1、主桥承台设计为方形7.8 m×7.8m,高2.5m,承台埋深2.2m,水深4.5m,承台底面距河床面4.7m。承台施工采用两套钢板桩围堰,自11#墩、12#墩的左幅承台同时开始施工。 钢板桩采用拉森Ⅳ型,长13m。采用矩形结构。围堰为10.2×10.2m结构,具体祥见下图示1。
钻孔灌注桩施工完毕后,钻机退出工作平台,拔出钢护筒。人工配合浮吊将钢板桩逐片插入到指定位置,直至合拢。插桩时,准确控制桩位,尤其是承台的四个角处。桩应垂直,保证锁口能够结合紧密,不漏水。插打时应保证围堰的形状,不可忽进忽出,使其受力不合理。插桩完毕,经检测符合要求后,用浮吊垂直起吊30~40T振动锤,振动下沉。钢板桩在插打前,在锁口内涂以黄油、锯末等混合物,防止漏水。
2、钢板桩围堰施工完后,抽出围堰内积水,人工开挖围堰内土方,卷扬机垂直提升。开挖深度为承台底面以下80cm,后用c15砼封底。
3、凿除砼桩头,桩基检测合格后,恢复承台中心线,绑扎钢筋,立模板,浇筑承台砼。模板采用组合钢模板,外侧用10×10cm方木支承在围堰上,见下图2。 承台砼采用拌合站集中拌合,泵送入模,插入式振动器振捣。 二、主桥桥墩 1、模板
桥墩的模板采用钢模板厂加工的大块模板组拼而成,共分三节,每节长度分别为6m、4m和3m,每节模板由四大块模板组成:两个半圆模板,两片平模板。为保证模板安装时的刚度,模板的纵肋、环向的横肋及上下和左右相拼接处等主要部位采用槽钢,其它次要部位采用角钢加劲。
2、接长钢筋骨架和立模板
按施工图设计要求接长钢筋笼骨架,并将其有效地固定,请现场监理工程师检查验收合格并同意后,开始立模板。模板用人工配合吊车,分片吊装组拼就位,用螺栓连接。模板一次立至墩顶设计标高。
模板采用三种方法来固定:上拉、下挤、对拉
上拉:用预埋在承台四边的六根钢筋(φ20),用钢丝绳拉紧模板的上口,分六个位置拉紧,松紧用装在钢丝绳 上的花篮螺丝来控制,同时用它来调整模板的垂直度。
下挤:模板根部用预埋在承台上模板外侧的短钢筋头作支撑,用木楔楔紧。 对拉:模板的平直部分用φ16作拉筋,固定在前后两块模板的横肋上,按1m间距,梅花形布置。见下图3。 3、浇注砼
墩柱模板加固好后,仔细检查其中心位置、几何尺寸、垂直度等各项指标无误后报请现场理工程师对钢筋和模板一并检验,合格并同意后开始灌注砼。
墩柱砼一次浇注至墩顶设计标高,减少接头,提高砼的外观质量。砼用自动计量的强制式搅拌机拌和,泵送入模,插入式振动棒振捣。水平分层连续浇注至墩顶时,注意支座的预埋件位置,同时预埋好设计及施工中的各种铁件。 4、养生拆模
养生采用套塑料袋法,上下部位用绳子扎紧,定时加水,养生期内保证砼面始终湿润。
水中墩钢板桩围堰施工方案
2009-4-10 16:23:00 来源:环球网校 频道:结构工程师
一、设计概述桥址处水文资料
Q1%=4659m /s,H1%=5.004m,V1%=2.20m/s.该河道为Ⅲ级通航河道,线路法线与水流夹角为9.8°。通航净高为12m,净宽为120m,桥址处最高通航水位4.744m.该桥墩位于河道之中,墩位处水深9m多,桩径为2.3m,每个墩12根桩,桩间距4.6m,桩长65.5m.承台尺寸12.90m×17.5m×(5m+3m加台)。 地质资料:由上至下依次为淤泥质粉砂(9.553m)、淤泥质黏土(7.7m)、粗砂(6.2m)、全风化岩带(32.7m)、强风化岩带(6.0m)、弱分化岩带(10.3m)。 二、施工方案
1、方案比选备选方案主要有两种:钢套箱方案;钢板桩围堰方案。经比较,钢套箱方案钢材投入多、回收率低,下沉时设备及人员投入多,工序复杂;钢板桩围堰方案能够迅速展开施工,速度快,周期短,且支护材料可回收利用,经济性较钢套箱方案好,只是必须加强止水措施,所以选用钢板桩围堰方案。 2、总体方案大桥主墩深水基础采用钢板桩围堰进行支护施工,钢板桩采用拉森IV型钢板桩,长18m,钢板桩围堰范围15.9m×20.5m,比承台周边尺寸大1.5m.钢板桩周圈咬合紧密,有止水措施。围堰内侧四周圈采用双层工钢分上、中、下三层以围檩形式支护,顶层采用2I40工字钢,底下两层采用2I50工字钢,中间纵向支承采用外径300mm壁厚10mm圆钢管,按一定间距布置,四角采用工字钢2I30斜撑。为增强工钢围檩抗弯强度,在每根钢管两端用2I30型工钢作为斜撑加强。承台底面位于河床以上,围堰基底先用片石回填50cm,然后回填砂找平,基底采用C30混凝土封底,封底厚度50cm.抽水采用4台大功率抽水机,分层抽水,分层支护,周圈50cm以内设汇水渠、积水坑。承台施工分三次浇筑,按大体积砼考虑,钢板桩围堰内支撑同样分三次拆除。钢板桩施工采用一艘25t浮吊实施插打及拔除。
三、设计计算土的物理参数
1、根据钢板桩允许抵抗弯矩,计算板桩悬臂部分的最大允许跨度。 2、计算板桩墙上水土压力强度等于零的点离挖土面距离y,在y处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力与水压力之和。即: 钢板桩围堰施工方法
1、施工准备将钢板桩运到工地后,钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备,在打拔前一定要进行专门的检查,确保线路畅通,功能正常。且功率达到40KW以上,而夹板牙齿磨损不宜太多。
2、第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管桩,定位桩可利用水上施工平台四周的钢管。定位横梁延承台外侧四周,距承台边沿1.5处布置,也是钢板桩围堰的第一层围菱支护,采用2I40工字钢。定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。定位横梁安放在定位钢管四周侧,与钢管相连接,四角设两道2I30斜撑,斜撑与横梁呈45度夹角,采用焊接固结连接,然后安装纵向φ300内支承钢管,钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面,直接支撑在定位横梁上,钢管与横梁连接设一定的加劲块。
3、插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。 在插打过程中,加强测量工作,发现倾斜,及时调整,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,在整个钢板桩围堰施打过程中,开始时可插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置,到剩下最后一部分时,要先插后打,若合拢有误,用倒链或滑车组对拉,使之合拢。合拢后,再逐根打到设计深度,在用倒链或滑车组对拉时不要过猛,以防止合拢段缝隙过大。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实,以防漏水。
在施工过程中,钢板桩如需拼接时,两端钢板桩要对正,可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊,再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。
插打钢板桩要充分采取止水措施,以防钢板桩围堰大量漏水。 4、钢板桩围堰抽水及安装内支承安装内撑与抽水交替进行。
第一次抽水后水面达到第一层支承底4m以下即可安装第二层内支承。安装第二层内支承前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架,托架采用槽钢,安装托架一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。然后安装2I50工字钢内支承横梁及斜撑,最后安装纵向钢管支撑,安装方式同第一层内支承。 第二层内支承安装完成后,然后进行第二次抽水,接着进行第三层支护,最后进行第三次抽水,第三次抽水要全部将钢板桩围堰内的水抽干。
钢板桩围堰内抽水完成后,将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。 钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
5、钢板桩围堰封底将围堰内水抽完后,将定位钢管拔出,然后进行基底处理。
首先,由于承台底面悬空,先在围堰内基底抛填约30~50cm厚片石,然后回填一定量河砂找平基底面至承台底面下50cm,然后基底干封50cm厚C30砼。封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封砼隔离,以便将来钢板桩顺利拔除。
封底后标高不能高于承台底设计标高,封底砼顶面保证基本平整。 封底砼采用泵送,按一般砼施工进行。封底时由一边向另一边推进,但保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。
6、内支承拆除与拔桩水中大体积混凝土承台根据实际情况计划分三次浇筑,最底下5m分两次浇筑,顶上加台部分另再进行性一次浇筑。内支承依次分三次拆除。第一层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除底层内支承;第二层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除第二层内支承;最后一层承台施工全部完成后,拆除底层内支承,最后拔除钢板桩。
拔桩时,尽量使板桩下部与混凝土脱离,然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高1~2m,然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出。 质量控制及注意事项
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.
安全措施为确保施工中的安全,在进行钢板桩围堰施工时,必须将安全工作放在首位,预防为主
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、水上作业操作人员必须穿救生衣,以防人员落水。
6、在钢板桩围堰外围靠主航道侧一定位置需设置防撞装置,以保证船舶撞击围堰,造成安全事故。
水中墩钢板桩围堰施工方案 一、设计概述桥址处水文资料
Q1%=4659m /s,H1%=5.004m,V1%=2.20m/s.该河道为Ⅲ级通航河道,线路法线与水流夹角为9.8°。通航净高为12m,净宽为120m,桥址处最高通航水位4.744m.该桥墩位于河道之中,墩位处水深9m多,桩径为2.3m,每个墩12根桩,
桩间距4.6m,桩长65.5m.承台尺寸12.90m×17.5m×(5m+3m加台)。 地质资料:由上至下依次为淤泥质粉砂(9.553m)、淤泥质黏土(7.7m)、粗砂(6.2m)、全风化岩带(32.7m)、强风化岩带(6.0m)、弱分化岩带(10.3m
)。
二、施工方案
1、方案比选备选方案主要有两种:钢套箱方案;钢板桩围堰方案。经比较,钢套箱方案钢材投入多、回收率低,下沉时设备及人员投入多,工序复杂;钢板桩围堰方案能够迅速展开施工,速度快,周期短,且支护材料可回收利用,经济性较钢套箱方案好,只是必须加强止水措施,所以选用钢板桩围堰方案。 2、总体方案大桥主墩深水基础采用钢板桩围堰进行支护施工,钢板桩采用拉森IV型钢板桩,长18m,钢板桩围堰范围15.9m×20.5m,比承台周边尺寸大1.5m.钢板桩周圈咬合紧密,有止水措施。围堰内侧四周圈采用双层工钢分上、中、下三层以围檩形式支护,顶层采用2I40工字钢,底下两层采用2I50工字钢,中间纵向支承采用外径300mm壁厚10mm圆钢管,按一定间距布置,四角采用工字钢2I30斜撑。为增强工钢围檩抗弯强度,在每根钢管两端用2I30型工钢作为斜撑加强。承台底面位于河床以上,围堰基底先用片石回填50cm,然后回填砂找平,基底采用C30混凝土封底,封底厚度50cm.抽水采用4台大功率抽水机,分层抽水,分层支护,周圈50cm以内设汇水渠、积水坑。承台施工分三次浇筑,按大体积砼考虑,钢板桩围堰内支撑同样分三次拆除。钢板桩施工采用一艘25t浮吊实施插
打及拔除。
三、设计计算土的物理参数
1、根据钢板桩允许抵抗弯矩,计算板桩悬臂部分的最大允许跨度。 2、计算板桩墙上水土压力强度等于零的点离挖土面距离y,在y处板桩墙前
的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力与水压力之和。即:
钢板桩围堰施工方法
1、施工准备将钢板桩运到工地后,钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端
制作吊桩孔。 插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备,在打拔前一定要进行专门的检查,确保线路畅通,功能正常。且功率达到40KW以上,而
夹板牙齿磨损不宜太多。
2、第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管桩,定位桩可利用水上施工平台四周的钢管。定位横梁延承台外侧四周,距承台边沿1.5处布置,也是钢板桩围堰的第一层围菱支护,采用2I40工字钢。定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。定位横梁安放在定位钢管四周侧,与钢管相连接,四角设两道2I30斜撑,斜撑与横梁呈45度夹角,采用焊接固结连接,然后安装纵向φ300内支承钢管,钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面,直接支撑
在定位横梁上,钢管与横梁连接设一定的加劲块。 3、插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。 在插打过程中,加强测量工作,发现倾斜,及时调整,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,在整个钢板桩围堰施打过程中,开始时可插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置,到剩下最后一部分时,要先插后打,若合拢有误,用倒链或滑车组对拉,使之合拢。合拢后,再逐根打到设计深度,在用倒链或滑车组对拉时不要过猛,以防止合拢段缝隙过大。
在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实,以防漏水。 在施工过程中,钢板桩如需拼接时,两端钢板桩要对正,可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊,再焊接加强板。焊接时必须保
证焊接面平整且焊缝有足够厚度。
插打钢板桩要充分采取止水措施,以防钢板桩围堰大量漏水。 4、钢板桩围堰抽水及安装内支承安装内撑与抽水交替进行。
第一次抽水后水面达到第一层支承底4m以下即可安装第二层内支承。安装第二层内支承前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架,托架采用槽钢,安装托架一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。然后安装2I50工字钢内
支承横梁及斜撑,最后安装纵向钢管支撑,安装方式同第一层内支承。 第二层内支承安装完成后,然后进行第二次抽水,接着进行第三层支护,最
后进行第三次抽水,第三次抽水要全部将钢板桩围堰内的水抽干。 钢板桩围堰内抽水完成后,将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。
钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
5、钢板桩围堰封底将围堰内水抽完后,将定位钢管拔出,然后进行基底处
理。 首先,由于承台底面悬空,先在围堰内基底抛填约30~50cm厚片石,然后回填一定量河砂找平基底面至承台底面下50cm,然后基底干封50cm厚C30砼。封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封砼隔离,以便将来钢板
桩顺利拔除。
封底后标高不能高于承台底设计标高,封底砼顶面保证基本平整。 封底砼采用泵送,按一般砼施工进行。封底时由一边向另一边推进,但保证
连续、不间断、不留接缝、一次性完成。 6、内支承拆除与拔桩水中大体积混凝土承台根据实际情况计划分三次浇筑
,最底下5m分两次浇筑,顶上加台部分另再进行性一次浇筑。内支承依次分三次拆除。第一层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除底层内支承;第二层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除第二层内支承
;最后一层承台施工全部完成后,拆除底层内支承,最后拔除钢板桩。 拔桩时,尽量使板桩下部与混凝土脱离,然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高1~2m,然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出。
质量控制及注意事项
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.
安全措施为确保施工中的安全,在进行钢板桩围堰施工时,必须将安全工作
放在首位,预防为主 1、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。 2、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。
3、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。 4、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。
5、水上作业操作人员必须穿救生衣,以防人员落水。
6、在钢板桩围堰外围靠主航道侧一定位置需设置防撞装置,以保证船舶撞
击围堰,造成安全事故。
某特大桥系梁及承台施工技术方案 一、工程概况
(一)、总体及说明
某大桥是拟建XX高速公路上的一座特大型桥梁。桥型结构主跨采用100m变截面连续箱梁,跨堤孔采用50m变截面连续箱梁;一般引桥采用4―5孔一联的30米装配式预应力连续箱梁。该桥位于颍上县境内颍上闸上游约2公里处,该桥起点桩号为K36+355,终点桩号K37+685,路线全长1330m。 1、地形、地貌
本项目位于黄淮海平原南缘,地形平坦,为典型的堆积型地貌。路线所经区域属黄淮冲积平原,位于淮河冲积平原,地形起伏不大,地面高程为18~50米左右,由北向南渐高,其间发育有较多的岗间河流,河流断面呈V型,沿线处于二级阶地,地形岗坳起伏,其间分布有冲沟。 四、 系梁及承台施工方案 (一)、系梁的施工方法
墩柱高度超过7m时在桩基顶部设系梁,系梁与桩头相连接;施工时,首先是破
除桩头,待桩基检验合格后,将柱钢筋骨架与桩基预留筋连成一体,系梁钢筋与其一起绑扎,然后支立模板,浇注砼。 (二)、承台的施工方法
某特大桥承台分为滩涂区承台施工和水中承台施工。施工时具体施工方案如下:
(1)水中承台 ① 钢围堰施工
钢套箱施工分为制作、就位和下沉几个工序。 a、构造及制作 为拼装、拆卸、吊装的方便,钢套箱每节高4m,采用5mm簿钢板制成长2.5m、宽2 m的钢模板,多块钢模板拼成一节钢套箱。钢套箱的平面尺寸为30.5m×16m,高度为16m。模板四周采用∠100×100角架焊接作为骨架,中间用∠75×75×6角钢或[8槽钢焊成肋条,其间距可根据强度需要酌定。为便于拼装,模板间设5mm~8mm防水橡胶垫圈,用Φ22螺栓联结成型。
根据侧压力情况安装设计所需的纵、横支撑。支撑间距当钢套箱模板作为常备定型设备时,可按支撑之间最大弯矩相等的原则设置支撑;当把支撑作为常备构件或要求各层支撑的断面都相等时,可按各层支撑反力相等的规则设置,一般支撑间距不小于2.5m。
钢套箱的制作在工厂进行,按设计将模板制成后进行试拼,然后分组、编号、上油保护。所用橡胶防水垫圈和联结螺栓等设专箱存放,与套箱钢模一起运送工地待用。 资料下载
有底钢吊箱围堰在深水墩承台施工中的应用
【摘要】在深水墩承台施工过程中,采用有底钢吊箱围堰施工方案,达到快速、优质施工的目的,并通过使用该方案节省大量人工费、机械费、材料费,降低工程成本。
【关键词】有底钢吊箱围堰;深水墩承台;施工
一、概况
DIK37+117北浩龙江大桥作为黔桂线铁路扩能改造工程全线控制工程,具有施工难度大,施工工艺复杂,技术要求高,工期紧等特点。河床呈V字型,狭窄,表层岩层坚硬, 水中墩位置水深为25m。其承台底面处于施工水位以下8.0m。承台平面尺寸为11.5×10.5m。水中墩采取的施工工艺以及施工进展情况对该控制工程的各方面评价起到非常关键的作用,决定采用有底钢吊箱围堰施工方法代替常规无底钢围堰施工方法进行墩台施工。
通过对有底钢吊箱围堰施工方法和常规无底钢围堰施工方法进行认真分析与经济比较后得出:(1)常规无底钢围堰施工方法进行时必须进行水下爆破清平,确保钢围堰顺利下沉就位;(2)深水区围堰下沉过程的起重荷载相当大,不利施工和控制;(3)加大工程成本加大,施工难度加大,工程进展慢。采用有底钢吊箱围堰方法进行深水高承台施工更具灵活性和适应性。达到减少水下工程量、降低施工难度、降低工程成本,缩短工期的目的。 二、施工工艺
根据施工水位情况及施工工期要求,在码头岸上钢结构加工场地,分块预先加工好钢吊箱的侧模和底模,桥墩桩基混凝土浇注完成后,浮吊配合,拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接[22槽钢,在桩基钢护筒上测量放样,利用桩基钢护筒,设置钢吊箱临时拼装平台和钢吊箱下沉受力架,汽吊岸上配合,船舶运输钢吊箱的底模,侧模加工件至拼装平台处。浮吊配合,在临时拼装平台上,安装钢吊箱的底模,侧模和抗浮拉杆,贝蕾梁架内撑,手拉葫芦等,由统一指挥人员进行指挥,下沉钢吊箱至规定标高后,锁抗浮拉杆,对桩基钢护筒与钢吊箱之间的间隙密封处理,用垂直导管法浇注水下混凝土,强度达到要求后,对吊箱内抽干水,对抗浮拉杆,主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒进行焊接,力系转换完成后割除钢护筒。凿除桩头,绑扎承台钢筋,浇注承台混凝土。
(一)钢吊箱模板的制作及加工
在码头岸上钢结构加工场地,采用型钢、角钢、钢板焊接,分块加工钢吊箱的底模和侧模。 1.侧模。侧模面板采用8mm厚钢板,竖向主梁采用I25b工字钢,工字钢之间间距为80cm,侧模横向次梁采用[16槽钢,间距50cm,侧模共12块,重约60t。
2.底模。底模面板采用8mm厚钢板,底模主梁采用I36工字钢,工字钢之间间距为150cm,次梁采用[10槽钢,间距50cm,底模共6块,重约30t。
3.在底模和侧模上焊接好各种吊耳,支撑连接,为钢吊箱的后续施工做好准备。 (二)拆除部分钻孔平台,在桩基钢护筒上焊接钢牛腿,设方形孔 1.桩基施工完成后,拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接[22槽钢。测量放样好承台底面,吊箱底面,承台顶面,吊箱顶面等标高及中线。
2.在桩基钢护筒距离水面0。8m处及水下钢吊箱底模下沉就位处,在桩基钢护筒上焊接钢牛腿,作为拼装钢吊箱临时拼装平台的支点及钢吊箱下沉就位时的受力点。在钢护筒上设方形孔,加焊钢板和型钢,形成受力点。
(三)在桩基钢护筒处安装钢吊箱临时拼装平台
1.汽吊配合,由船舶运输现场拼装钢吊箱临时支承平台的I22b工字钢至墩位处。
2.浮吊配合,安装临时支承平台的纵横I22b工字钢,构成墩位处拼装钢吊箱的临时支承平台。 (四)钢吊箱底模的拼装,安装工字钢受力架、抗浮抗拉杆
1.汽吊配合,由船舶运输钢吊箱的底模共6块运至临时支承平台处。
2.浮吊配合,在临时支承平台上,把钢吊箱底模分块安装就位后,对底模拼接缝处焊接,把底模连成整体。
3.在每个桩基钢护筒上开方形孔,加焊钢板加固,安装I36b工字钢纵横主梁及手拉葫芦,与钢吊箱底模主梁I36b工字钢的吊耳连接拉紧,作为钢吊箱下沉时的承重结构。在底模工字钢骨架上焊接由两根[20槽钢拼焊组成的抗浮抗拉杆。
4.吊箱底止水采用半月型钢板在吊箱内封堵。
(五)安装钢吊箱侧模、贝雷梁桁架内撑
1.汽吊配合,由船舶运输钢吊箱的侧模模板至临时支承平台处。
2.浮吊配合,在临时支承平台上,把钢吊箱侧模分块安装,安装时利用外侧Φ70钢护筒支承桩与侧模进行临时连接,防止侧模倾倒,使侧模分块安装就位,拧紧连接螺栓,把侧模连成整体。 3.模板接缝止水采用2cm厚软橡胶条。
4.为防止钢吊箱下沉时侧模因为水压力和水的冲击力而变形扭曲,保证钢吊箱的安全,在钢吊箱内部安装贝雷梁桁架作为内撑,防止钢吊箱在后续施工过程中产生变形扭曲。 (六)转换受力体系并提升钢吊箱,拆除临时拼装平台。
1.由统一指挥人员进行指挥,所有手拉葫芦同时拉紧起吊钢吊箱,使之脱离临时支承平台0。2米,进行力系的转换。注意利用钻孔平台的Φ70钢护筒支承桩,做好支撑,严格控制倾斜、扭转、偏移。
2.浮吊配合,拆除临时拼装平台上的22b工字钢,割除钢牛腿。 (七)钢吊箱下沉
(上接第190页)1.由统一指挥人员进行指挥,所有手拉葫芦同时松动,使钢吊箱缓慢均匀下沉入水中。在钢吊箱沉入水中的过程中,严格控制其倾斜、扭转、偏移。技术人员注意使用全站仪和水准仪进行监控,严格控制钢吊箱的垂直度。
2.下沉分三阶段,每一阶段到规定标高时,使用全站仪和水准仪进行测量,检查钢吊箱的中线和标高,使钢吊箱的中线和标高满足设计和规范要求。用类似的方法,直至钢吊箱底模置于水下桩基钢护筒的钢牛腿上,满足封底混凝土的厚度和承台的设计标高要求。 (八)锁定抗浮抗拉杆,进行力系的转换,密封处理钢护筒的间隙
钢吊箱就位后,把槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒通过型钢焊接,拆除手拉葫芦,进行力系的转换。槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒及钢吊箱底模主肋I36工字钢构成了钢吊箱后续的承重结构。 (九)水下封底混凝土的浇注
1.在浇注水下封底混凝土前,对底模与桩基钢护筒之间约10cm 的间隙,用预先准备好的钢圈焊接,加焊角钢加固,做密封处理。
2.采用垂直导管法一次浇筑完成水下封底混凝土,在桩基与桩基正中间布置浇筑点。浇注厚度1.0m,边浇筑时边进行观测,判别各浇筑点是否达到浇筑标高。封底过程中吊箱内、外设连通孔,保持内、外水头基本一致,减少因吊箱内壁水头升高对底板增加的荷重和对侧模增加内压力。 (十)抽干水,抗浮抗拉杆、主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒焊接,力系转换完成后割除钢护筒
1.钢吊箱水下封底混凝土强度达到要求后,对钢吊箱内抽干水,把槽钢抗浮抗拉杆与桩基钢护筒用槽钢加强焊接连接,为再度转换力系做好准备。
2.割除封底混凝土顶面以上部分的抗浮抗拉杆及钢护筒,进行力系的转换。
钢吊箱封底后,进行力系转换,凿开护筒四周部分混凝土,把底板纵、横主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒用3cm厚L形钢板焊接,保证钢吊箱的抗浮和承载能力。力系转换完成后,再切割钢护筒、抗浮抗拉杆。
(十一)凿除桩头,绑扎承台钢筋,浇注承台混凝土
凿除桩头浮浆,并清理干净。绑扎承台钢筋,桩身的钢筋伸入承台中,与承台钢筋连成一体,浇注承台混凝土。 三、结论
通过使用有底钢吊箱围堰工艺进行深水墩高承台施工,给整个桥施工带来深远的影响,相比传统的无底钢围堰施工更显灵活、操作简单和施工快捷。大大提高了生产效率,大大减少水下工作量,降低了水下施工难度,在施工中可节约大量人工费、机械费、材料费,获得很好的经济效益,在深水墩台施工中是一种极有推广价值的工艺。 来源:中国论文下载中心 网站更新:小华
一、设计概述桥址处水文资料
Q1%=4659m /s,H1%=5.004m,V1%=2.20m/s.该河道为Ⅲ级通航河道,线路法线与水流夹角为9.8°。通航净高为12m,净宽为120m,桥址处最高通航水位4.744m.该桥墩位于河道之中,墩位处水深9m多,桩径为2.3m,每个墩12根桩,桩间距4.6m,桩长65.5m.承台尺寸12.90m×17.5m×(5m+3m加台)。
地质资料:由上至下依次为淤泥质粉砂(9.553m)、淤泥质黏土(7.7m)、粗砂(6.2m)、全风化岩带(32.7m)、强风化岩带(6.0m)、弱分化岩带(10.3m)。
二、施工方案
1、方案比选备选方案主要有两种:钢套箱方案;钢板桩围堰方案。经比较,钢套箱方案钢材投入多、回收率低,下沉时设备及人员投入多,工序复杂;钢板桩围堰方案能够迅速展开施工,速度快,周期短,且支护材料可回收利用,经济性较钢套箱方案好,只是必须加强止水措施,所以选用钢板桩围堰方案。 2、总体方案大桥主墩深水基础采用钢板桩围堰进行支护施工,钢板桩采用拉森IV型钢板桩,长18m,钢板桩围堰范围15.9m×20.5m,比承台周边尺寸大1.5m.钢板桩周圈咬合紧密,有止水措施。围堰内侧四周圈采用双层工钢分上、中、下三层以围檩形式支护,顶层采用2I40工字钢,底下两层采用2I50工字钢,中间纵向支承采用外径300mm壁厚10mm圆钢管,按一定间距布置,四角采用工字钢2I30斜撑。为增强工钢围檩抗弯强度,在每根钢管两端用2I30型工钢作为斜撑加强。承台底面位于河床以上,围堰基底先用片石回填50cm,然后回填砂找平,基底采用C30混凝土封底,封底厚度50cm.抽水采用4台大功率抽水机,分层抽水,分层支护,周圈50cm以内设汇水渠、积水坑。承台施工分三次浇筑,按大体积砼考虑,钢板桩围堰内支撑同样分三次拆除。钢板桩施工采用一艘25t浮吊实施插打及拔除。
水中墩钢板桩围堰施工方案(二)
责任编辑:中国注册岩土工程师考试中心 2008/9/8 收藏本页 网络辅导课程
三、设计计算土的物理参数
1、根据钢板桩允许抵抗弯矩,计算板桩悬臂部分的最大允许跨度。
2、计算板桩墙上水土压力强度等于零的点离挖土面距离y,在y处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力与水压力之和。即: 钢板桩围堰施工方法
1、施工准备将钢板桩运到工地后,钢板桩在拼组前必须对其进行检查、丈量、分类、编号,同时对两侧锁口用一块同型号长2~3m的短桩作通过试验,以2~3人拉动通过为宜,或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷,采用冷弯,热敲(温度不超过800~1000℃),焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等,接长焊接时,用坚固夹具夹平,以免变形,在焊接时,先对焊,再焊接加固板,对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备,在打拔前一定要进行专门的检查,确保线路畅通,功能正常。且功率达到40KW以上,而夹板牙齿磨损不宜太多。
2、第一层支承设置在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。定位桩采用钢管桩,定位桩可利用水上施工平台四周的钢管。定位横梁延承台外侧四周,距承台边沿1.5处布置,也是钢板桩围堰的第一层围菱支护,采用2I40工字钢。定位横梁的位置须严格遵照设定的标高布置。定位横梁安放在定位钢管四周侧,与钢管相连接,四角设两道2I30斜撑,斜撑与横梁呈45度夹角,采用焊接固结连接,然后安装纵向φ300内支承钢管,钢管支承两端头处加焊钢板作为支承面,直接支撑在定位横梁上,钢管与横梁连接设一定的加劲块。
3、插打钢板桩在第一层定位支承安装完成后即可进行插打钢板桩施工。 在插打过程中,加强测量工作,发现倾斜,及时调整,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,在整个钢板桩围堰施打过程中,开始时可插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置,到剩下最后一部分时,要先插后打,若合拢有误,用倒链或滑车组对拉,使之合拢。合拢后,再逐根打到设计深度,在用倒链或滑车组对拉时不要过猛,以防止合拢段缝隙过大。在整个钢板桩插打过程中必须保证合拢密实,以防漏水。
在施工过程中,钢板桩如需拼接时,两端钢板桩要对正,可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊,再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。
插打钢板桩要充分采取止水措施,以防钢板桩围堰大量漏水。 4、钢板桩围堰抽水及安装内支承安装内撑与抽水交替进行。
第一次抽水后水面达到第一层支承底4m以下即可安装第二层内支承。安装第二层内支承前先按确定的标高位置在钢板桩内壁焊上三角托架,托架采用槽钢,安装托架一定要采取措施保证顶面位于同一水平面上。然后安装2I50工字钢内支承横梁及斜撑,最后安装纵向钢管支撑,安装方式同第一层内支承。
第二层内支承安装完成后,然后进行第二次抽水,接着进行第三层支护,最后进行第三次抽水,第三次抽水要全部将钢板桩围堰内的水抽干。
钢板桩围堰内抽水完成后,将露出承台底面部分的钢护筒全部切割拆除。 钢板桩围堰抽水过程中要加强钢板桩的止水堵漏措施。
5、钢板桩围堰封底将围堰内水抽完后,将定位钢管拔出,然后进行基底处理。
首先,由于承台底面悬空,先在围堰内基底抛填约30~50cm厚片石,然后
回填一定量河砂找平基底面至承台底面下50cm,然后基底干封50cm厚C30砼。封底前在底部钢板桩四周用编织袋或土工布将钢板桩与封砼隔离,以便将来钢板桩顺利拔除。
封底后标高不能高于承台底设计标高,封底砼顶面保证基本平整。
封底砼采用泵送,按一般砼施工进行。封底时由一边向另一边推进,但保证连续、不间断、不留接缝、一次性完成。
6、内支承拆除与拔桩水中大体积混凝土承台根据实际情况计划分三次浇筑,最底下5m分两次浇筑,顶上加台部分另再进行性一次浇筑。内支承依次分三次拆除。第一层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除底层内支承;第二层承台浇筑完成后,在承台与钢板桩间回填沙,然后拆除第二层内支承;最后一层承台施工全部完成后,拆除底层内支承,最后拔除钢板桩。
拔桩时,尽量使板桩下部与混凝土脱离,然后再进行拔桩。先略锤击振动各拔高1~2m,然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m,使其松动后,再挨次拔除,对桩尖打卷及锁口变形的桩,可加大拔桩设备的能力,将相邻的桩一齐拔出。 (考试大岩土工程师)转贴于:中国注册岩土工程师考试中心 上一篇文章:工程量清单招标方法及其特点
钢围堰在桥梁水下承台施工中的应用
2008-7-24 15:19:00 来源: 土木工程网 添加人: [我来说两句] [字号:大 中 小]
核心提示:围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围结构。围堰一般分自浮式和吊装式两种,是一种省工省时较为先进的施工工艺,在交通、水利、港口等工程中广泛应用。
钢围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围结构。围堰一般分自浮式和吊装式两种,是一种省工省时较为先进的施工工艺,在交通、水利、港口等工程中广泛应用。
江苏省射阳县城区大城桥在拓宽改造施工中,按照业主和设计要求,承台必须在正常水位以下,为了保证承台在水下施工质量,采取了两种方案的比较:一是利用传统的方法,在建筑物的上、下游各筑一道拦河土坝,排除坝内部分积水,这一方法在城区施工,除了动土方量大以外,资金投入也相当多,同时影响河道的正常排水。二是采用钢围堰施工。 1.钢围堰的设计与计算 (1)钢围堰几何尺寸
围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸,各边再加上0.6~0.8m的操作宽度,高度依据水深,并考虑0.5m的超高和入土深度不小于0.5m确定。该工程的地质资料表明,围堰底的土层为粉砂土,该工程取0.7m的入土深度。
(2)钢围堰的计算
钢围堰在运行期所受的外力,除了堰内外水位差产生的外力,还有堰内填料产生的外力,它是同水位差产生的力方向相反,结构计算时要分别进行,结构计算方法参照《水工钢结构》。 2.钢围堰的安装
钢围堰在场外加工结束后,需进行现场吊装就位,就位之前要清除水下的建筑垃圾及其他杂物,整平地基槽,以利于围堰平稳均衡下沉,使承台四周的施工空间达到均衡。围堰的下沉,一是靠其自重,二是靠外力,即在围堰顶上加载,
保证围堰有足够的外力来协助其下沉到位。具体方法是在围堰上口加上横担,利用手拉葫芦上头扣于横担,下头与桩头上的钢筋相连,依据各位置下沉的速度,不断地调整各葫芦链索的长度。 3.围堰内的填料施工 围堰就位结束后,要在其内填入一定高度的土料和滤层,填入的土料一般以粉质黏土为宜,它相对于黏土较易破碎,倒入水中后不会产生多少空隙,有条件的还可以对土略加夯实,这样对防渗是极为有利的,在土料填完平整后,在其上加30cm厚的黄砂,最后填入30cm厚的碎石。土料填筑顶面的高程根据承台底立模的高度确定。在填料过程中,若围内水位上升太高,应及时排除,以减少水位差,避免引起反穿孔,在整个滤层填完后,才可减低堰内水位,否则也有可能引起穿孔。在承台的施工过程中,仍要配置水泵进行渗水排除,水泵的选择根据渗流量来决定。本工程选用的是4英寸混流泵两台。 4.钢围堰的拆除
承台浇筑后,根据气温使承台承载力达到承载自重,即可拆卸,拆卸时为减少摩擦力,先用高压泵将围堰内外侧土冲动,再用吊装工具,将围堰吊起,移出现场即可。
高压旋喷桩在深水低桩承台施工中的应用
作者:刘 俊
高压旋喷桩在深水低桩承台施工中的应用 中铁大桥局四公司 刘 俊
摘要:介绍蚌埠朝阳路淮河公路大桥水中主墩在硬性粘土和砂层、亚砂土层中,利用单壁钢围堰结合高压旋喷桩成功地完成了深水低桩承台施工,使高压旋喷桩应用范围得到了进一步发展,也创造了深水低桩承台施工新工法,是项值得推广和应用的新技术。
关键词:旋喷桩 低桩承台 应用 1、 前言
深水低桩承台施工常规方法一般采用单、双壁钢围堰下沉到标高后进行砼封底施工,而针对蚌埠朝阳路淮河公路大桥主墩河床表层地质为硬性粘土,而承台底座落在砂层和亚砂土透水层中,若使围堰下沉到设计标高就显得复杂且困难。结合岸上堤防用高压旋喷桩不仅止水、而且可支护的原理,大胆应用到深水中,使围堰与高压旋喷桩有机地结合,不仅解决了围堰下沉穿过较厚坚硬性粘土层的难度,同时也克服了承台开挖到砂层、亚砂土层中止水、支护的难题。本文着重介绍高压旋喷桩垂直帷幕止水、支护在深水低桩承台施工中的应用。 2、工程概况
蚌埠朝阳路淮河公路大桥是跨越淮河的一座公路特大桥,全长1730m,双线四车道,主跨采用140m预应力钢筋砼连续刚构,主墩位于淮河之中,基础采用14φ2.0m钻孔嵌岩柱桩,低桩承台,施工水深4~6m,其结构形式如图一所示。
(1)、工程地质
该墩地质从河床面由上而下依次为:
(a)、坚硬性粘土层:承载力260Kpa,层厚2~4m,极限摩阻力60Kpa。
(b)、亚砂土、砂层:围堰2/3周长处为砂层,其承载力80Kpa。层厚2.2m。其余为亚砂土层,呈软塑状态,平均厚1.5m,标贯13击,承载力180Kpa。
(c)、硬塑亚粘土层:平均厚5.75m,标贯13击,承载力220Kpa。 (d)、以下为亚砂土层和岩层。 具体地质布置如图一所示 (2)、地下水
主墩处在淮河水中,所揭露的粘性土均为不透水土层,只有砂层、亚砂土层为透水层,该透水层与淮河水构成互补关系。 2、 施工方案 (1)、围堰选用
围堰采用底节双壁钢围堰,其余为单壁钢围堰,直径φ外=26.6m,内径为25m,高16m,自重237t。考虑围堰自重轻,采用内取土加压重法克服外侧巨大的摩阻力下沉围堰比较困难。根据地质围堰施工采取下沉1.5m~2.0m,然后采用高压旋喷桩垂直帷幕支护、止水,进行承台施工。 (2)、高压旋喷桩设计 ①、 桩的布设
根据设计,沿围堰外侧亚砂土层区域布设两排桩,砂层区域布设三排桩,桩距围堰边0.1m,桩间距为501mm,桩长9.0m,桩径0.7m,桩尖进入硬塑亚粘土中大于1m,具体布设见图二,计算模型见图三、四。 经过计算,其受力均符合要求。 ②、 高压旋喷桩施工机理
钻机采用XPZ-50型单管高压旋喷桩,BWT100/30高压注浆泵机,当钻机钻到设计标高后,用高压旋喷机把安有水平喷嘴的注浆管下到孔底,利用高压设备使喷嘴以20Mpa的压力把浆液喷射出去,冲击切割土体,并与土体搅拌混合,随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱体桩体,浆与土体经过一系列的物理化学反应,固结成桩,从而达到支护、止水的作用。 ③、 设计要求
高压旋喷桩帷幕部位砂层、亚砂层土渗透系数K≤1x10-7㎝/s,桩体抗压强度取3Mpa。
4、施工工艺流程 (1)、工艺流程
钻机就位→引孔(扩孔)到设计标高→封堵垂向喷嘴→搅浆→由下向上旋喷作业到设计顶→冲洗→移位。 (2)、施工顺序
先打试桩2~3根,了解施工工艺及旋喷效果,最后确定施工参数。再进行旋喷桩的施工,施工时应先施工内排桩,后施工外排桩,为确保桩与桩间能很好地咬合,宜采用打一跳一法,且间隔时间应大于36小时。 (3)、施工参数选择 泵压:20Mpa
喷嘴直径及数量:2.3mmx1~2.4mmx1 流量:37~40L/min
钻杆升速:粘性土30㎝/min 砂性土15㎝/min 钻杆转速:粘性土30r/min 砂性土15r/min 水灰比:1.1~1.2
水泥:普32.5,每米水泥用量125Kg/m
附加剂:氯化钠1.5%,三乙醇胺0.03%或水玻璃1.5%,水玻璃模数2.4~3.4,浓度30~40波美度。
注意:三乙醇胺与水玻璃不能共同使用,否则会发生化学反应。 5、小结
2001年8月~9月在蚌埠朝阳路淮河公路大桥主墩上首次使用并取得了良好的效果,通过承台开挖来看,支护、止水均达到设计要求,承台开挖由一般的水中取土变为人工挖土,不仅大大节约了时间(5000m3土仅用了15天),而且解决了围堰在坚硬性粘土层下沉的难点,在以后同类型结构施工中,围堰设计尚可优化,以便创造更好的经济效益,是一项值得推广的新技术。但美中不足之处,在于旋喷桩施工中,桩的垂直度精度必须控制在1‰以内,引孔孔位误差小于5cm,才能保证桩间的咬合,否则会引起渗水,给施工控制带来难度。 参考文献:
1、 实用桩基工程手册 史佩栋主编 中国建筑工业出版社 1999.5版
2、 深基坑支护设计与施工 余志成 施文华编著 中国建筑工业出版社 2000.6版
3、 建筑结构静力计算手册 中国建筑工业出版社 1999.6版
钢围堰在桥梁水下承台施工中的应用
简介: 钢围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围结构。围堰一般分自浮式和吊装式两种,是一种省工省时较为先进的施工工艺,在交通、水利、港口等工程中广泛应用。 关键字: 钢围堰 桥梁 水下承台 钢围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围
简介: 钢围堰是一种利用多种形状钢材组合而成的无盖无底的框围结构。围堰一般分自浮式和吊装式两种,是一种省工省时较为先进的施工工艺,在交通、水利、港口等工程中广泛应用。 关键字:钢围堰 桥梁 水下承台
钢围堰是一种利用多种形状钢
材组合而成的无盖无底的框围结构。围堰一般分自浮式和吊装式两种,是一种省工省时较为先进的施工工艺,在交通、水利、港口等工程中广泛应用。
江苏省射阳县城区大城桥在拓宽改造施工中,按照业主和设计要求,承台必须在正常水位以下,为了保证承台在水下施工质量,采取了两种方案的比较:一是利用传统的方法,在建筑物的上、下游各筑一道拦河土坝,排除坝内部分积水,这一方法在城区施工,除了动土方量大以外,资金投入也相当多,同时影响河道的正常排水。二是采用钢围堰施工。
1.钢围堰的设计与计算 (1)钢围堰几何尺寸
围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸,各边再加上0.6~0.8m的操作宽度,高度依据水深,并考虑0.5m的超高和入土深度不小于0.5m确定。该工程的地质资料表明,围堰底的土层为粉砂土,该工程取0.7m的入土深度。 (2)钢围堰的计算
钢围堰在运行期所受的外力,除了堰内外水位差产生的外力,还有堰内填料产生的外力,它是同水位差产生的力方向相反,结构计算时要分别进行,结构计算方法参照《水工钢结构》。 2.钢围堰的安装
钢围堰在场外加工结束后,需进行现场吊装就位,就位之前要清除水下的建筑垃圾及其他杂物,整平地基槽,以利于围堰平稳均衡下沉,使承台四周的施工空间达到均衡。围堰的下沉,一是靠其自重,二是靠外力,即在围堰顶上加载,保证围堰有足够的外力来协助其下沉到位。具体方法是在围堰上口加上横担,利用手拉葫芦上头扣于横担,下头与桩头上的钢筋相连,依据各位置下沉的速度,不断地调整各葫芦链索的长度。 3.围堰内的填料施工
围堰就位结束后,要在其内填入一定高度的土料和滤层,填入的土料一般以粉质黏土为宜,它相对于黏土较易破碎,倒入水中后不会产生多少空隙,有条件的还可以对土略加夯实,这样对防渗是极为有利的,在土料填完平整后,在其上加30cm厚的黄砂,最后填入30cm厚的碎石。土料填筑顶面的高程根据承台底立模的高度确定。在填料过程中,若围内水位上升太高,应及时排除,以减少水位差,避免引起反穿孔,在整个滤层填完后,才可减低堰内水位,否则也有可能引起穿孔。在承台的施工过程中,仍要配置水泵进行渗水排除,水泵的选择根据渗流量来决定。本工程选用的是4英寸混流泵两台。 4.钢围堰的拆除
承台浇筑后,根据气温使承台承载力达到承载自重,即可拆卸,拆卸时
为减少摩擦力,先用高压泵将围堰内外侧土冲动,再用吊装工具,将围堰吊起,移出现场即可。
(作者单位:江苏省射阳县水利局)
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一、扬中夹江二桥工程简介
扬中夹江二桥位于江苏省扬中江扬中段夹江上,在轮船港汽渡码头下游约 530m 处,地质结构复杂,水流湍急,且受潮汐的影响,局部冲刷很严重;南北两岸与苏 238 省道相连,是连接夹江北岸太平洲和夹江南岸西来桥镇的重要通道。全桥布置为( 12 × 25m 连续箱梁)+( 9 × 40m 连续箱梁)+( 55 + 100 + 120 + 100 + 55mY 型墩刚构连续梁组合体系)+( 6 × 40m 连续箱梁)+( 17 × 25m 连续箱梁),桥梁全长 1761m 。桥面全桥等宽 17m 。 其中主要桥 55 + 100 + 120 + 100 + 55m , Y 型墩为实体墙板式钢筋混凝土结构,斜腿轴线与墩中心线交角 22 °,上下固结,其中 V 形腿高 13.5m ,下部板式实心墩墙高 7.5m ,横向与固结处箱梁底同宽 6.074m ,斜腿根部厚 2.2m ,与梁固结处厚 1.5m ,下部板式实心墩墙厚 3.5m 。
下部结构钻孔桩直径较大( 2.2 同 m ),钻孔最深达到 100 多 m ;大桥共有 11 个墩位于深水中,属高桩承台,由于承台顶面设计在常水位以下需采用钢吊箱围堰的方法施工;主桥 Y 型斜腿墩身和墩顶 0 #块箱梁,是本桥施工的施工中最关键的施工环节,其施工质量将直接影响到上部悬灌箱梁是否安全和主桥施工线型问题,如何控制好 Y 型 墩身及其上部 0 #块箱梁的施工精度,对后序各悬灌段箱梁的质量控制尤为重要;两侧引桥中北岸 9 × 40m 连续箱梁和南岸 6 × 40m 连续箱梁需采用移动模架造桥机方法施工,施工难度大,技术含高;边跨直线段为 13.9m ,在支架上现浇,其支墩高度自河床到梁度超过 30m ,自身的稳定及沉降量的预留对主桥的合拢精度有较大影响。
两侧引桥中‘北岸 9 × 40m 等高连续箱梁'和‘南岸 6 × 40m 等高连续箱梁'上部结构采用等高连续箱梁,梁高 2.5m ,单箱单室断面,箱梁顶宽 17.0m ,顶板厚 0.25m ,底板宽 8m ,底板厚 0.24m ,在支点两侧附近局部加厚。梁体采用双向预应力体系;下部结构桥墩采用花瓶型板式桥墩,与底板同宽 8m ,厚 1.5m 。基础采用钻孔桩基础,承台厚 3.0m ,采用 4 根Ф 1.6m 钻孔桩。 二、项目研究的目的和意义
该项目的研究目的是为了优化施工方案,从而达到安全、优质、高效的施工目的,并总结出一套完整的施工技术资料。
该项目的研究意义是为本桥施工探索较成熟的施工技术和工艺,提出一整套完整的技术总结,为今后同类型桥梁施工提供经验和依据,力求节省物力、财力和人力,以图最大可能地给社会带来经济效益。
三、技术开发情况
1 、简要技术说明及主要性能指标 桥梁设计全长 1761 米 ,其中主桥为 55+100+120 +100+55mY 型桥刚构连续箱梁组合体系, Y 型墩为实体墙板式钢筋混凝土结构, V 形腿高 13.5m ,下部板式实体段高 7.5m ,横向与固结处箱梁底同宽 6.074m , 0 #块节段 20m 。该桥在同类桥型中,万能杆件和贝雷片组合斜腿平衡塔架;斜腿内埋设劲性钢
骨架,通过特制钢拉杆将斜腿内劲性钢骨架联接在中心平衡架两侧固定,浇筑 0 #块时斜腿上部施加临时预应力。通过这些措施,解决开衩位置易开裂的问题,并保证 0 #块的浇精密,为后续工序高标准施工奠定良好的基础。 水中承台全采用单壁钢吊箱围堰施工。对 3 #墩承台作为特例进行了研究, 3 #墩承台平面尺寸为 20.4 × 9.4m ,施工时段为 7 ~ 8 月的全年高水位时段,该河段属感潮河段,一天潮水两涨两落,最大潮水位差超过 3m 。 3 #墩承台采用单壁有底钢吊箱围堰结构,下沉采用链滑车组这一简便适用的施工方法,通过科学合理优化设计,先进的试验手段和高标准的施工工艺的配合,在全年的洪水时段成功完成 3 #墩承台施工任务,探讨出封底砼厚的适用状态,解决强水流状态下钢吊箱围堰的精确就位。
两侧引桥中‘北岸 9 × 40m 等高连续箱梁'和‘南岸 6 × 40m 等高连续箱梁'采用 MZ 1300X 移动模架造桥机方法施工。该造桥最大工作荷载约 1300T (着跨 8m 悬臂重量)。采用桥面下支承、逐孔向前法方案。造桥机主梁在支承千斤顶及托辊的作用下,可实现升降及纵移动作;模架及模板在模加强横移机构的作用下完成横移开启及闭合的动作;模架支承调节器支撑在主箱梁顶面,并利用支承调节器调整模架的预拱度,按设计要求调整梁底的线形高程。通过对造桥的设计和对两联 15 孔连续的施工探索,总结出如何缩短施工周期和解决施工中常见的疑难问题,对造桥下挠和张拉后箱梁超拱所应设的预拱度进行深入的研究。
2 、关键技术
( 1 ) Y 型墩斜腿根部裂纹的防治研究;
( 2 )造桥机整个体系的刚度和挠曲变形计算及预设拱度的研究; ( 3 )缩短造桥机节段施工周期技术研究; ( 4 )防止钢吊箱受潮水侧压偏心的研究; ( 5 )封底混凝土与钢护筒粘结应力的研究;
( 6 )钢吊箱围堰在下同条件下封底砼厚度的研究。
( 7 )强水流中临时支墩的整体稳定和抗摇摆、预留拱及支墩预留沉降量的研究。
3 、技术路线
本桥施工技术的深入研究→同行业技术水平的研究→水中承台钢吊箱的设计与施工工艺的研究→ Y 型墩施工技术的研究→移动模架造桥机施工技术的研究→强水流临时支墩的整体稳定和抗摇摆、预留拱及支墩预留沉降量的研究→综合经济效益分析→提交最终研究总报告及项目研究子报告。
4 、项目的创新点
( 1 ) Y 型墩体系采用多组合的施工技术,达到了预期的目的,具有一定创新性。
( 2 ) 40m 箱梁采用 MZ1300X 移动模架造桥机,目前为国内类型较大吨位造桥设备,造桥机设计合理,数据可靠,施工操作简便,对同类桥梁施工具有一定的参照及借鉴作用。
( 3 )封底混凝土与钢护筒粘结应力的研究,国内目前研究的不深入,试验较为新颖。
( 4 )防止钢吊箱围堰受强流水冲击产生偏心的研究,较为新颖,具有一定
创新性。
( 5 )钢吊箱围堰在不同工况条件下封底砼厚度的确定,具有一定的创新性。
( 6 )强水流中临时到墩的整体稳定的抗摇摆、预留拱及支墩预留沉降量研究,具有一定的创新性。
四、推广应用前景及综合效益
扬中夹江二桥建设工程,通过我们以设计图纸、招标文件、合同条款和技术规范为准则,建立相应的组织结构系统,按照规定的动作程序,依靠行业主管部门的领导和桥梁专家、监理、监督部门的中间检查,全部达到交通部优良工程标准,同时也得到各主管部门的肯定。
Y 型墩预应力混凝土悬臂梁桥,优化造型,削减支点弯矩,其墩型将成为大跨度混凝土悬臂桥桥墩的主流设计方案,有广泛的应用前景,得到了有关部门技术专家的肯定。
我们引进 MZ1300X 型(下行式)移动模架造桥的施工方案,克服软弱地基和高空作业的困难,省略了常规软弱基础处理工序。同时选择支腿结构是以承台为支撑面,分节拼装,结构安全可靠外造桥机装模校正非常简单,不存在试压问题。由以上特点缩短了施工周期。采用移动模架造桥与钢管桩支架方案相比较,节约资金 500 多万元,创造了可观的经济效益。移动模架造桥机是一套自成体系的完整架桥、造桥设备,今后用于其他桥梁建设更显经济效益。
主墩承台施工在水位高、结构尺寸大、水流急的施工环境下,我们采用了单壁吊箱围堰的施工方法,在洪水期顺利完成了该项施工任务。节约资金 200 多万元降低了施工成本。同时封底混凝土与钢护筒间粘结力的试验研究及实际施工成果变为同类型工程设计提供了一个可靠的参考数据。
五、专家鉴定意见
扬中夹江二桥综合施工技术研究成果于 2004 年 11 月 30 日 通过江苏省科技厅委托的专家组成的鉴定委员会鉴定,形成鉴定委员会一致认为,该课题组在结合扬中夹江二桥工程施工中研究开发以上施工技术达到国内先进水平,建议结合今后的工程施工进一步深入开展这方面的研究,同时积极做好该项施工技术在工程施工领域的推广应用工作。
[工程技术]深水基坑钢板桩围堰的施工研究
□闵振寰 高俊星 刘昌军
虽然钢板桩围堰是基坑支护的一种常规方法,但在具体施工环境下对其进行仔细研究和认真总结,将为今后在近似环境下施工提供借鉴和参考。 一、工程概况
佛山市南海区谢叠大桥拓宽工程分南、北两桥,分别位于老桥的南、北两侧。新桥主线以原谢叠大桥老桥轴线为设计线,全长1179米,其中桥梁长868.06米,桥梁宽度2m×18.05m(不含老桥宽度)。主桥部分跨佛山水道,两桥26#主墩均位于佛山水道水中。主桥长176米,从24#墩至28#墩,其跨度为20+70+70+16m,主跨设计为挂篮悬臂浇筑的单箱单室后张预应力钢筋混凝土箱梁。主墩为单箱双室空心结构。主跨和主墩形成T构。主墩承台为平行四边形,长15.686米、宽7米、厚3.5米,承台横向轴线与本桥主线夹角84°。
由于主桥采取悬臂浇筑,故主墩施工成为本桥施工的关键工序和工期控制点,而水中作业的承台围堰施工则更是难点。
其中,承台围堰施工难点主要为:(1)处于深水中,水深约4米;(2)基坑较深,最高水位距封底混凝土底近8米;(3)离主航道较近,约20米;(4)受潮汐影响大。 二、钢板桩围堰施工方案的确定
1.围堰形式的选择。26#主墩位于佛山水道距河东岸约30米,距离河中心的航道约20米。佛山水道是佛山市的重要水运通道,且是重要的泻洪河流。因而承台围堰形式的选择就尤为重要。 承台底面标高为-4.524m,最大水面标高为2.31米,因而承台底距水面最大深度为6.834m;河底标高-1.5m,因而水深约3.8米。但是,土围堰只实用于水深1.5米以内,而土袋围堰实用于水深3.0米以内,且这两种方法都会堵塞河道,影响通航和泻洪,因此不可取。同样,套箱围堰也不适合如此深的水中基础。采用竹、铅丝笼围堰也不可取,因为此法也会堵塞河道。
河底的地质情况为约1.5m厚淤泥,其下是砂土和粉砂土,比较适合钢板桩围堰。由于主墩离航道很近,一侧靠近旧桥主墩,并且水深随潮汐的影响在1.5m~3.8m间变动,因而只能搭设平台进行主墩钢板桩围堰施工。
2.钢板桩围堰的设计方案。主墩承台底面标高为-4.524m,最大水面标高为2.31米(即承台底距水面最大深度为6.834m),平面设计尺寸为15.686m×7.00m的平行四边形,厚度为3.50m。采取打设单层钢板桩围堰的避水施工方法。整个钢板桩围堰由长度为12m标准槽形钢板桩构成,围堰长16.8m、宽8.0m,钢板桩围堰的位置为斜向布置,与主墩承台轴线平行(见图1-1所示)。
本桥施工周期内佛山水道最高水位2.31m,按照围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位50cm~70cm原则,并结合现场实际情况钢板桩桩顶高程确定为3.30m。
钢板桩围堰内设三道支撑。其中,第一道支撑设在围堰钢板桩顶部处,第二道支撑设在第一道下3.6m处,第三道支撑为围堰底部的C20封底混凝土。内部支撑的形式为用双拼Ⅰ360的工字钢围囹作为内部框架,然后用Φ600钢圆管作为横撑(支撑图见图1-2和图1-3所示)。通过对河道水压力和土侧压力计算可知这种支撑完全满足受力要求。
当围堰内已封底并抽干水后,在封底混凝土的底面因水头差而受到向上作用的静水压力,发生向上挠曲而折裂,因此封底层应有足够的厚度,以保证围堰施工的安全。通过保守计算,确定封底层厚度应为1.1m。但是根据过去施工经验,认为C20封底混凝土厚80cm即可。 三、钢板桩围堰的施工
由于主墩灌注桩施工中采取了插打钢管桩搭设施工栈桥和工作平台的方法,待灌注桩施工完毕,仍利用原有施工栈桥和平台,进行钢板桩围堰施工,钢板桩的施工采用50t吊车和振拔机与现场施工、测量人员配合进行。
1.施工设备和材料。设备:50t吊车1台,用于吊装打拔桩机;16t吊车1台,配合吊装钢板桩和内部支撑;电焊机2台,焊接内部支撑和钢板桩;水泵3台,抽围堰内的水;全站仪1台;水准仪1台。 主要材料:长12m宽40cm的钢板桩130根;长10米的Φ600钢圆管6根;Ⅰ360的工字钢100延米。 2.打桩准备。
(1)在施打钢板桩前,检查桩身是否完整,两端是否破裂或卷曲,钢板桩是否变形,或者弯曲。 (2)检查锁口是否破裂、扭曲、缺损、局部弯曲及电焊瘤渣。 (3)检查钢板桩的型号、宽度是否一致。
(4)安装导向设备:在插打钢板桩前先在岸上用双拼I360工字钢拼制围囹,然后利用吊车将其运到墩位处。围囹的作用首先是在打桩时做定位和导向,另外在围堰施工中可以作为钢板桩围堰的受力支撑,还可在其上安设施工平台,安放施工机具。当围囹到达指定位置后,沿围囹内边缘对称的先插打4-5根角桩至设计标高处,并将其作为定位桩用,围囹顶面距离水面约1m。然后将围囹挂在这几根定位桩上。在内支撑边梁上用粉笔标出各片桩的界线,以便在打桩过程中边打边纠正,防止出现大的偏差。 (5)钢板桩施工前将锁口用止水材料捻缝,以防漏水。
3.钢板桩的吊运和插打。
(1)将钢板桩运至河岸边,然后用吊车将钢板桩吊运至打桩位置。
(2)打桩时沿围囹周边从围堰的一角开始打起,先打入角桩。角桩的位置要准确、垂直、倾斜度要小于1%。然后在角桩两侧插入钢板桩,打桩过程中要随时以导向梁为准检查所打钢板桩的位置是否准确,垂直度是否合格,及时纠偏。钢板桩总体插打顺序是从老桥侧向施工栈桥侧插打,合龙处为栈桥侧。 (3)打桩时在板桩下端系缆风绳两根,吊车起吊钢板桩接近垂直状态时利用缆风绳控制桩的正反方向。
(4)钢板桩施打到河床以下稳定高度,摘掉吊车吊钩,进一步复核桩的垂直度、位置。位置准确后方可打入。
4 .钢板桩的合龙。钢板桩围堰合龙选择在栈桥端。合龙面尺寸大于理论尺寸15cm~20cm,避免合龙尺寸过小。同时与合龙口相邻的10~15片钢板桩采取先插至桩的稳定高度,以利于钢板桩的调整,并且合龙口两侧钢板桩之间具有一定高差,便于插桩,待合龙后再将桩打至设计标高。 5.围堰内基坑开挖 。
(1)待钢板桩围堰合龙之后,首先进行基坑排水,现场利用2台水泵不间断抽水,同时专人检查钢板桩连接处有无漏水现象。对漏水地方,及时进行封堵,边抽水边封堵。如有少量透水,用锯末、炉灰、水泥加适量水搅拌,用铁抹子抹在透水处。如渗水量较大时,用薄铁片将棉絮塞于渗水处。
(2)进行施工测量和放样,确认承台平面位置及开挖深度。根据地质勘察资料主墩处河底标高为-1.50米,承台底面标高为-4.52米,河底尚有3.02米的淤泥层,围堰内排水完毕后现场利用长臂挖掘机挖泥。围堰内桩头密布,有碍挖掘机斗抓土的部位,现场配以吸泥机或人工挖泥的方法。挖泥的方向自老桥主墩方向到新桥方向,进行分层挖掘。最后一层挖掘机每前进3~4米,浇筑一层0.3米厚C20封底混凝土,以确保围堰底部不渗水。然后再浇筑上层C20混凝土并找平。
并且在围堰内侧边缘处设置一排水沟和集水井,及时抽走钢板桩间渗漏的水。
(3)封底混凝土凝固后,将混凝土上面的一层浮碴凿去,同时将灌注桩混凝土凿毛,清洗干净,为验桩做好准备工作。
(4)放承台(纵横)中心线并及时作好护桩工作,进行承台施工。测灌注桩顶标高,再根据墩身钢筋位置画出预埋筋的位置,为以后墩身钢筋的就位做好前期工作。然后搭设脚手架,进行钢筋绑扎施工。 四、效果和结论
在施工中,钢板桩围堰未出现异常情况。南桥主墩承台和墩身施工时间为2005年6月初至2005年7月底,正是汛期。特别是6月20日至6月25日正逢天文大潮和北江洪水,围堰曾被洪水淹没,但经受住了考验,未造成损失,并且也未影响河道的泻洪。另外,南桥主墩承台基坑挖泥至坑底时,出现了管涌现象。技术人员及时采取了措施,向坑内放水,待稳定后,用混凝土对其进行了封堵。后来,在基坑稍微有水的情况下顺利进行了水下混凝土封底。
承台和墩身施工采用钢板桩围堰避水,保证了工程的质量、进度和安全,得到业主单位和监理单位的认可和好评,取得良好的社会效效益。同时,采用此法,为项目部节约了几十万元的成本,经济效益明显。
(作者单位:天津城建集团有限公司工程总承包公司)
番禺大桥斜拉桥施工 作者:陈路 1.设计概况及技术特点 1.1 设计概况
番禺大桥是连接广州市与番禺市上主干道跨越珠江的一座特大型桥梁,位于洛溪大桥下游 3.9km处。由于番禺、顺德、中山、江门、珠海等地往来广州的车辆日益增多,番禺大桥的建成将有效地缓解洛溪大桥交通压力。
大桥全长3467m,主桥为双塔空间从而密索飘浮体系斜拉桥,全预应力混凝土结构。主跨380m,桥跨组合为70+91+380+91+70m,主梁为边主梁DP断面,宽达37.7m,桥面设8车道 和人行道;通航净高34m,主塔为倒Y形,塔高自承台面起计140.3m;拉索采用HDPE热挤护套防护的平行钢丝束,共244报,塔上标准索距1.3m,梁上标准索距6m。辅助墩双边墩为空 心薄壁柔件墩,既充当拉力墩,又作为抗纵向水平推力墩。主塔基础采用。3.om直径钻孔灌注桩和大体积实体承台,对应每个塔柱有9根桩,一个塔共18根桩,桩身嵌入弱风化泥岩。 番高侧82#主墩位于水中,承台尺寸54x23.5x6m;广州侧83#主墩设于岸上,承台尺寸 48xl7x6m 1.2技术特点
斜拉桥结构设计上无论塔、梁、索都能有许多变化和组合形式,基于通航、美观和地域象征上的考虑,番周大桥采用了斜拉桥方案,设计在构件尺寸、形式选择和组合上包含卜述 特征:
(1)采用th3.om大直径钻孔桩和大体积承台; (2)全预应力混凝土结构;
(3)宽达37.7m的DP断面主梁,大至37.7/380(接近1/10)的定跨比,相应增大了主塔横梁跨度和承台横向尺寸;
(4)采用倒Y形塔林,由于宽跨比关系,塔柱横向斜度达3:l。
上述设计特点对施工提出了较高的要求,与国内已建的斜拉桥相比,由于混凝土主梁宽度和塔往斜度都是最大的,我们在施工中除合理应用高性能混凝土和预应力施工技术外,还发展了爬模、牵索挂篮悬浇等施工技术;由于基础所采用的钻孔桩直径及承台尺寸也在国内斜拉桥中居于首位,要求合理地组织大型基础施工,我们充分结合桥位处地质水文条件,在基础施工中采用了独具特色的低成本和高速度的施工方案。 2.施工场地及主要生产设施布置
大桥为南北走向,两岸施工场地均布置于大桥东侧,并分为两大功能区:生活区和生产区。考虑常年风向,将生活区布置于生产区的东侧,这样生产区靠近场地西侧大桥位,减短了场内运输距离、在生产区从东向西依次布置了零星材料和工具仓库、交通码头、起重运输码头、钢结构加工车间、砂及碎石堆场、水泥仓库、混凝土搅拌站,番禺岸还在桥东侧设置 了水上施工栈桥。施工用砂、碎
石、水泥均通过水运到场,依靠皮带机输送上岸;起重码头不设固定起重设备,直接依靠汽车吊或水上浮吊完成起重工作;成品拉索堆场设于大型驳船和辅助墩水上施工钢平台上,共可存放48盘拉索。
南、北岸搅拌站除各设一座50m'/h自动搅拌站外,还各设有4合0.4m小型拌和机,在施工大体积构件时,除工地搅拌站供料外,还依靠商品混凝土供应,其运输距离约15kM。场内混凝土运输由搅拌车、翻斗车、混凝土泵车或拖系完成。
3.施工技术措施 3.1 基础工程
主桥跨越珠江水系沥窖水道,该水道为潮汐性河流,历年平均最高水位为黄基2.406m, 平均潮差2.906。,设计平均流速0.97m/s,82#墩位处水深10m左右。桥位处基岩为泥砂岩, 强度离散性大,为 2.3MPa-23MPa,且泥岩具有遇水软化的特点;覆盖层类似番禺大部分地 区,为淤泥夹细砂和中粗砂,厚度为10-20m。
斜拉桥边墩及辅助墩中l.sin钻孔桩和承台施工比较常规,采用了不循环旋转钻机和吊箱围堰施工。主墩中3.om桩和大体积承台施工结合规有设备和经验,采用了低成本和高速度的措施:
(l)在护筒方面,采用了预制钢筋混凝土护商,其内径由3.3m,壁厚10cm,护简下沉采用30t振动锤和自制抓泥机孔内抓泥两项措施,对于覆盖层为淤泥夹细砂的地质情况,护 筒可下沉到强风化岩面。
(2)成孔综合应用了正循环、反循环、二次成孔等工艺;清孔既应用了并联泥浆泵的正循环清孔方法,也应用了气举反循环的清孔方法。施工中主要技术措施围绕提高钻进速度 和防治护筒底穿孔来灵活组织,例如开孔时,用正循环钻进,人岩一定深度后改用反循环钻进;第一次成孔用1.8m钻机钻进后,再次抓促振压护简,第二次成孔用 3.0m钻机钻进等。
(3)桩身水下混凝土灌注采用单根 30Cm导管泵送坍落度16-20cm的小石子混凝土到 漏斗逐斗灌注,以在保证浇筑时间条件下,混凝土能受到冲击振捣,且更容易流过钢筋净距 仅4cm的钢筋笼。
(4)82#号墩承台采用了钢板极围堰施工,围堰内支撑直接利用钻孔桩施工平台改造而成,可双向受力。堰外抛砂包,堰内填砂及石粉,然后直接抽干水浇筑垫层混凝土。对于水深10m左右的高桩大承台施工,该方法缩短了钻孔桩施工准备时间,回避了最繁难的水下混凝土封底工作,充分综合了现场的水文地质条件。
(5)83#墩承台基坑开挖维护结构采用了振动下沉预制混凝土护筒的方法,护简直径 l.6m,壁厚5cm,用30t振动锤打入地面下6m,护筒顶设置贝雷梁支撑
,问时能作为挖掘机 走道。开挖采用步步为营的办法,从横向两侧向桥中线逐段推进,分为6m一段,边开挖边利用 3m桩和型钢支撑护筒底部,挖到设计标高后立即填砂垫层和浇筑混凝土垫层,再向前挖 下一段。该方法在饱和淤泥和细砂地质条件下,开挖深度达6m,而护筒维护结构仅耗用20# 混凝土260m’,是相当经济的做法。 3.2 主塔及主梁施工 3.2.1 施工方法
主塔、主梁采用了现浇个段法施工,上塔除横梁分为两次浇筑外,塔身分为4.5m一个节 段施工,施工缝水平,采用水平施工缝虽然增大了模板加工难度,但对大斜度塔往采用泵送混凝土是必要的;上梁除0#、l#块及也跨尾段在支架上浇筑外,其余各节段均在挂篮上采用平衡伸臂法逐段悬浇施工,每节段长度6m,混凝土数量约15om’。对于主梁施工,比较了边 跨在支架上提前浇筑,中跨逐段单悬臂现浇施工的方法。基于三个原因而否定了这种方法: (1)支架费用较高,高于挂篮; (2)始终是中跨控制主梁的施工工期;
(3)主梁线型需要预先确定,无法象在挂篮上那样可逐段调整。 3.2.2 施工工艺设备
主塔施工应用了施工塔吊、施工电梯及混凝土泵三种垂直运输设备。塔吊最大起重量为 160KN,为了保证宽桥主塔双主梁施工对塔吊吊装半径的需要及附着安全,塔吊布置于桥中 线;同时为尽量利用现有设备,电梯及混凝土泵均采用了二级接力运输方式,尤其是电梯采用了2台直爬电梯代替斜爬电梯,节省了设备投入成本。
主塔塔柱施工模板采用了翻模,翻模由4段高1.5m钢模板组成,每次施工完一节段翻上下面3节,保留最上1节作为接口摸,模板分块考虑了一套模板可以用于下、巾、上各段塔柱。为方便模板安装、钢筋绑扎等基本作业,根据下中上塔柱高度及施工特点,设置了塔柱施工脚手平台:
(1)下塔柱平台直接以土墩承台为基础,采用型钢竹木材料搭设; (2)中塔柱则采用了自行设计的整体式轻型爬架,这种爬架利用一了架体自身横桥向尺寸和支点来增强架体抗倾覆稳定性,其架体由围绕塔柱的上、下两层水平空间衍架和两层行架间联系格构柱组成。架体四面布置交承牛腿,支承于已浇塔柱预埋件上,架体自重、模板自重及其它施工荷载合力处于支点范围内。架体上根据需要设置了4层水平脚手平台,全部自 重22t,可以负担25t施工荷载,满足了大斜往塔往施工的特殊需要,该爬架可带着楼板一起爬升,亦可爬升后再提升模板;
(3)上塔柱为全塔唯一直立段,考虑日后往索和安装减振器的需要,采用了简易脚手平台,方法为在已完成塔县预埋了工字钢挑梁,再在挑梁上设踏板。 主塔横梁施工采用了重型支架,支架形式为粱支柱式。支架基础力士塔承台;承重梁采用贝雷梁;立柱则应用了 55cm高强预应力混凝土管拉,每六条一组靠柱箍和联结村形成格 构柱。选用这种立柱形式避免了钢立柱温升与混凝土塔柱温升有较入差值带来的问题,从而避免了支点的强迫位移现象,这对于保证横梁混凝土不出现早期开裂是重要的。
主梁0#、1#块及边跨尾段施工也采用了梁支柱式重型支架,支架材料同主塔横梁一样。
主梁104个6米长标准节段的悬臂现浇应用牵索挂篮,以保证能有效控制主梁施工内力和标高,该挂篮吸收和发展了国内已有的牵索挂篮技术,在技术上取得了下述成果:
(l)研究设计了一种钢锚箱。该锚箱具有综合的功能,一方面作为拉索在主梁上的锚固槽口; 一方面充当拉索与挂篮临时联结结构,实现了空间牵索;同时它还作为梁上斜拉索套 筒的定位基座和挂篮顺桥向水平约束,既方便了梁上套筒定位,又能将牵索在挂篮上的水平分力传到已完成的主梁上。 (2)除挂篮自身可升降0.3m外,桥面板顶模及主梁的内侧模亦可升降2.2m。使横梁能与边主梁、桥面板整体浇筑,满足设计对桥面板应力的要求,而不防碍挂篮前移。
(3)挂篮宽度超过40m,37.7M 宽的节段包含横梁全断面一次浇筑。 边跨合拢段施工时,将边跨挂篮后退4.0M ,利用尾段现浇支架纵向接长,再利用吊带将支架悬臂端与主梁悬臂端相连,形成半吊支架,在半吊支架上立摸浇筑合拢段。
中跨合拢段施工利用中跨的一个挂篮完成,先拆除一倒挂篮,另一测挂篮前移,用吊带吊住该挂篮悬臂端后,拆除挂篮后节。该挂篮就成为靠自身C形构和吊带支承于合拢段两边 的简支平台,中跨合拢段即可在挂篮上浇筑。 3.2.3施工中稳定、内力及变形的控制措施
采用现浇节段法施工的桥梁,结构体系经过多次转换才形成最终的结构。施工时既要对桥梁结构的每一状态及每一荷载工况的稳定、内力及变形进行控制;又要满足设计对桥架结 构最终的几何尺寸和恒载内力状态的要求;同时注意施工结构本身的稳定性、内力和变形。这三者经常是互为联系和保障的。 番禺大桥大斜度塔柱施工。应用了劲性钢骨架、临时拉杆和临时撑杆三种手段作为施工中稳定、内力及变形的控制措施:
(l)劲性钢骨架在上、中、下塔柱中设置,主要用于抵抗当前浇筑节段钢
筋和混凝土产生的倾覆力短,由于中塔柱的倾斜度,这种倾覆力短达到了14000kN·M (2)临时拉杆在下塔往设置,共设置了3道,拉杆材料采用O32冷拉IV级钢筋,在主塔横梁施工完成前,卜塔柱作为悬臂梁受力,设置的拉杆用于控制下塔柱混凝土应力和塔柱变形,横梁施工完成后,横梁与下塔拉形成门形刚架,此时才拆除拉杆。
(3)撑杆在中塔柱设置,共设置了7道,撑杆材料采用贝雷梁及新制桥架组合而成,在中上塔交汇段施工完成前,中塔柱作为悬臂梁受力,设置的撑杆一方面用于控制中塔混凝土应力和塔柱变形,一方面可作为施工塔吊和电梯的附着结构,中上塔交汇段施工完成后,中塔柱形成三角形刚架,此时撑杆仅仅作为塔吊和电梯的附着结构。
塔柱施工完成时临时拉杆、撑杆中最终拉力或顶力需等于塔柱目重的水平分力,保证拆除拉、撑杆时塔柱的横向内力等于一次落架的内力,拉、撑杆安装时拉力或顶力需从塔柱施工完成状态用倒拆法求出。
主梁施工采用塔、梁临时固结措施来将梁体施工过程中的不平衡力矩传给主塔,处于对称悬臂施工过程中的塔、梁、索整体来看为外部静定结构,其倾覆稳定性完全依靠塔柱的强度来保障,所以在此阶段〔边跨合拢前)严格控制施工不平衡荷载和采用多种观测手段(如承台沉降和塔顶偏位)作为主要施工措施,并利用临时抗风缆索来保证抗风稳定性。
主梁施工中内力和变形控制由严格的施工控制工作来保证,对每一悬绕主梁节段,在浇筑前由施工控制小组提供挂篮的空篮立模标高和对应特定混凝土浇筑量的挂篮牵索索力,最初牵索索力到最终牵索索力均按的C形钩反力计算,在浇筑过程中,挂篮前端标高上下变化,但浇筑完毕最终牵索后挂篮标高与初牵索后浇筑前挂篮标高是一样的,即混凝土浇筑过程中牵索索力按“主梁标高不变”或“C形钩反力不变”的原则来确定。浇筑的节段达到规定的强度张拉完成主梁预应力后,挂篮下降,牵索转换为直接锚固于混凝土主梁的正式拉索,此时对拉索进行最后一次张拉,该张拉力为经过参数修正按正装倒拆方法计算的张拉 力,理论上按此力张拉后就不再需要进行调索。 3.2.4施工中测量及定位方法
施工测量及定位主要制定了三个技术措施:其一是空间形体的主塔现浇节段立模位置放样;其二是主梁节段悬浇施工时挂篮的空间定位;其三是:空间斜拉索锚固套筒在主塔和主梁上的放样和定位措施。
(l)主塔 为保证主塔倾斜度偏差不大于1/ 3000的设计要求,同时尽量做到施工便利,经过精度分析,我们采用了极坐标直接放样方案,通过在工地建立高等级精密三角网,建立强制对中测 站,采用高精度全站仪直接放样,既满足了设计要求,又避免了“大顶法”等其它方法的种种不便之处。
(2)塔上套筒 国塔上套筒定位要求非常严格,必须在两方面加强处理,一是在主梁0# 块上建立精度 较三角网更高的轴线控制网;二是将套简定位分解为几个单项,首先精确定位劲性骨架,然 后精确计算套筒在骨架套筒定位底座上的位置,用轴线网投点分中,标记在骨架上,同时根据计算在套筒相应位置上作标记,最终套筒定位变为使两标记重合的简单一工作。
(3)主梁施工挂篮及梁上套筒 主梁施工时将整个节段测量放样和套筒定位工作合在一起进行、首先将套筒、模板与挂篮固结,再以桥面上轴线网作为控制基础,用千斤顶对挂篮进行前后推拉、左右挤项、上下升降作为调整手段准确定位挂篮,亦同时完成了对挂篮上模板及套筒的定位,使工作程序减少而整体控制效果亦达到要求。 3.3拉索安装
拉索安装工作与采用的牵索挂篮施工方法相适应,拉索通过卷扬机从桥底向桥面拖拉,先在桥面放盘,然后拉索锚固端先与放在桥面的牵索钢锚箱连接好,牵索钢锚箱再通过高强螺栓与挂篮相连接。最后索的张拉端再通过卷扬机提升和千斤顶牵引连接到主塔上。
本桥拉索安装利用塔吊、卷扬机、探杆、软牵引设备及桥面汽车吊完成,与国内已有的平面索牵索挂篮挂索方法比较,因拉索与挂篮临时连接方法不同,拉索锚固端与挂篮连接时,不需要借助千斤顶设备及接长螺杆,而是转换为钢锚箱用高强螺栓与挂篮连接。
拉索初期作为挂篮牵索使用,它能将浇筑的部分混凝土重量直接传给主塔,减轻挂篮及已完成索、梁结构的负担,将施工过程中主梁负弯矩控制在许可范围内。拆除锚箱与挂篮连 接螺栓后,拉索才转换为梁、塔之间正式斜拉索。 4.加快进度的施工组织措施
番禺大桥斜拉桥为现浇的预应力混凝土结构,混凝土总的工程量见下表: 本桥设计上是一个长工期的方案,但甲方对本桥要求的工期非常紧迫,因此施工方案和施工 组织要考虑总的进度要求,争取工期的办法除 要求混凝土早强外;还需要考虑增多工作面, 尽量开展一些可能的平行作业。由于本桥大尺寸、大体积构件较多,片面要求混凝土早强易 带来水化热的副作用,所以本桥施工时比较重 视施工中平行作业组织,具体采取了以下措施:
(1)水上主塔基础施工时, 3.0m钻孔桩施工与钢板桩围堰平行作业,采用将钻孔桩平台改造为围堰内支撑的技术措施为这种平行作业提供了可能性,实际施工时,围堰与钻孔 桩几乎同期完成,争取了大量时间。
(2)岸上主塔基坑围护结构施工与 3.0M钻孔桩平行作业,在 3.0 m钻孔桩完成部分 后,即进行护简预制、沉放工作、钻孔桩完成后,基坑即可开挖。 (3) 3.0m桩质量事故处理与承台施工平行作业,在对水上 3.0 m桩补强措
施充分论 证肯定的条件下,一方面进行 3.0 m桩抽芯及缺陷部位的压装修补,一方面浇筑承台,在承 台上对应缺陷桩位处预留后浇部分,补桩验收通过后,再浇筑承台上预留部分,使得承台施工未因桩身补强而拖延。
(4)下塔柱与主塔横梁支架模板工作平行作业,该项只要注意下塔柱施工脚架与横梁支架布置上统筹布局即可实施。
(5)中塔柱施工与主梁0#、l#块支架现浇施工平行作业。
(6)挂篮组拼与拆除主梁0#、l#块支架及主塔横梁管桩支架工作平行作业,这些管桩支架防碍挂蓝在提升位置上拼装,如等待支架拆除后再拼挂篮,将延误15天工期。我们在 不妨碍拆除管桩支架的位置搭设了贝雷梁支架,挂篮在贝雷梁支架上拼装,等管桩支架拆除完成后,再依靠贝雷梁支架上的轨道平车顺桥向平移挂篮至垂直提升位置。
(7)塔冠施工与主梁悬浇平行作业。
(8)利用主梁养护期,完成放索及拉索与锚箱连接工作,挂篮走行到位后,即可将锚箱同挂篮相连,节省了挂索时间。 在采取上述平行作业措施时必须进行充分准备,除技术措施外还采取了必要的安全管理措施。
水中墩钢围堰施工综述
吴泽生
关键词:着床型钢围堰、非着床型钢围堰、双壁、单壁、下沉、封底、拉压杆
随着我国公路工程建设的不断发展,桥梁施工技术日臻成熟,桥梁建设向大跨度、深基础方向迈进。深水基础中的承台一般采用“围堰法”施工,利用围堰创造一个干施工承台的作业空间。目前,我国桥梁水中基础的结构设计因工程所在地具体条件的不同有相应的变化:在内陆江河上主要采用大直径钻孔灌注桩基础结合实体混凝土承台设计,在宽敞海域一般采用PHC高强管桩或钢管桩结合实体混凝土承台设计。
处于大江大河上的桥梁基础工程,墩位处往往水深流急,地质条件复杂,水流冲刷较深,如荆沙长江大桥、安庆长江大桥、润扬长江大桥、南京三桥等工程就是这种情况;处于宽阔海域的桥梁如东海大桥、杭州湾跨海大桥等工程,基础施工时还会受到往复潮流、台风等复杂海况的影响,施工难度会更大一些。目前,在各类基础施工中多采用“钢围堰”作为承台施工的挡水结构,钢围堰施工具有易加工、速度快、周期短的特点,受到各施工单位的欢迎。
钢围堰通常采用角钢、工字钢或槽钢等刚性杆件与钢板施焊连接,按照承台的结构型式加工制成,具有可靠的整体性和良好的防水性能,既可作为承台施工时的挡水结构,又可作为承台混凝土浇注用的模板。
根据钢围堰刃脚着床与否,通常将钢围堰分为着床型钢围堰和非着床型钢围堰(钢吊箱围堰)。钢围堰按其不同的构造特性和使用要求还有多种分类型式,如:按钢围堰壁体结构可分为单壁钢围堰、双壁钢围堰;按钢围堰平面形状可分为圆形钢围堰、矩形钢围堰以及复杂的组合多边形钢围堰;按钢围堰施工工艺可
分为整体吊装(或浮运就位)型、块件散拼型以及二者组合型等等型式。
本文将结合各类工程的施工实例,就常用型钢围堰的应用范围、施工工艺作简要阐述。 一、着床型钢围堰 着床型钢围堰通常采用双壁结构,一般适用于泥沙淤积河段承台淹埋于河床内(承台底面底于河床面)或承台底面虽高于河床面但河床覆盖层较浅的桥梁基础施工中,前者如江阴大桥A标主墩基础、润扬大桥E标主墩基础等,其承台底面均位于河床面以下,都采用了着床型钢围堰施工承台,如图“着床型钢围堰(一)”所示;安庆大桥A标则属于后一种情形,墩位处由于河床冲刷,虽然承台底面高于河床,但其河床覆盖层较浅,不适于搭设钻孔平台进行桩基础施工,因而也采用着床型钢围堰,该钢围堰兼有钻孔平台和承台施工的挡水结构二种功能,如图“着床型钢围堰(二)”所示。 最高施工水位钢围堰河床泥面承 台封底混凝土桩 基着床型钢围堰(一) 最高施工水位钢围堰承 台河床泥面基岩面桩 基封底混凝土着床型钢围堰(二) 着床型钢围堰的壁体厚度由所受到的最大水头压力及土压力决定,通常大于80cm、小于200cm,一般在100cm-150cm之间,适当增加钢围堰的壁体厚度可有效提高钢围堰的整体刚度。钢围堰的总高度由刃脚入土深度、施工期承受的最大水头高度以及施工需要共同决定。 (一)着床型钢围堰的拼装、就位
钢围堰的拼装方式受到拼装场地、运输条件、起吊能力等诸多因素的影响,施工时可根据具体情况,采用适宜的拼装工艺:
1)若桥位区附近有造船厂、钢结构加工厂等可利用的拼装场地,且有大型起重船配合,则可将钢围堰竖向分节在工厂加工制作,利用驳船将制作完成的节段运至现场后整体吊装、上下对接后焊成整体;
2)若桥位处水流平稳,又有大型驳船可以利用,则可就近在驳船上将钢围堰分节拼装成整体,利用起重船吊装;
3)在没有大型起重船的情况下,则可将钢围堰按构造分片(块)在陆上或驳船上加工,块件的重量可根据现有的起重能力进行划分,如将分块重量控制在30t-50t之间以满足小型起重船的吊装能力。散拼钢围堰的施工工艺较复杂,拼装前需在承台外围设置定位桩、导向桩、支承牛腿及起吊钢梁等。
第1)、2)二种施工方法可减少现场的操作环节,加快施工进度,但需要配备大型起重设备;第3)种施工方法虽增加了现场焊接工作量,但有效解决了没有大型起重船的,只要组织严密、合理配备设备和人员投入,也不失为一种较好的施工方法。
4)对于河床覆盖层较浅的情况,则施工工艺要复杂得多,如在安庆大桥A标施工中钢围堰不仅是承台施工的挡水结构,同时也是钻孔桩施工的操作平台。这种情况下的钢围堰通常采用整体浮运,现场利用导向船、定位船抛锚定位的施工工艺。
(二)钢围堰的着床、下沉
双壁钢围堰就位后自浮于水中,通常在钢围堰刃脚段浇注一定高度的水下混凝土,以增加刃脚部分的刚度,由于刃脚混凝土客观上增加了钢围堰自重,又可加大钢围堰入土后的下沉速度。着床型钢围堰受到的水流力在围堰刃脚接近河床顶面时达到最大值,此时应在严格控制钢围堰定位精度的情况下及时着床。钢围堰刃脚着床后,利用深水抓斗或吸泥机辅以高压射水管吸泥取土,同时向钢围堰壁仓内注水,增加围堰的下沉重量。吸泥取土时从围堰中间逐步向刃脚处对称分层进行,以保证钢围堰平稳、竖直下沉。
为保证钢围堰顺利下沉,可事先在刃脚内部埋设高压水喷嘴,当钢围堰下沉困难时利用高压射水冲击刃脚底部土体,以减少围堰刃脚处的端阻力,同时采取在隔仓壁体内浇注混凝土或灌砂、围堰顶部配重以及空气幕等方法达到助沉目的。
(三)钢围堰的下沉纠偏
钢围堰在下沉过程中可能会出现偏位或倾斜现象,此时可通过及时采取调整偏侧取土量的方法逐步达到纠偏纠斜的目的。 (四)钢围堰的清基封底
钢围堰下沉到位后,采用高压射水冲洗围堰内壁和钢护筒外壁,利用空气吸泥机吸除底部浮泥清基,为浇注封底混凝土做准备。若河床覆盖层较浅,可由潜水员用袋装混凝土堆砌封堵刃脚,也可采用水下不离析混凝土封堵刃脚部位孔隙以防堰外泥砂流入。
二、非着床型钢围堰——有底钢吊箱围堰
非着床型钢围堰即通常所说的钢吊箱围堰,一般适用于承台底面高于河床面的深水基础施工,如军山长江大桥主墩基础、润扬大桥C1标主墩基础、南京三桥主墩基础以及杭洲湾大桥Ⅴ标基础施工等,其共同特点是墩位处水深流急、河
床冲刷较大、承台底面均高于河床面,为了方便承台施工、节省钢围堰材料的投入,均采用有底钢吊箱围堰。 最高施工水位钢围堰承 台封底混凝土河床泥面桩 基非着床型钢围堰(钢吊箱围堰) 钢吊箱围堰总高度由封底混凝土的厚度和施工期承受的最大水头高度共同决定,钢吊箱围堰分双壁和单壁二种结构,具体采用哪种结构型式通常由施工期间围堰所受到的水头压力决定。 对于内陆河流中的深水基础,由于受到冬枯夏洪的影响导致水位变化幅度较大,洪水期钢围堰需承受较大的水流力和水头压力,一般采用双壁结构可保证钢围堰有足够的刚度以满足渡洪需要。对于杭洲湾大桥这样处于外海区域内的桥梁基础施工,虽然海况较复杂,但与内陆河流比较,在正常施工情况下其水位变化幅度不大且有规律可循,施工过程中可根据气象预报避开台风等恶劣天气的影响,在进行钢围堰设计时一般只考虑承受潮汐和波浪力的作用,与内河围堰相比较,后者对壁体刚度的要求小得多,采用单壁结构可满足刚度要求。 不管是单壁或双壁结构,钢吊箱围堰均由壁体、底板、撑杆、拉压杆等组成。同着床型双壁钢围堰一样,双壁钢吊箱围堰的壁体厚度通常大于80cm,一般在100cm-150cm之间。单壁钢吊箱围堰的壁体结构较简单,通常由钢板、纵向次梁、环板及支撑桁架组成,根据需要可在单壁壁体外侧嵌入隔热材料以加强对承台混凝土的保温养护,如杭州湾大桥单壁钢吊箱围堰的设计时,就采用了在吊箱单壁外侧(承台范围内)加设一层3mm钢板,通过向钢板与侧壁面板间的夹壁内注射“聚氨脂硬质泡沫塑料”(俗称液体泡沫)达到隔热保温的目的。钢吊箱底板均由面板、主梁和次梁组成。 保温材料外侧钢板厚3mm承台范围内型钢次梁I12侧壁面板厚8mm吊箱内径R 杭州湾大桥Ⅴ标单壁钢吊箱保温层构造示意图
(一)钢围堰的拼装
同着床型钢围堰相比较,双壁钢吊箱围堰的高度较小,一般分节不超过2节,其拼装方式、运输及吊装等基本同着床型钢围堰施工:既可拼装后整体吊装,又可以先加工成块件现场拼装、利用葫芦起吊、注水下沉,不同的是钢吊箱围堰带有底板,因而二者施工工艺又有所不同。
1)在岸上或驳船上拼装成整体的钢吊箱围堰,在吊装前需精确测出桩身偏差及倾斜度等参数,根据钢护筒顶口及吊箱底板设计高程处的平面桩位,采用“投影法”在吊箱底板上预留长圆形(两端为半圆形、中间为矩形)孔洞,以便钢吊箱下放到位,防止钢吊箱在下放过程中被群桩“卡”住;
2)钢吊箱围堰采取在现场拼装时,其底板开孔较容易控制,可根据现场桩位的偏位及倾斜情况预留孔洞,方法同上;
3)双壁钢吊箱整体吊装时需在壁体内侧增加纵横支撑,防止在吊装过程中围堰发生较大变形,对于单壁围堰由于其壁体刚度较小,吊装时尤其要采取可靠支撑,必要时可采用吊具吊装;
4)双壁钢吊箱吊放入水后可利用其自身受到的浮力自浮,通过向壁仓内注水或增加配重调整钢吊箱的入水深度。单壁钢围堰由于没有壁体空腔,不能满足自浮要求,因此在设计时一般采取在吊箱顶部设置钢挑梁,利用挑梁将钢吊箱悬挂于钢护筒上直接定位。
(二)钢吊箱围堰的就位、固定
钢吊箱围堰与着床型钢围堰除了有底或无底的区别外,拉压杆的使用也是钢吊箱围堰与着床型钢围堰的重要区别。
1)拉压杆
拉压杆在钢吊箱围堰的定位过程中起到平衡吊箱重力、封底混凝土重力及所受浮力的作用,拉压杆的设计必须满足吊箱围堰封底、围堰内排水等不同工况下的受力要求。为方便拉压杆调整角度,通常将拉压杆下端与套箱底板采用转铰连接。
2)钢吊箱入水、定位
钢吊箱吊放入水后,通过向壁仓注水使之下沉。对于高度较大、分层拼装下放的钢吊箱,施工时先将拉压杆下端与钢吊箱底板铰接固定,当首节吊箱入水下沉至预定高程后,吊装拼焊下节吊箱,然后重复前述操作向壁仓注水使之下沉,拉压杆随着吊箱的分次接高相应依次接长。
钢吊箱到达设计高度、精确定位后,将拉压杆与钢护筒(钢管桩)顶面的“十”字撑杆焊接固定,通过拉压杆将钢吊箱所受的力传递到钢护筒(钢管桩)上。
(三)底板封孔
钢吊箱安装完成后,潜水员水下用环形(半环形、二只)封堵板封堵吊箱底板与钢护筒(或钢管桩)之间的缝隙。二块封堵板间用螺栓连接固定,封堵板与吊箱底板间加装一层橡胶垫片以利止水。 (四)水下混凝土封底
底板封孔完成后采用竖管法浇注水下封底混凝土,混凝土由集料斗统一供料,沿溜槽流向要浇注的导管。
钢吊箱水下封底混凝土直接浇注在吊箱底板上,封底施工质量比着床型钢围堰封底施工易于控制,因此钢吊箱围堰的水下混凝土封底厚度相对着床型钢围堰
而言可适当减小。 三、结语
围堰结构的类型是多种多样的,除本文提到的钢围堰外,还有板桩围堰、钢筋混凝土围堰等,无论哪种结构型式的围堰,其目的都是为了止水,以实现承台干施工的作业环境。工程施工中采用哪种类型的围堰通常会受到工程规模、工程进度的影响,只有经过多方技术论证、进行经济比较后方可决定所采用方案的合理性,满足既保证工程质量、又降低工程投入、加快施工进度的总体目标。
钢板桩围堰施工技术方案
添加时间:2007年8月17日 钢板桩围堰施工技术方案全文
临策线跨包兰线特大桥、跨黄河总干渠大桥承台施工原设计
考虑C25砼套箱,但由于钢筋砼套箱施工工期较长,施工难度较大,并且仍然有基坑降水及基坑围堰等施工工序,根据项目部及上级有多年施工经验的专业工程师共同研究决定,跨包兰线特大桥、跨黄河总干渠大桥和承台施工采用钢板桩围堰施工,取代原设计钢筋砼套箱施工方案具体施工方案如下:
1、根据设计文件工点内液化层隐伏于地下水水位以下分布本工点范围内,液化层为饱和的粉土及粉、细沙层、液化层厚3—15m地下水位0-6.5m。因此先进行基坑降水,在基坑周边打四眼∮300的砼无砂管降水井,井深不小于15m进行24小时不间断降水
2、基坑边开挖边进行钢板桩施工,基坑内同时采用集水坑法降水。
3、基坑如遇有涌沙现象将提前备足的砂袋或片石进行抛填,及时阻止涌沙现象。
4、基坑开挖完成后,在基底铺一层厚20cm左右的碎石,以便于工人进行钢模支护和钢筋绑扎,承台施工采用三班制24小时不间断快速施工 钢板桩围堰施工具体措施如下: 一、 施工工艺 (框图见附页Ⅰ) 二、施工方法
1、钢围堰几何尺寸
围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸,各边再加上不小于0.5的操作宽度,高度依据水深,并考虑0.5m的超高和入土深度不小于0.5m来确定其几何尺寸。
2.钢围堰的安装
钢围堰在场外加工结束后,需进行现场吊装就位,就位之前要清除水下的建筑垃圾及其他杂物,整平地基槽,以利于围堰平稳均衡下沉,使承台四周的施工空间达到均衡。围堰的下沉,一是靠其自重,二是靠外力,即在围堰顶上加载,保证围堰有足够的外力来协助其下沉到位。具体方法是在围堰上口加上横担,利用手拉葫芦上头扣于横担,下头与桩头上的钢筋相连,依据各位置下沉的速度,不断地调整各葫芦链索的长度。 3.围堰内的填料施工 围堰就位结束后,要在其内填入一定高度的土料和滤层,填入的土料一般以粉质黏土为宜,它相对于黏土较易破碎,倒入水中后不会产生多少空隙,有条件的还可以对土略加夯实,这样有利于防渗,在土料填完平整后,在其上加20㎝ 厚的黄砂,最后填入20㎝厚的碎石。土料填筑顶面的高程根据承台底立模的高度确定。在填料过程中,若围堰内水位上升太高,应及时排除,以减少水位差
,避免引起反穿孔,在整个滤层填完后,才可降低堰内水位,否则也有可能引起穿孔。在承台的施工过程中,仍要配置水泵进行渗水排除,水泵的选择根据渗流量来决定。
4.钢围堰的拆除
承台浇筑后,根据气温使承台承载力达到承载自重,即可拆卸,拆卸时为减少摩擦力,先用高压泵将围堰内外侧土冲动,再用吊装工具,将围堰吊起,移出现场即可。 三、质量控制
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,检验其是否符合要求。
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‰,同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分,事先在围堰导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置,使宽度误差分散,并在插桩时,据此调整钢板桩的平面位置,使误差不大于±15mm,当仍有困难时,将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床,在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时,则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。
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(如图为三组组合桩的桩帽图)切忌锤击过猛,以免桩尖弯卷,造成拔桩困难。
7 钢板桩围堰在使用过程中,防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管,到围堰内抽水时,再予封闭,当在围堰内抽水时,钢板桩锁口出现漏水现象,应在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物,借漏水的吸力附于锁口内堵水,或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝,撒煤渣等物堵漏时,要考虑水流方向并尽量接近漏缝,漏缝较深时,用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒,同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处时,应逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧,使导梁受力均匀。
8 围堰使用完毕,拔除钢板桩时,首先将钢板桩与导梁木板焊接物切除,然后在围堰内灌水至高出围堰外水位1~1、5m,平衡内外的水压力使其与封底砼脱离,再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩,先略锤击振动后拔高1~2m,然后挨次将所有钢板均拔高1~2m,使都松动后,再从下游开始分两侧向上游挨次拔除。
四、.安全措施
为确保施工中的安全,在进行钢板桩围堰施工时,必须将安全工作放在首位,预防为主。
1 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。
2 用高架索道进行水平和垂直运输时,对两端的地垅埋设要牢固,同时对索道的起重能力进行实测,保证在运输时,索道有足够的承受能力。
3 设专人负责日常检查和养护工作,在使用索道时设专人给信号,避免人多时乱指挥,出现安全事故。
4 对打桩机主塔架,设浪风绳固定,防止风大时,桩架摇晃严重发现意外事故。
5 打桩机在轨道上的轮子要经常检查不能有悬空的,如有时应调整轮子或塞垫等办法,使轮子压在轨道上。
6 当人爬上打桩机塔架和走在临水的导向环上时,应戴好安全帽,系好安全带。
7 拔桩时要先震动1~2分钟,再慢慢启动卷扬机拔桩。在有松动后再边震边拔,防止蛮干。
8 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磨损情况,危及安全的要及时维修、更换。的导向木,顺导向木下插,使第一组钢
骝岗涌特大桥水中桩施工方案
摘要:广州南部地区快速路(鱼窝头~黄阁)支线位于番禺区鱼窝头镇长莫村,起讫里程为K5+106.80—K5+942.84,全长836.04m。上部结构为50 m简支T梁和30 m、25 m简支箱梁,下部结构为柱式桥墩、桩基础,本桥跨越骝岗涌。其中20、21、22和23号墩位于骝岗涌中。骝岗涌正常水深3.4米,高潮水深4.6米。 关键词:桩 施工方案 一、工程概况:
广州南部地区快速路(鱼窝头~黄阁)支线位于番禺区鱼窝头镇长莫村,起讫里程为K5+106.80—K5+942.84,全长836.04m。上部结构为50 m简支T梁和30 m、25 m简支箱梁,下部结构为柱式桥墩、桩基础,本桥跨越骝岗涌。其中20、21、22和23号墩位于骝岗涌中。骝岗涌正常水深3.4米,高潮水深4.6米。 二、水中桩总体施工方案:
骝岗涌正常情况下水最深处4.6 m(22号墩),其次4.1 m(23号墩),20、21号墩位于岸边水深只有0.2 m。根据桩位与河流水深关系,为了不影响河流通航要求,同时不因大面积筑岛对河流断面产生影响。我们计划在20、21号墩和23号墩采用钢板桩配合土袋围堰施工,对22号墩采用搭设钢平台方法施工,在21墩与22号墩间用2.5 m宽的钢便桥连接,便于施工人员往来和运送小型材料及灌注砼铺设泵管用,在22号墩23号间留出净宽不小于35 m的航道解决临时通航事宜。详细设计见水中桩施工平面置图。 三、围堰和钢平台施工:
1、围堰施工:
土石围堰:场地为浅水时,采用围堰筑岛。根据水文地质资料及实测结果反映,骝岗涌特大桥20、21号桩位在河滩边,退潮位时,原地标高在水面以下0.3 m以内,高潮位时水不深且流速不大。根据技术经济比较,宜采取围堰筑岛,岛面比在施工期间可能出现的最高水位高出1.0~1.5 m。
围堰筑岛的施工顺序:围堰施工从上游开始进行,围堰外侧用土袋堆码1~1.5 m高;然后进行填土。填土原则为:沿河堤向河中间逐步推进,将填筑料倒在露出水面的堰头上,顺坡送入水中,以免离析,造成渗漏,每层填地高度不超过2 m。初步填土完成后用PC200勾机压打钢板桩,钢板桩打入深度根据河床地质情况确定,保证围堰稳定,但是最小不小于7米;二次进行土袋堆码至堰顶,堆码时上下左右应错开,堆码整齐;再进行围堰填土直至设计标高。填土时中间部分填片石及粘土,岛底涌床淤泥和软土应先挖除或用吸泥机具排除,以免筑岛围堰沉陷。为防止河水浸入堰堤而造成围堰坍塌,土袋内2 m范围用优质粘土加片石夯实。围堰工作平台宽7 m,长度为32 m。20、21号墩间用一条4.5 m宽的土石路连接,21、22号墩位用2.5 m宽钢便栈连接,23号墩与东岸用一条4.5 m宽土石路连接。
2、钢平台和钢栈桥施工方案:
2.1总体设计:22号墩施工平台面尺寸设计为32 m*6 m,22号墩和21号墩间用一条4.0 m宽钢便栈连接。平台上考虑两台桩机同时施工。
骝岗涌水位受潮水影响,最大水深在3~5 m间。采用Ф50cm钢管(壁厚8mm)桩间距为5~6m,其中最中间两排桩间距5.5m。顺桥向布设2排钢管桩,总共设计14根钢管桩。单桩入土深度计划8m,振动沉桩时根据实际情况确定打入深度,上部固定在平台梁上。顺桥向用I36b工字钢作主梁,横桥向I28b工字钢作分配横梁,I28b工字钢间距为60cm沿横桥向布置。其上铺设1cm厚钢板做面板。 桩基础施工期间正好为枯水季节,钢栈桥及钢平台顶面标高为:施工水位(4.6)+1.5m=+6.1m。钢栈桥钢管桩用Ф30cm钢管做基础,振动沉桩时根据实际情况确定打入深度,横桥向设两排,纵向用I25b字钢做主梁,横向用I20b工字钢做次梁,间距0.8m.。栈桥只做安装泵管和运送小型机具用。钢平台的构造具体见附图:主桥水上钻桩施工平台结构示意图。平台及栈桥施工前我们已报航道、海事、水利等有关部门审批,发布施工通告,设立相应通航、助航标志。施工时及完成后在适当位置设立夜间警示灯,以引导过往船舶通行,确保过往船只的通航安全和施工安全。 2.2.钢栈桥,平台搭设: a、钢管桩运输、堆放
我们将由专业厂家加工的10米-20米长的Φ50cm的钢管桩,直接用船运至工地即可,根据现场施工进度组织分批运送至工地,避免钢管桩压船。钢管桩运输
过程堆放按沉桩顺序可采用多层叠放,各层垫木位于同一垂直面上,船上管桩的叠放层数不易超过三层,以保证行船安全。钢管桩起吊、运输和堆存过程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。注意在钢管桩沉放前再次检查管节焊缝。
b、钢管桩沉放
沉放前先计算出每条钢管桩的坐标,在两岸大堤上针对各桩分别布置一条基线,基线上的每一个观测点用全站仪精确测量其坐标位置,并用水准仪测出其高程;然后计算出每一根桩上观测点的坐标及交会角,并汇总成表供观测沉桩使用。沉放时在正面布置一台全站仪观测定位,侧面设置两台经纬仪校核。 钢管桩沉放使用45KW振动锤,能提供额定振动力为45t,可以满足本工程的要求。起吊设备采用30t起重船。起重船抛锚定位后,先期依靠钢管桩重力插入覆盖层中,上部用缆绳绑在吊船边,待桩身有一定稳定性后,再利用浮吊吊上振动沉桩机夹住钢管桩,开始振动沉桩机振动下沉钢管桩到位。钢管桩逐排沉放,一排桩沉放完成后再移船至另一侧。
钢管桩沉放应注意:振动锤中心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上;每一根桩的下沉应连续,不可中途停顿过久,以免土的摩阻力恢复,继续下沉困难。沉放过程加强观测,钢管桩偏位不得大于10厘米,垂直度不得低于0.1%。
c、钢平台搭设
钢管桩沉放完毕后,开始进行钻孔平台型钢布设,其具体步骤如下: 各钢管桩在顺水流向适当位置开口,割平钢管桩头 安装已拼接好的I45工字钢横梁,与钢管桩(开口)壁点焊→浇注各钢管桩桩头C15砼,使I45横梁嵌固在桩头中→ 安装I36工字钢分配纵梁,并与I45横梁焊接(设加劲板)→在“井”字梁上铺设δ=10mm厚钢板,加设安全栏杆。
平台施工开始时即设置航标,悬挂夜间红灯示警等通航导向标志,并打设钢管桩防撞墩,以策安全。 四:钻孔灌注桩施工 1、桩基钢护筒制作与埋设
桩基钢护筒设计内径为Φ270cm,钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。护筒成形采用定位器,设制台座接长,确保卷筒圆、接缝严。为加强护筒的整体刚度,在焊接接头焊缝处加设厚10mm宽20cm的钢带,护筒底脚处加设厚14mm宽30cm的钢带作为刃脚。钢护筒每节加工长度为10-15m(或按实际长度分节加工)。焊接采用坡口双面焊,所有焊接必须连续,以保证不漏水。钢护筒在加工厂进行分节制作,经检查合格后由驳船运至主钻孔平台,现场焊接接长。
钢护筒顶标高比平台面高30cm,即6.8米。护筒埋入不透水粘土层不小于1米
,钢护筒下沉采用90KW振动锤振动配以护筒内用空气吸泥机吸泥下沉,必要时可在护筒外壁辅以高压射水下沉。钢护筒下沉步骤如下:
在平台桩位处焊设护筒下沉定位架→安装第一节钢护筒于导向架内并与导向架下口临时焊连,使护筒固定→吊起第二节护筒对准第一节护筒,校正后将两节护筒连接处焊牢并加强→割除第一节护筒与导向架焊接处,浮吊下放第一、二节护筒→吊装90KW振动锤与护筒上口连接牢固→开动振动锤振动下沉,再接长下节钢护筒,如此反复直至护筒至所需的深度。
钢护筒埋设首先在每个平台上,精确放出护筒位置,利用钻孔平台上纵横工字钢安设护筒沉放导向架,导向架比护筒外径大5cm,在平潮江水停止流动的时候,由45t浮吊吊起钢护筒通过导向架缓慢下放直到其刃脚自然下沉到河床面为止。在校正护筒垂直度(小于0.5%)和护筒平面位置偏差(小于3cm)后,采用90KW振动锤振动下沉,并按需要焊接接长护筒,在现场焊接钢护筒时要采取有效措施保证钢护筒的轴线顺直度,振动锤振动下沉直至护筒底部到达设计标高。 若钢护筒不能沉放到所需深度,则利用Φ300mm空气吸泥机,按先中部后四周再中部的顺序吸砂,必要时可在护筒外壁辅以高压射水下沉。
钢护筒沉放应注意:钢护筒沉放前派遣潜水队员将桩位处清理干净,不得有影响钢护筒下沉和钻孔施工的杂物如大块石、钢材等;钢护筒焊接接长时应保证护筒顺直,焊缝饱满;振动锤重心和护筒中心轴尽量保持在同一直线上;开动空气吸泥机同时须往钢护筒内加水,护筒内水位不能低于江面水位;在护筒下沉过程中,当护筒沉入土中一定深度后,要及时撤除护筒导向架,以免影响护筒下沉;钢护筒沉放必须全过程测量,保证护筒偏位和倾斜度在容许范围内。 2、成孔施工
① 设备配置:考虑工期要求并综合考虑不能长时间占用航道,我们计划每个墩位两台桩机同时施工。并配器两台泥浆泵和一条泥浆船。 ②泥浆循环系统
本工程桩基础施工一律使用优质膨润土泥浆(用膨润土、工业碱、聚丙烯酰胺、木纤维素按适当的比例配制而成)护壁,以保证施工安全和质量,达到桩壁无泥浆套和桩底无沉渣的设计要求。
施工过程中泥浆循环主墩采用泥浆船,泥浆船用300t运输船改装,容量150-200m3,每个墩配置一艘泥浆船和一艘运泥船,以保证泥浆的储备及便于外运多余泥浆;泥浆循环采用气举反循环。为保护环境严禁把泥浆及废渣直接排入河道,应由运泥船运往指定的弃土区排放。 3、成孔工艺
a、造浆:正式钻进前,往要施工的桩及循环用的护筒孔底供泥浆,换出原
孔内清水。泥浆制备采用优质膨润土,钻进过程中,要根据不同的土层制备不同浓度的泥浆,使泥浆既起到护壁及清渣的作用,又不致于太浓而影响钻进速度。 b、钻孔:钻机就位后,进行桩位校核,保证就位准确。造浆完毕后低速开钻,待整个钻头进入土层后进入正常钻进。在护筒脚部位必须慢速钻进。当回旋钻机钻进至岩层面后换下刮刀钻头,改用牙轮钻头钻进。整个成孔过程中分班连续作业,专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况,发现异常马上采取措施,泥浆比重控制在1.2~1.25,粘度控制在18~22s。
桩孔中的泥浆指标应严格控制,好的泥浆不但利于保证孔壁稳定,而且有利于悬浮起岩渣加快施工进度。在钻进过程中应定期每班检测桩孔中的泥浆的各项指标。在成孔后清孔时应在孔底注入优质泥浆,以保证孔底干净。
净泥浆性能指标如下表: 净泥浆性能指标表 泥浆配比 水:膨润土 (重量比) 600:100 比重 ( r ) 1.065 粘度 ( s ) 17.8 静切力 ( Pa ) 1.342 净泥浆性能 含砂胶体率 率 ( % ) <1 ( % ) 99 失水率 (ml/30min) 21.6 酸碱度 PH 9.2 施工工程泥浆性能指标如下表3-2。 表3-2:工程施工泥浆性能指标表
施工过程泥浆性能 静切力 含砂率 胶体率 ( Pa ) 1.342 ( % ) <8 ( % ) ≥95 比重 ( r ) 1.1~1.45 粘度 ( s ) 18~28 失水率 (ml/30min) ≤20 酸碱度 PH 8~11 如果发现实际地质情况与设计提供的资料不符,则马上通知监理工程师汇同设计部门协商解决。
C、清孔:孔深达到设计标高后,对孔径、深度、垂直度和孔底嵌岩情况进行全面检查合格后,采用换浆清孔法,当孔底基本无沉渣,泥浆沟只排出浊水而无泥浆废渣时,即可停止第一次清孔,移机准备钢筋笼下放。 4、成孔的检测
a、钻、冲孔在终孔后应进行孔位、孔深检测。
B、孔径、孔形和倾斜度可采用外径为钻孔钢筋笼直径加100mm,长度为4~6
倍孔径的钢筋检孔器吊入钻孔检测。
C、钻、冲孔的成孔质量标准为:
项 目 孔的中心位置 孔径 倾斜度 孔深 沉渣厚度 允许偏差 单排桩:3cm 不小于设计桩径 小于0.5% 支承桩比设计深度超深不小于50mm 设计规定:小于5cm 相对密度:1.03~1.10 粘度:17~20s 清孔后泥浆指标 含砂率:<2% 胶体率:>98% 5、钢筋的制作及下放 ①钢筋笼制作:
钢筋笼在岸上分节进行制作,采用加劲筋(间距2m)成型法,每节长度9~12米。制作时加劲筋点焊在主筋内侧,校正好加劲筋与主筋的垂直度,然后点焊牢固,布好螺旋筋并点焊于主筋上,按设计在主筋上沿圆周方向每5米均匀分布焊接4个保护层耳环。焊接加工要确保主筋在搭接区断面内接头不大于50%;焊接采用单面焊,焊缝长不小于10d(d为钢筋直径)。
根据设计,每条桩基有超声波检测要求,检测管每桩放4根同时固定在钢筋笼上下放。检测管标准长为8m,外径57mm,接头焊接Ф70mm钢管,上端应高出桩顶50cm,下端用钢板封底焊接严密。 ②钢筋笼吊装:
加工好的钢筋笼由驳船运往现场采用45t船吊下放就位。安装时采用两点起吊,以防止骨架变形;钢筋笼竖直后,检查其竖直度,进入孔口时扶正缓慢下放,严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼边下放边拆除内撑。钢筋笼连接采用单面焊,焊接长度10d的搭接,并且保证各节钢筋笼在同一竖直轴线上,钢筋笼下到设计标高后,定位于孔中心,将主筋或其延伸钢筋焊接在护筒上,以防骨架在浇注混凝土时上浮及移位。浇注混凝土前在检测管内灌满水,上口用塞子塞住。钢筋笼下放完成后,马上下放导管进行二次清孔,并做好水下混凝土灌注工作。 6、水下混凝土灌注
桩基混凝土由设在两岸的混凝土搅拌车供应,砼输送泵通过钢栈桥送至浇注点直接灌注。 ①灌注前准备
灌注前进行二次清孔,采用气举法清孔。拟用一上端密封的管,插入一空压管和出浆管,插至离孔底20cm,外侧伸入进浆孔。空压机用大功率空压机,宜用20m3/h。当二次清孔的泥浆性能指标和沉渣厚度达到设计和规范要求,并经监理工程师检查合格后,尽快进行水下混凝土灌注。主桥桩基混凝土浇注施工采用导管法灌注。导管采用内径Ф300mm的刚性导管,在第一次使用前和使用一定时间后均按规范对其进行水密性和承压试验、检查,防止胶垫老化,以保证导管接头良好,不漏气。 ②砼配合比基本要求
桩基础砼标号为C30,考虑到水下砼浇注的各种因素,在进行配合比设计的时候要满足以下要求:
坍落度:18~22cm;
坍落度降至15cm的最小时间:3h; 砼初凝时间:≥12h; 最大粗骨料直径:30mm。 3、导管
导管选用壁厚5mm,直径30cm的无缝钢管。导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、外观质量和拼缝构造进行认真地检查外,还需做拼接、过球、承压及水密性试验。
导管分节加工,分节长度应便于拆装和搬运,并小于提升设备的提升高度,每节长度以2~4m,还需加工两节1m长作为高度调节。
导管在开始浇注砼前离开孔底面25~40cm左右。 3.6.4砼浇注
当二次清孔的沉渣厚度及泥浆比重达到设计和规范要求,并经监理工程师检查合格后,即可进行水下砼灌注。
开始浇注混凝土要满足首批砼需要量要求,保证首批砼灌注后导管埋深1m以上。
如图:首批砼的计算图,首批砼需要量:
V≥(πd2h1+πD2Hc)/4
首批砼用顶塞法浇注,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算导管埋置深度,确信符合要求后即可正常灌注,砼浇注过程应注意以下事项: a、灌注开始后,应紧凑连续进行,并注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内砼面高度,正确指挥导管的提升和拆除。导管在砼内埋深控制在2m~6m左右。
B、砼浇注面上升到钢筋骨架下端时,为防止钢筋骨架被砼顶托上升,浇注速度适当放缓,而当砼进入钢筋骨架4~5m以后,适当提升导管,减小导管在钢筋骨架下的埋置深度。
C、在砼灌注过程中,后续砼要沿导管壁徐徐灌入,以免在导管内形成高压气囊。另外,为保证桩基础的密实,要定时抽插振动导管,达到振捣效果。 D、为确保桩顶质量,砼浇注标高应比设计桩顶标高高出80cm,在浇注完成后挖除多余砼,但应留出30cm左右在桩基础达到强度后用风镐凿除至设计标高。
E、砼浇注过程可能遇到的问题及其处理:
(1)、首批砼灌注失败:用带高压射水的Ф300mm空气吸泥机将已灌注砼吸出,重新按要求灌注。
(2)、导管进水:如因导管埋深不足而进水,则将导管插入砼中,用小型潜水泵抽干导管内的积水,再开始灌注;如因导管自身漏水或接头不严而漏水,则应迅速更换已经拼接检查好的备用导管,然后按前面做法处理;如上述两种方法处理不能奏效,则应拆除灌注设备,用带高压射水的Ф300mm空气吸泥机将已灌注砼吸出,清孔后再重新灌注砼。
(3)、卡管:初灌时隔水拴卡管,或因砼自身卡管,可用长杆冲捣导管内砼,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器使隔水拴下落。如仍不能下落,则将导管连同其内砼提出钻孔,另下导管重新开灌。如因机械发生故障或因其他原因使砼在导管内停留时间过长,孔内首批砼已初凝,宜将导管拔出,用吸泥机将孔内表层砼和泥渣吸出,重下新导管灌注。灌注结束后,此桩宜做断桩予以补强。
(4)、埋管:若埋管事故已发生,初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出,已灌表层砼尚未初凝时,可加下一根导管,按导管漏水事故处理后继续开灌砼。当灌注事故发生在护筒底标高以上式,可考虑终止灌注砼,待护筒内抽水后按施工缝处理,接长桩柱。 7、桩基检测
水下砼浇注结束后砼达到一定强度后才能进行桩基检测。检测合格可立即进行桩
顶部结构系梁及柱施工。
②安全防护措施:在通航口上、下游均设置醒目施工导航标志,以策来往船舶航行安全,施工航标志的设立须符合《内河助航标志》的规定。施工前精确测量、放线,当沟槽与堤岸较近时,及时采取有效的方案进行解决。合理布置施工走道,对施工总平面进行科学、周密、综合分析和布置,尽量避免在栈桥边堆放重型材料。施工过程中加强对堤岸的监测,及时采取措施消除隐患,确保河堤安全。 五、防洪措施:
按照施工计划安排,水中墩施工时间在2003年11月—2004年1月旱季期间,查水文资料《2003年水位预报表》,最高水位出现在农历10月、11月、12月的初四,分别为143、148、139(以上为水利部门使用高程系统);为确保工程施工安全及周边群众的生命、财产安全,我部将在水中墩施工间采取如下措施: 1、 建立全组织机构 A、险领导小组 组长:韩国强
副组长:林飞鹏、杨立华 组员:赵克辉、卓强发、赵贤武 指挥部设在经理部办室 B、防洪抢险小分队
由经理部在岗青年组成,在紧急情况下能迅速集合参与抢险。 C、建立定期报告制度及巡视制度 六、河堤破除
20、21、23号墩盖梁施工完成后进行河堤的破除,根据施工时通车的要求考虑其破除宽度为6m。破除时应向两边放坡,并在破除范围两侧打入木桩,确保河堤及施工车辆、人员安全。对于河堤不便清除的残土等我们将用吸泥船清除。
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