橋梁項目橋墩、承臺及基礎工程施工方案(16頁).doc
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2023-06-14
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1、大橋基礎施工方案一、工程概況xx大橋全長329.62m,設計中心里程為k15+757.6,起訖樁號K15+593.56K15+923.18,右交角90度,橋梁上部結構采用預應力T梁,連續箱梁,實體矩形圓角橋墩、圓柱式橋墩,樁柱式橋臺,全橋孔跨布置:430M先簡支后連續T梁+(56m+90m+56m)三跨變截面預應力混凝土連續箱梁橋。設計荷載等級:公路級,橋梁寬度:凈8+20.5=9.0米,公路設計速度40km/h,設計洪水頻率1/100,地震動參數:地震動峰值加速度為0.05g。5號、6號橋墩采用矩形圓角型實體墩,基礎采用2根D300cm嵌巖樁,5號樁長37m,6號樁長41m;兩根樁基均位于水2、中,需要搭設平臺;承臺采用預埋鋼棒法支架施工方法。二、工程地質條件2.1地理位置及交通條件橋址所在地屬安化縣平口鎮,兩側橋臺均有公路通過,交通較為便利。2.2地形地貌橋址區橫跨資江,屬于丘陵河谷地貌,河溝內分布河流低階地地層,地勢較低,地形起伏不大。2.3氣象水文安化屬中亞熱帶季風濕潤氣候區,四季分明,氣候溫和,熱量豐富,降水適中。年平均氣溫16度;7、8月份最熱,月平均氣溫26.7-29.8度;1月份最冷,月平均氣溫1.6-7.1度。年平均降水量1673毫米,年平均無霜期274天,冬春季寒潮和夏季強降雨對施工不利。2.4地層巖性根據地質調查測繪及鉆探揭露,橋址區分布地層主要為第四季全新統沖積3、(Qh)填筑土、淤泥、粘土、粉質粘土、細砂、卵石土,更新統粉質粘土。基巖為泥盆系(D2)的泥質粉砂巖,分述如下:2.4.1第四季全新統(Qh)1、填筑土:灰褐色,稍密,稍濕,主要成分含碎石粉質粘土,勘厚6.7m。2、淤泥:灰褐色,流-軟塑,飽和,含5%左右粉砂及少量有機質,有異味,勘厚2.2m,分布于資江河河床中。3、粘土:灰黃色,軟-可塑,濕,沖積成因,含少量粉砂質,見礫,勘厚3.3m。4、粉質粘土:灰黃色,可塑,濕,殘積成因,含少量粉砂質,見礫,勘厚0.9-4.0m。5、細砂:灰黃色,稍密,飽和,細砂含量40-60%,含約10-20%粉砂,泥質充填,底部見礫,勘厚3.2-11.8m,分布于4、資江河河床中。6、卵石土:褐黃色,中密,飽和,含量50-60%,粒徑2-13cm為主,呈次圓形,分選性差,中細砂及少量泥質充填,勘厚3.2-6.3m,分布于資江河河床中。2.5水文地質條件根據鉆孔水文地質觀測和地表水文較大,勘察期間水深4.4-12.7m;經過我項目部在3-6月對水深量測,5、6號樁基水深保持在18-20m之間。地下水主要以松散沉積物孔隙水、基巖裂隙水為主,無明顯徑流區。三、基礎施工規劃3.1施工組織機構橋梁基礎施工隊: 1、負責平臺的搭設、鉆孔樁的施工 2、負責承臺、墊塊和墩臺的施工; 3、全橋鋼筋半成品的加工和運輸3.2總體布置3.2.1 鋼筋加工場 鋼筋加工場設置在K155、+580附近,面積大小約為2020m;3.2.2 混凝土供應 混凝土采用拌合站集中拌制,由輸送泵輸送到澆筑現場,采用泵送法或吊車輔助料斗進行混凝土施工。 3.2.3 施工用電 供電線路擬設置一臺200KVA變壓器供此大橋施工用。同時配備1臺150KW內K15+590燃機發電機組作施工備用電源。3.2.4 施工、生活用水 施工用水直接抽取河水,生活用水接通當地自來水。3.2.5 施工通訊 大橋施工地點附近通信信號較好,通訊手段采用手機、輔以對講機等方式,以確保施工通訊通暢。四、水上工作平臺搭設方案優選 我項目部在3-6月份對當地水文情況經行了初步的調查,5號、6號墩樁基屬于深水基礎,全橋造價不高6、,水中樁基礎施工方案遵循經濟、適用、安全的原則,平臺須牢靠穩定,能承受工作時所有靜、動荷載;考慮到水中樁基礎施工方案時重點要進行工作平臺搭設方法的優選。因此開工前, 項目部工程技術人員對搭設工作平臺方案進行集思廣益,重點對搭設鋼樁固定平臺、租用大噸位船舶、草袋圍堰及搭設浮舟平臺等四個方案進行了比選。 結果如下: 1) 搭設鋼樁平臺方案:由于河水較深,該平臺難以準確定位, 搭設與拆除困難,穩定性差,且重復利用率低,成本較大,故不予采用。 2) 租用大噸位船舶方案:經過對汨水上下游調查,上下游均有水電站,不能通過大噸位船舶,無法采用。 3) 草袋圍堰在河水較深的條件下施工困難,施工過程中抽水量大,7、成本高,也不予采用。 4) 浮舟平臺方案:a. 平臺定位較方便,移動快捷;b. 承載力大,適合于深水沖擊施工;c. 穩定性強,平臺利用水的浮力及平臺鋼管固定立柱支撐,平穩性好,適合人機施工作業;d. 能重復使用,制作與維修成本低。因此,選定該方案進行施工。五、總體施工方案5.1浮舟平臺的搭設與就位:浮舟平臺采用兩艘70噸駁船搭建,浮舟平臺的搭設水中樁基施工的浮舟平臺采用2 只28 m 4.5 m舟船連接而成,舟船上工作平臺構成包括舟船之間用3道(每道3榀工字鋼)I36 普通工字鋼作為橫向分配梁焊接形成整體,再用12mm厚的鋼板鋪設,用12槽鋼制作成導向架。鉆機沿工作平臺縱向擺設,通過地枕及鉆機8、的另外兩個支撐架(50、16圓鋼)固定在工作平臺上。施工流程為:拼裝水上浮平臺一鉆機就位一測量定位一開鉆(鉆止卵石層內0.5-1.0m)一沉放鋼護筒一鉆進成孔一澆注水下混凝土一拆除部分鋼護筒。 首先進行6號樁基的施工,采用半幅封航錨固。從河流上游150m處下一個3噸的錨后拖錨前進,直至錨掛住河底,然后利用鐵路修建的廢墩栓錨進行對拉,再在河岸栓錨進行定位,駁船定位后,再在兩個方向加栓錨固,水中錨碇采用混凝土蛙式錨,岸上錨碇采用混凝土地錨,水中設5個錨碇,錨碇連接采用直徑13mm鋼絲繩與水上定位裝置相連。 5號樁基施工的錨固:6號樁基完成后,利用6號樁基作為一個錨固點,再在河岸栓錨固定,船頂著潮流9、,前后錨成八字型,錨纜與水面夾角應控制在 1 5度 。(浮舟平臺示意圖附后)待工作平臺鉆機安裝完畢后,用全站儀大致定出施工樁基的中心位置,在水中利用沖擊鉆打入河床一定深度沉設鋼護筒。5.2 護筒施工技術 護筒沉設施工是鉆孔灌注樁施工的開始,護筒平面位置與垂直度準確與否,護筒周圍和護筒底腳是否緊密、不透水,對成孔、成樁的質量都有重要影響。5.3鋼護筒構造與技術參數 焊接整體式鋼護筒有其強度高、剛度大、結構簡單、施工方便、適應性強、有利于實現機械化作業,加快施工進度等優點。5.3.1鋼護筒構造與技術參數5.3.1.1鋼護筒內徑5、6號樁基樁徑為3 m,樁長分別為37、41m, 用沖擊鉆鉆孔,鋼護筒10、采用10 mm 厚的鋼板卷成直徑為3.2 m 的鋼護筒,根據鋼板的型號、規格及施工操作的方便,每節鋼護筒制作長度為3 m, 接縫處用電焊焊密實,防止護筒下水后沖擊鉆孔時漏漿,接縫焊接好后,再在每一節護筒的一端對稱焊接兩個反牛腿,以便于護筒的起吊和焊接。下沉施工用導向架上下兩層間距為5m,護筒在導向架內的允許擺動為1.0cm,導向架本身變形考慮1.0cm,護筒垂直度最大允許偏差為(0.01+0.01)/5*100% =0.4%,護筒長度24m,最大允許垂直度產生的護筒下口偏位24*0.4% =9.6cm,錐頭擺動考慮5cm,則護筒內徑3+0.096*2+0.05=2.79m,護筒內徑取值為3.211、m。5.3.1.2鋼護筒長度河床內存在淤泥、粘土、細砂,為防止護筒內水頭降低產生的涌砂現象使護筒傾陷,鋼護筒入土深度 4m(卵石層內),同時考慮潮水的影響,采取穩定護筒內水頭的措施,水位按現最高+ 20m計,鋼護筒長度為24 m。若覆蓋層厚度低于4m處,在護筒四周回填袋裝土,保證其嵌固深度不小于4 m。若施工中護筒穩定性較差,先將護筒內鉆空,鉆至中風化巖層內 l m,二次沉設護筒,使之嵌入中風化層。5.3.1.3分段設置護筒需要分段加工,沉設現場吊入導向架后拼接成整體。主要是因為護筒本身是一個大體積、大重量的物體,施工過程中要受到加工場地、轉運起重機械、轉運運輸機械、存放場地、等等因素的限制。12、每段長度為3m,利用25t輪胎吊轉運,鉆機吊裝每段鋼護筒就位焊接,并在每段的上下口內增設一個十字撐,以保護護筒在吊裝時不因吊點集中力的作用發生變形。5.3.2導向架 導向架的作用是控制并引導護筒在樁孔的正確位置豎直的沉入河床。護筒是一個大體積、大噸位的鋼構件,在安裝過程中起重設備無法對其進行細部的定位調整,需要借助導向架的幫助。護筒的導向架一方面確定護筒的平面位置,另一方面能保證護筒的垂直度。導向架有兩層槽鋼框架組成,兩層槽鋼框架可以分別固定在施工平臺上,借助平臺形成穩固的整體。槽鋼框架的凈空比護筒的外徑大20cm,兩層之間的豎向距離為5m,凈空小有利于平面位置的控制,豎向距離大有利于垂直度的13、控制。5.4 鋼護筒沉設a)測量放樣b)安裝導向架c)吊起護筒下節,喂入導向架。當護筒下節上口距導向架1m左右時,停止下放護筒上節,在護筒上焊接兩個反牛腿,將護筒上節掛在導向架上。鉆機松勾,此時護筒下節的重量全部由導向架承受。d)吊起護筒上節。將護筒上節下口與護筒下節上口靠在一起,微調鋼板,使上下接整齊的對接在一起,焊接牢固。若護筒分段超過2節,重復以上兩個步驟,拼接好整個護筒。 e)鉆機將護筒上節連同下節一起吊起。使反牛腿脫離導向架10cm,割掉反牛腿,然后下放護筒。若護筒分段超過2節,重復以上三步驟,直到拼接好整根護筒,達到護筒設計長度為止,護筒高出水面2m,。 f)到護筒底口距離河床面514、0cm時,停止下放,測量護筒夾角為90度的兩個方向的垂直度。測量垂直度用線錘靠近護筒,導向架上下兩層位置各測出一個測線與護筒在同一水平面的距離,兩個數值之差與兩個測點的垂直高差之比及為護筒的垂直度。g)鋼絲繩下放護筒入已鉆好的河床,直到護筒靠自身重力不能再下沉為止。護筒沉設到位后,測量最終的護筒垂直度和上口中心偏位。護筒中心豎直線與樁中心線重合,平面允許誤差為50mm,豎直線傾斜不大于1%;,橋梁深水基礎設計中一般不考慮鋼護筒對樁豎向承載力的影響。5.5鉆進及灌注水下混凝土 在使用沖擊鉆成孔工程中,由于沖擊鉆的擴孔系數較大,尤其是通過河床覆蓋層和巖層的結合面處,擴孔導致護筒底部懸空,由于護筒本15、身的重力作用下,護筒會突然下沉,并發生傾斜,造成不可挽回的施工事故。如果護筒傾斜超過施工要求,只有把護筒在水下切割成段,分段吊出,并在原位重新插打一根新護筒,造成損失巨大。 因考慮到砼在灌注過程中,在護筒底部和巖層結合面處,易出現砼外泄到河床內的情況,所以通過護筒適當的跟進(即護筒沉入孔內,一般控制護筒跟進2.0m),可以解決砼外泄的難題。當混凝土灌注至護筒底部附近接近河床面時,常常有砼外泄的情況出現。采用在護筒外邊丟放大量的大粒的碎石和裝滿砂石料的草袋,堆積在護筒與河床面交界處,將漏漿處進行封堵,然后繼續灌注砼,盡量放緩灌注速度,以期能通過護筒和河床的結合面,使護筒內砼面能順利上升。5.5主16、墩承臺施工 因5號、6號墩承臺尺寸為11m5m3m,承臺頂標高為161.5,我部采用預埋鋼棒法支架施工方法。在樁基上穿9cm鋼棒,上面采用40工字鋼做主梁,縱梁上面安放 10雙槽鋼,間距為40cm,鋪設搭設施工平臺;承臺底模采用組合鋼模板,側模用木模拼裝。結構計算:總長L=13m,樁基凈距3m1、砼重量:q1=1652.79.8=4365.9 KN2、模板、支架自重、承臺兩側各設置4根 I40b工字鋼作為施工主梁,長13米q2=73.8789.8138=75.3 KN、 主梁上鋪設 10雙槽鋼,每根長7米,間距為40cm,樁基外側各設置4對,兩樁基之間設置6對。q3=(62+422)7109.17、8/1000=19.21 KN、 槽鋼上鋪設鋼模板,每平方按1.2KN計算,q4=1371.2=109.2 KN3、 施工時人員、機具重量。按每平方3KN計算:q5=1373=273KN4、 振搗器產生的振動力。本次施工時采用HZ6X-50型插入式振動器,設置4臺,每臺振動力為5KN,施工時振動力q6=45=20 KN主梁及鋼棒驗算1、主梁上總重力簡化為均布荷載Q=(q1+q2+q3+q4+q5+q6)/L=(4365.9+75.3+19.21 +109.2 +273+20)/13=374.05 KN/m2、主梁內力計算承臺施工時采用8根主梁,考慮安全系數1.3,則每根主梁力值計算時的均布荷載18、為q=1.3374.05/8= 60.78 KN/m。按均布荷載任取上計算簡圖400cm一段進行驗算:抗彎強度:彎矩: Mmax=1/8QL2=0.12560.7844=121.56 KN.M抗彎強度:s =M/W=121.56106/1.139106=106.73 Mpas = 170 Mpa故,抗彎強度滿足要求。撓度計算(跨徑4m)F=5ql4/(384EI)=560.7840004/(3842.11052.2781108) =4.23mm L/600= 6.7mm3、鋼棒驗算 采用90高強鋼棒(A45),端外露1米,鋼棒的性質如下:A=3.144545=6358.5 mm2 I=d4/319、2=3.14904/32=643.7981104mm4W=d3/32=7.1533104mm3 假設所有的力由鋼棒懸出的1m承受,則該截面的檢算為:抗剪強度:Q=374.0513/8=607.83 KNq=607.83 /1=607.83 kN/m=Q/A=607.83103/6358.5=95.6MPas=125Mpa六、水上施工安全措施:建立水上作業安全預防預案制度,是為了熟練掌握預案行動方案,在遇到突發事故時,真正做到臨危不亂,指揮有方,搶險有序,最大限度的降低事故損失,減少事故傷亡。(一)信息傳遞掌握近期氣象、水文、等自然災害信息;不定期巡視現場安全隱患信息;影響船舶作業安全的水上施工20、建設信息;其他可能威脅水上人身、財產、環境安全或造成水上突發事件發生的信息。氣象部門發布的對災害性天氣(如大霧、暴風雨、臺風)的預報,為預防水上突發事件提供氣象依據。要做到早知道,早預防,早準備,及早排除隱患。當接到險情后,應及時傳遞,并傳達到水上船舶施工作業現場。(二)及時報警遇到事故險情,項目部班組長及職工是應急救援體系中的當然成員,在發生事故時,負有當場進行搶救及報告、配合的責任和義務。任何個人應主動、及時、準確地采取最快捷的方式,將事故報告當地交通、海事、公安及政府,以便及時組織人員趕赴現場。接到災情報告后,立即向上級主管部門報告,迅速趕赴現場協助施救或現場處理工作。同時向110、1221、0緊急報警。(三)水上應急救援組織機構職責1、認真貫徹國家水上交通安全生產方針、政策,及時傳達應急工作的文件、指示。2、根據公司主管部門和項目部應急小組的安排意見,結合本工程實際,及早預測臺風水汛,建立搶險預案,并指導施工船泊落實責任制,建立健全安全制度及措施。3、開展船員水上安全思想教育,增強“防重于搶”、“防臺風,救大災”的思想意識,構建水上安全群防群治和管理網絡。4、組織開展安全大檢查,及時消除不安全隱患,進行臺風期、節假日巡邏監督,及時排查險情。5、及時對事故進行全面調查,作好現場勘險和調查筆錄,按“四不放過”的原則,依據有關規定對相關責任人提出處理意見。6、及時向政府和上級主管部門或22、縣安全生產事故應急救援指揮部報告安全事故情況和調查結果。(四)、搶險施救1、奔赴現場原則:收到水上安全險情報告,按照規定應急搶險救援領導小組成員,應帶領搶險及時趕赴現場。2、科學處理原則:處理險情災害事故,處理要果斷,施救措施要得力。3、先重后輕原則:搶險救災過程中,相關單位部門必須緊密配合,按照“先危險、后一般”的原則,全力以赴減少和消滅事故損失。(五)、水上安全事故報告制度1、水上安全事故發生后,必須按規定及時逐級上報。2、報告水上安全事故,可用電話、書面或口頭上報,有條件的使用傳真、文件專題上報。3、水上安全事故上報應對事故發生的(船名)、地點、被困人數、危害程度、損失情況以及傷亡情況,23、準確詳實上報,切忌誤報、錯報。4、對水上交通事故隱瞞、虛報、遲報或故意不報的,將按有關規定追究其領導和相關人員的責任。5、保障信息暢通,各安全責任人必須全天24小時開啟手機,確保信息暢通,如信息不暢通或遇重特大險情不到現場,將按有關規定從重處理。(六)、水上、高空作業安全管理措施1、開工之初,向海事部門了解航道情況、通航要求,再細化施工方案。臨時封鎖航道前必須提前到航道部門辦理相關手續,施工現場必須嚴格按要求做好防護措施,并組織防護艇在上下游疏導交通。 2、臨時纜繩、拋錨,必須嚴格按照海事部門的相關規定,不得破壞河堤,侵占航道,面向船只方向要設置警視燈。 3、施工用的船舶、機械嚴禁侵占航道。積24、極配合海事部門、港監的例行檢查和指導。水上作業的浮吊、船只必須做到性能良好,符合航務部門的相關規定。 4、高空作業時必須設置防護欄桿和安全網,施工人員必須系安全帶、戴安全帽,嚴禁穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋進行高空作業。5、懸空高處作業人員應掛牢安全帶,安全帶的先用與佩帶應符合國家現行標準安全帶(GB6095)的有關規定。 6、建筑施工過程中,采用密目式安全立網對建筑物進行封閉(或采取臨邊防護措施)。 7、建筑施工過程中,應采取有效措施對施工現場和建筑物的各種孔洞蓋嚴并固定牢固。 8、對人員活動集中和出入口處的上方應搭設防護棚。 9、高空作業的安全技術措施應在施工方案中確定,并在施工前完成,最后經驗收確認符合要求。 10、高空作業的人員應按規定定期進行體檢 11、工作邊沿無維護設施或維護高度低于800mm的,必須設置防護主設施;水平工作面防護欄桿高度為1.2m,防護欄桿用安全立網封閉,或在欄桿底部設置高度不低于180mm的擋腳板。