东峡特大桥16#承台套箱施工方案.docx

东峡特大桥16#承台套箱施工方案1 工程概况11设计概况东峡特大桥起止里程为DK229+144.45DK230+064.37, 桥长919.92m，为本标段施工难点，上部结构为10-32m+1-24m+8-32m+2-24m+1-32m+2-24m+5-32m，简支梁39孔。下部结构为钻孔灌注桩基础，圆端形实体墩，矩形空心桥台。12水文地质情况本桥址位于东峡峡谷区，河床区地形较为平坦，两侧桥台地形变化较大，主河槽常流水，桥梁工程涉及地层主要为：第四系全新统砂质黄土，碎石类土，上更新统风积砂质黄土和碎石类土，下伏上第三系砾岩、砂岩、泥岩；侏罗纪系砂岩、泥岩；下元古界板岩、炭质板岩和灰岩。桥址处地震动峰值加速度值为0.1g，相当于地震基本烈度七度，地震反应谱特征周期采用0.45s。最大季节冻土深度114cm。桥位处不良地质和特殊岩土条件：该桥址区兰台、112#墩和26#墩下发育溶洞，其中兰台、12、89#桥墩下发现大型溶洞，其余桥墩下零星分布有小溶洞，部分溶洞中填充细砂或砾砂，钻孔过程中漏浆严重，另外桥址区的灰岩多见有溶蚀现象；部分地段有废弃防空洞；乌侧墩台表面上更新统风积砂质黄土具级自重湿陷性，湿陷土层厚813m，乌台侧第三系泥岩具有膨胀性。桥址区地表水及地下水水质良好，东峡河常年流水，对圬工不惧侵蚀性。其中16#墩位于主河槽中，承台施工时应设套箱。2 问题提出及解决方案2.1 问题提出东峡特大桥15#17#墩以2-32m简支梁跨越东峡河主河槽。其中16#承台位于主河槽中，由于河槽中常年流水，河床主要已砂砾石为主，桩基施工时对承台区域进行了回填，回填高度2.5米，承台基坑开挖必须下挖至回填面以下5.5米。施工开挖承台基坑透水严重，基坑壁无法自稳，为保证施工安全，且满足施工进度要求，必须采取相应办法解决承台施工问题。2.2 解决方案根据现场环境条件、地质水文情况，以承台施工的质量和安全为目标，确定了采取沉入式钢筋混凝土套箱支护的施工方案。开挖前在平台沿承台四周预制钢筋混凝土套箱，再在箱内挖土，套箱在自重作用下下沉，最后封底，浇筑混凝土。该方案安全可靠，施工简单，费用较低，施工进度容易控制。3 套箱设计3.1 结构尺寸设计 为了防止套箱下沉时出现移位或偏斜而影响承台轴线的准确，在承台周边与套箱之间预留30cm的空间，壁厚为50cm，在套箱内角均设10cm*10cm的倒角。由于套箱长边较长，为防止在土压力的作用下壁板出现变形或破坏，在沉箱中间设100钢管内支撑，内支撑在下沉到位封底后拆除。沉箱分两节制作，设计为C30钢筋混凝土。套箱标准节长2m，第一节结合套箱高度及标准节做相应调整。3.2 刃脚构造刃脚设计高为50cm，底部踏面宽为10cm。套箱采用角钢制作，和套箱箱体钢筋焊接一起并整体浇注成型。3.3 结构受力计算为了确保套箱能够安全下沉，进行合理的配筋，按照规范，要根据套箱下沉时的受力及荷载，选择最不利的工况进行以下内容的结构计算：(1)根据设计要求查规范得:混凝土强度等级: C30As钢筋等级: HRB335As 钢筋等级: HRB335矩形截面宽度 b250.0（mm）矩形截面高度 h500.0（mm）钢筋合力点至截面近边的距离 a50.0（mm）钢筋合力点至截面近边的距离 a50.0（mm）钢筋面积 As1542.5（mm2）钢筋面积 As3857.3（mm2）(2)计算参数:根据设计要求查规范得:重要性系数 01.0混凝土C30的参数为:系数 11.00系数 10.80混凝土轴心抗压强度设计值 fc14.3（N/mm2）混凝土轴心抗拉强度设计值 ft1.43（N/mm2）正截面混凝土极限压应变 cu0.00330As钢筋HRB335的参数为:钢筋抗拉强度设计值 fy300（N/mm2）钢筋弹性模量 Es2.0（100000N/mm2）As 钢筋HRB335的参数为:钢筋抗拉强度设计值 fy300（N/mm2）钢筋弹性模量 Es2.0（100000N/mm2）(3)计算过程: 截面有效高度:h0ha450.0（mm）计算相对受压区高度:b1（1fyEscu）0.550（fyAsfyAs） h0（1fcb）0.432 2ah00.222 受弯承载力计算:因为 2ah0b，承载弯矩为:M1fcbh0h0（10.5）0fyAs（h0a）0430.288944（kNm）323（kNm）3.4 下沉系数与稳定系数计算套箱下沉采用人工挖土，基坑有水，排水下沉，对下沉系数与稳定系数的计算如下：K1=(G-B1)/T=1/0.35=2.86 1.25K2=(G-B1)/(T+R1+R2)=2079.168/0.35*2079.168+44.2 (0.1+0.25)*500+500*4.85=12685.5/25781.5=0.181式中：G-套箱自重B-地下水浮力，当采用排水下沉时取0T-为井壁总摩擦力R1-刃脚踏面及背面的支承力其中R1=U0（C+N/2）Rf。其中U0为井壁外周长，C为刃脚踏面宽度，N为刃脚斜面与井内土壤接触面的水平投影，Rf为土的计算承载力，Rf=500kN/m2R2-隔墙下土的承载力，R2=Ae*Rf，其中Ae为隔墙下的总支承面积。4 套箱制作（1）场地处理在平台制作现场制作套箱前要对顶面松软土、钻孔时的泥浆池及泥浆等进行清除，换填砂砾石夯实平整，并清除堆放的材料和器具。（2）刃脚刃脚制作时选用挖土内膜。施工时按照设计尺寸放线挖槽，对刃脚踏面和背面土休整夯实，表面抹2-3cm砂浆，再在砂浆表面隔离剂，安装刃脚角钢、钢筋和外膜，浇注混凝土时注意振捣棒不得触及土模。（3）箱体箱体模板采用组合钢模，模板和支撑要具有足够的刚度，壁板设双层钢筋网，混凝土用输送泵沿箱壁四周分层对称浇注，防止混凝土因高低相差悬殊而产生不均匀沉降。5 套箱下沉施工5.1 下沉施工根据现场环境条件，周围土质为砂卵石地层，基坑开挖后干爽无水，故套箱采用人工开挖，机械配合，自重下沉方式。挖土先由挖掘机挖出内部大部分土，然后人工进行刃脚底部开挖，出土用电动葫芦吊出土斗，开挖时分层顺序进行，每层约40cm。挖出刃脚的土时，注意分段对称开挖，以便套箱平稳均匀下沉。第一节下沉至高出平台顶面1m时浇筑第二节，此前要在刃脚下做适当的回填，并等待1d使套箱下沉稳定。浇筑时分层对称，防止加重时出现不均匀沉降。开挖进度每天0.2-0.25cm，如果刃脚下已全部挖空，套箱还不下要认真分析原因，可适当采取外侧开挖或增加压重辅助下沉，但注意对称同步进行。套箱开挖时必须四周对称进行，尽量减少偏斜，并及时观察下挖情况，如发现明显偏斜时要分析造成偏移、倾斜或转动的原因，并采取纠偏措施。纠偏一般采取挖土纠偏法，在下沉较多的一侧支垫木，在下沉少的一侧挖土，若倾斜量或位移量较大，反复进行几次。由于受弃土影响使其偏移，可采用增加偏土压纠法或井外辅助开挖法。6. 清底与封底6.1 清底开挖至设计标高后，套箱刃脚嵌入砂卵层内，要将刃脚踏面、箱底岩面下清理平整，应及时将风化严重或高出不平的岩层及淤泥等清除。6.2 封底混凝土施工 本桥承台位于东峡河主河槽中，基坑内渗水严重，属于有水开挖，因此在基坑内设置集水井，采用两台35kw水泵边抽水边开挖，确保工作面无水，封底混凝土为C25，厚度为50cm。封底混凝土浇筑过程中，捣固平整密实。7. 注意事项(1)箱内土均应从中间开始，对称、均匀地逐步分层向刃脚推进，不得偏斜取土，防止倾斜移位；（2）随时掌握土层变化，分析检验土阻力与沉箱质量的关系，选用适当的除土方法和除土量，并注意下沉时的声响，防止翻砂或涌水；（3）下沉过程中要随时做好井底高程、下沉量、倾斜和移位的测量，及时注意纠偏，认真观测沉箱周围有无沉陷和开裂，以便采取措施；（4）尽量远离弃土，正常情况下力求四周均匀弃土，防止一侧出现偏压造成倾斜或移位；（5）箱内要设人员上下的爬梯或提升设备，以便出现停电或其他事故时能及时撤离现场；（6）吊土斗在提升或卸土时要防止掉落石子。8.质量保证措施8.1.原材料质量控制措施（1）原材料必须有供应商提供的出厂检验合格证书，并按有关检验项目、批次规定，严格实施进场检验。（2）水泥：采用合格的大厂产品。用于本工程的水泥均进行不溶物、氧化镁、三氧化硫、烧失量、细度、凝结时间、安定性、强度和碱等多项指标检验，只有当上述指标均满足规范要求时，才准进入施工现场，从而确保工程质量。（3）钢材：用于本工程的钢材均进行化学分析、拉伸、冷弯、常温冲击和低温冲击等多项指标抽样检验，只有上述指标均满足相应要求时，才能用于施工。（4）砂石料等地材：用于本工程砂石料的颗粒级配、含泥量、粘土块含量、云母含量、有机物含量、硫化物与硫酸盐含量、氯化物含量、坚固性、密度及吸水率、针片状颗粒含量、抗压强度、压碎值和碱集料反应等多项指标抽样检验，只有当上述指标均满足相应要求时，才准进入施工现场，用于相关项目施工。（5）混凝土：混凝土的配合比设计要进行耐久性（如抗渗性、收缩和徐变等）、抗压强度和混凝土拌和物的稠度、坍落度等试验，确保混凝土质量满足设计和规范要求，从而确保工程质量。8.2.工程质量保证措施（1）开工前对桥涵工程进行定位复测，准确确定桥位，并埋设必要的护桩，设置水准基点（BM点）。施工期间定期进行中线及水平测量，确保桥位中线、跨度及各部位标高准确无误。（2）基坑开挖按规定进行坑壁防护，防止坍塌。检查基坑是否满足设计要求。隐蔽工程经过监理工程师检查、签证后进行下道工序。（3）钢筋规格、数量符合设计要求，绑扎要符合设计和规范要求，经监理工程师检查签认后灌注砼。（4）加强试验工作，认真进行计量。砼的拌合、运输、浇筑、捣固及养护均按规范规定进行操作。墩台模板统一规划，砼采用拌合站统一拌制、泵送混凝土进行灌注、机械捣固，保证砼内部密实，表面光洁美观，色泽一致。9.安全保证措施（1）随时掌握土层变化，分析检验土阻力与沉箱质量的关系，选用适当的除土方法和除土量，并注意下沉时的声响，防止翻砂或涌水威胁基坑施工人员人身安全。（2）尽量远离弃土，正常情况下力求弃土外运堆放，不得随意堆放与基坑四周，防止一侧出现偏压造成倾斜或移位危害施工人员；（3）拍专人负责指挥现场施工及弃土吊运，施工人员必须佩戴好安全帽，防止弃土吊运过程中砂石滑落砸伤施工人员。10.环境保护措施（1）严禁建筑垃圾随意堆放，对施工生产泥浆、承台开挖土方外运集中掩埋处理。（2）施工完工后挖除回填平台，恢复河道过水能力，将对河流的影响降到最低。（3）严格控制人为噪声，进入施工现场不得高声喊叫，无故乱打摸板，限制使用高声喇叭，减少噪声扰民。（4）从声源上降低噪声，是防止噪声污染的根本措施。（5）尽量选用低噪声设备和工艺代替高噪声设备和加工工艺。如低噪声震捣棒、风机、电动空压机。（6）钢筋加工在夜晚停止加工，白天加工钢