澧水二桥桩基础施工方案.docx
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澧水二桥桩基础施工方案
湖南省常德市
S233津市澧水二桥桩基础专项施工方案
编制:
复核:
审核:
中国铁建港航局集团有限公司
S233津市澧水二桥项目经理部
二O一五十二月
1、编制说明
1.1编制依据
(1)湖南省常德市S233津市澧水二桥项目施工招标文件、工程量清单等。
(2)S233津市澧水二桥两阶段施工图设计。
(3)国家、交通部及湖南省交通厅颁布的有关高速公路施工的现行有效法规、规范、标准。
(4)《公路工程质量验收评定标准》(JTGF80/1-2004)。
(5)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)。
(6)S233津市澧水二桥实施性组织计划。
(7)本公司拥有的科研技术成果、机械设备配置情况、施工技术与管理水平及在特大桥桩基础施工过程中积累的经验。
1.2编制目的
为了有效指导S233津市澧水二桥0#-13#墩、17#-35#墩陆上桩基础、16#-17#墩涉水桩基础施工,14#-15#墩深水桩基础施工,加快施工进度,确保施工质量和施工安全。
1.3编制范围
本方案适用于S233津市澧水二桥0#-35#墩(台)陆上及深水桩基础施工。
2、工程概况
2.1设计简介
津市澧水二桥位于津市货运码头西侧,津市澧水大桥下游约1700米处,横跨澧水。
桥梁中心桩号为K1+284,起点桩号为K0+510.26,终点桩号为K2+054.24,桥梁全长1543.98米。
本桥所跨澧水河为规划国家内河Ⅲ级航道,双孔双向通航,最低通航净高10m,最窄净宽55m,设计最高通航水位20年一遇的洪水位42米。
全桥共分七联,桥跨组成为(6×30+6×30+(82+2×140+82)+4×50+4×50+6×30+5×30)m;其中第3联横跨澧水河,上部结构采用预应力混凝土变截面现浇连续箱梁,其余各联上部结构采用预应力混凝土(后张)T梁,结构体系为先间支后结构连续;下部结构0#桥台采用U型台,35#桥台采用肋板台,13-15#桥墩均采用柱式墩,墩台基础采用桩基础。
2.2工程概况
S233津市澧水二桥桩基础共144根,其中桩径1.5m桩基础12根,桩径1.8m桩基础63根,桩径2.0m桩基础45根,桩径2.2m桩基础24根。
0#台-12#墩、24#墩-35#台处于澧水河两岸陆地上,13#墩、18#墩-23#墩处于澧水河河滩上,14#墩-17#墩处于澧水河河中。
0#台-12#墩、24#墩-35#台及13#墩、18#墩-23#墩均按陆上桩基础施工;16#墩、17#墩为水中桩基础,采用筑岛围堰法施工;14#墩及15#墩为深水桩基础,采用搭设钢平台法施工,同时搭设钢栈桥运输各施工材料。
各墩(台)桩基础参数详见《S233津市澧水二桥桩基础明细表》。
S233津市澧水二桥桩基础设计参数表
S233津市澧水二桥桩基础设计参数表
序号
墩(台)号
桩基础
备注
桩底标高
桩顶标高
桩长
桩径
根数
1
0#
0.115
32.115
32
1.5
6
2
1#
1.300
33.300
32
1.8
3
3
2#
1.900
33.900
32
1.8
3
4
3#
2.000
34.000
32
1.8
3
5
4#
1.300
33.300
32
1.8
3
6
5#
0.900
33.900
33
1.8
3
7
6#
1.400
34.400
33
1.8
3
8
7#
1.400
34.400
33
1.8
3
9
8#
5.100
38.100
33
1.8
3
10
9#
5.000
38.000
33
1.8
3
11
10#
-1.000
38.000
39
1.8
3
12
11#
-6.000
38.000
44
1.8
3
13
12#
-11.200
37.800
49
2.2
3
14
13#
-38.897
28.153
67
2.0
12
15
14#
-59.437
19.563
79
2.0
12
16
15#
-38.843
21.157
60
2.0
12
17
16#
-14.500
23.500
38
2.0
6
18
17#
-25.700
30.300
56
2.2
3
19
18#
-12.500
34.500
47
2.2
3
20
19#
-12.900
34.100
47
2.2
3
21
20#
-12.000
35.000
47
2.2
3
22
21#
-14.200
35.800
50
2.2
3
23
22#
-15.500
34.500
50
2.2
3
24
23#
-13.500
36.500
50
2.2
3
25
24#
-5.383
44.617
50
2.0
3
26
25#
0.100
36.100
36
1.8
3
27
26#
2.200
33.200
31
1.8
3
28
27#
2.100
33.100
31
1.8
3
29
28#
2.200
33.200
31
1.8
3
30
29#
2.800
32.800
31
1.8
3
31
30#
2.900
32.900
30
1.8
3
32
31#
2.800
32.800
30
1.8
3
33
32#
2.700
32.700
30
1.8
3
34
33#
2.900
32.900
30
1.8
3
35
34#
2.700
32.700
30
1.8
3
36
35#
4.700
31.700
27
1.5
6
2.3水文及气候条件
(1)水文
项目位于湖南省常德市津市市,境内主要河流为澧水河,河水水位受降雨影响,水位。
水量随季节性变化,雨季易暴涨暴落,洪水对桥基有较强的冲刷作用,其余地表水为鱼塘及排洪道中的一些地表水。
(2)气候
项目属亚热带湿润季风季候,年平均气温16.4℃。
1月平均气温4.5℃,7月平均气温29℃。
年平均日照数为1700-1850小时,年平均降水量1164mm,无霜期272天。
2.4地质条件
(1)地形、地貌
澧水二桥桥址处属河湖沉积平原,地形平坦,地势低、开阔,两岸河堤均可以通车。
北岸地面高程32.6-38.2m,南岸地面高程30.3-38.3m,河床18.0-27.5m。
(2)地质
根据实地调查和地质资料,桥位区属河湖沉积区,覆盖层厚度较大,地质环境相对稳定。
地层主要为:
第四系全新统(Qh)人工填土、种植土、淤泥质粉质粘土、粉质黏土、粉土、圆砾、卵石;第四系更新统(Qp)粉质黏土、粗砂、圆砾、卵石等。
3、施工组织安排
3.1施工工期安排
计划开工日期:
2016年1月16日;计划完工日期:
2016年11月30日。
主墩计划施工日期:
2016年2月6日-2016年5月20日,计划工期为105天;
引桥计划施工日期:
2016年1月16日-2016年11月30日,计划工期320天。
3.2施工部署
为保证本项目桩基出工程优质高效按计划工期完成,项目部成立桩基施工领导小组。
项目经理任组长,项目总工、项目副经理任副组长,项目部各职能部门部长、现场技术主管、技术员任组员,对本项目桩基础施工的质量、安全、进度、成本等生产经营活动进行全面管理,在施工过程中做到科学管理、精心组织、文明施工。
本项目桩基础采用冲击钻孔和旋挖钻孔两种方式进行施工,0#台-11#墩、25#墩-35#墩,桩径1.5m、1.8m采用旋挖钻孔方式成孔;12#墩-24#墩,桩径2m、2.2m采用冲击钻孔方式成孔,其中部分河滩内的桩基在枯水季节亦考虑在条件允许的情况下采用旋挖钻施工。
根据桩基施工工期安排,本项目桩基施工拟组建两队专业桥梁施工队,负责桥梁桩基础施工。
桥梁一队负责0#台-13#墩所有下部构造及上部构造施工;桥梁二队负责14#墩-35#墩所有下部构造及上部构造施工。
根据工期安排合理组织施工队伍进场,争取在澧水河枯水期内施工完成14#、15#水中墩及河滩上13#墩、16#--23#墩所有桩基础工程。
项目经理
桩基施工领导小组
3.3劳动力组织
表3.3-1劳动力使用计划表
工种
人数
备注
钻孔施工
冲击钻操作人员
40
实行两班制
旋挖钻操作人员
8
实行两班制
钢筋加工及安装
钢筋工
30
电焊工
20
电工
2
混凝土灌注
罐车司机
12
吊车司机
4
3.4机械设备配置
表3.4-1机械设备配置表
序号
设备名称
单位
数量
型号
备注
1
冲击钻
台
10
2
旋挖钻
台
2
3
泥浆泵
台
12
100m³/h
4
水泵
台
12
5
分砂器
台
12
6
导管
m
360
Φ300
7
电焊机
台
20
8
钢筋调直机
台
2
9
钢筋弯曲机
台
2
10
钢筋切割机
台
2
11
空压机
台
6
12
混凝土运输车
辆
6
12m³
13
泥浆车
辆
2
14
汽车吊
辆
2
25t
15
辆
2
50t
16
挖掘机
辆
2
4、施工准备情况
4.1技术准备
工程开工前对桩基础施工进行技术交底,技术交底内容包括:
工程概况、地质状况、桩径、桩长、设计标高、施工工艺、技术指标、安全、质量、文明、环保施工措施。
技术交底下发至各班组,开工前组织各专业技术工种的培训工作。
制定施工安全保证措施、环境保护措施,提出应急预案,并进行应急演练。
规范技术交底,对参加施工的人员进行岗前培训,各项技术交底下发到作业班组,准备齐全施工技术资料的各项表格。
4.2其他施工准备
4.2.1道路交通
本项目建设地区交通便利,施工便道从本标起点至澧水北岸河堤中断,津市市区九澧大道、沿河路均可到达澧水北岸工地,场地内交通沿路基施工范围修筑施工便道,为涵洞、挡土墙施工提供通道。
澧水南岸河堤工地利用澧水二桥南岸河堤道路、097乡道、096乡道与省道S302、S233接通进入。
场地内交通沿路基施工范围修筑施工便道,为涵洞施工提供通道。
陆上施工便道修建时按照标准化的要求建设。
首先对原地表进行清理、平整和压实处理,填筑砂砾石厚度不少于60cm,混凝土面层厚度不少于25cm,宽度不小于6.0m,并根据具体情况做必要的排水及防护措施。
(1)北岸施工便道
为保证桩基施工顺利进行,施工设备及材料方便进出,在北岸防洪大堤内部修建施工便道,连接沿河堤市政道路,便于施工车辆进出。
便道在原有道路上采用挖掘机平整后铺设石渣找平,并碾压密实。
路面采用C30混凝土浇筑,厚度不小于25cm,宽度3m,根据实际需要修建路边排水设施。
(2)南岸施工便道
南岸便道全长2.056km。
河床段:
17#墩~23#墩桥梁施工便道共长约0.356km,设置于路线前进方向右侧,侧边线距路线中心16.4m,由河堤既有便道接入,接入位置为23号墩与24号墩之间河堤便道处。
从接口处沿河堤边坡修筑,接口处为30m宽,沿斜面放坡10°,放坡长度为63m。
正常段路基宽度5.5m。
路面宽度均为4.5m,采用C30混凝土硬化,厚度为25cm。
正常路面段每隔100m设置加宽会车道,共设置2处,18号与19号墩,21与22墩之间。
加宽会车道宽为2.5m,长为41米。
同时在接入口处设置回车场,尺寸为20m*20m。
河堤段:
施工便道共长约1.7km,起点为津市孟姜女大道东侧人行道既有接入口处,终点为接入位置为澧水二桥23号墩与24号墩之间河堤便道处,与17#-23#墩便道连接,以便河中桥梁施工。
河堤段路基宽度3.5m。
路面宽度均为3.5m,厚度为25cm,采用C30混凝土硬化,横坡为2%。
每200m设置加宽会车道,共设置8处,加宽会车道宽为3m,长为18米。
同时在接入口处设置回车场,尺寸为20m*20m。
便道双侧设置排水沟,排水沟深度、宽度必须满足要求。
(3)南岸钢栈桥
主桥段水中桩基础施工采用搭设钢栈桥,钢栈桥设在线路走向右侧,自17#墩至14#墩修建306m,加宽段36m,栈桥宽6m,主要承载混凝土运输车、吊车、冲击钻机及各材料运输车通行。
修建支栈桥连接14#、15#墩施工作业钢平台,支栈桥共修建104m,支栈桥宽6m,主要承载混凝土运输车及吊车施工作业。
4.2.2钢栈桥、钢平台
区域内澧水河属澧水水系,根据近10内水文资料,考虑近10内最高洪水位标高,并结合现场实际情况,钢栈桥设置为漫水桥,经多方考察论证确定钢栈桥桥面标高为34.08m,钢平台顶面标高为34.25m。
钢栈桥从下到上结构:
桩径630mm壁厚8mm钢管桩→横桥向2I36a工字钢下横梁→纵桥向I45b工字钢纵梁→纵梁底及侧面[10a槽钢加固连接及侧面斜面板→横桥向[28b槽钢桥面板。
钢栈桥加宽段从下到上结构:
桩径630mm壁厚8mm钢管桩→横桥向2I36a工字钢下横梁→纵桥向I45b工字钢纵梁→纵梁底及侧面[10a槽钢加固连接及侧面斜面板→横桥向[28b槽钢桥面板。
钻孔钢平台从下到上结构:
桩径630mm壁厚8mm钢管桩→顺桥向2I36a工字钢下横梁→横桥向I45b工字钢纵梁→顺桥向I25b工字钢分配梁→横桥向[28b槽钢桥面板+1cm厚钢板。
钢栈桥及钢平台四周均采用钢管围闭,栏杆高1.2m,采用Φ48×2.5mm焊接钢管焊接,立柱间距1.5m,每根立柱外侧焊接一个开孔钢板,并对应在桥面板上焊接开孔钢板,护栏每12m作为一个整体,与桥面板通过插销连接,方便洪水来临时拆卸。
栏杆统一用红白油漆涂刷,交替布置,达到简洁美观。
4.2.316#、17#墩筑岛围堰
16#、17#墩处于常水位时,水位较浅,可采用筑岛围堰施工桩基础。
筑岛采用片石+粘土填筑,16#承台尺寸为(17.5m*8.2m)设计筑岛围堰顶面长度24m,顶面宽度为12m,迎水面及背水面坡比均采用1:
1。
筑岛填筑作为施工便道及施工平台,代替钢栈桥及施工钢平台,以达到加快施工速度、节约施工成本的目的。
4.2.4施工用水
区域属澧水水系,线路流经日东河及其支流,水资源较丰富。
工程取水便利,使用方便。
4.2.5施工用电
与地方电力部门沟通,取得地方电力部门支持,利用地方电源,就近“T”接地方电力线或从地方变电站引电力线至工地变压器,为保证施工用电的供应,计划南北两岸各安装变压器1台,同时在各工点配备柴油发电机。
现场用电从变压器引线到现场,按配电房总配电箱→各分配箱→各机具、机械开关箱,实行一机一闸一漏一开关箱一锁原则,所有室外线路用线均采用绝缘电缆,架空或埋设敷设。
为防止桩基钻孔或灌注混凝土过程中因停电引起的工序终断,在南北岸各自配250kw发电机一台,确保现场停电应急使用。
施工现场各施工作业队自配多台小型发电机,现场临时停电供混凝土浇筑及照明等使用。
表4.2.5-1临时施工用电计划表
序号
位置
型号
数量
用途
备注
1
北岸
500KVA
1
北岸桥梁主体施工
2
南岸
630KVA
1
南岸桥梁主体施工
3
拌合站
400KVA
1
拌合站生产、试验室、钢筋加工场
4.2.6拌合站设置
根据现场实际情况,保证桩基础施工进度,保障混凝土供应,项目部设置一座混凝土拌合站。
拌合站设在距澧水二桥南岸河堤约4km处,长约190m,宽约117m,总占地面积约为34.55亩,满足生产需要,拌合站设专人负责组织、协调、拌合、运输。
拌合站设HZS60型搅拌机2台,8个料仓,7个散装罐,HZS60型搅拌机理论生产率60m3/h。
正常拌合2*40m3/h,每小时共生产混凝土80m3,日最大供应量24*80=1920m3,满足高峰期施工需求。
配套设施为:
装载机1台,混凝土运输车正常施工期6台,高峰期12台,250kw发电机组1台。
4.2.7钢筋加工场
根据现场实际生产需要,按照“工厂化、集约化、专业化”的要求进行钢筋加工场的规划,各部件钢筋采用集中加工,共设4处钢筋加工场。
1#钢筋加工场位于拌合站内,长85m,宽30m;2#钢筋加工场位于北岸施工场地内,长45m,宽20m;3#钢筋加工场位于南岸施工场地内,长30m,宽15m。
钢筋加工场分为钢筋加工棚、原材料堆放区、成品合格区、半成品区、待检区。
钢筋加工场采用彩钢棚覆盖,四周设置排水沟。
加工场采用20㎝厚C20混凝土硬化,原材堆放区浇筑永久式混凝土墩,保证钢筋原材离地30cm高。
4.2.8施工通讯
为全面提供准确的信息数据,创造高效、和谐的文明工地,加强各工序协调配合。
项目经理部直接在当地电信部门申请接入直拔电话或直接配置移动电话,并根据配备情况制作项目部通讯录报业主单位、监理单位、设计单位等,方便工作联系和快捷沟通。
另开通宽带网线,通过互联网与业主单位、监理单位、设计单位联系,实现信息沟通。
5、桩基施工方案
5.1总体施工方案
根据设计地质勘测资料,桥位区属河湖沉积区,覆盖层厚度较大,地质环境相对稳定。
地层主要为:
第四系全新统(Qh)人工填土、种植土、淤泥质粉质粘土、粉质黏土、粉土、圆砾、卵石;第四系更新统(Qp)粉质黏土、粗砂、圆砾、卵石等。
澧水二桥桩基础采用两个专业桥梁施工队,对桥梁桩基础进行施工。
桥梁一队负责0#台-13#墩桩基础施工;桥梁二队负责14#墩-35#台桩基础施工。
本标段陆上钻孔桩共有φ1.5m、φ1.8m、φ2.0m、φ2.2m四种直径,其中φ2.0m、φ2.2m桩径的采用冲击钻机钻孔,导管法灌注砼。
φ1.5m、φ1.8m桩径的采用旋挖钻施工。
水中桩φ2.0m,采用冲击钻机钻孔施工。
5.2、冲击钻孔桩施工方案
5.2.1水上冲击钻孔桩施工工艺
图5.2.1水上冲击钻施工桩基工艺流程
根据现场实际情况,12#-13#墩、16#-24#墩采用寻常陆上冲击钻机成孔,将场地平整完成后,填筑钻孔平台并将其压实,按照测量确定的位置埋设护筒,护筒埋设深度根据覆盖层的情况具体确定;14#、15#墩采用为水中桩基础,采用水中搭设施工平台施工,钢护筒预埋,和钢平台焊接为整体,钻孔灌注桩施工。
钻孔完成采用钻孔灌注桩成孔检测仪对沉碴厚度、孔壁垂直度、孔径检查合格后,进入下道工序。
钢筋笼集中制作,现场吊装。
混凝土由拌和站集中搅拌,混凝土搅拌运输车运输,导管法灌注混凝土。
在14#~17#墩之间修建钢栈桥,与17#~23#墩的混凝土砼便道相连接,作为人员、材料和机械设备的通道,在14#~15#墩位置打设钢平台作为桩基施工平台,在钢平台上进行桩基施工,桩基施工检测完毕拆除承台部位的钢平台,待汛期过后利用钢平台加宽段搭设钢围堰拼装平台,拼装和下沉钢围堰,钢围堰就位后施工封底混凝土,围堰内抽水,依次施工承台、墩身和连续梁,墩身施工完毕后拆除钢围堰。
施工顺序:
打设钢栈桥→打设钢平台→桩基钢护筒施工→桩基施工→拆除平台→搭设钢围堰拼装平台→钢围堰拼装、下沉→钢围堰接高、下沉就位→浇筑封底混凝土→围堰抽水→承台施工→下道工序。
16#、17#墩位于浅水区,采用土石围堰+钢板桩防护进行桩基和承台施工,桩基施工方法与陆上桩基施工相同。
5.2.1.1水上桩基钢护筒
为了不相互影响钻孔,埋设与设计要求一致的桩基钢护筒,分节制作,单节长度为2.0m,单节卷制完成后进行节与节之间的焊接,由3节焊接成长6.0m的钢护筒串接,加工好后运到现场。
利用50t汽车吊起吊,将分节护筒接高、下沉。
在护筒快要落入河床时,调好垂直度,自然下放切入河床。
当钢护筒下放到河床面后,复核其位置无误,利用双夹DZ90振动锤振动入土,直至护筒底达到设计标高(以穿透上覆层为准),下沉深度与设计施工图纸一致。
为减少护筒下沉阻力,可利用空气吸泥机辅助下沉。
在护筒下沉过程中采取导向槽钢箍住措施确保护筒垂直度。
护筒就位采用专用导向架,护筒沉放时,按桩位准确地定出位置,在导向架的导向作用下,将钢护筒慢放就位,然后在钢护筒顶连接DZ-90型双夹振动锤振动下沉至粘土层。
在施打过程中注意随时调整钢护筒的垂直度。
钢护筒顶面标高应与施工平台一致,确保水头高度。
护筒下沉后应检查护筒内有无突出物,有无漏水。
单根钢护筒沉放工艺流程如下:
导向架安装定位→首节钢护筒入导向架→测量校核→首节振动下沉→测量校核→第二节接长、焊缝检验→第二次振动下沉→移走上导向架→继续振动下沉到位→防护方案。
当钢护筒着河床时,钢护筒内的水基本处于静止状态,可以通过浮球的位置来判断钢护筒底口位置是否偏离设计位置。
图5.2.2浮球法测钢护筒底面位置及垂直度
5.2.1.2泥浆循环系统
1、钻孔过程中,为保证泥浆的正常循环,采用相邻护筒作为泥浆循环池和储浆池,泥浆净化后循环使用,并用泥浆泵进行循环。
钻碴排放至沉淀池,晾晒后运至指定弃碴场,禁止将掘土或泥浆倒入河道中。
水上桩基施工泥浆循环系统见下图:
图5.2.3泥浆循环示意图
2、采用优质粘土或膨润土造浆。
施工开始前在泥浆池内按比例注水,投入粘土,必要时加入添加剂并调整泥浆指标符合要求。
拌制好泥浆后,从泥浆池向孔内供浆。
而排出的泥浆则携带钻渣进入沉淀池,经缓流沉淀后上层泥浆回到储浆池,如此反复循环直至成孔。
因采用冲击钻施工和处于易坍地层,故应控制好泥浆的性能指标。
⑴胶体率:
要求至少≥95%。
⑵比重:
依钻孔方法、钻孔阶段、清孔阶段而定,一般控制在1.03~1.4之间。
⑶粘度:
依钻孔方法、钻孔阶段、清孔阶段而定,一般控制在17~30Pa.S之间。
⑷含砂率:
依钻孔方法、钻孔阶段、清孔阶段而定,一般应≤4%。
⑸PH值:
泥浆应成中性值,一般控制在6.5~7.5之间。
特别注意的是:
测试胶体率、比重及含砂率三项指标时的取样部位,至关重要。
5.2.1.3钻孔施工工艺
1、采用不低于8t的冲击钻机冲孔成孔。
2、钻机就位前,先检查钻孔各项准备工作。
包括中点复核、地质柱状图、记录表格,以及泥浆材料等。
3、钻机安装后的底座和顶端应平稳。
在钻进中不应产生位移或沉陷。
保证开孔孔位准确,然后才能开钻。
4、冲击锤起吊进入钻孔口时,宜慢速吊入护筒内,防止撞坏护筒或使之移位;冲击操作时,严格控制钢丝绳的放绳量,防止打空锤和大松绳。
开始和终孔时应采用低冲绳;
5、钻孔排渣提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度,处理孔内事故或因故停钻必须将冲锤提出孔外。
6、在粘质土、风化泥岩冲击时,可向孔内送入清水,自然造桨。
在粘性大的粘质土应边冲边投入适量的粗砂或片石、砖头等,防止粘锤加大冲击钻机负荷和影响功效。
7、钻孔作业应分班连续进行,并填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下
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