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鄂黃長江公路大橋主5#墩基礎施工方案(14頁)
鄂黃長江公路大橋主5#墩基礎施工方案(14頁).doc
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1、鄂黃長江公路大橋主5#墩基礎施工方案四川公路橋梁建設集團鄂黃長江公路大橋B標項目經理部一九九九年八月前 言鄂黃長江公路大橋是106國道在鄂黃跨越長江的咽喉工程,兼有城市橋梁的功能。鄂黃長江公路大橋主橋為55+200+480+200+55五跨連續雙塔雙索面預應力砼邊主梁式結構斜拉橋,主跨480m,主橋全長990m。黃岡岸副主橋為250m預應力砼T梁,引橋為2030m預應力砼T梁;鄂州岸副主橋為450m預應力砼T梁,引橋為1830m預應力砼T梁。橋梁全長2435米。本方案為鄂黃長江公路大橋主5#墩基礎施工方案。1.主5#墩基礎工程概況1.1工程地質狀況:本工程B標主5#墩位于河床北側,距北岸2002、m,墩位處復蓋層厚22.50-29.65m,河床面地形高程1.24-3.98m(黃海高程,下同),平均高程約2.5m。復蓋層從上到下結構為:細砂、中細砂、含礫中細砂,各層平均標貫5-12,最下層為砂卵石層,厚度多在0.1-0.37m之間,最厚處厚3.00m(根據工程地質勘察報告NT5-3資料),粒徑一般為12-46cm,最大11cm,基巖面標高在-20.77-26.01m之間,大多在-25m以下,平均巖面高約為24.00m.基巖從上到下有玄武巖,紫紅色細砂巖及礫巖等,玄武巖堅硬完整,弱風化,飽和單-1-軸干壓強度40-55Mpa,巖層厚度12.82-20.20m。紫紅色細砂巖完整堅硬,飽和單軸3、抗壓強度35-50Mpa,最大單軸抗壓強度,干:125Mpa,濕:94.3Mpa.軟化系數0.86.1.2工程水文條件 橋位處歷年最高水位25.56m,平均流速2.5m/s,歷年最底水位7.69m,平均流速0.52m/s.多年水位及年內水位變幅值如下:月 份123456789101112歷年年內水位變幅值maxmin多年平均水位(m)9.789.8611.1213.5616.4117.9220.2119.34188517.291451114815.94(54年)10.16(72年)90%保證率水位與時間:時 間最高水位12月上旬-次年4月上旬4個月12.4311月中旬-次年4月中旬5個月14.4、0211月上旬-次年5月上旬6個月15.3411月下旬-次年5月下旬7個月16.5510月中旬-次年6月中旬8個月17.539月下旬-次年6月下旬9個月19.499月上旬-次年7月上旬10個月20.608月上旬-次年7月上旬11個月20.867月上旬-次年7月上旬12個月21.171.3主5#墩基礎結構型式及工程數量主5#墩采用高樁承臺基礎,基樁為19根行列式布置3.0m的-2-鉆孔灌注樁,相鄰兩根樁中心最小間距為5.35m,樁長35.45m(椐招標文件)。嵌巖深度15m左右。承臺厚度6.0m,頂標高+3、25m,底標高-2.75m。主5#墩基礎主要工程數量表部 位名 稱單 位數 量基 樁 35、.40米鋼護筒T1216 3.4米鉆孔樁M285 30號混凝土m34761承 臺 30號混凝土m34298基 礎 鋼 筋t927套 箱 雙壁套箱t875 填壁砼m32258封 底 20號混凝土m350141.4基礎施工特點 受洪水影響:施工區域河道順直,年年漲洪水,基礎施工必須搶在明年5月底以前進行。 河床沖刷較大:中、枯水期最大流速達1.7m/s,對河床的沖刷較大,采取拋砂袋的措施以減小沖刷,保證施工平臺的穩定。影響通航:基礎施工部分占用長江主航道,較多的船只來往對施工干擾較大,需考慮防撞措施。承臺基礎大體積砼施工應采用有效措施降低水化熱,防止砼開裂。2、主5#墩基礎施工工藝流程-3-打設支6、承鋼管樁及拉墩鋼管樁搭鉆孔平臺、拉墩施工沉放鋼護筒安鉆機、鉆孔1次清孔、下鋼筋籠、2次清孔澆孔內水下砼19根樁成樁后部分拆除平臺分節分塊組拼鋼套箱、接高、砼填壁、下沉搭設澆注平臺澆水下封底砼套箱內抽水割護筒、鑿樁頭、清底、澆墊層砼承臺鋼筋綁扎(予埋)、砼澆注-4-3.基礎工程主要施工方案 本基礎的基樁采用鉆孔后成樁,承臺采用無底鋼套箱施工方案。3.1鉆孔平臺施工 鉆孔平臺由我部委托武漢港灣設計院做詳細結構設計。平臺見圖EHQ-PT-01和EHQ-PT-02.3.1.1平臺結構組成 鉆孔平臺為空間結構,主要靠24根0.8m壁厚12mm的打入樁來承受豎向荷載,和拉墩一起共同承受水平力,樁頂標高+27、0.0m樁長44.5m(直樁)或45.90m(斜樁)。在鋼管樁頂端沿橋軸線方向平行架設2I56b承重梁,拉墩對應處的同一高度內各布置2I56b,使其均與鋼管樁固結以提高整體性。在桁梁上鋪以I32a型鋼分配梁,傳遞節點力。平臺所受的水平力主要靠上游布置的兩個叉樁拉墩承受。桁梁上面用=6cm的木板做平臺鋪墊。 平臺主桁要適時與鋼護筒連接,只是在施鉆時和澆注樁內砼未達到一定強度時才處于脫開狀態,這樣可增強鉆孔平臺的整體剛度。3.1.2平臺計算假定 平臺上同時安置2臺KP-3500和2臺KTY-3000鉆機,機重按125噸/臺計算,平臺上的均布荷載為1.5t/m2。P800=268t 平臺設計計算水位8、+18.0m,流速1.7m/s,并驗算單樁的穩定性,套箱內抽水水位+16.5m,按此進行水壓及抗浮計算。-5- 結構穩定計算時,假定鋼護筒不參與共同受力,是偏于安全的。3.1.3平臺計算結論:平臺桿件應力在容許范圍內,平臺穩定。3.1.4平臺搭設3.1.4.1平臺支撐鋼管樁施沉。 沉樁前在岸邊大堤上設點,該點除滿足通視要求外,還應滿足三角網測量的要求。根據該點坐標進行樁位計算(資料另附),辦理施工水域許可證,組織好鋼管樁的加工與運輸,用KB80柴油打樁錘施沉鋼管樁。沉樁控制采用兩臺T2經緯儀前方交會,并用另一臺全站儀進行校核控制樁位,水準儀控制樁頂高程。沉樁前在樁身上部用油漆畫刻度,即以水尺觀9、測配合,沉樁貫入度控制在5-10mm樁位控制:15cm,傾斜度1%。3.1.4.2連接系施工鋼管樁施沉定畢后,立即進行連接系安裝,利用浮吊及手動葫蘆即可完成。3.1.4.3承重梁及主桁梁施工。 在已設置好的樁頭上剛性連接2I56b承重梁,隨后利用角鋼栓焊異型萬能桿件主桁梁,2I56b承重梁及異型萬能桿件主桁梁預先在陸上拼裝好,然后用駁船或汽車渡配合運至墩位起吊、安裝。3.2鋼護筒施工3.2.1鋼護筒規格的確定根據施工工期安排,橋墩處的水文,地質狀況,以及平臺標高-6-綜合考慮,確定護筒長度均值為47.0m(-24.0-+23.0m),為便于施工,分三節段制成,水上運輸到現場拼接,整體吊起下沉,10、三節長度分別為16.0m、16.0m、15.0m,按計算要求和施工需要,護筒用內徑3400mm,壁厚=16mm的A3鋼,另在護筒底端500mm長度內加厚形成樁靴,以防卷口。單根護筒重量約64t。3.2.2護筒垂直度的控制。 下沉前,在上層平臺主桁梁之間和下面的水平聯系分別設置水平定位框(導向架),確保位置準確。施工時,防止偏打,并在施工間歇用經緯儀進行觀測,保證護筒下沉水平偏位不大于5cm,傾斜度不大于1%.護筒摩阻力估算: F=3.43226.51.0=285(t)(單面,筒內泥砂吸出)3.2.3護筒下沉 護筒下沉采用激振力為160t-500t的振動錘激振下沉。為防止過振而卷口, 影響鉆孔,11、在快到底標高時,嚴格控制貫入度和監視振動頻率的變化。施工順序,從下游向上游。護筒下沉次序和支承鋼管打入次序相配合,滿足35t50t浮吊工作半徑。3.3鉆孔樁施工 鉆孔樁的施工工藝主要是:埋設護筒,制備泥漿,鉆孔,封底,鋼筋籠制作與安裝,以及澆注水下砼等,根據橋墩處樁身內基巖為玄武巖和紫紅色細砂巖,巖石堅硬完整,最高單軸干壓強度達125MPa以及設計孔徑、孔深、施工工期要求等,我部決定選用2臺KP3500型和2臺KTY-3000型鉆機進行鉆孔作業,鉆機主要性能參數表-7-鉆孔直徑(m)鉆孔深度(m)轉 速(r/min)最大扭矩(KN.M)主機功率(KW)主機重量(t)3.51200-24210112、9546.73.01300-1620023850.2 鉆孔工作考慮護筒沉設完畢后進行。鉆機就位后,下滾刀鉆頭,接鉆桿,進行鉆孔,鉆渣通過篩網排至護筒外,在鉆進過程中,為保證孔的垂直度,需增加配重,減壓鉆進,在進入不同巖層中,采取改變鉆速,調整鉆壓等措施。鉆孔作業結束前,禁止鐵件等雜物落入護筒。在接近巖面時,特別注意泥漿防護,以免出現坍孔和涌砂,必要時采用內套護筒鉆進。鉆到樁底標高時,進行清孔,符合規范要求后,上提鉆頭,測量孔深和垂直度,經監理工程師認可后即可下鋼筋籠,用鋼套管澆鑄水下砼,砼坍落度控制在180-200mm,緩凝時間不小于16h,砼水上拌和站供料,每小時灌入量50m3/h泵送至導管13、集料斗內,封底后連續澆注。 砼數量每孔為291m33.4鋼套箱施工3.4.1鋼套箱施工時期及水文條件 鋼套箱施工選在2000年2月至3月初進行,這段時間水位低,流速小,便于套箱定位下沉,并可適當降低套箱頂面高度,以爭取提前工期。3.4.2鋼套箱結構形式及幾何尺寸鋼套箱采用圓柱形結構,內徑r=15.10米,外徑R=16.5 米,高為35米(頂標高22.0米,底標高-13.0米),在內外壁外側及外-8-壁內側均設豎肋與環肋加勁,內外壁間用水平斜撐連接,為抵抗側壓力作用環肋上還設加勁板并與臨近的外壁鋼板焊成整體。為加強封底砼與鋼套箱的結合作用,在鋼套箱底部側壁設置止水環和抗剪構件.鋼吊箱總重約87514、t,單位重約25t/m.3.4.3 鋼套箱的設計依據運輸下沉階段 鋼套箱為雙壁結構,壁厚1.4米,全高35米,分成六節,每節分塊制作。首節鋼套箱要求能入水自浮并承受澆刃腳砼的壓力,該階段承受的水頭壓力小,不作為側板結構的最不利荷載。封底施工階段 澆封底砼前,填壁砼已經形成,澆注封底砼時,雙壁鋼套箱的剛度較大,承受側壓力小。抽水階段 本階段,內外水頭差達19.4米(-2.9016.5m),鋼套箱側壁承受的壓力最大,作為側壁結構設計的控制狀態。抽水時間初步定為4月初,若抽水后出現異常水位,則采取加臨時支撐等保護措施。3.4.4鋼套箱的施工方法3.4.4.1鋼套的施工工藝流程-9-分塊制作水上運輸至15、墩位拆除部分平臺,搭刃腳支撐臺刃腳段分塊拼接入水自浮用手動葫蘆固定后逐塊、逐節接高,吸泥下沉套箱定位、固定3.4.4.2鋼套箱施工前的準備工作 鉆孔灌注樁完成后,將平臺上的設備吊離平臺,在水面以上50cm處沿刃腳邊設置支撐平臺(通過護筒及支撐鋼管樁固定),在其上對刃腳位置精確測定并標示,部分拆除平臺(套箱平面外的),在平臺上適當位置設置共48個10t的手拉葫蘆,然后即可拼接鋼套箱。3.4.4.3鋼套箱的制作鋼套箱參照原鋼圍堰設計,考慮到施工誤差,決定鋼套箱內直徑d=30.2米,外直徑D33米,鋼套箱高35米,分成6節,每節-10-8塊在工廠制作,每塊制作定成后須經探傷檢查和水密試驗,合格后才能16、交付安裝。3.4.4.4鋼套箱的拼接、下沉 首節鋼套箱各塊運到墩位附近,用浮吊吊起移至已做好并已放樣好的臨時平臺上,臨時固定,各塊逐一拼接,制成首節鋼套箱,經檢查合格澆刃尖砼后,用手動葫蘆將整節吊起,割去臨時平臺,然后入水并加水下沉至一定高度,同時用手動葫蘆穩定. 其余各節鋼套箱拼接在用葫蘆穩定的下節鋼套箱上進行,焊接好下沉前須經焊縫探傷及水密合格. 鋼套箱下沉拼接過程中,隨時觀測垂直度,進入覆蓋層后采取在鋼套箱(圍堰)內吸泥下沉.施工過程中注意沖刷情況,必要時進行防護,以保證套箱進入覆蓋層不少于4m,鋼套箱著床后適時澆注填壁砼.鋼套箱頂面先暫時做到+17.00m.3.4.4.5鋼套箱內封底砼17、施工 本基礎施工的套箱為無底鋼套箱,澆注7m厚的封底砼前,在封底砼底面以下2m高度內填碎石.在搭好平臺, 布置好15根澆注導 管及儲料斗后,即用120m 3/h的水上拌和站拌制砼泵送澆注. 砼坍落度控制在180-200mm,緩凝時間不小于30h,在40h內封底砼澆注完畢.3.4.4.6浮力計算封底砼到強度抽水后,鋼套箱承受浮力最大,由鋼套箱.封底砼-11-及樁周摩阻力共同承受,經計算,抗浮穩定.3.5承臺施工 承臺施工流程: 套箱內抽水 承臺底面以上清理 鋼筋綁扎及冷卻管架立,預埋件設置 承臺砼澆注.3.5.1套箱內抽水 封底砼強度達到80%時,抽干套箱內的水,抽水過程中注意套箱的變形及水位變18、化,有異常情況及時處理.3.5.2承臺底面以上清理 套箱內的水抽干后,對封底砼頂面進行清理,割去鋼護筒,鑿樁頭,澆墊層砼至承臺砼底面.3.5.3鋼筋綁扎,冷卻管架立,預埋件埋設 測量放樣后,先綁扎承臺底部鋼筋網.然后安裝冷卻水管,層距1.5米,間距1.3米左右.最后扎承臺頂面鋼筋網和埋下塔柱預埋鋼筋,塔吊預埋件、支架預埋件等.安裝過程中根據需要設型鋼支撐,保證鋼筋位置準確.3.5.4承臺砼澆注鋼筋自檢合格,監理工程師檢查認可后,用水上拌和站一次性將承臺澆注完成.由于澆注數量大,時間長,因此要求砼初凝坍落度在16-18cm,緩凝時間不小于40h,并要保證供料及時,振搗密實.3.5.5防止溫度裂縫19、技術措施-12-優化砼配合化,采用低水化熱的水泥,改善骨料級配.以達到降低水化熱的目的.砼分層澆注厚度不超過30cm,便于早期水化熱散發。分層埋設冷卻水管,澆注砼過程中通水冷卻,砼初凝后蓄水養護.4施工進度計劃 控制 時間 工作 內容9月10月11月12月1月2月3月4月上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下輔助樁施工平臺搭設護筒沉放鉆孔樁施工鋼套箱制作拆部分平臺拼臨時平臺鋼套箱就位拼接下沉套箱底回填,平臺處理封底砼澆注抽水破樁頭清 底承臺鋼筋施工承臺砼澆注5.安全保證措施項目經理部設立安全管理體系,建立健全安全責任制和監督機構,確保安全措施真正落實,加強施工過程的技術交底,使操作者20、熟-13-悉、理解施工過程中的危險因素和安全操作規程,提高操作者的安全應變技能,施工中主要應注意的事項如下: 鉆機平臺要有足夠的強度和穩定性. 鋼結構加工除滿足技術規范要求外,應有專人進行過程檢查,具體加工者上崗前須考核合格.鉆孔前備好足夠的粘土、黃泥、片石,一旦遇到漏漿、坍孔等能及時處理.鉆機鉆孔過程專人負責,嚴格按操作程序進行,鐵件等雜物不得掉入護筒內,鉆進過程中根據巖石強度等及時調整鉆進速度,避免掉鉆頭和折斷鉆桿.隨時檢查孔的垂直度,不合要求及時處理.樁內澆水下砼時,鋼筋籠要采用可靠的抗上浮的措施.套箱內抽水后,清理及鑿鉆頭等工作必須分秒必爭,抓緊進行,爭取工期上的主動。承臺砼體積大,屬重要受力結構,需采取有效措施,防止因水化熱過大產生裂紋,確保承臺質量.任何工序完成,都必須經監理工程師檢查合格后.才能進行下道工序. 水上施工必須穿救生衣. 采用巡邏艇巡邏或在上游設指揮船等辦法防止撞擊施工平臺.11為確保平臺安全,在拉墩上游再布設兩個35t的重力式錨碇,通過系纜拉住拉墩。-14-
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