榆林洺河特大桥跨主河道水中墩施工方案在线文档.docx
《榆林洺河特大桥跨主河道水中墩施工方案在线文档.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《榆林洺河特大桥跨主河道水中墩施工方案在线文档.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
榆林洺河特大桥跨主河道水中墩施工方案在线文档
榆林洺河特大桥跨主河道水中墩施工方案
一、工程概况
新建石武客运专线（河北段）榆林洺河特大桥G1037～G1052#墩位于洺河河道内，全部采用钻孔灌注摩擦桩基础，桩直径为φ1.0m，桩长40m～50m，每墩8～12根钻孔桩，本施工段共计16座桥墩，钻孔桩146根。
洺河主河道地势平坦，日常流量为9690m3/s，常水位为56.7m，河水流速为4.82m/s，冲刷系数为1.16，其中主河道常水位水深2～3m，河道地层为粉砂、淤泥质黏土（河床腐败物）、砂土等，详细地质情况如图-1所示。
二、基础结构简介
跨河主墩采用群桩基础，承台为矩形承台，具体设计形式为3种：
1、G1038#墩群桩基为12根，平面尺寸为11m×8m，承台底标高为44.827m，承台基坑开挖深度为5.7m。
2、G1037、G1039～G1044#墩群桩基为10根，平面尺寸为10.4m×7.1m，承台底标高最深为46.425m，承台基坑开挖深度为4.4m。
3、G1045～G1052#墩群桩基为8根，平面尺寸为10.4m×5m，承台底标高最深为52.013m，承台基坑开挖深度为3.8m。
三、工程特点
跨河主墩均处于主河道内，根据往年水文资料，洺河在汛期泄洪量巨大，来势凶猛，因此结构基础在雨季汛期施工难度大，为确保顺利展开工程施工，基础施工前采用草袋围堰填土筑岛作为桩基础施工平台。
图-1地质剖面图
由于河床中砂、淤泥质黏土及粉土厚度达10m，根据开挖探坑观察，上层中沙透水性强，其下层为淤泥质黏土（为黑色河床腐败物，流动性和透水性极强）、粉土，透水性强，直立性差，遇水即形成流沙，造成缩孔或塌孔，因此钻孔桩施工采用护筒跟进施工工艺，护筒直径1.5m，每节1.5m，根据钻进中实际地质情况长度定为15～18m，逐节跟进，使护筒穿透易坍塌的淤泥质黏土和粉土层，确保钻孔桩成桩质量。
因主河道内承台开挖较深，承台施工则采用钢板桩围堰方案，以保障施工安全和工期要求。
四、施工方案
（一）草袋围堰的设计与施工
1、围堰的设计
（1）围堰顶标高的确定
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SDJ217-87
榆林洺河桥应属1级水工建筑物，其围堰为四级建筑物，草袋围堰设计标准按10年一遇高水位确定，安全超高为1.5米，根据实际情况综合考虑，草袋围堰的顶标高确定为58.2米。
（2）围堰断面结构设计
按照安全第一，便于施工，兼顾效益的原则，通过现场实测分析，为防止河水冲刷，围堰采用外环填编织草袋护面，中间填粘土的梯形断面形式。
围堰外侧筑成底宽12.5米，顶宽2米，高7米，外侧坡度为1：
1、内侧坡度为1：
0.5的草袋围堰，沿施工红线两侧一直堆围至大堤堤脚位置，单侧的长度为480米，由于迎水面冲刷比较剧烈，所以在围堰迎水面采用多层土装草袋固脚护坡。
洺河河床标高按提供的图纸标高并结合实测标高，将河床标高平均确定为51.2米（详见附图）。
2、围堰的施工
施工时先进行土围堰的施工，围堰施工总的思路是采用全封闭式施工，上下游围堰较长，采用“先辅以人工打设钢管脚手架定位，再施工两侧边坡面编织袋灌土，后填土筑堤闭气，最后筑高加固”。
首先测量队对围堰范围测量放样采用脚手架的钢管作为临时定位桩，定位后对围堰范围之内的河床进行清除，将河床内的杂物、树根、石块等尽量清除，以减少渗漏。
然后在施工红线内进行填土筑岛，筑岛高度为5m；筑岛完成后，再以人工打设钢管脚手架对围堰墙进行定位，在施工红线两侧堆码土装编织袋，修筑草袋围堰墙。
围堰施工时自两岸开始填筑至河中合拢，仅预留临时排水沟约10m宽，由于洺河水流量极不稳定，上游围堰施工完成之后立即施工围堰坡脚处的防护。
土源为两岸红线内取土，土袋采用人工填灌土，袋口用麻袋线或者细铁丝缝合，堆码土袋时要求上下左右互相错缝，上下层土袋应错开搭接，并尽可能堆码整齐。
人工装袋应使每个编织袋达到一定要求的饱满度，以确保土袋的稳定性。
（二）跨主河道桩基础护筒跟进施工
1、施工工艺流程
图-2钻孔桩施工工艺流程图
2、施工准备
钢护筒、振动锤、打桩架及导向架等施工材料和施工人员准备就绪，现场桩位及技术交底到位。
3、导向框架加工制作安装
导向框架采用四根Φ325*6mm螺旋钢管桩定位，钢管桩长度6m，框架采用20a工字钢焊接成“井”字型框架定位护筒，如图-3所示。
图-3导向框架制作安装图
4、底节护筒埋设
每节护筒长度为150cm，底节护筒底口外侧设加强圈，防止护筒底口受力卷曲，影响护筒下沉，如图-4所示。
依据放样桩位中心位置开挖护筒，开挖直径190cm，深度100cm，开挖完成后将护筒对中安装就位，四周用黏土分层夯实，夯实过程中应经常利用护桩校核调整护筒平面位置及垂直度，保证护筒中心偏位≤50mm，垂直度偏差小于1%。
图-4底节护筒加强箍构造图
5、护筒接长定位
护筒埋设定位后将次节护筒与底节护筒对接，对接中应注意护筒中线及垂直度校核，护筒对接前在底节护筒顶口沿圆周均匀焊接8块20*10*8mm钢板缀板进行定位，然后将次节护筒与之对接，中线及垂直度校核合格后沿圆周接口焊接密实，同时将缀板与上下节护筒焊接牢固，详见图-5。
焊接完成后应将焊渣清除干净，检查焊缝，对不合格焊缝进行补焊加强，防止在振动下沉过程中开焊，影响护筒下沉就位。
图-5护筒对接焊接
6、打桩架安装
打桩架采用八根20槽钢焊接成“十”字型，安装在护筒顶口，如图-6所示。
将护筒对应打桩架定位销处割眼，打桩架安装就位后用30mm直径销子将打桩架与护筒固定，防止振动过程中打桩架移位。
图-6打桩架安装图
7、护筒振动下沉
护筒采用90振动锤振动下沉，振动锤液压钳夹持在30mm钢板中心，开始振动下沉，下沉中应经常校核护筒中线和垂直度，发现偏差超限要及时进行纠正。
如图-7所示。
图-7护筒振动下沉
8、导向框架拆除
次节护筒顶口下沉至地面以上50cm时停止振动，拆除打桩架，焊接下一节护筒后继续振动下沉，直至护筒深入地面以下12m，然后拆除导向框架，拔出定位桩。
（三）钻孔桩施工
由于河床水位高，地质情况复杂，根据比选后采用护壁效果最好的正循环钻机进行钻进成孔。
护筒底以下为粉质粘土，钻进过程中应不断向孔内投入黏土块，增加泥浆比重，形成很好的护壁，保证钻进成孔质量。
1、钢筋笼安装
采用50t履带吊机一次性吊笼入孔就位，缩短成孔到灌注的时间间隔，确保不出现塌孔，钢筋笼安装严禁擦挂孔壁。
2、水下混凝土灌注
水下混凝土灌注采用正循环钻机灌注，罐车运输砼直接倾卸到料斗。
（四）承台施工
桩基砼强度满足桩检要求（最后一根桩龄期14d）后开挖承台，承台开挖前打设钢板桩围堰，承台开挖至设计高程后割除桩顶以上钢护筒，凿出桩头施工承台钢筋及混凝土。
（五）钢板桩围堰施工
1、钢板桩围堰尺寸
考虑承台施工空间，围堰净宽：
G1037、G1039～G1044号墩为13.3m×10.0m，G1038号墩为13.9m×10.9m，G1045～G1052为13.3m×7.9m，保证承台边至钢板桩围堰内壁最小距离为1m。
2、钢板桩整理
钢板桩运至工地后，应进行检查、分类、编号及登记。
锁口检查：
用一块长1.5m～2.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。
检查时用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行，见图-6。
凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别用冷弯、热敲（温度不超过800ºC～1000ºC）、焊补、锚补、割除或接长。
板桩长度不够不够时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开。
3、围笼设备制作
由于承台尺寸大，使用矩形钢板桩围堰尺寸为13.3m×10.0m，为保证钢板桩围堰准确定位，设上下两层导框。
围笼导框应在样台上套制样板后制作，做好后在样台上试拼。
导框材料采用型钢热弯，弯制时应使用尺寸经过样板核对的胎型，下料及试拼工作应精确，缀板连接螺栓栓孔在试拼时与导框孔一起套钻。
4、围笼安装
安装前对围笼位置进行准确的测量定位。
用一层导框做成围笼，打设定位桩，在定位桩上挂装导框。
5、插打钢板桩与合拢
围堰插打顺序从上游开始，在下游合拢，每边由一角插至另一角，见图-3所示。
插打钢板桩时要严格控制好桩的垂直度，尤其时第一根要从两个相互垂直方向同时控制，确保垂直不偏。
插打一块或几块桩稳定后即与导框进行联系。
图-3
6、水下混凝土浇筑
浇筑水下封底混凝土前搭设好灌注平台，布设导管，进行水下混凝土灌注，考虑到水下混凝土顶面的不平整性，水下混凝土顶面高程应比设计承台底低20cm左右，基坑清理干净后用砂浆找平至设计高程。
导管布置如图-4所示：
图-4
7、基坑清理及支撑体系施工
抽水至第一道支撑以下0.7m后及时进行第一道支撑施工，保证围堰稳定。
第一道支撑施工完毕并检验合格后继续抽水清理基坑至第二道支撑以下0.7m后及时进行第二道支撑施工，如此清理并支撑至基底。
8、钢板桩围堰抽水堵漏及桩头凿除
如遇锁口不密、个别桩入土不够及桩尖打裂打卷等情况时，仍有渗漏时，抽水发现后以板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中撒下大量炉渣与木屑或谷糠等随水夹带至漏缝处自行堵塞。
漏缝处较深时，也可将炉渣等装袋，到水下适当深度时逐渐到处炉渣堵漏。
封底混凝土达到设计强度后进行抽水并凿除桩头，清理桩头及基坑进行桩检。
9、钢筋绑扎及立模
桩检合格后进行承台钢筋绑扎，桥墩预埋钢筋与承台钢筋焊接牢固，准确定位，承台采用大块钢模板组拼浇筑。
10、混凝土浇筑
承台混凝土采用分层浇筑，混凝土连续浇筑注时布置两根串筒，串筒下口用软管转向，长度为5米左右，软管在承台顶部移动进行浇注。
浇注时分层厚度30～40cm，从上、下游向中间分层浇筑，在下层砼初凝前完成上层的浇筑。
上、下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。
砼浇筑用插入式振动器，移动距离不应超过振动器作用半径的1.5倍，插入下层砼5～10cm,每一处振动完成后应边振动边徐徐提出振动棒。
对每一振动部位，必须振动到该部位砼密实为止。
密实的标志时砼停止下沉，不再冒气泡，表面呈平坦、泛浆。
混凝土浇注完毕后，承台顶面混凝土应注意收浆。
混凝土初凝后及时进行养生，保证承台混凝土质量。
11、钢板桩拔除
承台拆模及桥墩施工完毕后可拔除钢板桩，拔除钢板桩前先割除内部支撑系统，拔除钢板桩有时阻力很大，一般是因桩尖卷口、锁口变形及水下混凝土对桩的粘结力所致，可采取以下措施以减小阻力：
1）、在钢板桩插打前，将钢板桩与水下混凝土的接触范围内涂以隔离层；
2）、采用振动附有液压装置打拔桩机拔桩，在有必要时加高压射水以减小摩阻力；
3）、略加锤击使钢板桩与水下混凝土脱离粘结；
4）、先拆除外导框，向围堰内注水，使围堰内水位高出堰外1m～1.5m，利用堰内压力抵消堰外挤压力使桩壁与水下混凝土脱离。
12、工艺流程
图-5工艺流程图
（六）墩身施工
跨主河道墩身采用汽车泵输送砼入模施工。
五、工程数量
G1037～G1052号墩草袋围堰工程数量
序号
材料名称
单位
计算式
数量
备注
1
草袋围堰
m3
（470*2+36）*7*7.25
49532.00
2
围堰填芯
m3
（480-21）*（18-3.5）*5
35572.50
G1037～G1049号墩钻孔桩护筒跟进工程数量
序号
材料名称
材料规格
单位
数量
单重（kg）
合重（kg）
备注
1
钢护筒
Φ1500*1500*8mm
节
1464
441.54
646412.4
共122根桩，每根桩18m护筒
2
工字钢
工32a，L=2700mm
根
24
142.3
3415.2
六套导向架
3
钢管
Φ325*6mm，L=6000mm
根
24
283.212
6797.088
六套导向架
4
槽钢
【20a，L=1900mm
根
24
43
1032
六套导向架
5
钢板
300*150*30mm
块
24
10.6
254.4
六套导向架
6
钢板
400*400*30mm
块
6.5
3.8
24.7
7
钢板
100*60*20mm
块
52
0.9
46.8
8
销子
Φ30mm，L=60mm
颗
26
3.3294
51.9
9
钢板
100*200*8mm
块
89544
1.3
116407.2
10
混凝土
C35水下混凝土
m³
2155
护筒内增加砼
11
振动锤
90型
台套
1
12
履带吊机
抚挖50t
台套
1
小计
kg
774441.69
七座1330×1000cm钢板桩围堰工程数量表
序号
材料名称
材料规格
单位
数量
单重（kg）
合重（kg）
1
钢板桩
ISP-Ⅳ型厚15.5㎜，L=1200cm
根
826
913.2
754303.2
2
工字钢
I45a，L=1285cm
根
56
1032.9
57844.3
3
工字钢
I45a，L=955cm
根
56
767.7
42989.4
4
工字钢
I45a，L=520cm
根
112
418.0
46815.6
5
混凝土
C25封底混凝土
m3
465.5
0.0
6
钢材合计
kg
901952.5
一座1390×1090cm钢板桩围堰工程数量表
序号
材料名称
材料规格
单位
数量
单重（kg）
合重（kg）
1
钢板桩
ISP-Ⅳ型厚15.5㎜，L=1200cm
根
126
913.2
115063.2
2
工字钢
I45a，L=1345cm
根
8
1081.2
8649.3
3
工字钢
I45a，L=1045cm
根
8
840.0
6720.1
4
工字钢
I45a，L=554cm
根
16
445.3
7125.2
5
混凝土
C25封底混凝土
m3
75.755
0.0
6
钢材合计
kg
137557.9
八座1330×790cm钢板桩围堰工程数量表
序号
材料名称
材料规格
单位
数量
单重（kg）
合重（kg）
1
钢板桩
ISP-Ⅳ型厚15.5㎜，L=1200cm
根
832
913.2
759782.4
2
工字钢
I45a，L=1330cm
根
64
1069.1
68422.9
3
工字钢
I45a，L=790cm
根
64
635.0
40642.2
4
工字钢
I45a，L=505cm
根
128
418.0
53503.6
5
混凝土
C25封底混凝土
m3
420.28
0.0
6
钢材合计
kg
922351.0
合计：
混凝土:
961.5m3
钢材:
1961.9t
六、施工安全技术保证措施
对每位施工人员讲安全课，讲安全操作规程和操作顺序和操作要领，所有施工人员考试合格后上岗，严禁酒后上岗、带病上岗。
1、排水后，如发生渗漏，及时加设支撑，增强围堰的整体刚度；同时在渗缝外侧撒大量的木屑或谷糠，由水夹带自行堵塞。
2、围堰前联系气象、水文单位，选择正常流速、无雨的白天进行，并向有河道管理部门办好河道占用手续，并在上下游配置巡逻人员，进行防护。
3、施工围堰时设置安全船并配备救生衣、救生圈、救生绳等安全设备，以防万一。
4、当六级以上大风时，停止工作。
5、施工过程中，按河道管理部门规定设置警示标志，并配有救生、消防及靠绑等设备。
6、所有施工设备均配置夜间照明装置。
7、当遇有雾天或暴雨使视线不清时，施工处均配备能产生强光、强声设备信号设备。
8、对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。
9、设专人负责日常检查和养护工作，在施工过程中设专人指挥，避免人多时乱指挥，出现安全事故。
10、拔桩时要先震动1～2分钟，再慢慢启动振动桩锤拔桩。
在有松动后再边震边拔，防止蛮干。
11、对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况，危及安全的要及时维修、更换。
12、水上作业操作人员必须穿救生衣，以防人员落水。
13、施工临时用电应遵循《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）及相关安全技术专项交底。
七、质量标准及质量控制要点
1、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。
2、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。
3、为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰。
4、在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。
5、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。
6、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。
7、同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保够用；
8、剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；
9、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；
10、在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m.
升级会员 