尤溪互通桥下部结构施工方案施

1、三福高速公路SA8合同段互通2#桥水中基础及下部结构施 工 方 案编制人： 日期： 年 月 日审核人： 日期： 年 月 日批准人： 日期： 年 月 日编 制 单 位： 中铁一局二公司施工技术部尤溪互通2#大桥水中基础及下部结构施工方案1.工程概况1.1 工程简介北京至福州国道主干线福三明际口至福州兰圃高速公路尤溪互通立交位于尤溪县大排村，横跨尤溪水库，该项目建设对于完善福建公路网络、缓解山区交通有着重要的意义。尤溪互通2#大桥左右幅主线设计横跨尤溪水库，左右线桥平面位于R=1100m右偏圆曲线上，左线上部构造采用4×30m+3×30m+6×30m（三联）装配式预应

2、力混凝土T梁，全长396.08m。右线上部构造采用4×30m+5×30m+3×30m（三联）装配式预应力混凝土T梁，全长369.92m。下部结构桥墩采用双柱式圆形墩柱配钻孔灌注桩基础。左右线相距38m，高差约3m；其中左线、右线4#9#墩位于深水中，水深12m18m不等。采用1.6m圆形墩柱配2.2m钻孔灌注桩基础，其间用两道1.0×1.2m横系梁联接。本桥水中最高墩柱高度为25.727m ，最低墩柱高度为17.148m，设计桥梁尾部位于尤溪互通B、D匝道的渐变加宽段，因此在左幅的5#、6#、7#墩及右幅的10、11、12#桥墩（台）均采用了加宽处理，盖

3、梁最大长度达到了14.7m。1.2 工程地质该桥位处属剥蚀丘陵夹溪谷地貌，地形高差较大；地下水主要赋存于冲积砂、卵石、坡残积土层孔隙及基岩裂隙水中，为孔隙潜水及基岩裂隙水。主要受大气降水补给。受库区排蓄及季节影响，水位变化较大。尤溪互通2#大桥钻孔桩穿过的地层为淤泥、砂质粘土、砂土状强风化砂岩、碎块状强风化砂岩、弱风化砂岩，其中淤泥、砂质粘土层较薄。尤溪互通3#大桥钻孔桩穿过的地层为坡积含碎石亚粘土、卵石层、弱风化细砂岩及微风化细砂岩。施工时水位87.00m，最大水深18米。1.3主要工程数量 2.2m：24根，760.4延米；2.施工方案2.1水中桩基的施工方案鉴于水中桩基施工常用方法有沉箱

4、法、钢围堰法、平台法、便桥法等，我们在方案选择时，从施工成本和施工方便出发，经过经济比较，我们得出沉箱法和钢围堰法施工，其设备和资金投入太大，只适合于大跨度群桩施工；便桥法施工，搭设1延米6米宽的便桥需要1万元左右，费用非常惊人，况且公路桥梁的宽度为24.5米，搭设便桥后仍然不能解决施工平台的问题。而尤溪互通2#桥由于跨度小，墩柱分散，从经济实用和施工方便出发，如果采用钢管桩水中平台的方案施工，充分利用浮吊，发挥运输船的作用，即经济地解决了施工平台的问题，又解决了运输问题。一个墩搭设一座平台，一座平台的费用在15万左右，运输船就是小浮箱的拼装，只要有设备费用都不高。因此，我们最终决定采用钢管桩

5、水中平台的方案施工。总体思路：以浮箱和I40a工字钢、工字钢组成的导向船为导向框架，将浮箱、工字钢、桁架、卷扬机、卷扬机带动的旋转底座和起重机大臂等拼装组成浮吊，使用浮吊依靠导向船打设钢管桩，搭设水中平台，以水中作业平台为依托，钻孔，下放钢筋笼，灌注混凝土。2.2 水中墩柱及盖梁的施工方案水中钻孔桩施工完毕后，为加快钢管桩平台所用材料的周转，因此要对钢管桩平台进行全部拆除，此后施工中所用的施工平台搭设均只能利用水中桩露出水面的钢护筒焊接牛腿作为支承点搭设而成。底系梁施工时，因其尺寸为1.0×1.2m，自重较小，采用75×75×8mm角钢对口焊接成方形作为牛腿，长度

6、为20cm，在每个钢护筒两侧横桥向对称于桥墩中心线焊接牛腿，其上搭设I36a工字钢作为纵梁，再上按间距40cm布置3m长I18工字钢作为横梁，最后铺设竹胶板作为底模。因钢平台宽度为3m，底系梁宽度为1.0m，所以此平台上有足够的作业面。底系梁施工完毕后，拆除工字钢平台。考虑底系梁的作业平台牛腿位置较底，不能满足墩柱作业平台的高度需要，因此为方便墩柱、中系梁及盖梁施工以及施工作业人员行走、临时材料的堆放等，需在在桩基钢护筒上重新焊接I32a工字钢大牛腿，上面铺设10×10cm方木50cm做横梁，其上再铺设5cm厚木板做面板搭设简易施工平台。3.水中施工的专用设备3.1 浮箱浮箱是水中作

7、业的基本设备，它是拼装浮吊、运输船、临时水中浮平台、导向定位船的基本组成部分。根据现场的实际情况，采用9m×2.7m×1.65 m型号的浮箱，在岸边利用20t汽车吊依次将小浮箱吊放下水,根据浮箱的结构特点，通过螺栓连接和卡销连接并用的方式拼装成各种设备所需的形式。3.2 浮吊浮吊是水上作业的起吊设备，几乎涉及到每一步施工。浮吊由浮箱及CWQ20型拆装式桅杆起重机组成。根据浮吊的结构需要,选用13个9m×2.7m×1.65 m型号的浮箱连接成浮吊平台，布置形式为5+5+3，总长27m，总宽13.5m，其中尾部3个小浮箱加水配重以满足起吊时吃水平衡。在浮平台

8、上根据浮箱上的螺栓孔利用万能杆件或贝雷片将CWQ20型可拆装式桅杆起重机拼装。浮吊拼装好以后，在浮平台的四角的四个小浮箱中间，将四个卷扬机（俗称锚机）通过螺栓连接固定在浮平台上，以满足浮吊的定位要求。浮吊的行走利用动力船进行牵引。详细布置如下图：3.2 导向船导向船是水中施工定位的必要设备，钢管桩搭设水中平台施工前必须先进行定位,而导向船则是用以钢管桩定位、下管、固定的工作的基本平台。导向船由4个9m×2.7m×1.65m型号的浮箱组成,首先将每两个钢箱通过螺栓和卡销连成一个18m×2.7m大小的小平台,然后将小平台中间通过工字钢或I40a工字钢用螺栓连接在一起，

9、就形成了导向船，导向船的宽度由水中平台的宽度决定。导向船布置如下图： 导向船平面示意图18m12m工字钢栈桥面锚机浮箱3.3 运输船运输船是在施工时用来运输各种施工材料及设备的，临时堆放一些脚手架、钢筋、模板等材料，由10个9m×2.7m×1.65m型号的小钢箱组成长度18m，宽度13.5m的施工平台，行走采用动力船牵引。3.3 其它设备机械设备名称规格型号单位数量作用水上浮吊20t/10t台2钢管桩的插打，平台及护筒安设，钻机移位，钢筋笼吊放，砼的吊灌及其他水上吊装作业运输船浮箱拼装艘2水上设备材料的运输导向船浮箱拼装艘2插打钢管装时定位及作为施工平台机动船994型艘2水

10、上动力设备振动锤60KW/40KW个2下沉纲管及下沉护筒发电机75KW台1打桩时提供临时用电锚碇设备砼预制个4水中船只锚碇潜水设备套2水下切割、焊接钢管桩自制套8水中平台支撑钻机TS-220台3钻孔卷板机自制台1卷制护筒及钢管桩龙门吊10t台1起吊钢板及护筒4.施工方法4.1 施工准备在尤溪互通区内安装一台400KVA变压器一台，供尤溪互通2#桥及整体互通区的供电，同时配75KVA发电机一台以作为补充电源；在桥梁附近修建临时码头，平整场地组织器材、浮箱下水，预制砼锚锭，靠近桥位岸边处埋设地锚等设施；同时拼装小型龙门吊，平整卷制钢管桩、钢护筒钢筋加工场地。4.2 水中桩基施工方法4.2.1钢管桩

11、及钢护筒的制作钢管桩所用的钢管和钻孔的水中部分所用的钢护筒，均需现场卷制。钢管桩选用10mm厚的钢板，钢护筒选用12mm（上部）和14mm（底部两小节）厚的两种钢板，卷板机的最大卷板幅宽1.8m；然后根据不同厚度、幅宽的钢板卷制不同高度的管桩及护筒，待每小节卷制完成后，将小节焊接成大节。每节钢管之间采用内外周圈焊接，焊缝宽度不小于2cm。4.2.2水中平台施工4.2.2.1平台结构的组成水中平台采用12根720mm的钢管桩、两根I40a工字钢纵梁、四根I40工字钢横梁、角钢斜撑若干根组成。根据互通2#桥的桩位情况，右幅宽12.0m，桩中心间距6.0m，左线桥自4#墩开始采用线性和非性加宽，基本

12、幅宽12.0m，最宽16.0m，最宽处桩柱间距8.70m，每个水中墩要搭设一个15×8.0m的作业平台，管桩按14m*8m布置，根据不同桩间距调整内侧两排管桩间距，示意图如下：aabc 单位：米桩间距尺寸6.06.5997.067.408.7A5.845.5415.315.144.667B2.322.9193.383.724.666C3.123.123.123.123.12平台顶面高度高出库区最高水位1.5m，即88.5m。管桩打完后，切割桩头，用10*10角钢对相邻管桩进行连接，其余地方满铺5cm厚木板，周边设钢管桩栏杆。连接形式如图。平台检算见附件。 4.2.2.2平台的搭设首先

13、使用浮吊将锚碇在距设计桩位60100m处进行抛锚（锚碇为一块4立方大小的混凝土预制块，重约10t），并用浮筒做为标识，使用导向船上的四台卷扬机，在测量指挥下固定导向船位置，利用导向船做为打设钢管桩的导向架和搭设水中平台的工作平台。如下图示：导向船定位后，利用机动舟将焊接好的钢管桩钢管通过运输船运至导向船处。根据钢管桩的布置设计方案图，计算四个角上的钢管桩坐标，精确测设四点桩位。钢管桩导向架顺桥向由两根I40工字钢搭在导向船上作为导向梁，据测设的钢管桩位置在导向梁上横向焊两根角钢（定位框架就是在I40a工字钢旁边再固定两根工字钢，工字钢与I40a工字钢之间的间距为80cm，并在横桥方向间距85c

14、m焊固两根角钢形成定位框架），利用浮吊吊设电动振动捶打入。12根钢管桩打设完毕，根据平台的标高88.5米，切割顶部钢管桩平齐，并在每排外侧两根顶面切割企口，安装I40a工字钢横梁，纵向铺12m长桥面I40a工字钢，长度不够时，焊接I40a工字钢，横向焊固工字钢分配梁，并根据钻孔桩桩位留出护筒位置。然后由浮吊配合进行平台顶面布置及水下斜撑的连接。平台搭设完成后，在工字钢顶面满铺木板，周边设置双层钢筋防护栏杆。4.2.3埋设钢护筒4.2.3.1对于河床底有覆盖层的情况，首先在平台上放出钻孔桩位，并安装导向框架。导向架较护筒外径大5cm，长度4m，先将导向架吊装在工作平台上，对好中心、检查好导向框架

15、的垂直度后，即可用浮吊将护筒安放到导向框架内，靠护筒自重缓缓下到河床，然后将护筒“替打”焊接在护筒上，即可用浮吊配振动锤对护筒进行施打。在开始施打时吊机下钩要慢，以防护筒倾斜，确保埋设的护筒满足规范要求。4.2.3.2对于河床基岩裸露的情况，首先测量定好钻孔桩位，据此进行钻机就位，然后用20t冲击锤对河床底进行冲钻，冲至一定深度后，由潜水员在水下将冲击坑中的石碴清理干净，保持新鲜岩面，按照1中所述将护筒下至坑底，最后将护筒四周及坑内空隙用水下砼充填。砼达到一定强度后即可进行钻机成孔作业。护筒下沉依导向结构，采用振动沉入法，把钢护筒吊至正确位置，吊装振动锤并与护筒法兰盘联结，开始振动下沉。若下沉

16、困难，应停止振动，从管柱内用专用抓斗清除卵石等杂物，尽量消除砂砾或土对管柱及内壁的磨擦力后，方可继续下沉。4.2.4钻孔桩施工护筒埋设好后，利用浮吊将钻机吊装上平台，进行钻孔桩钻孔了。钻孔采用孔内造浆的方式，粘土采用岸边装草袋，运输船运输至护筒边缘入孔，泥浆循环与陆地钻孔桩不同的是泥浆池是一个钢板加工成的钢箱，焊挂在平台上，在护筒口加工一，泥浆槽就放置在平台上。4.2.5清孔考虑水中桩直径较大，采用常规的清孔办法难以完成，因此清孔采用气举反循环法，将孔内泥浆全部换为清水。气举反循环主要设备为9m3空压机一台，20cm出浆钢管一套及3cm射风软管一套、泥浆泵2台。在钢管上距钢管底口40cm处向上

17、开一斜口，接射风软管，清孔时，将出浆钢管下至距孔底40cm，两台水泵往孔内抽清水，启动空压机，待空压机储气压力达0.6mpa左右时，开始射风，利用反循环原理从出碴钢管上口喷出。这时空压机储气压力下降，将压力控制在0.4mpa进入正常循环，施工过程中要使泥浆泵不停，保证孔内水头在河面水位以上1.52.0m，以减小护筒壁所受外压力。清孔应认真操作，钻孔底沉淀物厚度不得大于5cm。清孔彻底的标志是反复清孔，再无任何泥浆、石块喷出。根据孔深不同，一般35小时，可将孔内泥浆全部换完，达到沉淀要求。清孔完成后准确量测孔深，孔深应比设计超深不小于5cm。在灌注前（导管安装完毕后）检查孔内沉淀情况，如果大于设

18、计要求，可按相同办法进行二次清孔，确保沉淀厚度小于规范要求值。4.2.6砼的运输及灌注4.2.6.1钢筋笼施做钢筋笼在岸上进行加工，在成孔后利用运输船、浮吊运至孔边，一般为1518米为一节进行吊装，在第一次清孔结束后下钢筋笼，在钢筋笼焊接完毕后，注意钢筋的搭接长度，钢筋笼的垂直度，为防止钢筋笼偏位，在钢筋笼侧面加垫块。4.2.6.3混凝土灌注钻孔桩所用混凝土采用拌和场集中拌制，由砼罐车运到临时码头旁。在临时码头处设滑槽一个，运输船一艘，运输船上装有2.5m3料斗4个，砼由滑槽滑至运输船料斗内，由运输船将料斗拖至墩旁，浮吊吊灌。水下砼浇筑采用内径30cm的导管，导管接头为丝杠式，在导管接头内安装

19、有密封垫圈，并将接头接牢，以避免接头处漏水或漏气，导管安装完成后在导管内放球塞，封孔料斗加工成6.5m3容量，储满后由浮吊吊起一个运料斗（2.5m3）吊于大料斗之上，提升挡板，砼下落的同时，开启运料斗阀门，砼下落至大料斗，保证首次9.0m3砼连续灌入，导管一般埋深为45米，以确保砼的密实度，在砼的灌注过程中要注意砼的坍落度，而且保证砼的连续性。不能间隔时间过长。使用一艘运输船，在整个砼的浇筑过程中，基本能保证4045分钟一个循环（每循环为运输船运一趟混凝土，每趟10m3）。4.2.6.7平台拆除桩基施工完毕，为加快钢管桩平台所用材料的周转，因此先对钢管桩平台进行全部拆除，在此后施工中所用的施工

20、平台搭设均利用水中桩露出水面的钢护筒焊接牛腿作为支承点搭设而成。平台拆除顺序由上至下。横纵梁、斜撑拆除后进行管桩拔除。浮吊起吊振动捶直接夹住管壁，启动振动捶，边振动边缓缓起钩，可将管桩拔除。因混凝土与基岩连接的管桩，潜水员下水割除。4.3 水中系梁、墩柱、盖梁的施工方法4.3.1水中底系梁施工考虑底系梁的断面尺寸为1.0×1.2m，自重较小，因此采用75×75×8mm角钢对口焊接成方形作为小牛腿，长度为20cm，在每个钢护筒两侧横桥向对称于桥墩中心线焊接小牛腿，其上搭设I36a工字钢作为纵梁，再上按间距40cm布置3m长I18工字钢作为横梁，最后铺设竹胶板作为底模

21、。因钢平台宽度为3m，底系梁宽度为1.0m，所以此平台上有足够的作业面。底系梁施工完毕后，拆除工字钢平台。4.3.2水中墩柱、中系梁、盖梁施工墩柱施工时，为方便施工作业人员行走以及临时机具的堆放，但又因系梁的所使用的小牛腿设置位置较底，且受水涨水落影响，所以墩柱施工需重新焊接大牛腿，同样利用桩基钢护筒上焊接牛腿，搭设简易施工平台。具体做法在钢护筒上用I32a工字钢焊接牛腿，其下加斜撑加固。每侧搭设两根I32a工字钢做纵梁，上面铺设10×10cm方木50cm做横梁，其上再铺设5cm厚木板做面板。详细布置见附图：简易平台搭设完成后，就可以在平台上搭设脚手架，脚手架的搭设严格按照公路工程安

22、全技术规范进行操作，搭设好的脚手架四周采用钢丝绳、倒链利用护筒拉设浪风，架子顶部按照规范要求铺设木板及挂设安全网，架子内部使用40钢管打剪力撑，布设供人员行走的踏步。详细布置见附图：4.3.3模板、钢筋、砼施工墩柱模板采用定型钢模，分为4m/节、2m/节、1m/节、1.6m/节四种规格，其中1.6m/节对称于中心线预留1.0×1.2m方形孔洞以便与系梁模板联接。中系梁及盖梁模板采用1.2cm竹胶板，用10×10cm方木作横条40cm、I10槽钢作竖条40cm上下用16螺栓拉紧。中系梁、盖梁采用抱箍法或剪力销法施工。盖梁、系梁施工时先用抱箍将墩柱抱死；或在墩柱施工时预留65的

23、孔，施工中系梁或盖梁时内穿一根60的钢棒；两侧各搭设一条I32a工字钢做纵梁，其上铺设10×10cm方木30cm作横梁，然后铺设底模。盖梁施工时，可通过抱箍或钢棒预留孔调整高差，使盖梁底部横坡符合设计要求，然后铺设底模，因底模受荷载较大，采用I10槽钢30cm作加强底模横梁。模板分节高度及墩柱浇注次数将根据系梁间距及墩柱高度确定，以减少接缝，确保外观质量。在浇筑桩基系梁砼时，预埋钢筋扣，模板的四条微调缆风将系在系梁钢筋扣上进行模板调整，模板中间夹橡胶止水带用螺栓销紧，在平台上预先拼装，然后用浮吊整体吊装，待整体销紧后，通过四条缆风进行微调，直至保证墩柱的垂直度符合设计要求。为保证砼表

24、面的平整度、光洁度，确保砼的外观质量，本次墩柱、系梁、盖梁施工设计时不考虑预埋剪力销、内拉条等，采用抱箍法施工。钢模板预先整体拼装后，先用绞磨机对模板内表面进行仔细打磨除锈，然后用汽油清洗一遍，腻子抹缝找平再涂一层脱模剂。模板利用浮吊分片折除。根据墩柱的不同高度及浇注次数，钢筋笼采用一节或多节，因主筋采用机械连接接头，为保证主筋接头连接的可操作性，先搭设施工脚手架，作业人员利用脚手架将主筋单根安装，并将套筒用板手拧紧。然后安装加强箍筋及螺旋箍筋。系梁及盖梁的钢筋在预制场加工成形后，运至现场绑扎。钢筋及模板的运输采用运输船进行运输，同时利用浮箱拼装临时浮平台用以堆放钢筋、模板、脚手架等临时周转料

25、。砼运输采用80t驳船将砼罐车运至墩柱前，或采用临时码头及运输船将砼运至墩柱前，使用用浮吊垂直运输，通过串筒溜放入模，插入式振动器振捣。砼浇筑根据墩柱系梁间距分节进行施工，先浇筑系梁底标高以下墩柱砼，系梁砼及盖梁底以下高度的墩柱砼一起浇筑，盖梁砼单独浇注。在钢筋未绑扎前将对砼面进行凿毛，并用水将砼面冲洗干净后再进行下一道工序施工。模板拆除后及时进行养护，采用塑料薄膜包裹养护。5.质量的措施5.1牢固树立质量意识，强化质量培训，使参战的施工人员树立“质量是企业生存的关键”的观念，使其认识到质量工作与企业、个人利益的关系，把质量工作贯穿到施工的全过程中，深入到企业的每个人，形成道道工序齐抓共管，上下自律，使工程质量始终处于受控状态。5.2坚持质量双检制、隐蔽工程签证制、质量挂牌