石湾特大桥主墩基础施工方案.ppt

1、石湾特大桥主墩基础施工方案介绍,中铁大桥局股份有限公司 2009.12,各位领导,下午好,各位专家,石湾特大桥主墩基础施工方案,1.工程概况 2.施工条件 3.基础施工总体方案 4.钻孔桩施工 5.承台施工 6.工期安排（进度、人员及设备） 7.基础施工对环保、水利、航道、海事等部门的影响及相应的措施,1、工程概况 石湾特大桥主桥为90.5+150+90.5m的矮塔斜拉桥，全长331m，斜拉索为双塔单索面布置。桥塔高28m，与主梁0#块的横梁固结。主梁采用单箱三室加撑板悬臂的形式，C60混凝土，三向预应力体系。箱梁顶板宽33.5m，底板宽16.5m，梁高53.5m。 主墩采用空心薄壁异形墩，墩

2、身高度分别为1535.8cm和1697.8cm，墩顶设盖梁，均采用C40混凝土。承台尺寸为17.517.54m，采用C30砼，单个承台方量为1225m3。承台下设16根2.0m钻孔桩,桩长分别为60m(暂定）、58m。桩基设计形式为嵌岩桩，采用C30水下混凝土灌注，单根桩的砼方量为188.5m3、182.2m3。 主桥主跨设计通航等级为级，设计通航净宽为130m，净高不小于10m，堤岸的净空不小于5.5m。,石湾特大桥主墩基础施工方案,石湾特大桥主墩基础施工方案,石湾特大桥桥型立面图,1、工程概况,2、施工条件 1）水文地质情况 主墩距离珠江口不远，受涨潮退潮影响较大，潭州水道河面潮差约0.8

3、m1.2m，地下水位普遍较高。 场地内揭示第四纪三角洲海路交互相冲淤积层厚度为0.631m，地表到地下20m范围内主要由流塑状淤泥、淤泥质亚粘土、松散中密的粉砂和全风化粗砂、全风化泥岩组成，全风化泥岩层底标高为-16m，全风化粗砂岩层底标高为-17.5m。,石湾特大桥主墩基础施工方案,石湾特大桥主墩基础施工方案,2、施工条件 2）被交线路、河流情况 主桥北岸边跨江滨路和防洪大堤堤道，江滨路路面宽约18m；南岸边跨防洪大堤堤道，防洪堤道宽约6m 。主桥主跨跨越潭州水道，潭州水道河面较宽，约为170m，但是河床浅滩较宽（约3040m），为内河通航河道。 3）主墩周边地物情况 15#墩承台中心距离岸

4、边约12m，距离大堤坡脚约为20m。墩位下游约100m处为石湾自来水厂取水口；16#墩墩位中心距离岸边约22m，距离大堤坡脚约为30m。墩位下游50m左右为南围船闸。具体如下图所示：,石湾特大桥主墩基础施工方案,主墩处地物示意图,2、施工条件,3）主墩周边地物情况,石湾特大桥主墩基础施工方案,2、施工条件 4）主墩处水文及其历史变化情况 主墩基本上处于水中，承台外侧边常水位水深约4m。由于受季节变化和年份的影响，墩位处水深变化在-0.78+6.25m之间。每天水位的变化受2次潮水的影响，潮差约为0.8m。近10年历年最高水位、最低水位变化如下表所示：,石湾特大桥主墩基础施工方案,2、施工条件4

5、）主墩处水文及其历史变化情况,分析今年到明年高水位：11月5月最高水位不高，11月至4月的最高水位在1.28m1.90m之间。5月有可能出现洪水，历史最高有2.80m的最高水位。,石湾特大桥主墩基础施工方案,2、施工条件4）主墩处水文及其历史变化情况,从表中可以发现，115月份水位基本在+2.0m以下。,石湾特大桥主墩基础施工方案,3、基础施工总体方案 1）桩基础施工 根据现场实际情况，为保护自来水厂水源以及防洪大堤的安全，桩基础施工时，首先搭建水上平台，再布设冲击式钻机进行钻孔。为了方便机械移动、钢筋笼安装等，在施工平台上下游侧插打钢管桩，拼装龙门吊辅助施工。施工平台完成后，河道的临时净宽为

6、106m。根据有关规定，大堤15m范围内不允许修建泥浆池，因此，8台钻机进行钻孔桩施工时，利用另外8根桩的钢护筒作为泥浆循环途径，并及时用泥浆车或泥浆船抽走废弃泥浆，弃往指定地点排放。桩基采用垂直导管法灌注水下混凝土。,石湾特大桥主墩基础施工方案,3、基础施工总体方案 2）承台施工 两个主墩承台均埋入河床以下，基坑开挖深度较深（其中16#墩开挖深度超过10m。承台施工必须选择在有利于施工的枯水期完成。桩基施工完成后，拆除施工平台，采用打桩船或龙门吊配合振动打桩锤插打钢板桩，形成承台开挖的支护围堰。然后一边开挖除土一边安装内圈梁，开挖到位后进行封底砼浇注。此法施工进度较快，且能有效保证河堤安全。

7、 承台为大体积混凝土施工，一次性浇注完成。砼施工时，采取各种有效措施降低砼的水化热及增强砼的抗裂能力，降低内外砼的温差，确保承台砼的质量。,4、桩基础施工工艺 1）施工场地清理 水上施工平台搭建前，首先必须用挖泥船清除平台范围内的表层回填混凝土块和孤石，然后插打施工平台钢管桩。 河岸清理时，要严格控制清理范围和深度，不能对大堤堤脚有所扰动。并安排专职人员观测清理过程中及清理后的河岸稳定状况。设观测点，用经纬仪等测量点位的位移情况。一有异常发生，立即停止清理工作，仔细检查原因，并进行妥善处理后，方可继续进行。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 2）施工便道 15#墩侧利用现有硬化水

8、泥通道下河堤，临时占用坡脚的荒地填筑出一条施工便道至主墩施工平台处，以使机械和材料运输车辆能够进出。便道填筑材料采用透水情况好的建筑砖渣或碎石，采取小型机械压实。 16#墩侧需要从堤道外侧南引桥5#墩处的乡村公路开设便道入口，经过荒地翻过大堤，从桥位上游50m左右处填筑一条通向主墩施工平台，以缩短重车在大堤上的行驶距离，尽量减少对大堤的扰动。便道采用河砂填筑，外侧垒砂袋做支挡。 具体便道布置如下图所示：,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 2）施工便道,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 2）施工便道,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 3）搭建水上施工平台

9、 场地清理完后，打桩船进场插打钢管桩。钢管桩为530mm，壁厚6mm，长度为22m。钢管桩插打进入局部冲刷线以下3m左右。钢管桩插打过程中，要注意钢管桩插打完毕后，检查各钢管桩的平面位置是否正确，顶部标高是否在同一水平面上。然后安装工45a型钢分配梁，分配梁安装时应与钢管桩进行有效连接。最后放置贝雷片，并用L75角钢或定型花窗将其连接成为一个整体。 在进行第一循环冲孔间隙，安装龙门吊机。 施工平台布置如下图所示。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 3）搭建水上施工平台,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 3）搭建水上施工平台,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工

10、工艺 4）施工放样和检查 搭建施工平台时，要通过导线控制点，用全站仪坐标放样法来定位，插打平台钢管桩和桩基钢护筒。同时在施工平台上设置护桩。护桩在安装钢筋笼前不得破坏。桩基施工前应该反复核对桩位，确认无误后方可施工。钻孔过程中也应经常检查护筒位置，掌握平台位置变化情况，必要时采取打地锚等有效措施对平台进行锁定。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 5）钢护筒埋设及钻头的选用 钢护筒插打时制作导向框架，使护筒处于垂直状态插入河床。插打完后用型钢与和施工平台固定，护筒内径应大于设计桩径约20cm40cm；护筒顶面高出水面1.0cm以上。护筒底端的埋置深度为46m，护筒顶面中心与设计桩位

11、偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于0.5%。使用冲击式钻机时，钻头的最大直径应小于设计桩径约3cm，钻头的磨损超过1.5cm时应及时更换或补焊。 6）钻机就位 水上施工完成、护筒埋设结束后进行钻机就位。钻机底座全部用枕木支垫。钻机摆放就位后，用水平尺检查钻机摆放是否水平。在钻锥下悬挂垂球，并利用交叉护桩检查钻机摆放是否正确。钻头中心对准桩中心，钻头或钻杆中心与桩中心的偏差不得大于5cm，钻机定位后，底座必须平整，稳固，确保在钻进中不发生倾斜和位移。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 6）钻机就位 钻机要合理摆放钻机。前一循环钻机摆放需要考虑第二循环钻机的移位、钢筋笼的安放、水下砼

12、的灌注等因素。具体钻机摆放见下图。,石湾特大桥主墩基础施工方案,第一循环钻机摆放示意图,4、桩基础施工工艺 6）钻机就位,石湾特大桥主墩基础施工方案,第二循环钻机摆放示意图,4、桩基础施工工艺 7）泥浆制备及泥浆循环系统 钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的优质膨润土。必要时加入纯碱（Na2CO3）等增加泥浆悬浮钻渣的能力。泥浆循环在两个相邻钢护筒之间进行，并用泥浆船及时抽走废弃泥浆。 8）导管选用 导管采用325的快速卡口导管，导管接头应有锁定装置。导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。 导管使用前进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压宜为孔底静水压力的1.5倍，

13、同时不小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力的1.5倍，水压试验发现漏水应补焊或更换。 导管试压合格后，要按顺序进行编号，测量导管的总长和每根导管的长度，并做好记录。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 9）钻（冲）进施工 各项准备工作就绪后开始钻孔工作。刚开始钻进时，用泥浆泵向护筒内注泥浆，使用小冲程开孔，使最初成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，钻进深度超过冲锤全冲程后方可进行正常钻（冲）进。 钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图。在钻进过程中，钻进过程中作好钻孔记录，遇到岩样与设计资料不符时，或岩层变化时，应会同监理取岩样，并填写钻孔记录，岩样保存在现场的岩样盒

14、中，直到该桩终孔为止。 钻孔作业分班连续进行，如确因故须停止钻进时，将钻头提升放至孔外，以免被泥浆埋住钻头。经常对钻孔泥浆抽检试验，不符合要求时要及时补充或调整泥浆。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 10）终孔及清孔 本项目桩基为冲击钻成孔，采用换浆法清孔。 钻孔到离设计孔底标高20cm左右时，应减小冲程，开始第一次清孔，清除孔内钻渣，将孔底基岩应冲洗干净。对于嵌岩桩，清孔后孔底沉淀厚度小于5cm；对于摩擦桩不大于10cm，不得采用加深孔底深度的方法来代替清孔。第一次清孔完毕后，安放钢筋笼。 钢筋笼安装完成后，由于钢筋笼刮下的护壁泥浆和钻渣沉于桩底，需进行二次清孔。二次清孔各泥

15、浆检查指标满足要求后提出导管，立即进行水下混凝土的灌注。 不论采用何种方法清孔，在抽碴或吸泥时都应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，清孔过程中须保持孔内水头，防止坍孔。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 11）钢筋笼的制作和安装 钢筋笼分节在加工场制作完成，每标准节长度为12m，主筋连接采用剥肋直螺纹套筒垂直连接。 钢筋笼采用龙门吊机逐节安装，对准孔位中心缓慢下放，要防止钢筋笼碰撞孔壁造成塌孔。当下放困难时，应稍稍提起并转动骨架缓慢试探入孔，直到骨架下至设计标高，不得强行下放。 钢筋笼安装到位后及时固定，并采取有效措施防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。 声测管内应及时灌注清水，以免砼

16、灌注时堵塞。,石湾特大桥主墩基础施工方案,4、桩基础施工工艺 12）水下砼灌注 砼灌注前，必须仔细核算首批砼方量，并选取合适的砼料斗。 灌注前，应进行测量孔底的沉淀厚度，沉淀厚度满足要求后方可进行混凝土的浇注施工，否则应继续清孔。然后把导管放到孔底，把导管的拼接长度与孔深进行复核，然后把导管提高使其底口离桩底约2540cm。 砼灌注过程中要有专人测量砼面标高，正确计算导管在砼内的埋置深度，指挥导管的提升和拆除，保证埋置深度不大于6m，且不小于2m。 混凝土灌注接近钢筋笼底部时，适当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力，防止钢筋笼上浮。,石湾特大桥主墩基础施工方案,5、承台施工工艺 1）准备工作 桩

17、基施工完成后，清除钢板桩围堰范围内的障碍物，拆除桩基施工平台。 同时积极组织钢板桩进场，进行钢板桩的整修工作。 2）导向框安装 钢板桩插打前，首先进行钢板桩插打轮廓线放样，再安装导向框。导向框四角用缆风绳调整固定。 3）钢板桩的插打 插打钢板桩从上游侧围堰中心开始插打第一片钢板桩（定位桩），逐步向两侧推进插打，最后在下游侧合龙；量测合龙块尺寸，制作异形钢板桩，插打合龙段钢板桩。 插打钢板桩时要及时采用倒链滑车组纠正钢板桩的倾斜，并用铁件与已稳定的钢板桩焊连，保障纠偏成果；当倾斜较大，很难纠正时，可将钢板桩拔起重新插打。,石湾特大桥主墩基础施工方案,5、承台施工工艺 4）围堰内基坑开挖，安装内圈

18、梁 钢板桩插打完成后，进行围堰内抽水、开挖。挖至设计标高后，安装第一道内圈梁。圈梁固定牢靠后，方可继续开挖，进行下一道圈梁的安装。 基坑开挖采用吸泥船，辅以高压射水等措施，保证围堰底平面满足封底混凝土要求。 围堰抽水时可能出现钢板桩由于插打不当、不慎撞击等原因致使锁口发生变形，发生渗漏。当渗水不大时，可从内侧嵌填塞棉纱、堵漏灵等措施堵漏。当流量较大时，派潜水员从钢板桩围堰外部堵漏。当渗水量出现异常时，立即向围堰内灌水，使内外水头平衡，经检查处理后再抽水。 钢板桩围堰及圈梁布置如下图所示。,石湾特大桥主墩基础施工方案,5、承台施工工艺 4）围堰内基坑开挖，安装内圈梁,石湾特大桥主墩基础施工方案,

19、5、承台施工工艺 5）水下砼封底 封底混凝土厚度为0.5m。通过泵车接出混凝土输送泵管运送至承台底部，整个围堰封底平面一次进行，从承台的一侧向另一侧浇筑。在进行砼封底之前必须排干基坑内的积水，可在基坑四角设置积水井抽排。待封底混凝土达到设计强度后进行堵填，并且拆除底部第三道内支撑，进行承台钢筋绑扎。 6）钢筋加工及安装 钢筋安装时，上、下两层钢筋间除设置架立筋外，采用钢筋或型钢进行支撑，以保持两层钢筋间距的准确。 钢筋安装的同时注意墩柱预埋主筋、0#号块临时支墩的预埋件、挂篮的预压反拉装置及防雷接地钢筋的安装，并加以固定牢靠，以确保其在浇筑完混凝土后位置不变。,石湾特大桥主墩基础施工方案,5、

20、承台施工工艺 7）承台模板安装 承台模板均为大面积定型钢模。模板安装前，要清理基层，放好轴线、模板边线、水平控制标高。模板底口用水泥砂浆找平，把预先制作好的模板按顺序就位后固定，安装好承台模板的纵模钢带及支撑体系。 8）承台大体积砼浇注 砼浇注水平分层进行。砼的下料方式、振捣、养护标准均应按施工技术规范进行施工。振捣砼时尤其要注意不能碰撞预埋件及其固定措施。 9）承台施工注意事项 承台开挖时，要对施工范围内大堤和钢板桩围堰本身做监测，并做好记录。及时掌握开挖时各部位的变化情况，有异常情况时立即上报。,石湾特大桥主墩基础施工方案,5、承台施工工艺 9）承台施工注意事项 按大体积混凝土配合比设计要

21、求进行配合比设计。尽量降低水泥用量，选择低水化热的水泥品种，同时掺入适当外加剂和粉煤灰，延长缓凝时间。 安装降温循环水管，控制循环冷却水的流量，使进、出水的温差小于10，并通过测温点温度测量，掌握混凝土内部各测点温度变化。 严格控制分层厚度，每层混凝土厚度在30cm左右，适当控制混凝土的浇筑速度，尽量减小新老浇筑混凝土的温差。 有效控制混凝土内外温差，使其尽量小于20时。,石湾特大桥主墩基础施工方案,6、工期安排（进度、人员及设备投入） 1）桩基础施工工期安排 两个主墩桩基础施工工期安排为2009.12.252010.3.25，共计90天完成。 2）承台施工工期安排 两个主墩桩基础施工工期安排

22、为2010.3.252010.5.30，共计67天完成。 3）主墩基础施工人员及设备配置 人员：根据工程施工进度需要，项目部拟用具备桩基施工经验的技术主管1名，技术员4名，施工员4名，安全员1名，调度1人，测量人员4人，实验室4人，负责主墩桩基施工。,石湾特大桥主墩基础施工方案,6、工期安排（进度、人员及设备投入） 3）主墩基础施工人员及设备配置 桩基施工机械设备配置见右图。 承台施工机械设备配置见下页,石湾特大桥主墩基础施工方案,石湾特大桥主墩基础施工方案,7、主墩基础施工对环保、水利、航道、海事等部门的影响及相应的措施 1）水环保措施 由于主墩基本处于水中，而施工区域下游为自来水厂取水口，

23、因此，基础施工时，施工过程中产生的钻渣废浆处理是本工程防止水污染的重点。 钻孔过程中，采用8个直径为2.2m，深10m钢护筒作为泥浆池，单个钢护筒泥浆容量为38m3，并在现场内各设置2个331.7M 15.3m3的移动式泥浆箱作为应急使用。在泥浆池和桩孔间采用全封闭箱式循环槽和自动密封升降式护筒，以满足钻进和灌浆工序对泥浆流向的要求和废浆流向的要求，废浆及钻渣，经专用泵抽入大型废浆箱，再装入封槽车或泥浆船外运排放。 施工船舶、施工机械的残油、废油应当回收，禁止排入水体；禁止向水体倾倒船舶垃圾。,石湾特大桥主墩基础施工方案,7、主墩基础施工对环保、水利、航道、海事等部门的影响及相应的措施 2）防汛大堤防护措施 由于主墩距离防汛大堤较近，且施工便道经过防汛通道，为免对大堤防汛造成影响，施工中采取以下措施： 严禁在大堤附近两侧取土，严禁挖掘大堤坡脚和坡面，并对大堤坡面植被进行保护，严禁破坏，对损坏的坡面植被及时进行恢复。 加强对大堤的日常观察和监测，出现任何异