建立和完善安全生产责任制,积极开展各项安全生产活动,规划落实标准化工地建设,确保实现安全生产目标。
项目经理是本工程的工期责任人,负责组织制定施工进度计划,落实资源配置,确保本工程项目工期目标的实现。
项目经理负责本工程项目的环境保护及文明施工管理,组织制定环境保护及文明施工管理办法和实施细则,确保施工环境保护、水源保护及职工安全健康保护工作,积极推行文明标准工地建设。
(2)项目副经理
协助项目经理做好本项目的管理工作。
负责施工现场的生产管理,抓好施工中的质量、安全和现场管理工作,处理施工中出现的具体问题。
(3)总工程师
总工程师负责技术管理、工程质量、计量测试的指导工作,指导全体技术人员有效开展技术管理工作。
解决施工中的关键技术问题,组织制定质量通病的预防和纠正措施。
(4)工程技术部
负责本工程项目施工过程控制。
负责施工的调度指挥。
负责施工方案的落实,并解决施工遇到的技术难题。
(5)物资设备部
负责物资的计划申请,制定物资管理办法,验收进场物资并做好标识和记录,检查各施工队的材料消耗使用情况。
负责申请设备的采购供应及管理,制定设备管理办法,负责工程设备维修保养,检查各施工队的设备维修使用情况。
(6)质检、安全部
负责本工程项目的安全、质量管理工作规划,制定安全质量管理办法,负责制定安全质量工作目标、安全质量计划和实施方案,组织制定安全、质量保证措施,确保安全、质量目标的实现,制定安全质量检查制度,负责定期和日常的监督、检查,组织安全质量的检查评审,负责安全质量事故的调查和处理。
(7)工地试验室
负责原材料的检验,工程跟踪检测、试验等工作。
(8)综合办公室
负责项目的人力资源及其他日常管理工作,负责党政、文秘、宣传、接待以及协调等工作。
5、主要施工方案
5.1锁口钢管桩围堰施工
锁口钢管桩围堰平面内尺寸38.05m×
15.8m(已考虑施工偏差和承台施工的立模空间),钢管桩顶标高为116.93m(高出施工水位2m以上),打入软岩层深度不小于2m,钢管桩长14.19m,采用φ520mm×
8mm钢管桩,由于桩径较大,根据施工经验,桩径≥45cm时,桩尖不封闭有利桩下沉,故桩尖不采取桩靴封闭加强,而采取桩尖补强圈补强,即在桩尖钢管50cm处外侧焊接10mm厚钢板补强圈。
钢管桩插打采用60t振动打桩机。
5.2基坑出土
施工时考虑出土采用长臂挖掘机和钢丝绳抓斗出土,表层土采用挖掘机挖除,挖至土围堰顶5m以下时,改用抓斗出土。
详细施工方法和施工工艺见6.3节有关内容。
5.3封底砼施工
由于在低于承台底的地址存在卵石,存在涌水的可能,因此须进行封底,拟封底1.5m厚,采用高流动性C20砼。
一个承台封底面积为600㎡,封底体积约800m3,采用刚性导管法进行封底,详细施工方法和工艺见6.4节有关内容。
5.4承台施工
承台施工按大体积承台进行组织施工,详细内容见第6.6节有关内容。
6、主要施工方法和工艺
6.1钢管桩施工
6.1.1施工准备
钻孔桩施工完成后,撤离钻机,清理钻孔桩施工平台。
将钢管桩运到工地后,详细对其检查、丈量、分类、编号后,进行钢管桩锁口焊接,焊接先采用连续电焊后,再实施满焊,焊缝厚度不小于4mm,钢管桩锁口焊接加工完成后,对两侧锁口用两根2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜。
锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补等方法加以整修。
每根钢管桩长14.19m,分两节焊接,每节长度为12m和2.19m,工地焊接接长时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,并在桩端制作吊桩孔。
桩身内外侧及锁口阴阳头,均涂以黄油混合物油膏(重量配合比为:
黄油:
沥青:
干锯末:
干粘土=2:
2:
1),以减少插打时的摩阻力,并加强防渗性能。
钢管桩施打前,测量组放样定位,控制围堰各个边的钢管桩位置,定出围堰的角点。
6.2.2导向框的设置
为了精确控制钢管桩的打入后的平面位置,需设置导向框,导向框由导框桩与导框组成,均为I40工字钢。
导框桩水平间距为5m,导框桩高出土围堰平台顶面1m,打入土围堰顶面下5m深,桩长为6m。
为方便钢管桩能顺利插入导向框,两导框比520mm钢管桩大20mm,即每边各放大10mm,为540mm。
导框桩与导框连接采用焊接连接,焊缝高度不小于4mm。
导向框布置见附图5-5。
6.2.3钢管桩吊运和堆放
装卸钢管桩采用两点吊。
吊运方式采用单根起吊,并注意保护锁口阴阳头,以防止锁口变形。
管桩堆放在平坦加固的场地上,堆放前对场地进行压实处理。
在堆放时注意以下几点:
(1)堆放的顺序、位置、方向、和平面布置等应考虑到以后的施工方便;
(2)钢管桩要按型号、规格、长度、施工部分分别堆放,并在堆放处设置标牌说明;
(3)钢管桩应分层堆放,每层堆放数量一般不超过3根,各层间要垫枕木,垫木间距一般为3-4米,且上、下层垫木应在同一垂直线。
6.2.4钢管桩插打
(1)、打桩机械选择
根据设计地质和现场调查情况,打桩机械选择60T振动打桩机,该打桩机能够满足长度大的钢管桩的插打和拔除。
(2)、钢管桩施工
钢管桩打设:
先用吊车将钢管桩吊至插点处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一根即套上桩帽,轻轻加以锤击。
在打桩过程中,为保证钢管桩的垂直度,用两台经纬仪在无导向框限位两个方向加以控制。
为防止锁口中心线平面位移,在打桩进行方向的钢管桩锁口处设卡板,阻止管桩位移。
同时在导向框上预先算出每根管桩的位置,以便随时检查校正。
开始打设的一、二根钢管桩的位置和方向确保精确,以便起到样管导向作用,每打入1m应测量一次,打至预定深度后应立即用钢筋与导向框焊接固定。
钢管桩插打顺序:
由各边中部向两端插打钢管桩,分别在角桩处合拢。
打桩方式的选择。
根据现场实际情况和钢管桩的设计,选择单桩打入法,以一根钢管桩为一组,逐根插打,直至钢管桩插打完毕。
(3)、钢管桩施工质量标准。
钢管桩检验标准
序号
检验项目
允许偏差
检验方法
1
桩身垂直度
1%L(L为桩长)
用尺量
2
齿槽平直度及光滑度
无电焊渣或毛刺
用2-3m长的桩段作通过试验
3
桩长度
不小于设计长度
6.2.5钢管桩的拔除
钢管桩拔除采用60T振动拔桩机,拔桩时,先用振动锤将管桩锁口振活以减小土的阻力,然后边振边拔,振幅为10-20mm;
供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.2~2.0倍;
对引拔阻力较大的钢管桩,采用间歇振动的方法每次振动15min,振动锤连续工作不超过1.5h。
6.3基坑出土
6.3.1挖掘机挖土
围堰基坑上部5m以内的土采用挖掘机挖除,运输车运土至指定地点弃土。
6.3.2抓斗抓土
由于地面下至标高105m-106m处存在饱和卵石层,钢管桩打入后未采取进一步堵漏前,钢管之间渗水将会较多,故采用不排水抓土。
当挖掘机挖土至土围堰顶5m以下时,改用GSD80抓斗出土,该机械由斗体和主机两部分组成,主机为一台履带式起重机,抓斗容积为1.0m3,由于卵石及土体较为硬密,抓斗采用带掘齿的抓斗。
抓土从基坑中央向四周对称、均匀、逐步、分层抓土,为使抓斗能在基坑内靠边的位置偏抓土,在钢管桩顶面焊接数根钢筋挂钩,挂钩钢筋采用φ20圆钢制作,偏抓时,先将抓斗落至开挖面底,将抓土斗张开用的钢丝绳挂在钢管桩周边的钢筋挂钩上,然后将抓斗提升至一定高度后突然松下,再将钩子上的钢丝绳取下,收紧闭口用的钢丝绳,即可达到偏抓的目的。
见图6-1。
抓出的土放置在离基坑边5m以外的地方,再用汽车运输弃至指定地点,不得堆积于基坑边。
图6-1抓斗偏抓示意图
6.4封底砼施工
6.4.1灌注平台及导管布设
由于封底面积较大,一个主墩约为472.5m2,封底体积也较,约708m3,封底时分仓封底和设置大体积的中心集料斗。
灌注平台主梁为I40a工字钢,分配梁为I20a工字钢。
导管上料斗底部支撑做成方形,料斗连导管直接搁置在灌注平台上,注封底砼时共分36个灌注点,利用吊车分灌注点进行封底砼的灌注。
灌注平台及导管布置点见图6-3、6-4。
导管在布设时按按以下原则进行:
(1)、单根导管作用半径按4m考虑,布设导管布置点,导管作用范围覆盖整个混凝土浇筑区。
(2)、导管与围堰内壁保持一定距离,以利混凝土的均匀扩散。
采用单根导管同时来灌注封底砼,各配一个体积为2m3的料斗,共设8个导管布置点。
为减少首批砼的方量,对导管进行如下改装,导管底部焊接一个圆钢桶,采用4根φ20圆钢与钢桶、导管进行焊接,使钢桶与导管连接成一整体,钢筒直径为60cm,长度为1.0m。
封底砼灌注时,封底砼从钢桶上口溢出,从而解决了导管埋深的问题。
6.4.2首批砼方量的确定
首批混凝土方量计算式如图6-2所示:
图6-2首批混凝土方量计算图式
首批混凝土方量按以下公式计算:
V=h1×
(π×
d2)/4+hc×
D2)/4
式中:
D——导管底部钢桶直径,按0.6m考虑
d——导管直径
Hc——钢桶高度,按1.0m考虑(导管深入钢桶内0.7m)
h1——围堰内混凝土高度达到hc时导管内混凝土柱与管外水压平衡高度(m)
h1=hw×
ρw/ρc=hw/2.5(hw为围堰内水面至底部高度,ρw为水密度,ρc为砼密度)
经计算,首批砼约为1.1m3,故料斗采用2m3可行。
6.4.2封底砼的浇筑
采用刚性导管法浇注水下封底砼。
砼采用搅拌站集中搅拌供料,砼搅拌运输罐车运料至现场,在利用汽车泵泵送至料斗进行封底施工。
预计砼浇注时间8-10小时,水下砼采用C20高流动性自密实免振捣混凝土,配合比缓凝时间≥9小时。
砼封底顺序为1-1至1-4布置点、2-1至2-4布置点、3-1至3-4布置点、4-1至4-4布置点、5-1至5-4布置点、6-1至6-4布置点、7-1至7-4布置点、8-1至8-4布置点、9-1至9-4布置点依次灌注。
封底砼导管及支架平面布置图6-3
封底砼导管安装立面布置图6-4
6.5围堰内支撑施工
围堰封底砼完成且砼达到100%的强度后,进行围堰内支撑施工,为有利于承台及后续桥墩的施工,内支撑设置成斜撑形式,共两层,内支撑采用I56b工字钢,顶层支撑为单根工字钢,底层支撑为双工字钢,内支撑的安装的具体做法是首先焊接安装顶层支撑,再进行抽水,抽水至底节支撑处后,焊接安装底节支撑。
安装支撑时,随时观察钢管桩围堰的变化情况,当锁口不紧密漏水时,用棉絮、木条等在内侧嵌塞;
如出现渗水不能完全封堵时,在基坑四角设置四个集水坑,抽水机抽水,为承台施工提供干作业环境。
6.6承台施工
6.6.1承台钢筋、模板、砼施工
桩基检验合格后,即可进行承台施工,承台施工前,将封底砼表面清理干净并用砂浆找平。
承台钢筋在钢筋加工场统一加工,基底检查合格后,精确放样定位,钢筋现场绑扎,并预埋墩身钢筋及钢绞线。
严格按照规范要求进行布置和焊接,单面焊缝长度不小于10d(d为钢筋直径),焊缝高度不小于4mm,确保钢筋的施工质量。
承台模板采用大块钢模,6mm厚,模板纵、横向均缀以加强钢板,钢板厚度为6mm,纵横间距分别为40cm,模板分2~4块在现场拼装,螺栓联结。
承台模板后背加以竖向10#槽钢,布置间距为60cm,在承台顶部和中部、底部各设两根φ48mm横向钢管,钢管用蝶形卡通过φ16拉杆与承台内钢筋焊接,再在承台底部、中部和顶部均支持横向水平可调钢管,从而形成模板支撑体系。
承台砼浇筑直接采用混凝土泵车进行浇筑,按大体积砼施工工艺进行,其拌和、运输、浇筑、养护等均按高性能砼的标准要求进行。
为了减小砼表面温度裂纹,承台砼采用连续斜面薄层推移式浇筑方法浇筑,每层厚度控制在40cm以内,以充分利用砼层面散热。
承台砼拆模后,在拉杆眼处凿除10×
10×
5cm砼,割除拉杆,并用同标号C30砼封堵拉杆眼,以保证拉杆眼处的砼保护层厚度。
基坑及时用原土分层回填夯实。
6.6.2承台砼温度控制措施
墩承台为35m×
13.5m,高4m,单个承台砼方量为1980m3,属大体积砼,易出现温度应力裂缝,大体积砼之所以会出现温度应力裂缝,是因为砼内部温度和砼表面温度之差大于25℃。
因此,防止大体积砼出现温度应力裂缝应着重从降低砼内部温度和提高砼表面温度入手。
为了砼内早期水化热集中释放、削减砼温度峰值、减小温度梯度,从而避免砼的危害性收缩开裂,拟从以下几个方面进行大体积砼施工挖制。
6.6.2.1水泥品种的选用
选用低水化热水泥,经比较,采用田东县右江牌P42.5普通硅酸盐水泥。
6.6.2.2外加剂及混合材料
在砼中掺入高效减水剂,改善砼和易性,降低水灰比,以达到减少水泥用量,降低水化热的目的。
在大体积混凝土中掺用粉煤灰,以保持混凝土在降低混凝土、拌合水用量的情况下的流动性;
在相同施工条件、内外温差、配筋率的条件下,由于高掺量粉煤灰混凝土具有较小的弹性模量,使得最终由温度引起的约束应力变小。
同时,由于后期强度的增长,使得混凝土的抗拉强度也有较快的增长,这对限制混凝土的裂缝出现是有利的。
6.6.2.3原材料控制
(1)、细骨料选用细度模数较大的中、粗砂;
(2)、在满足泵送要求的前提下尽量增加石子粒径,且选用级配良好的石子;
(3)、严格控制粗、细骨料的含泥量;
(4)、对骨料喷冷水雾进行预冷,降底砼入模温度。
6.6.2.4优化浇筑工艺
浇筑砼时,采用薄层连续浇筑法,使水化热在浇筑时尽量多散发。
6.6.2.5布置冷却管和砼内部温度监控
6.6.2.5.1砼热工计算
混凝土的绝对升温:
Tn=(MC*Q)/c*ρ+Mf/50
不同龄期的混凝土绝对升温计算公式:
Tt=Tn(1-e-md)
Tn—混凝土的绝对升温(℃);
Td—在d龄期时砼的绝对升温(℃);
MC—每立方米水泥用量,查配合比取296Kg;
Q—每Kg水泥水化热量(KJ/Kg),377KJ/kg;
C—混凝土的比热,按0.97[(KJ/Kg*K)]计算;
ρ—混凝土的密度,取2400Kg/m3;
Mf—每立方米混凝土中粉煤灰用量,查配合比取60Kg
e—常数,为2.718;
d—龄期(天);
m—混凝土水化时的温升系数,按浇注温度25oC取;
计算水化热温升时m值
浇注温度(℃)
5
10
15
20
25
30
m
0.295
0.318
0.340
0.362
0.384
0.406
Tn=(296*377)/(0.97*2400)+60/50=47.1℃
T(3)=47.1*(1-e-2*0.384)=46.4℃(3天,浇注温度25℃)
砼内部温度计算,按下式计算:
Tmax=Tj+T(t)£
=25+46.4*0.74=59.3
式中Tmax:
砼内部中心温度(℃)
Tj:
砼浇筑温度(℃),取25℃
£
:
砼结构厚度的温降系数,按下表选取。
温降系数£
值
龄期(d)
6
9
12
18
21
24
27
0.60
0.79
0.78
0.77
0.70
0.51
0.42
0.35
0.30
则内外温度差为59.3-25=34.3℃>
25℃,需将砼中心温度降至50℃以下,
即砼内部温度需降低Δt=34.3-25=9.3℃,水温需升高Δt=50-25=25℃。
混凝土的水化反应在3~7d天最大,取3d(72h),进水管水温取25℃,根据热传导定律(c1m1Δt1=c2m2Δt2),冷却管的水流量a应满足:
4.2×
a×
72×
25≥0.97×
4851×
9.3
解得:
a≥5.8m3/h
其中:
c—比热,J/㎏•K,水为4.2J/㎏•K,混凝土取0.96J/㎏•K;
m—质量,t—混凝土质量取最大承台(35m×
13.5m×
4m)的质量4851t。
Δt—温度增量,℃。
6.6.2.5.2冷却管的布置
在距承台内布置四层冷却水管,冷却水管采用有一定强度、导热性能好、
耐锈蚀的薄壁电焊铝管制作,直径为60mm,冷却水管的进、出水口采取集中布置、统一管理,并标识清楚,潜水泵供水,由于浇筑砼后围堰内不便排水,故进水口高处出水口2m,出水口的水在水头压力下直接排入河中。
土围堰顶部放置一个6m3水箱,水箱接冷却管的进水口,在冷却管的每个出水口设置一阀门控制流量。
当混凝土浇注至该层散热管标高时,即通水散热,根据热工计算,按单根散热管流量按不小于3.8m3/h控制即可。
通水时间不小于12天。
冷却系统布置图6-5
冷却系统布置图6-6
6.6.2.5.3砼温度监控量测
为提供可靠的数据控制混凝土内外温差,考虑承台平面对称性,在承台平面1/4位置及对角线上布置温度传感器,用温度测定仪采集数据。
温度传感器布置见6.5.2.5所示。
采集的数据主要包括不同施工时段的入模温度、每个温度传感器处混凝土不同龄期温度、覆盖土工布内温度、外界气温、散热管进出水温度。
冷却管通水后前3天每2h测一次,3天后每4h测一次,每次量测均做好记录。
如砼内部温度较低或者内外温差小于15摄氏度时,可适当减小测量的频率。
根据广州地区的气候特点,冬季气温较高,因此砼在覆盖养护的情况下,只需考虑降低砼内部温度来调控砼温差,如温度过高,则加速散热的水流,确保砼内外温度差控制在25℃以内。
冷却系统(示意一根管进出水方向)布置图6-7
6.7砼养护
养护采用喷雾洒水并在砼表面覆盖保温保湿的土工布,不间断喷雾洒水进行养护,避免形成干湿循环,养护时间不少于56d。
养护期间砼强度未达到规定强度之前,不得承受外荷载。
当砼强度满足拆模要求,且芯部砼与表层砼之间的温差、表层砼与环境之间的温差均≯25℃时,方可拆模。
7.机械、仪器设备的配置
机械、仪器设备表表7.1-1
名称
规格(型号)
单位
数量
备注
抓斗
GSD80
台
振动打桩机
60t
套
轮胎式汽车吊
25t
4
运土车
20m3
8
卷扬机
1.5T
交直流电焊机
500A,600A
7
潜水泵
30m3
11
1台备用
砼罐车
8m3
钢筋加工机械
挖掘机
Pc200
混凝土泵机
空压机
W-3/5
13
全战仪
托普康尼康
DTM-352
14
水平仪
DSZ2
温度测定仪
个
8.质量保证措施
8.1原材料质量控制措施
原材料按技术质量要求由专人采购与管理,采购人员和施工人员之间对各种原材料有交接记录。
原材料进场后,对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收核查,并按有关标准的规定取样和复验。
经检验合格的原材料方可进场。
对于检验不合格的原材料,按有关规定清除出场。
原材料进场后,及时建立“原材料管理台账”,内容包括材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、“质量证明书”编号、“复试检验报告”编号、检验结果以及进货日期等。
“原材料管理台账”填写正确、真实、齐全。
水泥、矿物掺和料等采用散料仓分别存储。
袋装粉状材料在运输和存放期间用专用库房存放,不露天堆放。
粗骨料按