公铁两用大桥的0#~58#墩施工组织设计(83页).doc

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公铁两用大桥的0#~58#墩施工组织设计(83页).doc

1.2.1设计及合同文件

1.2.2相关规范及验收标准

1.《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80—2004)

3.《港口工程桩基工程规范》 (JTJ 254—98)

房屋建筑工程施工图审查常见问题分析4.《水运工程混凝土施工规范》 (JTJ 268—96)

5.《水运工程混凝土质量控制标准》 (JTS 202—2—2011)

6.《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ 041—2000)

7.《高速铁路桥涵工程施工技术指南》(铁建设2010[241]号)

9.《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设2010[241]号)

10.《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)

1.2.3法律法规及其他

⑴我国的法律、法规及当地政府有关施工安全、文明施工、劳动保护、土地使用与管理、环境保护等方面的具体规定。

⑵施工现场考察及调查周边环境所了解的情况和收集的信息。企业现有的技术装备、管理水平和类似工程的施工经验。

施工范围为平潭海峡公铁两用大桥工程的0#~58#墩下部结构,起讫里程为DK73+556.57~DK74+301.27,共计12跨,总长为744.7m。

桥型布置为:26#~37#墩为64m简支箱梁,共11跨, 37#~38#墩为40m简支箱梁,共1跨。5#桥墩为门型墩,基础为钻孔灌注桩,承台为高桩承台结构,桩基直径分别为2.5m、2.8m、3.0m三种类型钻孔灌注桩。

沿线主导向为南风,其频率20.2%,次主导向东南风,频率14.5%,历年地面平均风速为2.7m/s ,台风影响发生在5月中旬~11月中旬,7月中旬~9月下旬为盛行期,占全年出现次数的80%,平均风速和极速均达12级。平潭县6级以上的大风年日数为253.6天,其中7级以上152.4天,8级以上59天,9级以上16.9天,8级以下大风11月最多,5月是大风日数最少的月份。

根据平潭海洋站提供的资料,1956黄海基准面在平潭海洋站验潮零点以上3.57m,在平潭平均海平面以下0.2m。

桥址位于海坛海峡北东口水道,属东海海域内海区,水位受潮汐影响较大,潮型为正规半日潮型,每年在农历七、八月间为年大潮期,每月农历初三,十八前后月潮期,每天两涨两落,出现两次高潮两次低潮,12小时50分为一周期,涨潮平均历时约5小时30分钟,落潮历时7小时15分钟。

本站潮汐类型判别数R=0.27,属正规半日潮,每个潮汐日有两次高潮和两次低潮,两次高潮和两次低潮的高差相差不明显,基本同涨同落。

海坛海峡的潮流为正规半日潮,最大潮差达7m。风暴潮出现时有显著增水,最大增水达2米。沿岸岛屿之间及水道内一般为往复流,但流向复杂,浅海的涨潮由东向西,或东北向西南,落潮相反,流速一般3.7km/h左右。主要是来复潮,个别是直线流。老箩屿附近为海峡南、北潮流汇合处,流向不稳定。在刮东北或东南大风时,潮流汇合地点相应向南或向北移动。

海坛海峡北东风门开阔,波浪系由风成浪和涌浪组成的混合浪。根据海洋三所平潭海洋站的波浪观测资料进行分向分级统计,海坛岛的各级浪向集中出现在ESE、SE、SSE、S、SSW、SW等6个方向,常浪向为SES向,频率为78%,次常浪向为SSW、SW向,频率为14%,强浪向为ESE向,最大波高为4.3m,周期7.4s,年平均波高为1.1m,平均周期为5.4s。年最大波高多数年为5~7m,历史上出现10m以上波高的一次,最大波高为1976年8月10日出现的16.0m。波高为0.1m~0.6m的占22.5%,0.7m~1.0m的占23%,1.1m~1.5m的占22%,≥11.6m的占31%。

桥址区的岩土层按其成因分类主要有:第四系坡积层(Q4d1)块石土,第四系全新统冲海积层(Q4 a1+m)淤泥质黏土、粉质黏土、细砂、粗砂、砾砂、块石土等土层,第四系残坡积层(Q4 e1+d1)粉质黏土夹碎石、白垩系下统石帽山组(K1sh)凝灰岩。

桥址区地下水类型可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。松散岩类孔隙水主要赋存在第四系地层中,水量丰富,基岩裂隙水主要赋存于花岗岩与下统石帽山群凝灰岩节理裂隙中,较发育。

测区不良地质作用主要为岩面凹槽、陡崖、暗礁和孤石等。

桥址区抗震设防裂度为Ⅵ度,基本地震加速度为0.10g。该场地为抗震不利地段。

G1551鱼平高速到达平潭县,经乡镇道路至苏澳镇。大练岛生产生活区经由松下渔码头乘坐客轮进入,汽车及大型设备无法通过现有轮渡进入。大型施工设备材料除陆路外也可走水路直接到达桥位,交通条件较为便利。

本段线路所经地区主要有闽江、乌龙江、海坛海峡,航道等级较高,港口主要分布有福州港的闽江口内、松下、江阴三个港区。跨海大桥所用原材料钢结构等材料主要水路运输,海上运输时间必需考虑气候对航运的影响,尤其在台风季节。

2.4沿线水源、电源可利用的情况

平潭岛上无自来水厂,且桥址处距离三十六脚湖等淡水资源较远,平潭岸生产、生活用水均采用淡水运输船从松下码头至苏澳码头,取水后运至各生产、生活区。

沿线电力资源丰富,3.5KV、10KV、35KV等高压电力线或交错或平行线路分布,施工用电可就近引入。

本段线路沿线燃料供应比较充足,可就近从福州市、福清市和长乐市组织采购供应,利用油罐车运到施工现场油库。油料库选址需远离人员驻地及主要施工设施,并安排专人负责看管。

2.5当地建筑材料的分布情况

目前线路附近的堆砂场主要集中在福州市的仓山区、长乐市的营前镇通达码头、松下码头,以及平潭县的金井码头、苏澳码头。运输方式主要通过采砂船运输到现场。

本线经过的地区石料资源丰富,沿线分布有众多的采石场,工程用石料,由既有采石场就近供应,运至现场。

位于长乐市的吴航钢铁厂粉煤灰销售点,及沿线较多的粉煤灰供应点,可满足本线的需要。

2.6.1施工环境复杂,海上作业风险大

桥址位于海坛海域,潮汐影响明显,潮差大,涨落潮流速大,具有典型跨海桥梁特征:风大、水深、浪高、流速大、冲刷严重、潮汐明显,施工船舶定位困难,海上作业风险大。受台风、季风的影响,对工程建设的组织和施工安全带来不利因素,加大了工程建设施工的难度。特别是对桩基定位带来极为不利的影响。

2.6.2有效作业时间短

年有效作业时间短,约为200天。

2.6.3船只多,海上交通组织及协调难度大

施工海域船只多,海上交通组织难度大必须加强海上交通管理。

2.6.4公铁合建,空间立体交叉施工,安全风险大

先架设铁路梁体,后施工公路桥墩。因铁路梁体超前公路施工,空间立体交叉干扰大,安全风险高。

2.8本部重难点工程分析

2.8.1水深风大、海床覆盖层不均,钻孔钢平台搭设困难

本桥址区域位于季风区域, 7级以上大风152.4天; 桥址水深20~28m;海床覆盖层不均,其中38#墩覆盖层较浅,施工平台搭设较困难,深水桩基础施工是本桥的重点和难点。

2.8.2受水深潮汐影响,钢护筒定位难度大

2.8.3风浪大造成承台钢吊箱安装及定位难度大

钢吊箱平面尺寸较大,高度较高,加上深水桥区海域施工条件恶劣,风浪大,吊箱安装定位困难,为本工程的重难点。

3.1总体施工建设目标

以科学发展观为指导,实现铁路建设项目质量、安全、工期、环保和稳定“六位一体”管理目标,推进标准化管理,提升本项目建设水平,确保本项目又好又快地建设。

全部工程质量达到国家现行的工程质量验收标准,满足设计要求。单位工程一次验收合格率100%。杜绝较大及以上质量事故;遏制一般质量事故,配合指挥部争创鲁班奖。

坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,杜绝较大及以上安全事故,杜绝死亡责任事故,防止一般事故的发生;消灭一切责任设备、火灾、爆炸事故,确保人民生命财产不受损害。

计划开工日期:2014年2月10日,计划完工日期:2016年10月27日。

3.1.4环保、水保目标

3.1.5文明施工目标

本工程为福建省的重点工程,本投标人施工中做到现场布局合理,施工组织有序,材料堆码整齐,设备停放有序,标识标志醒目,环境整洁干净,实现施工现场标准化、规范化管理。

3.1.6职业健康安全目标

3.2总体施工组织安排

3.2.1场地规划布置

2、施工水域船舶配置及安全管理

5#桥墩施工水域宽阔且海水较深,采用搭设水上施工平台进行基础施工,施工海域不设置航道疏通(配合主桥孔跨施工可设置临时通航孔)。根据本工程施工的特点和进度要求,配置相应的多功能作业船、运输船、搅拌船及拖轮等作业船只,施工水域将实行施工航道交通管制并严格做好水域安全管理工作。开工前向航道管理部门申报,经航道主管部门发布航行通告后方可开工,确保大桥施工安全和船舶航行安全,避免海事安全事故发生。水上作业施工船舶按要求悬挂信号,夜间以灯显示,施工期间的夜间照明应充足,防止灯光直射驾驶人员和操作人员,防止强光目弦,造成事故的发生。

钢筋、钢绞线、小型钢结构加工材料及钻机等可采用陆上或水上运输方式,水泥、砂石、钢管桩、钢护筒、钢吊箱等采用海上运输。

桥址受台风影响明显,最多年份影响达8次,且强度大。在工程施工中充分考虑台风对施工的影响,除认真落实防台措施外,还需落实施工船舶防台避风的锚地,保证船舶的安全。根据调查,海域附近有兴化湾江阴港,距桥址约30海里,可作为工程施工船舶的避风港口。根据船舶性能,当台风达到9级或以上时,将船舶拖至锚地避风。

码头的功能为负责钢筋、钢结构材料及半成品、砂石料及大型设备的转运。利用和平村码头作为重件码头,通过30t桅杆吊将各种施工材料和设备通过运输船舶。

初步供电方案为:利用大练岛已敷设完成的海底电缆电力线路,以10KV施工用电电源按岸电方式沿栈桥至25#墩处的变电站,由25#墩变电站引出,用海底电缆引至各墩施工点。

(2)陆上施工、生活用电

陆上生产、生活和办公区用电由一台350KVA箱式变压器提供,箱式变压器设在生产区,并备用一台250KW发电机,供生产区停电时应急使用。

电信、移动和联通的无线基站信号覆盖施工区域 ,海上作业选用大功率的高频对讲机。

3.2.2总体施工顺序

本部总体顺序以关建线路及重难点工程为主线,按7个工作面组织施工, 0=58#墩同时搭设7个海上施工平台,设置7个工作面,呈流水施工作业。

3.2.3施工组织机构

3.2.4施工任务划分及队伍安排

为满足本部的总体工期要求,在计划工期内完成本部所有工程项目。于2014年1月10日开始做准备工作共需31天,大、小临建工程于2014年2月10日前完成,桥墩施工工期以满足架梁工期为前提。主要工期节点如下:

1、2014年1月10日开始施工准备

2、2014年2月10日开始平台搭设

3、2014年6月10日开始钻孔桩施工

4、2014年10月8日开始承台施工

5、2015年1月6日开始墩身施工

6、2016年10月27日完成全部墩身施工

具体施工进度计划详见《施工进度横道图》。

2014年1月10日至2014年2月10日做施工准备,用时31天。主要是物资、机械、人员陆续进场,满足施工平台搭设要求。

根据生产需要,租赁临时用地,建设生产生活区及办公区、重件码头等大小临建工程。临建施工2014年1月10日开始, 2014年2月10日前完成。

4.3施工平台搭设顺序

施工平台分起始平台、桅杆吊基础平台、辅助操作平台、钻孔工作平台四步施工,先施工起始平台,然后以起始平台为依托,逐步推进,搭设桅杆吊基础平台和辅助操作平台,最后完成钻孔工作平台的搭设。

每个起始平台搭设计划30天完成,钻孔平台和辅助操作平台及时跟进,计划每个钻孔平台和辅助操作平台120天完成。

海上平台搭设计划于2014年2月10日开始施工,至2015年12月2日结束。

桩基直径分别为Φ2.5m、Φ2.8m、Φ3.0m的桩径,共211根,总长12650.5m。各种类型桩基数量大,桩基采用冲击钻施工,桩基施工安排如下:

根据桥位处地质情况,钻孔桩初步按30天/根来考虑。以38#墩为例,38#墩共计18根桩,安排6台冲击钻机,采用跳孔法施工,确保孔间净距不小于5m。桩基施工计划于2014年6月10日开始, 2016年3月31日结束。

本工程共计13个承台,分7个工作面。承台施工顺序与平台施工顺序相同,每个承台计划90天完成。承台施工于2014年10月8日开始,2016年7月29日结束。

26~38#桥墩采用门式空心墩,施工顺序与承台施工顺序相同。

从29#墩、30#墩、31#墩转向26#墩 、27#墩、28#墩施工,然后从32#墩向38墩施工,每个墩身初步按照90天考虑。

计划从2015年1月6日开始施工,2016年10月27日完工。

5. 主要设备、人员、材料进场计划及资源安排

5.1人员、机械设备和材料进场安排

根据工程特点,结合我企业定额水平和综合施工能力,尽量采用机械化作业,减少劳动强度,提高劳动生产率,配备充足的管理、技术人员和技术工人,使用熟练工进行施工作业,保证本工程的劳动力需求,保证施工顺利进行。

根据合同的要求和施工进度,人员、物资材料及船机设备分期分批进入现场,并依据实际情况随时随地调整并加强。

5.2主要施工机械设备及试验、测量设备配置计划

6. 主要工程项目的施工方法

6.1.1施工测量坐标系统

根据本工程的特点,施工测量运用的坐标系统如下:

(1) 控制网坐标系统:平面和高程坐标系统采用设计图纸提供的系统,主要应用于施工测量放样。

(2) 其它:如为了计算方便简洁,现场放样方便直观,施工单位自己建立的独立平面坐标系统 (通常为结构物主轴线坐标系),使用自建的独立坐标系统前应按规定进行报批,批准后方可使用。

6.1.2主要施工测量控制技术、控制方法

主要采用GPS和传统施工测量控制技术、控制方法,相互利用、补充、校核,进行施工测量控制、定位及放样,以满足测量精度及施工质量要求。考虑到施部域在海中,离岸较远,前期桩基施工基本是采用海上施工通用的GPS定位测量方法;承台施工完工后及时加密控制点,并进行联测,使用全站仪、水准仪用传统的施工测量方法,以满足对墩身和垫石的施工测量控制精度的要求。

6.1.3施工测量控制网

根据《招标文件》及《公路桥涵施工技术规范》要求,将在施工准备阶段对首级施工控制网进行复测;但根据局指统一安排,控制网复测由局指定专业测绘公司完成。我部只对使用到的控制点进行检测,对我部加密的控制点定期定行复测。两次复测或检测时间间隔最长不超过一年,复测或检测精度同原测精度。

起始平台搭设完成后沉放护筒前,加密供护筒沉施控制用平面控制点。测量方法采用GPS静态测量的方法,以边联方式构网。

在墩身施工完成后,计划在我部施工的起始和中间共三个墩台上设立三个观测墩,用GPS静态的方法测量加密的平面控制点,供墩身施工控制。

6.1.4下部构造施工测量

下部构造施工测量主要包括钻孔桩、承台、墩身施工测量等。

主要包括施工平台定位测量、钻孔桩钢护筒沉放定位、钻机定位测量等。

(1)施工平台支撑钢管桩定位测量

(2)起始平台定位测量

钢护筒施工方法采用推进法进行施工,现场必须对每个护筒进行单根定位。为了保证护筒放样精度,需在每个墩平台加密至少2点(如果相邻墩也有出水结构物,也可在其上加密),以便设站和后视。加密点的平面位置测设首选GPS静态测量方式,有条件的平台可采用全站仪进行加密;加密点的高程测设可采用EDM三角高程进行跨河水准测量或GPS高程拟合方法。

加密点测设完毕后,用全站仪三维坐标法进行钢护筒放样定位。先在钢护筒定位架的搁置梁上放出定位架的安装线;定位架安装固定完毕后,再在定位架上放出要沉放的钢护筒设计纵横轴线并测出参照标高,以控制钢护筒的平面位置和顶标高。沉放时,在两个互相垂直的测站上布设二台经纬仪,控制钢护筒的垂直度,并监控其下沉。

护筒沉放完毕后,应用全站仪实测护筒顶中心三维坐或在护筒顶口放出桩位设计纵横轴线,用钢尺量取护筒顶口的偏位,用垂球或测斜仪测出护筒的垂直度,提交完工资料。

在钢护筒顶口测设出的设计纵横十字丝,其方向线的交点即为设计桩位,钻孔时可据此进行钻机初定位。钻机初定位完成后,用全站仪极坐标法测出转盘中心实际位置,使其偏差符合要求。同时测出转盘顶标高,用来控制孔底标高。

(1)钢吊箱的定位测量

当各墩钻孔桩施工完毕后,就开始钢吊箱的定位。根据施工工艺,水上各墩全部采用钢吊箱,各钢吊箱定位方法完全一样。其定位步骤如下:

根据施工规范,承台轴线允许偏差为±10mm。钢吊箱定位精度将直接影响承台的轴线偏位,因此在钢吊箱定位前,校核先前在起始平台上布设的加密点。

首先,用极坐法测出各护筒顶口偏位:在护筒上选取四个等分点,测出这四个点的坐标,通过圆周上4个点组成的4个三角形的顶点坐标,利用电算程序精确计算每一个圆内接三角形的圆心坐标(即护筒中心坐标),取平均值作为护筒实际中心坐标,即可求得护筒的顶口偏位。同时采用吊垂球法沿护筒设计纵横轴线方向上测出护筒的倾斜度,根据顶口偏位和倾斜度推算出护筒在钢吊箱底口处的偏位,作为钢吊箱底板开始放样的依据。

钢吊箱底板开孔测量,先在底板上以底板中心建立平行于纵横轴线的相对直角坐标系,按实测各墩台的护筒顶口坐标和推算吊箱底高程处护筒的坐标,放出两个园心坐标,并作出两个园,然后依据这两园作出每根桩的开孔椭园(考虑扩孔半径)。

钢吊箱沉施前,用全站仪极坐法按施工人员指定的位置在护筒侧壁上放出限位块,以控制钢吊箱的顶口偏位;用水准仪在墩纵横轴线距钢吊箱最近的四根护筒侧壁适当位置设置四个水准点,此四个水准点严格位于同一水平面上,在套箱下沉过程中,用钢尺量得水准点到套箱顶面的垂直距离来控制套箱的垂直度。

在套箱封完底之后,即开始承台施工。由于套箱兼作为承台模板,可在其上面放出承台设计纵横轴线和承台顶、底标高。

承台施工完毕后,按设计要求在承台顶面上设置沉降观测点。

利用在墩台上加密的控制点,进行墩身施工测量控制。

墩身施工测量控制步骤如下:

根据施工设计图纸以及施工节段划分,计算墩身截面轴线点、角点以及特征点三维坐标。

墩身模板现场放样就是将单个塔柱四个棱角点供支立模板用。

墩身第一节模板底口放样:当承台施工完毕后,用水平仪按设计标高将第一节模板与承台接触面抄平;用全站仪在墩身顶面上放出第一节模板底口四个角点的设计位置,施工人员用墨线示出墩身设计底口的位置。

各节模板顶口放样:当墩身钢筋绑扎完后,在模板角点对应位置处的钢筋外缘临时焊接一水平钢板,钢板高出该节模板顶口约10cm,用全站仪三维坐标法在钢板上放出该节模板顶口四个角点的设计位置。

墩身模板检查只对外模板顶口的平面位置和高程进行检查。首先用全站仪三维坐标法直接测量出模板特征点(角点或轴线点)的三维坐标,计算出模板顶口的尺寸及轴线偏位及顶口高程等。

当墩身施工完毕后,用水准仪钢尺量距法将承台上的高程基准引测至墩顶上。用全站仪测量支座垫石的平面位置,用水准仪几何水准法控制其标高。

监测主要内容有:平台安全监测、墩台沉降观测。

为确保起始平台安全在平台搭设完成后,在每个平台设置4个监测点,定期进行观测。

墩台没降观测点埋设按设计要求进行,以不低于四等水准的精度施测。

沉降观测须在较短时间内完成,采用相同的观测线路和观测方法,使用同一台仪器设备,并相对固定观测人员。

6.1.6主要测量仪器设备精度

1.GPS设备:美国Trimble R8型双频接收机,标称精度:静态 水平3mm+0.1ppm,垂直:3.5mm+0.1ppm,动态 水平±10 mm + 1 ppm ,垂直±20 mm + 1 ppm ,按1+2配置 (即1台基准站,2台流动站)。

2.全站仪:瑞士徕卡TS06,2台,A级配置,标称精度2″,1.5+2ppm。

3.经纬仪:2台(按2个作业面同时沉放钢护筒配置)

4.精密水准仪:徕卡NA2精密水准仪1台,标称精度为0.7mm/km,DS3水准仪2台。

6.2海工混凝土生产

6.2.1提高混凝土结构耐久性的措施

1、选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能的水泥和集料等原材料;

2、在混凝土组成中掺入矿物掺和料;

3、适当降低混凝土的水胶比,在混凝土中添加引气剂;

4、确保钢筋的混凝土保护层厚度和使用定制保护层定位夹(块);

5、施工时保证新拌混凝土能及时养护并有适当的养护时间。

6.2.2海工混凝土配合比设计

1、海工耐久混凝土配制原则

(1)选用低水化热和较低含碱量的水泥,尽可能避免使用早期强度较高的水泥和高CA含量的水泥。

(2)选用坚固耐久、级配合格、粒形良好的洁净集料。

(3)选用高效减水剂(泵送剂),取用偏低的拌和水量。

(4)限制单方混凝土中胶凝材料的最低和最高用量,为此应特别重视混凝土集料的级配设计以及粗集料的粒形要求。

(5) 在满足单方混凝土中胶凝材料最低用量要求的前提下,尽可能降低胶凝材料中的硅酸盐水泥用量,按五类环境类别考虑。

6.2.3混凝土搅拌与运输

混凝土的拌合质量对结构的内在质量有着重要的影响。拌合质量的好坏直接影响了结构物的使用寿命,因此施工时要确保混凝土的拌合质量,为此有以下要求:

(1)本部采用施工段混凝土采用1艘200m3/h的混凝土搅拌船生产。

(2)每次生产混凝土前,测量集料含水量后在用水量中予以扣除,计算出施工配合比。

(3)混凝土拌和时将各种组合材料搅拌成分布均匀、颜色一致的混合物。

(4)在水泥和集料进筒前,先加一部分拌和用水,并在搅拌的最初15s内将水全部均匀注入筒中。经常清理筒的入口使其无材料积结。

(5)搅拌筒拌和的第一盘混凝土粗集料数量为标准数量的2/3,在下盘材料装入前,搅拌筒内的拌和料全部卸清。搅拌设备停用超过30min时,将搅拌筒彻底清洗才能重新拌和混凝土

(6)为获得混合均匀、强度和工作性都能满足要求的混凝土。一般情况下,混凝土的匀质性是随着搅拌时间的延长而提高,但搅拌时间超过某一限度后,混凝土的匀质性便无明显改善了。搅拌时间过长,不但会影响搅拌机的生产率,而且对混凝土的强度提高也无益处,甚至由于水分的蒸发和较软骨料颗粒被长时间的研磨而破碎变细,还会引起混凝土工作性的降低,影响混凝土的质量。所以确定混凝土搅拌时间为90s,经现场试验后调整混凝土的搅拌时间。

本部混凝土由搅拌船泵送至施工部位。

(1)混凝土拌和物运(泵)送到浇注地点时,应不离析、不分层,且应保证施工要求的工作度。

(2)运输及存放混凝土的容器应不渗漏、不吸水,必须在每天工作后或浇筑中断超过30min时予以清洗干净。

6.3施工平台的设计与搭设方案

钻孔平台设计水文条件,见表6.3.1。

钻孔平台设计水文条件表 表6.3.1

2、钢管桩及钢护筒制作及运输

钢管桩和钢护筒均采用Q235A钢板在专业钢结构加工厂加工,运输驳船水运至各墩位。

3、起始平台和桅杆吊基础搭设

钢管桩沉放前根据桩位图计算每一根桩中心平面坐标,直桩直接确定其桩中心坐标,斜桩通过确定一个断面标高后,再计算该标高处钢管桩的中心坐标,同时确定好沉桩顺序,防止先施打的桩妨碍后续的桩施工。

打桩船按照确定的打桩顺序进行抛锚定位,抛锚的过程中应注意使锚缆在打桩及移船的过程中不能碰到已经沉放完毕的钢管桩。运桩船在打桩船侧面定位,钢管桩在运至现场之前要求在桩身上标明刻度(最小刻度为10cm),以方便沉桩过程中一些技术数据的采集。

当打桩船将钢管桩竖起后,利用GPS定位系统调整船位,使钢管桩的平面位置到达设计桩位处,满足设计要求后下桩、稳桩、压锤,调整船位,满足设计及规范要求后,开始沉桩。在沉桩过程中要进行测量监控,并做好沉桩记录。钢管桩沉放以标高控制为主,贯入度控制为辅。

(4)起始平台平联、横梁等施工

a、起始平台上、下层平联施工

钢管桩施打2根后,用型钢临时连接,待钢管桩基本稳定后即可进行平联的连接。上下层平联均采用φ600×8mm钢管,单桩沉放结束后,立即将其与已沉放完毕的钢管桩连成整体,先施工下层平联,再施工上层平联,防止单桩在潮流作用下发生偏位,平联之间的连接通过“哈佛接头”焊接连接,具体施工方法如下:由于钢管桩在沉放过程中与设计施工图存在偏差,特别是起始平台的斜桩较多,平联与钢管桩之间的下料弧度不太容易控制,所以采用“哈佛接头”,哈佛接头采取整体结构形式,每根平联设置一个“哈佛接头”。

所有钢管平联均在后场下料,现场安装。所有钢管平联按照比设计标高处两钢管之间的平联总长度缩短40cm左右的尺寸下料,一端加工成垂直断面;“哈佛接头”的内径比钢管平联外径大1cm,长度按照70cm进行下料。

起始平台的横梁是由2HM588×300mm型钢构成,将横梁放置在钢管桩顶面桩帽上,横梁的顶标高+6.0m,2HM588×300mm型钢均采用在后场加工、现场安装。施工方法如下:首先在钢管桩帽顶面放出横梁轴线,起吊安装横梁。

c、桅杆吊基础施工横梁安装

在起始平台平联及横梁安装完成后,进行桅杆吊基础横梁的施工。具体做法如下:将在后场加工好的桅杆吊基础横梁装船运至施工现场,采用多功能作业船吊装桅杆吊装横梁,实施焊接固定。

d、起始平台上部结构安装

起始平台上部结构是由单层双排贝雷片、I25a工字钢分配梁、[28a面板构成,由多功能起重船进行安装。

以起始平台为依托,架设移动式导向架,逐步推进,利用桅杆吊和振动锤施工钢管桩和钢护筒,并扩展平台上部桁架结构最终形成钻孔平台和辅助作业平台。详见图《38#钻孔平台立面图》,图《38#平台结构布置图》。

(2)钻孔平台平联、上部结构施工

参照起始平台平联和上部结构施工方法参见起始平台,在此就不在叙述了。

护筒区平台两侧施工操作平台各布置2排顶标高为+6.0m的辅助桩,辅助桩规格为φ1200×14mm的平台钢管桩。如图《38#钻孔平台立面图》所示,用桅杆吊作为主要起吊设备,具体工艺与起始平台相同。

5#桥墩13个墩,其中桩基为海上钻孔嵌岩桩,共计211根。孔桩直径有2.5m,2.8m,3.0m,单根桩长在43.5m~78.5m之间,其中φ2.5m29根,φ2.8m95根,φ3.0m87根。

5# 墩每个墩配置5~6台钻机,根据钻孔平台搭设的布置,施工安排钻孔顺序由29#、30#、31#墩开始施钻,然后施钻26#、27#、28#墩,最后施钻32#至38#墩,每个墩的钻孔采用跳孔法施工。首先开钻的三个墩每一个墩配置5~6台冲击钻机钻孔。

考虑到桥位地质情况复杂且岩层发育等因素,对5#墩采用冲击反循环施工。第一阶段搭设7个钻孔平台,完成后周转至下一阶段平台,冲击钻施工,主要投入设备为冲击钻机22台。每个平台配备1台20m3/min空气压缩机及相应配套的3PNL泥浆泵和250m3/h的泥浆净化设备以及其他的泥浆循环设备。

(1)泥浆的制配和循环

a.泥浆的制配及性能控制

泥浆质量管理是钻孔作业中最关键一环。在施工区内建立现场工地试验室,专人负责,随时调整泥浆性能并记录备案,满足现场要求。

制备搅拌方法、搅拌时间和新浆的预置时间对膨润土中粘土颗粒的膨化影响很大。按照泥浆配比参数,在护筒或泥浆箱内逐渐按量加入淡水、膨润土,边添加边用空压机压缩空气搅拌;搅拌时间的控制,以目测均匀或提取的样品中粘土颗粒分散均匀为宜;搅拌好的新浆必须放置24小时后,检查各项指标合格方可投入使用。

储备足够且达标的泥浆后,即行开钻。

①抽吸管 ②初级震筛网 ③泥浆储存箱 ④离心泵 ⑤回旋筒 ⑥漏斗 ⑦二级震筛网 ⑧水筒钢 ⑨护筒 ⑩废渣

膨润土:采用Ⅱ级钙土;

分散剂:采用工业碳酸纳(Na2CO3)等;

絮凝剂:PHP聚丙烯酰胺絮凝剂

增粘剂:根据情况可选择添加。一般选用中粘度碱性羧甲基纤维素(CMC);

根据施工现场的实际情况,钻孔施工利用钢护筒形成泥浆沉淀池。泥浆净化器作为泥浆的循环系统使用。钻机的出浆管连接在泥浆净化器上进行筛分、旋分、沉淀。筛分是泥浆通过振动筛将大块的钻渣分离出来;然后经旋流器利用离心力的将直径0.874mm以下的颗粒旋分出来;再流入泥浆池内沉淀,沉淀后的泥浆经连通槽流入钻孔内循环使用;小部分泥浆经过管路直接回流孔内。

钻进过程中,新浆和回收的泥浆主要储存在护筒内,并由专人检测泥浆指标。粘土层和亚粘土层造浆性能较好,部分可回收,储存以备重复循环使用;同时灌注混凝土过程中,派专人随时抽样检查排出泥浆的指标,对于性能较好的泥浆进行回收、储存。

6.4.3水下混凝土灌注

混凝土采用耐久性海工混凝土,配合比通过试配确定,坍落度控制在18~22cm,初凝时间大于12h。导管使用前须通过水密、接头抗拉试验,下放前检查管内是否润滑、畅通以及止水密封圈的完整性。导管长度核算精确,可在特制支架上预接长,缩短工时。

桩基成孔灌注,海上配置“铁建混凝土1”1条混凝土拌和船,方量及布料距离均能满足海上桩基需要。

桩基混凝土首批采用隔水剪球法并持续泵浆DB50T 548.3-2014 重庆市城市道路交通管理设施设置规范 第3部分:道路交通信号灯(高清版),保证埋管2m以上,直至桩基成孔完毕。

6.4.4混凝土灌注桩检测

桩基混凝土浇筑28天后,委托符合资质的检测机构对桩身质量进行桩身检测。每根桩均按设计要求进行超声波无破损法检测,按抽芯率取样检验。

5#墩共13个承台, ,承台尺寸(长×宽× 高)从30.6 × 14.2 ×5m到40 ×17.4×6m不等。每个承台体积在2162~4164m3之间,采用C50砼。

6.5.2钢吊箱的设计

钢吊箱设计为有底钢吊箱CBDA 8-2017-T标准下载,由底板、侧板(壁体)、钢管支撑及拉压杆等四大部分组成,采用工厂分节(块)制作,运抵施工现场后组拼下沉。钢吊箱设计主要考虑以下几种工况:A、拼(吊)装下沉阶段;B、封底混凝土施工阶段;C、钢吊箱抽水阶段;D、钢吊箱内承台混凝土浇注阶段。

钢吊箱的设计、拼装及下沉详见:

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