匝道桥钻孔灌注桩施工技术方案.doc

杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥 B B 合同合同 匝道桥钻孔灌注桩施工技术方案匝道桥钻孔灌注桩施工技术方案 路桥集团国际建设股份有限公司 杭州湾跨海大桥 B 合同项目经理部 二 五年十二月 目录目录 一 工程概况一 工程概况 1 1 1 工程简介 1 1 2 自然条件 1 1 2 1 气象 1 1 2 2 水文 2 1 2 3 工程地质 4 1 2 4 水文地质 6 1 3 施工依据 7 二 资源配置二 资源配置 8 2 1 人力资源配置 8 2 2 主要施工设备配置 8 三 施工顺序及计划安排三 施工顺序及计划安排 10 3 1 施工顺序 10 3 2 施工计划安排 12 四 施工技术方案四 施工技术方案 14 4 1 施工技术方案概述 14 4 2 施工栈桥的设计 14 4 3 主要工序施工技术方案 16 4 3 1 施工栈桥的搭设 16 4 3 1 1 钢护筒及临时钢管桩的制作和运输 16 4 3 1 2 钢护筒及临时钢管桩的插打 16 4 3 1 3 平联焊接 19 4 3 1 4 栈桥上部结构安装 20 4 3 2 栈桥的维护保养 23 4 3 3 栈桥的拆除 24 4 3 4 钻孔灌注桩施工 24 4 3 4 1 泥浆制备与循环 24 4 3 4 2 钻孔施工 27 4 3 4 3 钢筋笼制作与安装 28 4 3 4 4 水下混凝土施工 31 4 3 4 5 桩头预留与凿除 33 4 3 4 6 桩基质量检测 33 4 3 4 7 墩身钢筋预埋及桩顶段混凝土浇筑 33 4 3 5 钻孔桩施工测量 33 4 3 6 钻孔桩施工主要风险及对策 34 4 3 6 1 钻孔灌注桩施工主要风险 34 4 3 6 2 拟采取的主要对策 35 五 质量保证措施五 质量保证措施 38 5 1 严格控制钢护筒质量 38 5 2 严格控制钢护筒平面位置和垂直度 39 5 3 严格控制钢筋笼的加工质量 39 5 4 严格控制钢筋笼的安装质量 40 5 5 严格控制水下混凝土质量 40 六 工期保证措施六 工期保证措施 41 6 1 工期保证承诺 41 6 2 制定科学的施工组织管理制度 努力提高管理水平 41 6 3 组织保证措施 41 七 安全保证措施七 安全保证措施 42 7 1 安全管理目标 42 7 2 安全施工组织保证 42 7 3 安全施工制度保证 43 7 4 安全施工资金保证 43 7 5 安全施工措施保证 43 7 6 思想保证 43 7 7 应急保证措施 44 匝道桥钻孔灌注桩施工技术方案匝道桥钻孔灌注桩施工技术方案 一 工程概况一 工程概况 1 11 1 工程简介工程简介 本合同匝道桥共有钻孔灌注桩 98 根 其中 A 匝道有 10 根 B C D E 匝道各 有 22 根 桩底标高为 86 0m 96 0m 桩顶标高为 3m 标高 40 0m 3m 桩孔直径 为 2 5m 标高 40 0m 以下部分为直径 2 0m 孔径 采用 C30 水下混凝土灌注 1 21 2 自然条件自然条件 1 2 11 2 1 气象气象 气象特征值 气象特征值 海中平台区域气象特征值可依据大桥南岸慈溪气象站1954 2000 年实测资料系列分 析 桥区气象特征值表桥区气象特征值表 表表 1 11 1 项目慈溪 极端最高气温 39 1 极端最低气温 9 3 年平均气温 16 2 最冷月平均气温 1 月 4 1 最热月平均气温 7 月 28 3 35 平均日数 d 14 7 气温 0 平均日数 d 28 9 年平均降水量 mm 1294 6 月最大降水量 mm 569 3 6 月 50mm 年降水日数 d 2 7 降水 最长连续降水日数 d 19 最大风速 m s 22 6 极大风速 m s 31 9 常风向ESE 强风向NW 8 级大风日数 d 11 1 台风影响月份5 11 风 年平均台风影响次数2 56 年最多67 雾日 d 年平均21 5 相对湿度 年平均81 年最多58 雷暴日 d 年平均36 6 积雪深度 cm 最大17 设计风速 设计风速 海中平台区域设计风速可采用王盘山站设计风速分析成果 见表表 1 21 2 设计风速表设计风速表 表表 1 21 2 项目 高度 m 30 年50 年100 年 1034 836 639 0 2038 140 142 7 3040 242 345 0 1 2 21 2 2 水文水文 潮汐 潮汐 潮汐特征 杭州湾属强潮河口 潮汐类型为不正规半日浅海潮 并有明显的日潮不等现象 海 中平台区域潮汐特征值可根据附近乍浦水文站长期验潮资料以及 2000 年 9 月和 1999 年 5 6 月桥区南岸短期验潮资料进行分析 成果详见表表 1 3 潮位基准面采用 1985 国家高程基准 潮汐特征值潮汐特征值 表表 1 31 3 项 目乍浦庵东西二 实测最高潮位 m 5 544 904 104 31 发生日期1997 8 19 实测最低潮位 m 4 01 2 97 2 96 2 78 发生日期1930 9 24 平均高潮位 m 2 523 312 953 03 平均低潮位 m 2 12 2 00 2 19 2 11 最大潮差 m 7 577 446 986 54 发生日期1962 8 2 最小潮差 m 2 393 53 55 发生日期 平均潮差 4 655 305 135 13 m 平均涨潮历时5 275 225 195 28 平均落潮历时6 597 017 066 57 统计年限1930 19992000 091999 051999 05 设计水位 设计年极值高水位设计年极值高水位 表表 1 41 4 频 率 P 0 33125 重 现 期 a 3001005020 潮 位 m 6 155 805 555 30 设计年极值低水位设计年极值低水位 m m 表表 1 51 5 频 率 P 9998 重 现 期 a 10050 潮 位 m 3 58 3 56 设计流速 设计流速 平台水域涨 落潮垂线平均最大流速平台水域涨 落潮垂线平均最大流速 单位 单位 m sm s 表表 1 61 6 垂线号 重现期 年 乍浦站潮差 m 垂线平均最大流速 2006 Vf3 44 1008 2 Ve2 60 Vf3 34 507 8 Ve2 55 Vf2 92 57 3 Ve2 51 注 Vf 涨潮流速 Ve 落潮流速 设计波要素 设计波要素 设计波要素设计波要素 表表 1 71 7 重现期 a 波向 H1 m H4 m H13 m T s NE5 804 994 087 66 ENE6 295 434 508 04 E4 874 173 396 94 ESE4 633 963 216 73 100 SE4 312 981 946 52 NE5 454 693 837 36 ENE6 005 184 297 85 E4 643 973 226 73 ESE4 403 763 056 63 50 SE4 133 522 856 40 NE4 183 582 935 57 5 ENE4 834 123 366 94 E3 773 222 566 03 ESE3 502 982 375 79 SE3 362 852 295 67 基础冲刷计算和试验成果 基础冲刷计算和试验成果 海中平台冲刷试验成果表海中平台冲刷试验成果表 表表 1 81 8 桥墩类型冲刷前高 程 m 一般冲刷 m 局部冲刷 m 河床演变 m 冲刷后高程 m 试验值 16 4 12 9 27 8 修正 匝道桥 计算值 16 4 10 6 27 0 壅水高度 壅水高度 区域最大壅水高度为 0 09m 1 2 31 2 3 工程地质工程地质 根据杭州湾跨海大桥海中平台施工图阶段 工程地质勘察报告 2003 年 9 月 海中平台区域典型的地层分布由上至下分别为 1层 灰黄 灰色亚砂土 Q43al m 饱和 软 流塑 土质不均 顶部约 1 00m 为淤泥 该层连续分布于地表 顶板 标高 11 33 10 94m 厚度 5 60 9 60m 含水量 W 30 0 平均值 下同 密 度 18 9kN m3 孔隙比 e 0 881 塑性指数 IP 6 2 压缩系数 a0 1 0 2 0 16MPa 1 压缩模量 Es 11 76MPa 标准贯入击数 N 6 2 击 为可液化地基土 强度极低 工程 地质条件极差 层 灰色淤泥质亚粘土 Q 42m 饱和 流塑 局部软塑 夹 1 3mm 粉砂薄层 具水平层理 该层连续分布 顶 板标高 20 68 16 84m 顶板埋深 5 60 9 60m 厚度 24 4 28 50m W 37 8 18 0kN m3 e 1 085 IP 15 3 IL 1 26 a0 1 0 2 0 52MPa 1 Es 3 97MPa N 3 9 击 为软弱地基土 强度极低 工程地质条件 极差 1层 灰色淤泥质粘土 Q 42m 饱和 软塑 流塑 土质均匀 局部夹 1 3mm 粉砂薄层 该层连续分布 顶板 标高 45 69 44 00m 顶板埋深 32 80 34 60m 厚度 7 40 12 50m W 46 2 17 0kN m3 e 1 388 IP 24 3 IL 0 95 a0 1 0 2 0 60MPa 1 Es 4 02MPa N 6 9 击 为软弱地基土 强度极低 工程地质条件 极差 1层 灰色亚粘土 Q 41al m 饱和 软塑 具水平层理 夹薄层粉细砂 该层连续分布 顶板标高 57 14 52 96m 顶板埋深 42 00 46 00m 厚度 1 50 10 10m W 29 9 18 5kN m3 e 0 854 IP 13 9 IL 0 93 a0 1 0 2 0 42MPa 1 Es 4 68MPa N 8 5 击 强度低 工程地质条件差 1层 灰 浅灰色粉 细砂 Q 32al m 饱和 密实 含云母碎片 主要成份为石英 长石 偶夹薄层状粘性土 分选性一般 多呈上下两层 上部为粉砂 下部为细砂 局部为中砂 该层分布连续 顶板标高 67 24 56 15m 顶板埋深 45 00 56 10m 厚度 2 10 10 90m W 19 8 19 2kN m3 e 0 671 a0 1 0 2 0 15MPa 1 Es 11 13MPa N 38 6 击 强度较高 工程地质条件较好 1 夹层 灰色亚粘土 Q 32al m 饱和 软塑 夹 3 8mm 细砂薄层 该层呈透镜体局部分布于 1层中 顶板标高 64 03 60 60m 顶板埋深 49 50 52 80m 厚度 1 20 4 45m W 26 8 19 0kN m3 e 0 813 IP 10 9 IL 0 84 a0 1 0 2 0 33MPa 1 Es 5 63MPa N 14 4 击 分布不连续 强度较低 工程地质条件较 差 11层 灰 灰褐色亚粘土 Q 32al m 饱和 软塑 夹厚 5 20mm 粉细砂薄层 具水平层理 该层分布连续 厚度较小 顶板标高 69 47 63 56m 顶板埋深 52 40 58 30m 厚度 3 70 10 30m W 32 0 18 6kN m3 e 0 942 IP 12 2 IL 0 73 a0 1 0 2 0 34MPa 1 Es 5 69MPa N 14 7 击 强度较低 工程地质条件较差 12层 蓝灰色粘土 Q 32al l 饱和 硬塑 土质均匀 该层分布连续 顶板标高 76 00 72 53m 顶板埋深 61 30 64 80m 厚度 2 20 3 90m W 23 8 19 8kN m3 e 0 713 IP 19 4 IL 0 18 a0 1 0 2 0 15MPa 1 Es 11 47MPa N 26 5 击 工程地质条件一般 21层 灰色粘性土 Q 32al l 以亚粘土为主 局部为粘土 饱和 软塑 该层分布连续 厚度不均匀 顶板标 高 78 20 75 43m 顶板埋深 64 20 67 00m 厚度 1 20 6 30m W 32 3 18 7kN m3 e 0 920 IP 13 6 IL 0 82 a0 1 0 2 0 23MPa 1 Es 8 35MPa N 20 6 击 工程地质条件较差 透层 灰色亚砂土 Q 1al 饱和 硬塑 呈透镜体分布于 2 22层中 厚度较小 仅见于 PK1 PK2 PK4 PK8 PK9 孔 顶板标高 84 04 70 30m 顶板埋深 59 10 72 80m 厚度 0 80 3 00m W 25 2 19 7kN m3 e 0 710 IP 4 4 a0 1 0 2 0 14MPa 1 Es 12 21MPa N 49 0 击 工程地质条件较差 22层 蓝灰色粘性土 Q 32al l 以粘土为主 局部为亚粘土 饱和 硬塑 土质均匀 局部夹粉砂薄层 该层分布 连续 顶板标高 84 70 78 18m 顶板埋深 67 10 73 60m 厚度 4 30 10 20m W 28 3 19 4kN m3 e 0 813 IP 20 3 IL 0 37 a0 1 0 2 0 17MPa 1 Es 10 66MPa N 25 0 击 工程地质条件较好 层 灰 浅灰色粉 细砂 Q 31al 饱和 密实 分选性较差 局部含砾石 该层分布连续 顶板标高 92 10 86 56m 顶板埋深 75 40 80 90m 厚度 2 00 6 50m W 22 5 19 5kN m3 e 0 685 a0 1 0 2 0 13MPa 1 Es 13 00MPa N 47 3 击 工程地质条件较好 夹 1层 灰色亚粘土 Q 31al 饱和 软塑 土质均匀 该层仅见于 PK1 PK12 PK17 PK18 孔 顶板标高 92 55 88 74m 顶板埋深 77 50 81 40m 厚度 2 80 5 00m W 29 7 19 5kN m3 e 0 811 IP 16 7 IL 0 77 a0 1 0 2 0 29MPa 1 Es 6 28MPa N 17 8 击 工程地质条件较差 夹 2层 灰绿 灰黄色粘性土 Q 31al 以粘土为主 局部为亚粘土 饱和 硬塑 含钙质结核 该层分布连续 顶板标高 96 30 91 30m 顶板埋深 80 00 85 10m 厚度 4 10 9 50m W 25 9 19 7kN m3 e 0 750 IP 18 9 IL 0 18 a0 1 0 2 0 16MPa 1 Es 10 94MPa N 27 9 击 工程地质条件好 层 灰黄 棕黄色粘性土 Q 22al l 饱和 硬塑 夹蓝灰色条纹 偶含钙质结核 该层分布连续 厚度大 仅控制性孔 揭穿 顶板标高 102 40 99 43m 顶板埋深 88 20 91 20m 揭露厚度 9 10 22 40m W 23 2 20 3kN m3 e 0 660 IP 18 5 IL 0 16 a0 1 0 2 0 13MPa 1 Es 12 79MPa N 30 8 击 工程地质条件好 层 灰黄 褐黄色粉 细砂 Q 22al 11 饱和 密实 含云母碎片 分选性一般 局部砂质较纯 该层仅在控制性钻孔中揭 露 顶板标高 123 30 116 70m 顶板埋深 105 50 122 20m 揭露厚度 4 00 10 70m W 22 0 19 4kN m3 e 0 699 a0 1 0 2 0 16MPa 1 Es 10 59MPa 工程地质条件好 夹层 灰黄色粘性土 Q 22al l 11 饱和 硬塑 间蓝灰色条纹 含少量钙质结核 该层仅控制性孔揭露 顶板标高 128 90 118 70m 顶板埋深 107 50 117 80m 揭露厚度 2 30 7 00m W 21 6 20 4kN m3 e 0 623 IP 17 1 IL 0 18 a0 1 0 2 0 15MPa 1 Es 10 92MPa 工程地质条件好 1 2 41 2 4 水文地质水文地质 平台区域通过水质分析 地下水水化学类型为 Cl Na 型 属于弱碱性微咸水 低 矿化水 海水和潜水水化学类型为 Cl Na 型 属于弱碱性咸水 中矿化水 经判别地下水对混凝土无腐蚀性 对钢结构具有中等腐蚀性 海水对混凝土具弱腐 蚀性 对钢结构具中等腐蚀性 地下水和海水对钢筋混凝土中的钢筋具有中等腐蚀性 根据钻探揭示的第二承压水 具有一定的压力 钻孔桩施工时应重视 1 2 5 地震活动性地震活动性 海中平台区内的海底地形平坦 勘察区及其附近无活动性断裂 近场区范围内未记 载有 5 级以上地震 平台区域地震活动较弱 历史上未记载到地震 平台区域的地震基本烈度为 度 1 31 3 施工依据施工依据 杭州湾跨海大桥土建工程施工 招标文件 杭州湾跨海大桥土建工程施工招标文件 参考资料 及 参考资料补充 施工图设计 第七卷海中平台第四册匝道桥第二分册下部结构 执行规范 标准 杭州湾跨海大桥专用技术规范 2005 年 8 月 10 日发布 杭州湾跨海大桥专项质量评定标准 2005 年 8 月 10 日发布 公路桥涵施工技术规范 附局部修订本 JTJ 041 2000 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107 2003 港口工程桩基工程规范 JTJ254 98 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 2001 钢结构设计规范 GB50017 2003 全球定位系统 GPS 测量规范 GB T18314 2001 水运工程混凝土施工规范 JTJ 268 96 水运工程混凝土质量控制标准 JTJ 269 96 港口工程混凝土设计规范 JTJ267 98 公路工程施工安全技术规程 JTJ 076 95 建设工程施工现场供电安全规范 GBJ 50194 93 海上交通安全法 二 资源配置二 资源配置 2 12 1 人力资源配置人力资源配置 表表 2 1 工种人数工作内容 钻孔技术工 64 钻孔施工 沉桩配合 8 钢管桩沉桩配合组 混凝土工 30 钻孔桩水下混凝土施工 拌和站配合人员 吊装工 20 栈桥搭设 拆除 钢筋笼吊安 钢筋工 40 钢筋笼加工 下放 电工 4 各工序施工用电管理 电焊工 15 栈桥搭设 拌和站 含运料 20 拌制砼 运输砼 备料等 管道工 10 管道安装 拆除 总计人数211 人 2 22 2 主要施工设备配置主要施工设备配置 表表 2 2 序号设备规格数量用途 1 钻机中昇 ZSD25 2 钻孔施工 2 钻机 韩国 斧玛 RC 300 2 钻孔施工 3 钻机GW 25B 2 钻孔施工 4 空压机 SPE9206 钻孔施工 5 泥浆分离器ZX 200 6 钻孔施工 6 混凝土拌和站 60m3 h2 混凝土拌和 7 输送泵三一 80m3 h 3 混凝土输送 8 打桩船 1 钢护筒 临时钢管插打 9 运桩船 75 8m 15 8m1 钢护筒 临时钢管运输 10 拖轮 2600HP1 非自航船舶拖带 11 抛锚艇 1 起 抛锚 12 浮吊150t 全回转 1 栈桥搭设 拆除 拔桩等 13 交通船 2 海上交通 14 运输船 3 材料运输 15 汽车吊60t 25t 2 海上施工基地物件起吊 16 履带吊 50t1 栈桥物件起吊 17 龙门吊 40t2 栈桥上物件吊 运 18 发电机 300KVA4 电能供给 19 振桩锤 1 临时钢管桩拔除 主要设备性能简介 钻机 根据我公司在东海大桥钻孔灌注桩施工过程中取得的经验 结合本工程匝道桥桩 基础实际的地质条件 选用 6 台性能先进的全气举反循环钻机 其中中昇 ZSD250 型 钻机气举反循环钻机其主要技术性能表如表表 2 32 3 所示 中昇中昇 ZSD250 型钻机技术性能表型钻机技术性能表 表表 2 32 3 钻孔直径 m 1 2 2 5 钻杆长度 节 m 2 4 钻孔深度 m 140钻杆重量 节 t 0 42 最大扭矩 kN m 150整机尺寸 m 4 6 4 6 6 4 转速 r min 0 16主机重量 t 18 提升能力 kN 1000最大配重 t 20 排渣方式 气举或泵吸反循环 正循环 总功率 kw 145 中昇 ZSD250 型钻机实物图如图图 2 12 1 所示 图图 2 12 1 ZSD250ZSD250 钻机钻机 空压机 一台钻机配备 1 1 台台 SPE920SPE920 型电动移动螺杆式空压机 作为钻孔排渣设备 共 6 台 SPE920SPE920 型空压机技术性能表型空压机技术性能表 表表 2 42 4 排气压力 Mpa 排气量 m3 min 功率 KW 机组外形尺寸 长 m 宽 m 高 m 整机重量 t 1 2201603 6 1 9 1 953 8 泥浆分离器 为了钻孔施工高质 高效 经济 文明地进行 通过同类产品比选 结合实际施工 需要 选用宜昌黑旋风工程机械有限公司生产的 ZX 200 型泥浆净化装置型泥浆净化装置 共 6 台 ZX 200 型泥浆净化装置技术性能表型泥浆净化装置技术性能表 表表 2 52 5 最大泥浆处理量 m3 h 200筛分出的渣料含水率 30 净化除砂效率 0 074 级 90 整机尺寸 m 3 54 2 25 2 8 装机总功率 kw 48整机重量 t 4 渣料筛分能力 t h 25 80 可根据钻孔进尺的不同而调整 最大相对密度 g 3 1 2 马氏 苏氏 漏斗粘度 s 40 30 达到最大净化除砂效率时泥浆 含砂量 20 图图 2 22 2 ZX 200 型泥浆净化装置型泥浆净化装置 打桩船 钢护筒和临时钢管桩的插打采用 路桥建设桩 8 号 打桩船 该船配备 D180 D150 柴油锤及特制 同时适用于临时钢管桩及钢护筒 节能替打 该船已经为 东海大桥 苏通大桥打下了百多根直径 2 8m 以上的钢护筒 定位精度高 操作安全 效率高 龙门吊 为满足钢筋笼的下放 钻机等大件物件的移位 在施工栈桥上设置 2 台吊重 40t 单 龙门吊 净跨 9 75m 净高 15 46m 由专业厂家设计 加工 三 施工顺序及计划安排三 施工顺序及计划安排 3 13 1 施工顺序施工顺序 根据总工期的要求及工程的实际情况 确定匝道桥钻孔灌注桩的施工顺序示意图如 图图 3 1 所示 详细的施工顺序详见施工计划安排 嘉兴宁波 第一步 搭设B匝道 A匝道 及E1 E10墩栈桥 并从B22 号墩起开始钻孔桩施工 下游上游 E10 C21 B10 B22 A匝道桥 E匝道桥 B匝道桥 图图 3 1 1 第二步 B22 B10号墩钻孔桩施工完毕后 将该段栈桥拆除 搭设于E10 E22段 钻 孔桩施工从B11号墩起沿栈桥展开 嘉兴宁波 下游上游 C21 E10 E22 B10 B11 B22 图图 3 1 2 E22 D12 E15 B1 B11 D1 A5 E1 嘉兴宁波 下游上游 第三步 B11 B1号墩钻孔桩施工完毕后 将该段栈桥拆除 搭设于D1 D12段 A匝 道钻孔桩施工从A5号墩起沿栈桥展开 E匝 道钻孔桩从匝道两端向中间施工 图图 3 1 3 D12E11 D1 E22 D22 嘉兴宁波 下游上游 第四步 E11 E22号墩钻孔桩施工完毕后 将该段栈桥拆除 搭设于D11 D22段 D匝 道钻孔桩施工从D1 D12号墩沿栈桥展开 图图 3 1 4 C9 C20 D12 E10 第五步 E1 E10号墩钻孔桩施工完毕 后 将该段栈桥拆除 搭设于C20 C9 段 D匝道钻孔桩施工从D13 D22号墩 沿栈桥展开 E22 E1 D1 D22 嘉兴宁波 下游上游 图图 3 1 5 D12 C9 C20 第六步 D1 D12号墩钻孔桩施工完毕 后 将该段栈桥拆除 搭设于C9 C1 段 匝道钻孔桩施工从C20 C1号墩沿 栈桥展开 直至施工完毕 最后拆除 栈桥 D1 C1 D22 嘉兴宁波 下游上游 图图 3 1 6 3 23 2 施工计划安排施工计划安排 表表 3 1 施工内容施工内容施工用时施工用时开始时间开始时间结束时间结束时间备注备注 1 1 沉桩施工 沉桩施工250250 工作日工作日 2006 1 12006 1 12006 9 72006 9 7 B1 B22 C22 C21 墩栈桥沉桩25 工作日 2006 1 12006 1 25 A1 A5 D22 D20 E1 E3 墩栈桥沉桩16 工作日 2006 1 262006 2 10 E4 E10 墩栈桥沉桩7 工作日 2006 2 112006 2 17 平台沉桩 150 根 42 工作日 2006 2 182006 3 31 E11 E22 墩沉桩施工12 工作日 2006 4 12006 4 12 平台沉桩 50 根 15 工作日 2006 4 132006 4 27 D1 D12 墩沉桩12 工作日 2006 4 282006 5 9 平台沉桩 110 根 30 工作日 2006 5 102006 6 8 D13 D19 墩栈桥沉桩8 工作日 2006 6 292006 7 6 C20 C9 墩沉桩施工12 工作日 2006 8 22006 8 13 C8 C1 墩沉桩施工8 工作日 2006 8 312006 9 7 利用 匝道 桥沉 桩间 隙进 行海 中平 台钢 管桩 沉桩 施工 2 2 栈桥搭设施工 栈桥搭设施工279279 工作日工作日 2006 1 152006 1 152006 10 202006 10 20 B1 B22 C22 C21 墩栈桥搭设40 工作日 2006 1 152006 2 23 A1 A5 D22 D20 E1 E3 墩栈桥搭设18 工作日 2006 2 242006 3 13 E4 E10 墩栈桥搭设12 工作日 2006 3 142006 3 25 E11 E22 墩栈桥搭设24 工作日 2006 4 132006 5 6 D1 D12 墩栈桥搭设24 工作日 2006 5 72006 5 30 D19 D13 墩栈桥搭设14 工作日 2006 7 52006 7 18 C20 C9 墩栈桥搭设24 工作日 2006 8 232006 9 15 C8 C1 墩栈桥搭设16 工作日 2006 10 52006 10 20 3 3 钻孔施工 钻孔施工299299 工作日工作日 2006 1 252006 1 252006 11 192006 11 19 B B 匝道钻孔施工匝道钻孔施工6060 工作日工作日 2006 1 252006 1 252006 3 252006 3 25 B11 B22 墩钻孔施工 12 个 30 工作日 2006 1 252006 2 23 B1 B10 C22 C21 墩钻孔 12 个 30 工作日 2006 2 242006 3 25 A1A1 A5A5 D22D22 D20D20 E1E1 E3E3 墩钻孔施工墩钻孔施工6060 工作日工作日 2006 3 262006 3 262006 5 242006 5 24 A1 A5 D22 E1 12 个 30 工作日 2006 3 262006 4 24 D21 D20 E2 E3 墩钻孔 4 个 30 工作日 2006 4 252006 5 24 E E 匝道钻孔施工匝道钻孔施工6060 工作日工作日 2006 4 252006 4 252006 6 232006 6 23 E4 E10 墩钻孔施工 7 个 30 工作日 2006 4 252006 5 24 E11 E14 墩钻孔施工 12 个 30 工作日 2006 5 252006 6 23 D D 匝道钻孔施工匝道钻孔施工6060 工作日工作日 2006 6 242006 6 242006 8 222006 8 22 D1 D12 墩钻孔施工 12 个 30 工作日 2006 6 242006 7 23 D19 D13 墩钻孔施工 7 个 30 工作日 2006 7 242006 8 22 C C 匝道钻孔施工匝道钻孔施工8080 工作日工作日 2006 9 12006 9 12006 11 192006 11 19 C20 C17 墩钻孔施工 4 个 30 工作日 2006 9 12006 9 30 C16 C13 墩钻孔施工 4 个 30 工作日 2006 9 92006 10 8 C12 C9 墩钻孔施工 4 个 30 工作日 2006 9 162006 10 15 C8 C5 墩钻孔施工 4 个 30 工作日 2006 10 132006 11 11 C4 C1 墩钻孔施工 4 个 30 工作日 2006 10 212006 11 19 4 4 栈桥拆除施工 栈桥拆除施工281281 工作日工作日 2006 3 172006 3 172006 12 222006 12 22 B22 B11 墩拆除栈桥12 工作日 2006 3 172006 3 28 B1 B10 C22 C21 墩拆除栈桥12 工作日 2006 4 162006 4 27 E4 E10 墩栈桥拆除8 工作日 2006 6 212006 6 28 E11 E22 墩栈桥拆除12 工作日 2006 7 212006 8 1 D1 D12 墩栈桥拆除12 工作日 2006 8 192006 8 30 D20 D13 墩栈桥拆除8 工作日 2006 9 92006 9 16 C20 C9 墩栈桥拆除12 工作日 2006 11 72006 11 18 C8 C1 墩栈桥拆除8 工作日 2006 12 152006 12 22 详细的施工安排见 匝道桥钻孔灌注桩施工进度计划安排 附后 四 施工技术方案四 施工技术方案 4 14 1 施工技术方案概述施工技术方案概述 匝道桥桩基础为钻孔灌注桩 通过各种方案的比选后 采用搭设栈桥进行钻孔灌注 桩的施工 利用栈桥作为海上施工平台和施工区域内的施工通道 栈桥下部结构由临 时钢管桩和钢护筒组成 临时钢管桩和钢护筒用打桩船插打 下部结构之间的平联采 用浮吊和履带吊施工 栈桥的上部结构由贝雷架 型钢及桥面板组成 浮吊和履带吊 搭设 栈桥待墩位处墩身施工完毕后拆除 临时钢管桩的拔除采用浮吊作为主要施工 设备 钻孔采用气举反循环排渣法成孔 钢筋笼由海上基地 主线桥 E06 E17 桥面上 采用长线法制作 分节运输 接长下放 钻孔桩水下混凝土由海上基地拌和站供应 沿栈桥设置泵送管道 泵车泵送 在栈桥上设置 2 台 40t 单龙门吊 并配备 1 台 50t 履带吊作为施工中的起重设备 投入栈桥总长 600m 周转使用 4 24 2 施工栈桥的设计施工栈桥的设计 A 匝道栈桥跨径最大 18m B C D E 匝道栈桥跨径 在钢护筒侧跨径为 20m 在临时钢管桩侧跨径为 6m 14m 6m 在匝道桥平曲线半径较大处多跨连续 在半 径较小处为单跨简支 栈桥桥面标高 7m 桥面宽 9m 行车道按单向设计 宽 4 8m 栈桥钻孔设备区和行车道独立 上部支承结构和平联体系分离 龙门吊承重梁 与钻孔设备承重梁相互独立 减少钢护筒内侧牛腿悬臂荷载 以改善牛腿根部钢护筒 面板的局部应力水平 平纵设计 B C D E 匝道桥海中栈桥沿匝道桥平面轴线外侧设计 A 匝道桥海中栈桥轴线 与其轴线重合 整个栈桥按照平坡设计 基础 栈桥水中基础采用临时钢管桩及钻孔桩钢护筒 均为直桩 材质均为 Q235A 钢 临时钢管桩桩底标高为 45m 桩顶标高为 5 335m 桩径 1 2m 壁厚 14mm 钢护 筒底标高 40m 顶标高 6m 直径 2 5m 壁厚 20mm B C D E 匝道栈桥单跨 一端基础一般由 1 根钢护筒和 2 根临时钢管桩组成 按 排列 利用平联进行横 向连接以增加整体稳定性 在支点的设置方面 钢管桩侧直接利用临时钢管桩的桩顶 作为上部结构的支点 钢护筒上外侧壁焊接牛腿作为支点 详细的牛腿结构图见匝道 桥栈桥设计图纸 附后 另外 由于 B D 栈桥的起点在 E17 主桥承台处 C E 栈桥的终点在 E17 主桥承 台处 在该两承台上栈桥基础采用直径 80cm 壁厚 6mm 的钢管 栈桥基础与主桥承 台的相互连接加固形式详见匝道桥栈桥设计图纸 附后 平联 为增加栈桥桩基础的整体稳定性 设置两层桩间水平联系 并在水平联系内设置剪 刀撑 平联采用直径 40cm 壁厚 6mm 钢管 剪刀撑采用双拼 20a 槽钢对口焊接成型 扁担梁 A 匝道栈桥扁担梁固定在横桥向相邻临时钢管桩顶上 采用双拼 I45a 主梁 栈桥主梁采用贝雷架 B C D E 匝道栈桥主梁采用 4 组 8 排 贝雷架 最外 侧组布设在临时钢管桩顶上 最内侧组布设在内侧牛腿悬臂上 中间两组在钢护筒内 外侧牛腿上并紧靠钢护筒 如下图所示 两排间采用45 花架相连 6 0m 5 355m 7 0m 1 905m 牛腿3 贝雷架 2排 14a 贝雷架 2I32a 2 20a 40cm钢管 6mm 120cm钢管 250 钢护筒 20mm 贝雷架 弦杆加强 龙门吊轨道中心距 975 32 532 5 120 D250 环向加劲肋 A 匝道桥栈桥主梁采用 7 排贝雷架 等距布置 主梁采用型钢将其与牛腿 扁担梁 牵固 并设置横向联系和支点横向限位构造 以增强横向稳定性 分配梁 栈桥分配梁采用 I14a 按间距 37 5cm 布置 并采用 U 形扣与贝雷架主梁连接 桥面系 栈桥行车道两侧车轮接触面采用 7mm 厚钢板铺设 钻孔设备摆放区和行车道中间 车轮达不到位置采用 3mm 厚钢板网铺设 栈桥两侧护栏高 1 2m 采用小直径焊管焊 制 竖杆采用直径 48mm 焊管 间距 3 75m 底部焊接在 I14a 分配梁的端头 水平横 联采用 50 50 5 角钢 设置两道 竖杆顶部及中间各一道 栈桥具体的结构形式详见匝道桥栈桥设计图 附后 4 34 3 主要工序施工技术方案主要工序施工技术方案 4 3 14 3 1 施工栈桥的搭设施工栈桥的搭设 栈桥搭设施工流程图 如图图 4 1 所示 图图 4 1 栈桥搭设施工流程图栈桥搭设施工流程图 4 3 1 14 3 1 1 钢护筒及临时钢管桩的制作和运输钢护筒及临时钢管桩的制作和运输 钢护筒和临时钢管桩均采用螺旋管 项目部指定具有相应资质等级的专业厂家加工 并负责运输到海上施工现场 用平板驳船运输时 在驳船上设置弧形底座 运输时进 行捆绑加固 用自航运输船运输时 桩放置在船舱内 由于钢护筒和临时钢管桩在同 一墩位均需要插打 因此钢护筒和临时钢管桩需要同时运输到场 采用平板驳船运输 时 将钢护筒及临时钢管桩同船分类落驳 采用自航运输船运输时应分船运输 以便 于吊装 当采用自航运输船进行运输时 需要在打桩船附近抛设定位船 以方便自航 运输船的定位 采用非自航平板驳船运输时 运输船直接抛锚于打桩船附近即可 4 3 1 24 3 1 2 钢护筒及临时钢管桩的插打钢护筒及临时钢管桩的插打 钻孔桩钢护筒及栈桥临时钢管桩使用我部 路桥建设桩 8 号 打桩船进行插打 采 用 D150 柴油锤作为锤击设备 特制能通用于钢护筒及临时钢管桩的替打作为能量传递 设备 钢护筒及临时钢管桩插打的顺序按照栈桥搭设的方向顺序进行 沉桩施工方法 与海中平台钢管桩沉桩施工相同 详见 海中平台 过渡墩钢管桩沉桩及桩芯钢筋混 凝土施工技术方案 S3B A3 D 0002 0511 在此不作详述 但应注意以下几点 沉桩施工船舶的抛锚定位 因海中平台施工区域狭小 结构物密集 有效施工 净空少 并且施工船舶较多 施工干扰大 船舶的抛锚定位难度大 打桩船进行钢护 筒和临时钢管桩沉桩施工时的抛锚定位示意图如图图 4 2 所示 定位船 运输船 打桩船 嘉兴 宁波 A匝道 C匝道 B匝道 D匝道 E匝道 B匝道桥钢护筒 临时钢管桩插打船舶驻位示意图 图图 4 2 1 A匝道桥钢护筒 临时钢管桩插打船舶驻位示意图 运输船 定位船 打桩船 A匝道中心线 嘉兴 宁波 海中平台 图图 4 2 2 根据打桩船的吊装特点确定桩的吊点 如图图 4 3 所示 钢管桩壁 单根工程量 注 1 本图尺寸均以厘米为单位 2 图中吊环重量为单个吊环重量 规格 cm 2 2 2 0 2 2 1 6 1 6 1 6R 11 5 3 3 2 1 编号 2 1 R 4 R 13 5 型 式 R 4 9 9 35 9 9 35 R 13 5 R 4 R 4 R 11 5 吊 环 每根护筒有3个吊环 6 数量 6 3 12 3 12 备 注 每根桩有3个吊环 重量 kg 26 59 19 52 1 2 吊 环 8 13 513 5 2 2 2 22 2 A A 1 2 3 3 4 3 4 3 5 35 2 R 11 5 钢管桩壁 2 3 R 13 5 27 13 5 12A 吊环1详图 A 13 5 9 1 R 4 0 8 13 513 5 1 6 1 61 6 B B 1 2 3 5033 5 120 250 8003633 5600 吊环2 800700 桩顶 吊环1 吊环1吊环1 桩尖 钢护筒结构图 临时钢管桩结构图 桩尖 吊环2 吊环2 桩顶 R 4 0 1 9 13 5 B 吊环2详图 B 12 13 5 27 R 13 5 3 2 R 11 5 1 6 35 3 5 3100 4600 图图 4 3 合理的进行锤击沉桩能量的控制 以防钢桩在大锤击能量下变形 在实际施工 中采用能量较小的 D150 柴油锤进行施打 并将其能量降低到较低档位 以轻锤慢打方 式进行 钢护筒平面位置 倾斜度的控制 在精细操作打桩船配备的 GPS 测量定位系 统的前提下 采用常规测量方法进行进一步的校核 基桩施工主护筒平面测量控制 海上单桩施工基桩平面偏位在 杭州湾跨海大桥专项工程质量检验评定标准 内无 规定充许偏差 但参照陆地与滩涂区排架桩为 50mm 极值为 2 倍允许偏差 即 100mm 所以钢护筒的平面位置控制是关键 在钢护筒插打时 须采用常规的测量方法结合打桩船的 GPS 定位系统进行控制 平面控制常规测量时 将全站仪架在海中首级加密点或一级加密点上 且全站仪距基 桩主护筒应有一定的距离 使全站仪的望远镜内能看到整个护筒的直径 这样才能对 护筒进行分中判别分中 测量时采用极坐标放样方法 仪器对好后视后 输入后视方 位角 再将仪器拨到所须测量桩位的坐标方位角上 观测量钢护筒中心是否在正确方 向上 然后测水平距离 平面距离的测量方法是 所测水平距离 测量棱镜厚度 护筒 中心到护筒外壁的半径即为测站到桩中心的水平距离 如图图 4 4 所示 半径R 棱镜厚度 水平距离 后视 测站 护 筒 图图 4 4 主护筒定位测量图主护筒定位测量图 钢护筒定位的测量标准是根据 杭州湾跨海大桥专项工程质量检验评定标准 中陆地 与滩涂区排架桩为 50mm 极值为 2 倍允许偏差 即 100mm 但考虑测量误差和沉桩误差 在就位偏差小于 50mm 时才能充许下桩 沉桩时垂直度的控制 在沉桩时采用两台全站仪架在主墩承台上 两仪器须接近 90 度左右 用全站仪的竖 丝观测护筒的一条边是否垂直 沉桩完毕及时进行临时围囹 在钢护筒和临时钢管桩桩顶焊接相互连接的 20a 型钢来实现 4 3 1 34 3 1 3 平联焊接平联焊接 钢护筒和临时钢管桩之间的平联采用直径 40cm 壁厚 6mm 的钢管 斜撑采用双拼 20a 下料长度由桩位测量数据计算确定 并提前下料 平联的标高由沉桩测量定位 确定的桩顶标高向下量取 为方便平联的现场焊接 在平联的一端套接一根内径为 41cm 壁厚 6mm 长 40cm 的钢套筒 平联的焊接采用浮吊作为起吊设备 倒链葫芦 配合 浮吊驻位选择在打桩船已经完成一区段沉桩之后 浮吊具有足够的驻位安全距 离时进行 平联焊接主要的步骤如图图 4 5 所示 第一步 根据桩顶标高 推算钢管 平联的中心标高 标识在桩身上 外径 40cm钢管 内径 41cm 钢套管 浮吊吊钩 临时钢管桩 120 钢护筒 250250 钢护筒 120 临时钢管桩 浮吊吊钩 内径 41cm 钢套管 外径 40cm钢管 钢管中心标高 钢管顶标高 40cm钢管与 钢护筒焊接 外径 40cm钢管 钢套管与临时 钢管桩焊接 浮吊吊钩 临时钢管桩 120 钢护筒 250250 钢护筒 120 临时钢管桩 浮吊吊钩 钢套管与平 联钢管焊接 外径 40cm钢管 第二步 将平联钢管没套钢套筒的 一端与钢护筒焊接 确保标高准确 第三步 钢套筒一端与临时钢管桩焊接 第四步 钢套筒另一端与临时钢管桩焊接 水位线水位线 水位线水位线 图图 4 5 4 3 1 44 3 1 4 栈桥上部结构安装栈桥上部结构安装 临时钢管桩桩头抄平 浮吊驻位后 由测量人员测出切桩标高 刻画在桩身上 然后由作业人员沿刻画线 将桩头割除 浮吊吊开 为满足扁担梁的安放 在钢管桩顶沿扁担梁方向开宽为 28cm 深均为 32cm 当扁担梁为双拼 I45a 时槽口宽度为 32cm 高度为 45cm 的槽 口 桩头割除时需要在钢管桩上焊接临时平台 临时平台的标高比切桩标高低 1 5m 钢护筒牛腿位置放样 牛腿焊接 牛腿的焊接位置由测量人员在测量放样切桩标高时一起放样 并将牛腿的中心线位 置标注于桩身外壁之上 以便于栈桥线形的控制 牛腿由陆上基地加工成整体 现场 整体吊装就位 定位后先将牛腿与钢护筒临时点焊固定 然后再进行全接触面焊接 要求焊缝厚度不小于 10mm 由专业焊工进行焊接 以确保焊接质量 焊接完毕后做 彻底检查 满足后方可进行下道工序施工 牛腿除与钢护筒焊接部分外 其它为重复 利用构件 应做好保护 扁担梁安装 A 匝道栈桥扁担梁采用双拼 I45a 由陆上基地下料 加工 运输到现场后采用浮吊 吊安 浮吊将扁担梁吊起 嵌入道钢管桩顶所开的槽口之内 最后在扁担梁底部钢管 桩的两侧用厚 20mm 钢板焊接加劲牛腿 主梁安装 扁担梁及钢护筒上的牛腿焊接完毕后 在扁担梁和牛腿上画出贝雷架主梁的平面位 置 并在平面位置处焊接 10 定位槽钢 贝雷架由陆上基地按 21m 接长拼接成一节 并安装加劲弦杆 位于钢护筒牛腿上的两排贝雷架利用型钢将其重合在一起 位于牛 腿最外侧作龙门吊轨道用的两排贝雷架利用 45 花架连接 位于钢管桩桩顶的两排贝 雷架利用型钢将其重合在一起 连接好的贝雷架主梁由运输船运输到现场后 由浮吊 逐排整体吊装 定位后焊接型钢斜撑将其作临时固定 并利用 10 槽钢焊接 U 形 定位器将贝雷架的下弦杆固定在牛腿或扁担梁之上 同时 采用 14a 槽钢进行两主梁 的横向联系 按照每 6m 设置一道 在安装过程中需要注意的是 因位于钢护筒牛腿上 作为龙门吊轨道承重主梁的贝雷架不采用加劲弦杆加强 因此需要利用钢板将该组主 梁在扁担梁位置处垫高 2 倍加劲弦杆的高度 另外由于栈桥的线形为曲线 当在曲线 半径较小的位置处 贝雷架主梁无法连续时 可将其断开 后续跨主梁与当前跨主梁 共用支点 浮吊安装贝雷架主梁示意图如图图 4 6 所示 当栈桥已经搭设好一段 履带 吊安置在栈桥之上时 也可进行主梁的安装 限于履带吊的起重能力 贝雷架逐排安 装 吊安一排临时固定一排 最后完成主梁的安装 利用履带吊安装贝雷架主梁示意 图如图图 4 7 所示 浮吊 6001400600 浮吊安装贝雷架主梁示意图单位 cm 图图 4 6 单位 cm 轮胎吊安装贝雷架主梁示意图 60014006001400 图图 4 7 分配梁安装