1、滁河特大桥水中桥墩基础施工方案滁河特大桥水中桥墩基础施工方案一、 编制依据1、 南京至淮安高速公路雍庄至马坝段施工图设计；2、 中华人民共和国交通部标准公路桥涵施工技术规范；3、 中华人民共和国交通部标准公路工程施工安全技术规程；4、 投标文件。二、 工程概况 滁河特大桥主桥中心里程位于宁淮线K43+982.5处，起点里程K43+690.5，终点里程K44+274.5，全桥总长584.0米。 主桥桥墩为8#、9#墩，均位于滁河两岸深、浅水交界处。基础为6根1.5m直径的群桩基础，15.2m6.4m2.5m的大体积砼承台，圆端型墩柱，“T”型盖梁，上部结构为跨度35m+50m+35m的连续箱梁，2、承台顶标高1.296米，承台底标高-1.204米。全桥上部结构为735m+35m+50m+35m+635m装配式预应力砼连续箱梁及预应力砼连续箱梁。三、水文地质情况1、水文情况主桥主跨8#、9#墩位于滁河两岸深浅水区交界处，常水位水深平均6米，最低通航水位2.1米，最高通航水位7.5米,设计洪水位10.59米。2、地质情况高程6.350.8米为亚粘土；0.8-3.9米为淤泥；-3.9-7.6米为亚粘土；-7.6-12米为粘土；-12-26.5米为亚粘土；-26.5-28.5米为泥质粉砂岩；-28.5-63米为泥质砂岩。三、 水中桥墩施工方案滁河特大桥主桥桥墩8#、9#的水中基础施工，拟采用钢便3、桥、钢平台、钢板桩围堰的施工方法。1、设计原则根据滁河的水文特征和在当地了解的情况，滁河属季节性河流，受季节影响，水位变化非常明显（每年的9月份至次年的3月初为枯水期）。常水位4.6米，最低通航水位2.1米，最高通航水位7.5米，且为五级通航河道，最窄处不能小于38m的通航要求，故设计原则为：1.1水中钢便桥、钢平台设计底标高为8.0米；1.2满足洪水期的泄洪要求；1.3满足河中的通航净跨不小于38米。2、便桥设计2.1便桥长度的确定根据目前的测量结果，滁河河面宽度为86米，8#、9#主墩承台中心至岸边约18米，承台平面尺寸为15.2m6.4m，故钢便桥长度初定为5.5m22=22m。2.2便4、桥宽度的确定便桥宽度的确定取决于在钢平台施工、钻机摆放、砼灌注、插打钢板桩、大型吊车就位、吊装等实际所需作业平面和作业空间。结合我单位吊车吨位（25T）和振动桩锤在施工时对吊车的影响等综合因素，确定便桥的宽度为12米，插打三排钢板桩。3、钢平台3.1平台长度的确定从图纸可以看出，承台平面尺寸为15.2m6.4m，且8#、9#墩的上、下行承台之间的净距为2.8米，故在实际操作时，把两个承台的施工平台合并成一个大型的施工平台，与钢便桥成“T”字型结构，所以平台的长度（15.2 m2+2.8m）2=66.4m。3.2平台宽度的确定目前，进场的反循环钻机底座平面尺寸为5m2.9m，钻杆中心距底座前端头5、距离为1.15米，孔杆中心至后端头的距离为3.85米，故6米平台宽度满足3台钻机同时摆放，能够达到2个循环完成水中钻孔桩的施工任务，故平台宽度确定为6米。另考虑到钢平台上钻机数量较多，成孔时间不一的实际情况，故在钻机平台的靠岸边处再设一吊车平台，以便不同位置的钻孔桩成孔后钢筋笼的吊装和水下砼的灌注工作。此平台长27.7米、宽6.0米，此平台与钻机平台分离，距钻机平台约1.2米，以至在拆除钻机平台插打钢板桩互不影响。4、钢便桥、钢平台的施工方法钢便桥和钢平台下部均采用600、=8mm的钢管桩，上部采用45“工”字钢横梁，“43”扣轨或25的“工”字钢组合成纵梁，最上部满铺6米方木。4.1插打钢管6、桩钢管桩承载力检算1、平台载荷情况 平台载荷有：钢管桩自身重量、联接稳定角钢重量、横梁“工”字钢重量、纵梁钢轨重量、承台方木重量、钻机自身重量（同时摆6台算）及钻机提升动力等。G总=3.140.620.00878501410+4000+238.167+64334+0.120.122846600+961000+30000=131811.23Kg每根钢管桩承受载荷： G平=G总/14=9415.09Kg注：L钢管桩桩长取10米2、钢管桩摩擦力F摩=F1+F2=（0.312-0.32）+S=3.140.0061320+0.62603.5=414.96KN/根=41496Kg/根注：根据图纸说明，亚粘7、土、粘土承载力320KN 根据图纸说明，亚粘土、粘土摩阻力60KN3、载荷与摩擦力比较 钢管桩打入亚粘土、粘土3.5米时F摩擦力=41496Kg/根1.5G平=14123Kg/根 钢管桩打入亚粘土、粘土1.2m时F摩擦力=14630Kg/根1.5G平=14123Kg/根 结果分析： 根据结果可以看出，钢管桩打入最上一层亚粘土只要不小于1.2米，就能满足载荷要求。本平台钢管桩拟打入亚粘土、粘土层3.5米，能满足载荷要求。测量放线根据现场需要和8#、9#墩的位置及钻孔桩的位置，确定所测放钢管桩位置的准确性。可利用便桥桥轴线，用全站仪拨角测距或在各排钢管桩轴线上打一控制点，穿直线拉距确定。注意：钢管8、桩前、后、左、右距离严格按照设计要求控制，最大偏差不得超过5cm。插打钢管桩在插打前，应先把便桥桥台浆砌完毕，采用7.5号水泥砂浆砌筑，并满足强度要求，能够达到大型吨位吊车起吊的要求。插打钢管桩，首先从岸边开始施工，逐孔进行。根据施工测量所定位置，用25T吊车及钢管桩“型钢导向架”将钢管桩定位，然后将振动桩锤平稳落在管桩的顶面。开始时，利用振动桩锤的自重使管桩下沉，下沉一定深度后，管桩停止下沉，这时，开启振动桩锤，先进行点振（此时的振动桩锤是打打停停，以确保管桩的不偏斜等），待打入一定的深度后，再启动桩锤，使管桩连续下沉，直至设计标高位置。根据河床土质情况，钢管桩需穿入淤泥层，进入粘土层6米。9、注意：钢管桩的倾斜度不得大于5cm。此项指标控制应在管桩下沉时通过桩锤的点振进行控制。安装横、纵梁及桥面每排钢管桩插打完毕后，就需进行横梁、纵梁及桥面的安装。安装横梁前，准备用=20mm的钢板在钢管桩的顶面进行焊接，成为钢管桩桩帽或在钢管桩顶面切割一槽口把“工”字钢直接放在槽口里，并与横梁“工”字钢进行焊接。接着铺“43”扣轨或“工”字钢纵梁。纵梁与横梁间的连接用“U”型螺栓连接，以确保横梁与纵梁之间的牢固性和稳定性。最后满铺6米的方木作为桥面，就此一个作业程序完成。以后每跨的施工均按前面所述程序进行反复循环的作业，从而完成钢便桥和钢平台。如因水流过急和其它原因而使钢管桩导向架起不到应有的作用10、，可考虑采用提前用一钢轨斜插于河中，用人工牵引钢管桩准确就位后，再点击或连续振动，以达到正确就位的目的。钢管桩之间的加固为保证钢管桩在施工过程中的稳定性，采用70708的角钢斜撑进行联结。具体联结方式见便桥示意图。钢护筒的插打钢护筒采用=8mm的钢板加工而成，直径为180cm，比设计桩径大30cm。在插打完一孔钢平台后，利用平台的四根钢管桩作为支柱，在上下各用方木或钢管，根据护筒直径制作成“#”字架，以确保护筒插打的垂直性。护筒打入河床的深度一般取决于河床的地质情况，应打入亚粘土层1.5m2.0m。注意：插打钢护筒，一定要确保其垂直度，避免因护筒倾斜对以后的钻孔施工造成影响。护栏的安装在钢管桩11、钢平台施工完毕后，在其周围用16钢筋或75*75*8角钢（合理使用施工废料）做成护栏，并在护栏上安设警示灯等安全设施。五、钻孔桩施工方案评述1、施工准备首先在搭设钢便桥、钢平台的过程中，应把各种机械设备提前到位，并对各种机械进行运转前的检查，以确保在钻孔过程中的良好性，力争把时间提前。同时泥浆船、泥浆车、泥浆泵等准备到位。2、施工放样在钢护筒打设完毕后，根据实际插打顺序安排，使部分钻机提前就位钻孔。在钢平台上用全站仪准确测放“十”字线，并在护筒上做明显的标记，测出护筒高程，确定钻孔深度。然后将放样资料报请监理工程师进行桩位复测，准确无误后，开始钻孔。为争取时间，可与监理工程师进行一次测量。312、钻机就位钻机要根据测放桩位进行准确就位，保证钻杆中心与桩位中心在一条竖直线上。钻机安装须钻机安装须保证底座水平和顶端平稳，以使在钻进过程中不产生位移、倾斜现象。钻机钻孔必须垂直于水平面，以不至于出现孔位倾斜。4、钻孔开钻时应慢速钻进，待导向部或钻头全部进入地层后，方可正常速度钻进。在不同的地层要选取不同的钻进速度，在砂层中钻进时应适当放慢速度，并适当增加泥浆浓度，提高水头高度，以增强泥浆的护壁作用，防止出现塌孔。钻孔应分班连续进行，并做好详细的钻孔记录，并做好钻孔地质柱状图。遇到与图纸地质情况差别较大时及时反映，以便寻求解决方法。4、成孔检查的情况钻孔深度达到设计钻深后，用检孔器对孔深、孔径13、进行检查，符合设计要求后，开始清孔。清孔时，应保持孔内水位的高度，防止塌孔。随后分别从桩孔的顶部、中部、底部获取泥浆样品，取平均值检验泥浆各项指标。根据地质情况，泥浆比重控制在1.21.25之间。待钢筋笼下位，导管固定后，再次量测孔深，检查沉渣厚度，如沉渣超过10cm（图纸要求），则进行二次清孔。5、钢筋笼制作及吊装钢筋笼按设计要求及规范制作，在各项指标均符合要求后，用炮车运至施工现场，放在施工备用平台上。然后吊车（25T）在备用平台上，进行钢筋笼的吊装就位。为节省焊接时间，根据实际情况，钢筋笼可采用4节，3个焊接接头。钢筋笼就位后，采取固定措施，以防止钢筋笼上浮或下沉。6、灌注水下砼水下砼灌14、注采用砼运输车运输，砼输送泵输送的方式进行。因为桩深、砼方量较大，根据需要，首批砼应掺入缓凝剂。7、成桩检查六、围堰的施工1、围堰类型的选定由于8#、9#两个水中承台基坑、水位均较深，在常水位以下6米左右，并根据河床地质情况等多种因素，拟选定德国拉森“”型钢板桩围堰。2、钢板桩选择从图纸中可以看出，8#、9#水中承台底的标高为-1.2米，常水位为4.6米，常水位至承台底的高度为6米左右。根据从当地水文站和现场了解的情况，每年的4、5、6三个月的水位最大在7.0米左右，考虑到施工期间河水的上涨量及预测的洪水所能到达的高度（标高），把围堰顶的标高定为7.5米，比施工期内的最高水位高0.5米。由于承15、台底有约2米厚的淤泥，为防止在承台施工时，板桩底出现涌砂等现象，故钢板桩在插打时一定要穿透淤泥层，进入亚粘土层11.5m左右（但不能穿透亚粘土层），故钢板桩的长度选择15米即可满足上述要求。3、插打钢板桩在各种技术指标确定及准备工作就绪后，开始钢板桩围堰的插打工作。插打前，先设置一插打夹板，以利导向。夹板可利用原平台钢管桩上、下各焊接一大型角钢或工字钢，然后再在角钢或“工”字钢的端头焊接一定长度的角钢（进行对扣焊接），即成导向夹板。钢板桩的插打应从上游开始逐渐移向下游，在下游进行合拢。在插打第一根钢板桩时，应用船在旁边予以导向，进行精确对位。然后用振动桩锤进行轻点，在进入一定深度时进行连续振动16、。第一根钢板桩一定要插打竖直，否则，后面的钢板桩就很难保证，在合拢时造成锁口锁不上的情况。吊升钢板桩时，首先对正接口后向下插桩，借桩锤的自重缓慢插下；必要时可低锤点击，使板桩徐徐下插，并随时注意检查纠偏。纠偏可用撬棍或振动桩锤的偏压来进行（一般用偏压）。在钢板桩进行合拢时，由于在插打过程中的种种因素，可能会出现锁口锁不上等种种现象，这时，就得用同样锁口的板桩根据现场的实际情况，加工一与现场锁口相对应的类型板桩，然后再进行最后的合拢。钢板桩支撑受力检算h=6mN水=gh=19.86103=58.8KNH=3mKa=tan2(45-/2)=0.041查规范r=2000Kg/m3 =15E=1/2r17、H2Ka-2H(Ka)1/2+2/r=368.6KN因为（E+N水）H/3=N2L2 L2=4m所以 N2=（E+N水）H/3/L2=106.85KN查规范 工字钢允许应力0=130Mpa 安全系数1.5所以A=N2/0=1.5106.85KN/130Mpa=1232mm2查规范 10#工字钢A=1435mm2即可满足要求我方拟采用25a工字钢A=4854mm2进行横撑加固横撑支撑的第一道应布设在承台顶部稍高的位置，第二道布设在常水位上下的位置，避免因施工承台而中间拆除支撑，造成返工或其他不必要的麻烦。横撑与钢板桩之间放一槽钢，以使钢板桩受力均匀，避免应力集中而损坏钢板桩。为使板桩打、拔顺利，18、在插打前，可在锁口涂抹一层黄油，以起到锁口的润滑作用，另外还可起到防渗水作用。插打钢板桩的原则：钢板桩施打要求板桩竖直，接口严密，减少和避免渗水，降低排水工作量；钢板桩距承台边缘的净距不少于70cm。钢板桩插打完毕后，随后进行钢平台的拆除工作和钢板桩围堰的加固工作。并在围堰堵漏及抽水工作完成之后开始开挖承台基坑。基坑底的标高应比承台底的标高低3040cm左右，分别铺2025cm碎石和1015cm砼垫层，即可完成承台底的找平工作，同时对钻孔桩进行检测，检测合格后，下一步进行承台钢筋和砼的浇注工作。七、工期安排根据目前的实际情况，假定拆迁工作在12月21日前完成，钢便桥、钢平台的施工在2003年119、2月21日开始施工，每个平台共有钢管桩29根，钢护筒12根，钻孔桩12根，每根深度58米。根据打桩进度和地质情况，钢管桩和钢护筒按每天2根计算。 钻孔桩根据图纸提供地质情况：土质层27.2米，其余均为弱风化层，假设强风化层8米，中风化层3米，弱风化层19.8米，依据地质情况，土质层按1.3m/h，强风化层0.7m/h，中风化层0.45m/h，弱风化层0.05m/h计算，清孔12小时，焊接钢筋笼18小时，下导管12小时（包括二次清孔），灌注水下砼12小时。1、淮安岸1.1便桥、平台2003年12月21日2004年1月12日；1.2钢护筒2003年1月2日2004年1月13日；1.3钻孔桩200420、年1月4日2004年2月15日；1.4钢板桩围堰2004年2月17日2004年3月10日；1.59#墩上下行承台2004年3月12日2004年4月11日；1.6墩身第一节2004年4月14日2004年4月25日；1、 南京岸2.1便桥、平台2004年1月13日2004年2月4日；2.2钢护筒2004年1月24日2004年2月5日；2.3钻孔桩2004年1月26日2004年3月6日；2.4钢板桩2004年3月8日2004年3月28日；2.5 8#墩上下行承台2004年3月29日2004年4月30日；2.6墩身第一节2004年5月4日2004年5月14日；、八、承台的施工方案评述1、施工准备在水中21、钻孔桩砼灌注完毕后，开始进行钢板桩围堰的插打工作。在插打前先将钢板桩的锁口逐一检查、修正，并填充防水填料。插打时按照“插桩正直、分散偏差、有偏即纠、调整合拢”、的原则。合拢口选择在下游。2、承台内的取土在钢板桩围堰加固稳定后，先由挖机站在备用平台上将围堰内土先开挖能挖除的部分，然后采用人工配合吊车吊斗进行开挖，泥浆船外运的方式进行挖基，直至清至承台底40cm左右，再分别铺设20cm碎石垫层和浇筑20cm砼。在清基能够凿除桩头时，凿除桩头砼，进行桩基检测，合格后进行承台钢筋绑扎。根据实际渗水量，应事先在围堰角挖两个蓄水坑，以便有利排水。3、承台钢筋绑扎及立模承台钢筋绑扎可与模板同时进行。模板采用22、组合钢模，根据承台尺寸进行拼装成大块模板，由25T吊车直接吊至围堰内进行拼装组合。在钢筋和模板检查合格后立即浇筑承台C30砼，砼采用砼输送泵进行。九、机械设备及材料机械设备材料一览表序号机械设备主要材料型号或单位数量备注1汽车起重机25T12汽车起重机20T13振动桩锤6T14发电机120W15自卸汽车4.5T36电焊机台27600钢管桩m8128“工”字钢m4969“43”钢轨m108910方木（6.0米）根120011“U”型扣件若干127575角钢m1160131800钢护筒m28814钻机反循环6台15浮吊套116泥浆船只217泥浆泵台2十、钻孔桩施工工艺流程图和承台施工工艺流程图附表23、1： 钻孔桩施工工艺流程图施工准备钢平台搭设桩位放样钢护筒搭设钻机就位钻进清孔检查成孔质量下钢筋笼下导管孔内注泥浆泥浆船泥浆船泥浆备料运输钢筋笼制作拼装导管二次清孔砼制备及运输插打钢板桩围堰成桩质量检查水下砼灌注检查砼质量及砼面标高制作检查试件附表2： 承台施工工艺流程图施工放样 插打钢板桩围堰基坑开挖浇注砼垫层或铺碎石垫层钢筋绑扎立承台模板浇筑承台砼施工第一节墩身搭设0#段施工支架拆除钢板桩围堰拆除平台凿除桩头砼检测钻孔桩十、安全、质量、保证措施1、对所有参建员工加强思想教育，从根本上意识到安全质量的重要性；2、成立安全和质量领导机构，分别由项目主要领导担任各机构的组长，副组长；3、组建强有力的现场指挥机构，选择指挥能力强、决策水平高、富有开拓精神和现场施工经验的干部、员工进入现场指挥和参予施工；4、配备专业素质高、业务能力强、有责任感和事业心的技术干部在施工现场进行技术指导，以确保施工质量；5、对在河上所有作业人员均配备救生衣，高空作业人员配系安全带，所有人员配带安全帽等；6、施工现场设置必要的提示、警示、警告等各种安全防范标志，避免施工现场人员可能发生的意外伤害。在河上通航处必须设置安全通行警示灯。