水中墩樁基礎施工施工方案

2021-03-04 09:55:28 字數 4417 閱讀 6840

(常熟1標望虞河大橋)

主墩樁基礎施工採用鑽孔工作平台的施工方案,左右兩幅一共有4個主墩,每個主墩共有樁基8根。按照施工總體安排,左右兩幅分別施工,即先進行半副鑽孔平台的搭設,樁基施工完畢,拆除平台用於另半幅鑽孔施工。按照這一思路,樁基鑽孔一共採用4臺qz-200型鑽機,按幫浦吸反迴圈成孔方式施工,每個平台投入兩台鑽機施鑽。

(1)鑽孔平台構造

鑽孔平台採用φ1.0m鋼管樁、**軍梁、型鋼組拼而成,鋼管樁每個平台10根,橫橋向分布2排,每排5根,橫橋向樁間距均為3m,縱橋向樁間距離(即排間距)為8m。鋼管樁頂設橫橋向2i40型鋼分配梁2道,其上設縱橋向**軍梁承重樑5道(每道承重樑均由2排**軍梁用套管螺栓聯結組成),承重樑上橫橋向按1.

0m間距(與**軍梁節點對應)放置i25a型鋼分配梁(遇到樁位後斷開布置),平台頂用5cm厚木板鋪設。為確保平台安全施工,在平台周邊布設1.20m高鋼製防護欄和施工人員上下平台鋼製人梯。

動力電纜線沿平台外側懸掛布設。考慮到平台施工的安全性及望虞河洪水位的影響,鋼管樁頂高程確定為+3.5m(設計水為+3.

26m),平台頂面高程確定為+5.5m。鑽孔平台詳細布置如下頁圖所示。

(2)鑽孔平台鋼管樁沉打

鑽孔平台鋼管樁支撐著平台、鑽機靜載和鑽孔動載及其它施工荷載,按單面摩擦樁計算其樁貫入河床深度,並考慮河床沖刷影響,確定樁底高程為-13.0m,鋼管樁打入河床深度為8m。

a、根據樁基工程量,擬投入的主要機械裝置如下:

b、勞動力安排

現場施工實施三班工作制,平台施工安排現場工程師2人,質檢人員2人,工班長2人,測量4人,安檢人員1人,技工10人,普通工人20人。

c、鋼管樁沉打

鋼管樁沉打順序自河心側至岸側逐排完成。鋼管樁的沉打施工是在由中-60浮箱和25t履帶吊組合而成的水上吊車船上進行,水上吊車船在測量人員的協助下,由設定在岸邊的地籠和捲揚機牽引到預定位置,然後拋錨將其固定,通過船頭導向架用振動沉樁機將鋼管樁沉打就位。鋼管樁的沉打如下圖所示。

鑽孔平台鋼管樁分2節(節長為8m和8.5m)現場吊拼焊接。對接縫處加勁板沿樁體圓周四等分分布4塊□30×10×1cm鋼板加固,實施滿焊。

鋼管樁沉打採用岸側箱式變壓器供電,滿足沉樁和焊接需求。鋼管樁定位:在導向架上設定稜鏡,用全站儀測量放樣。

將第一節鋼管樁吊入導向架後固定,振動下沉第一節後,吊裝第二節對接。在沉樁過程中對樁頂和樁帽連線螺栓進行觀察確保緊固,每次振動以不超過5分鐘控制。鋼管樁對接完成後,在樁頂設定數根可調節纜風鋼索,在振動下沉中起到糾偏作用。

鋼管樁平面位置控制偏差為±5cm,斜率控制偏差為1%。振動沉樁一次連續完成。鋼管樁沉入河床深度未達到設計高程時,採用150kw沉樁機補打到位。

(3)鑽孔平台上部構造搭設

根據鑽孔平台結構從下至上搭設,利用水上吊車船的25t履帶吊車直接吊裝上部型鋼分配梁及**軍梁鋼桁架承重樑結構。桁梁先在棧橋上連線成設計所需要的長度,然後整體吊裝。平台頂層的型鋼和木板隨後吊裝並通過人工輔助就位,形成完整的平台施工平面。

(4)鋼護筒下沉施工

a、鋼護筒入土深度及頂面高程確定

根據《初步設計》所給地質資料知,河床上部分布厚約1.0m的亞粘土層,中間分布6m左右的粉砂層,再往下為較厚的(亞)粘土層分布,因為河床上部粘土層太薄,且容易被衝涮,為保證鑽孔的安全性,鋼護筒必須穿過首層粘土及中間分布的粉砂層,打入下層粘土層2m以上,根據這一原則,護筒打入河床深度確定為9.5m,護筒底面高程按-14.

0m控制,護筒頂面高程為+5.5m,控制洪期鑽孔水頭高於子堤標高2m以上。

b、鋼護筒加工

鋼護筒:直徑φ=1.50m,壁厚δ=12mm,長19.

5m,護筒內壁貼焊縱橫加勁肋板(材料與護筒相同),肋間距為150cm×150cm格構,板寬10cm,護筒共分4節加工,其中3節為5.0m,1節為4.5m。

護筒刃腳處布設□471×30×0.6cm加強圈。

鋼護筒擬在施工設定的加工廠內加工,捲板機捲板,在胎架上成型,接縫及肋板焊接均採用手工焊,接縫採用雙面滿焊,肋板採用間斷角焊縫。使用時,護筒通過駁船運到施工現場。

c、鋼護筒振動下沉裝置

根據鋼護筒的工程數量,每個主墩擬投入150kw沉拔樁機1臺、箱式變壓器1臺、30kva電焊機2臺。

d、鋼護筒導向架

鋼護筒導向架用2[32型槽鋼在平台下設定。導向架在定位安裝前先在平台上施工放樣,並測量引至井字架底部安裝部位校核安裝。

e、鋼護筒沉打施工

護筒採用分節對接振動下沉,對接縫採用破口對接滿焊方式,接縫處按圓周八等分焊固加強聯接鋼板(8塊□30×10×1.2cm)。將護筒

一、二、

三、四節先後吊入導向架內臨時固定,完成對接後進行振動下沉。對鋼護筒在振動下沉過程中,在護筒頂以下1m至1.5m處設定內部支撐防止振動夾頭使護筒產生徑向塑性變形,一次振動時限控制在5分鐘內。

f、鋼護筒糾偏及控制

鋼護筒在沉打過程中,因水流沖刷或操作不當常會引起偏位,所以採用在導向架上設立四個千斤頂剛性糾偏點,實施護筒糾偏亦採用相同方式實施。護筒平面控制偏移不大於5cm,斜率不大於1%h。

(5)鑽孔施工

a、鑽機選型

主墩樁基直徑均為φ1.2m,樁長為65m,又根據招標檔案所提供地質資料知樁基穿過地層主要為粘土、亞粘土、粉砂、細砂等。根據這些基本資料,成孔方式採用幫浦吸反迴圈成孔,鑽機型號選取幹安機械廠生產的qz-200鑽機,該鑽機技術引數如下表所示。

b、樁基施工進度安排

按照施工總體進度安排,4個主墩樁基施工安排在2023年8月1日~2023年12月30日,共計151天,此工期安排包括鑽孔平台的搭設及拆除(占用約60天時間),實際鑽孔時間為71天。主墩共計樁基32根。樁長約65m。

按照以往經驗,每台鑽機完成一根長約65m樁的鑽孔約需4~5日,再加上清孔、下放鋼筋籠、灌注砼及移鑽機等工序一共約需5~6日。考慮到施工中不定因素的影響,本合同段工程的成樁速度按每7日1根樁考慮。按照此速度,每台鑽機在計畫時間71天內共將完成約10根樁,所以應安排鑽機數量為:

32/10=3個,實際投入4臺鑽機施工,可保證在71天內完成所有樁基施工任務。

c、鑽機安裝就位

鑽孔平台搭設完畢,水中鋼護筒精確插打就位後,將鑽機用駁船運至墩位,直接用水上吊車船上的quy25履帶吊吊至預定樁位實施拼裝就位。鑽機安裝就緒後,首先調平鑽機鑽盤並根據護筒放樣中心,調整鑽機鑽盤中心,精確對位直至兩心同軸。將鑽頭吊入護筒內,並提高距孔底約30cm,將真空幫浦內加足清水關緊出水控制閥和沉澱室放水閥使管路封閉,開啟真空管路閥門,使氣流通暢,然後啟動真空幫浦抽出管路內的氣體,產生副壓,把水引到吸泥幫浦,通過沉澱室的觀察窗看到吸泥幫浦充滿水時,關閉真空幫浦,立即啟動吸泥幫浦。

當吸泥幫浦出口真空壓力達到2公斤/厘公尺2以上壓力時,開啟出水控制閥,把管路中的泥水混合物排到沉澱池,從而形成反迴圈後,啟動鑽機開始鑽進。

因為樁位處地下水豐富,且很大深度範圍內為較易坍孔的細砂層、粉砂層,所以,鑽機採用低檔慢速鑽進,以減少對細砂層、粉砂層的攪動,同時根據實際情況加大泥漿比重,並提高水頭,以加強護壁,防止坍孔發生。

d、泥漿製備及迴圈系統

鑽孔泥漿在平台上製備,製配泥漿採用膨潤土或塑性指數不小於15的粘土。泥漿通過泥漿管道自動流入孔內,經過幫浦吸反迴圈攜渣吸出,通過網篩過濾沉澱後進入泥漿迴圈池重新迴圈使用。

e、泥漿製備主要效能指標及泥漿製備

泥漿的質量直接與鑽孔質量密切相關,為確保泥漿質量,在泥漿中摻入聚丙烯醯胺(php)絮凝劑或純鹼等外摻劑改善泥漿效能。泥漿的配方在正式開鑽前經過試驗試配確定,其主要技術效能指標如下:

相對密度:1.06~1.10;

粘度: 18~28s;

含砂率: ≤4%;

膠體率: ≥95%;

失水量: ≤20ml/30min;

酸鹼度(ph值):8~10;

靜切力:1~2.5pa;

製漿採用機械攪拌製備,按施工配合比將水注入攪拌機內。開始攪拌,逐步加入優質泥漿攪拌成漿。開啟出漿門使漿經泥漿船幫浦送流入泥漿迴圈池,每平台上設定泥漿拌和站1個,供給鑽孔使用。

泥漿製備在開鑽前完成各開鑽孔的泥漿拌和並注入孔中,隨時至少儲備500m3泥漿供給補漿及損耗。每個平台的泥漿儲備通過8根護筒周轉迴圈。

f、泥漿淨化及鑽渣處理

泥漿的沉澱採用重力沉澱法,即將攜渣泥漿引入已成樁或計畫後期開鑽的護筒內沉澱,將浮漿抽出,輸入泥漿迴圈池。已沉澱在護筒內的鑽渣,用吊車抓斗抓出裝上運渣船,在有關部門指定地點卸船處理。

g、泥漿迴圈系統

泥漿迴圈系統由泥漿池、沉澱池、泥漿幫浦、進出泥漿槽等組成,在鑽孔平台上設定一套,供兩台鑽機使用。泥漿迴圈由泥漿池自流入孔,通過鑽機鑽桿幫浦吸攜渣孔道吸出進入過濾網,沉澱池,再由泥漿幫浦輸入泥漿池,以此迴圈自始至終。

h、清孔

樁底到達設計標高以後,鑽機停止進尺,進行清孔。方法為:將吸泥幫浦持續吸渣5~15分鐘,使孔底鑽渣清除乾淨。

i、吊放鋼筋籠

按圖紙要求放樣製作鋼筋籠,在監理工程師驗收合格後下放;為了吊裝方便,鋼筋籠現場分節製作,用水上吊車船下放時再依次接長。接長時採用單面焊,焊條採用5字頭焊條,並且焊接人員全部持證上崗,以保證焊接質量。為保證鋼筋籠不變形,採用二點起吊的方法起吊,下放時保持軸線豎直,最後一節鋼筋籠下放到位後,用4根鋼筋把鋼筋籠接長固定於護筒上,鋼筋籠底面高程控制在50mm以內。

j、灌注水下混凝土

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