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京杭运河特大桥主墩承台施工方案

京杭运河特大桥主墩承台施工方案

本施工方案的编制如下：

京杭运河特大桥施工图设计文件

二标段上新新村小区工程施工组织设计《公路工程施工手册桥涵》

路线全长9.438km，其中BY2标京杭运河特大桥起点桩号k3+602.52，终点桩号k5+430.1，全长1827.58m。

主桥上部结构为70+120+70m变高度预应力混凝土连续箱梁，由上下分离的两个单箱单室截面组成。单箱底宽6.0m，两侧悬臂长3.0m，全宽12.0m。采用挂篮悬臂对称浇筑施工。

主桥下部结构主墩采用实体墩，墩厚3.6m，宽6.0m，高13.16m。由于上下两幅桥间距小，因此上下两幅桥下部结构承台采用整体式承台，承台尺寸：26.25m×12.3m×3.5m。

58#、59#墩承台围堰平面位置示意图如上图所示

承台施工工艺流程简述如下：

（1）、进行钢板桩的插打，顶高程按7.0m控制；

（2）、在标高5.4m位置设置第一道围囹及内支撑；

顶层第一道围囹及内支撑形式如下：

（3）、围堰内基坑土开挖采用干挖法，承台封底采用干封法；

（4）、采用长臂挖掘机或人工配合吊车进行第一层开挖，开挖至标高2.0m位置；

（5）、在标高2.5m处设置第二道围囹及内支撑；

下层第二、三道围囹及内支撑形式如下：

（7）、在承台中部0.1m标高位置设置第三道围囹及内支撑；

（9）、浇筑封底混凝土；

（10）、封底砼强度达到规定强度值后，清理封底砼顶面，凿除桩头预留砼；

（11）、拆除第三道围囹及内支撑；

（12）、一次性浇筑承台混凝土；

（13）、承台拆模后回填其与围堰之间的间隙，完成墩柱、0#块施工并拆除支架后，拆除剩余两层支撑及围囹，并拔除钢板桩。

三、组织机构与人员配置

1）、施工组织机构图如下：

2）、主墩承台施工由项目部统一协调指挥，分运东、运西两个施工队两个承台同时进行。负责主墩承台工程施工管理人员如下：

3）、一个主墩承台生产工人配置如下：

4.1、钢板桩围堰施工

施工准备的充分与否，直接影响围堰施工的进度、质量和安全，它包括以下几方面的内容：

（1）、技术准备：针对施工过程的各种工况对围堰进行验算，包括钢板桩长确定、围堰抗倾覆验算以及封底砼抗浮验算等，确保围堰使用安全。先由经理部组织向现场技术员、工段负责人和各班组长进行书面技术交底，内容包括施工方法、技术数据、质量与安全措施等，再由各班组负责人向参与施工的所有人员进行针对性交底。

（2）、人员准备：围堰施工范围大、工序多，并且连续性要求高，因此配备2名技术人员。技术工人及特殊工种主要包括打桩工、起重工、电焊工及各种司驾人员，根据施工进度安排配备。合理组织和配备劳务人员，满足施工需求。

（3）、施工机具准备：加工及运输机具主要由锁口钢板桩生产厂家准备。起重机具用于各类构件的起吊、安装和拆卸，主要配备履带吊。插打机具用于钢板（板）桩的插打施工，主要施工机具为履带吊、DZ45A电动振动桩锤及插打导向桩及导向架。

（4）、施工材料准备：根据施工方案，施工材料种类较多，数量较大，施工材料的准备工作充分与否直接影响围堰施工的顺利进行。施工材料主要有锁口钢板桩、围囹材料、内支撑材料、施工作业平台材料等。

（5）、钢板桩整理：钢板桩到达工地后，先进行清理，清理锁口内杂物（如电焊瘤渣，废填充物等），对缺陷部位加以修整，其中包括锁口检查、宽度检查及其防护措施。

锁口检查：用约一块长约2m的同类型、同规格的钢板作标准件，将所有同型号的钢板桩作锁口检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查，对于检查出锁口扭曲及“死弯”进行校正。

宽度检查：通过宽度检查确保每片钢板桩的两侧锁口平行，同时尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。对每片钢板桩分为上、中、下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1cm为宜，对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量，对于超出偏差的钢板桩尽量不用。

对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈蚀、卷曲等都做全面检查，并采取相应修整措施，以确保正常使用。

锁口润滑及防渗措施：对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用过程时防渗性能：每片钢板桩锁口都均匀涂抹混合油，其体积配合比为：

4.1.2、插打钢板桩

插打钢板桩是整个围堰施工的关键工序，施工难度较大。

对于处理好的钢板桩，在堆放与运输过程中，避免碰撞，防止弯曲变形。各项工作就绪后，打设定位桩（可以利用钻孔桩平台钢管桩）并安设导向架。施工时，首先控制好第一根角桩的垂直度。在打桩过程中用仪器从两个相互垂直的方向同时控制，确保垂直不偏。其后钢板桩以已打好的角桩和导向架为定位，垂直插打至设计标高。插打过程中仔细校正钢板桩桩位且确保垂直。插打几片后，将已插打好的钢板桩点焊固定于导向架上。在整个施工过程中，用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时采用千斤顶、木楔、导链等进行调整。插打过程中，遵守“插桩正直、分散即纠、调整合拢”的施工要点。

钢板桩的插打次序是从上游中心开始，下游尾部直线端结束。合拢处沉入最后一根时，由于施工存在偏差，可能使得空挡间距很难与钢板桩尺寸相吻合，有偏差时，在两边用导链葫芦对拉及时调整距离，确保最后一根桩的沉入。

（1）、第一根锁口钢板桩插打

确定围堰在迎水侧桥轴线上的锁口钢板桩为第一根，先进行辅助导向桩的插打施工。辅助导向桩采用壁厚8mm、直径52.9cm、长度9m的钢管，根据第一根锁口钢板桩的位置对辅助导向桩进行放样，然后用履带吊吊起电动振动桩锤（DZ45A型），通过电动振动桩锤的夹具起吊辅助导向桩，按放样位置将两根辅助导向桩打入地下，打入深度7m。辅助导向桩插打完成后设置导向架，导向架用型钢焊制而成，高度2m。最后用履带吊起电动振动桩锤（DZ45A型），通过电动振动桩锤的夹具起吊第一根锁口钢板桩，插入导向架，启动电动振动桩锤，将其打入地下，顶面标高控制在+7.0m，完成第一根锁口钢板桩的插打施工。

（2）、拆除导向架，拔除辅助导向桩。

（3）、第二根锁口钢板桩插打

放样后重新插打辅助导向桩，设置横向导向梁，采用与第一根锁口钢板桩同样的起吊方式吊起第二根锁口钢板桩，将第二根锁口钢板桩的锁口插入第一根桩的锁口，并用横向导梁的临时限位卡限定第二根钢板桩，启动电动振动桩锤，将其打入地下，顶面标高控制在+6.3m，完成第二根锁口钢板桩的插打施工。

（4）、第二根锁口钢板桩施工完毕后，解除临时限位卡，按第二根桩的施工方法进行其余钢板桩的插打施工，直至全部锁口钢板桩插打完毕。施工过程中要注意角桩的处理。

（5）、准备一些锁口变角度的钢板桩，在钢板桩插打不下去时，进行钢板桩的位置调整，绕过难打的位置，确保围堰的整体性。

4.1.3、角桩的制作与插打

对于长方形围堰，共有四个位置需要设角桩，角桩可直接由两片钢板桩拼焊而成，对于前三个角桩，只要保证两片钢板桩连接时角度正交即可，虽然两片钢板有4道卡槽，但角桩和正常钢板桩一样，仅有其中的两道卡槽是有效的，焊接牢固后将组成角桩的两根钢板桩同时打插即可。对于最后一根角桩，由于施工过程中的误差累积，与之相邻的最早、最晚两根普通钢板桩之间的距离与角度势必与设计的出入较大，该角桩在制作时只能根据实际的距离与角度加以调整，方可实施打插。

围囹支撑上下共设三道。第一道围囹采用单拼Ｉ50工字钢，下两道围囹采用双拼Ｉ63工字钢。

按设计高程预先焊好[12槽钢制作的牛腿作为临时支撑，待围囹安装并连接就位后，再与钢板桩焊接牢固。围囹及支撑按实际丈量长度在现场加工改制。

第一道围囹支撑高程为+5.4m，钢板桩施工完毕后即可进行第一道围囹的施工，围囹支撑施工步骤为：

在围囹支撑位置焊牛腿→安装围囹、支撑→设上反压钢板→支撑与围囹加焊，围囹支撑安装完成后用硬木楔塞紧钢板桩与围框之间的间隙。

施工中各支撑（含斜撑）的平面位置采用坐标定位，误差控制在5cm之内，施工中严格控制各连接部位焊缝质量满足规范要求，尤其是围囹及内支撑接长焊接，必须先母体焊接，再缀板补焊，围囹的加长接缝还需尽量避开弯矩或剪力过大区间。

第一、二层开挖到位后分别进行进行第二道和第三道围囹支撑的施工，其围囹支撑高程分别为+2.5m和+0.1m，施工步骤同第一道。

钢板桩围堰内基坑采用干挖法进行施工。

基坑开挖到底标高后，人工对基底进行找平和修整并在基坑四周设置集水槽和集水坑、及时抽掉基坑内的少量渗水。基底处理完成后及时进行混凝土封底施工。

在基坑开挖过程中随时观察、观测钢板桩、内支撑的变形和渗水情况，如果钢板桩及内支撑的变形情况在计算的范围之内而仅有少量的渗水应及时进行堵漏，对于较大的缝隙利用棉絮进行塞缝堵漏，对于小的缝隙则利用黄沙在钢板桩外侧随水至漏缝处自行堵塞。如果钢板桩或内支撑的变形过大则及时停止开挖，利用备用水泵及时向围堰内回水，在增设内支撑数量后重新进行抽水、开挖。

围堰内基坑封底采用干封法施工。

干挖到底，直接进行封底混凝土浇筑施工，采用混凝土罐车运输混凝土，混凝土泵车往基坑内输送混凝土，在第三道围囹上搭设平台并派工人用振捣棒振捣。

封底混凝土厚1.0m，干封混凝土施工方法同普通混凝土的浇筑方法，采用分层浇筑，沿横桥向方向从一端向另一端进行。施工过程中控制好混凝土的密实度及顶面高程（可沿钢板桩上做好浇筑标高，中心部位采用钢筋或木条做好浇筑标高）并及时清除基坑内少量积水及淤泥。封底混凝土一次性浇筑成型。

封底砼量为450m3，我部砼搅拌站每小时最大有效供应量60m3，共需浇筑7.5小时左右。为保证封底砼施工后能及时进行承台的施工，对砼试配性能提出如下要求：

①、5天强度不小于20MPa；

②、砼初期坍落度为18~22cm，2h后不小于15cm；

③、混凝土的初凝时间不少于5小时。

封底混凝土浇筑最后一层时，在钢板桩围堰四周适当位置用木桶设置几个集水坑以方便围堰内积水的清除。

4.1.7、钢板桩围堰的拆除

承台施工完毕，承台四周用土回填，待墩柱及0#块施工完毕并拆除钢管支架后拔除钢板桩，以便重复使用。拔除方法如下：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土体，破坏钢板桩周围土的粘聚力，以克服其拔桩阻力。依靠附加起吊力的作用将桩拔除。对于用振动锤拔不出的钢板桩，可在钢板桩上方安装一个吊架，起重机在振动锤振动的同时向上拔除钢板桩。若有拔除难度大的钢板桩，可改用功率大的振动锤。

在钢板桩拔除施工时应注意以下几点：

1）在拔除钢板桩前，要保持钢板桩内外水头高度一致，确保钢板桩拔除时的安全。

2）在承台施工完成后用土回填一定高度，用φ100mm的圆木沿承台与钢板桩之间支撑一道，保证钢板桩在拔除时不受土压力而产生变形。或采用黄砂回填以尽量保证回填的密实度，保证钢板桩在拔除时内外压力平衡。

拔桩起点应离开角桩5根以上，根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时采用跳拔的方法，拔桩时的顺序与打桩时相反。

拔桩时，可先用振动锤将板桩索住，原地振动以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔出的板桩，可先用振动锤振打下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。为及时回填拔桩后的土孔，当把钢板拔至比基础底板略高时暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。

5）起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减震器弹簧的压缩极限。

6）供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.2～2.0倍。

7）对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。

4.1.8、监测及应急措施

围堰支护结构的监测主要是指锁口钢板桩围堰施工的全程中对各部分构件的标高和平面位置变化(位移)、渗水、构件局部变形、地下水位变化等进行观察、测量，并通过分析，及时了解围堰的工作情况。通过对围堰支护结构施工过程的分析和监测，就施工情况进行预测并及时了解掌握围堰支护结构的工作状况，制定相应的应急措施，以便在发生异常情况时能够及时处理。

标高和平面位置变化观测点的设置以能全面反映围堰支护结构的标高和平面位置变化为原则。采用全站仪和水准仪对观测点进行观测，每天两次，详细记录观测结果。发现异常要分析原因，并及时处理。

从开挖开始观察出露部分围堰的渗水情况，集中渗漏处要设法测定渗水量，每天观测两次，详细记录观测结果，渗水量增幅较大的要及时处理。如遇基坑开挖后锁口封水效果不好，发生渗水现象，采用高压水冲洗锁口附近杂土，然后填塞麻絮。

对锁口钢板桩封底砼顶面、围囹处进行局部变形观测，每天观测两次，详细记录观测结果，同时对内支撑进行观测。在围堰上口设置多个位移观测点，高频次对围堰的位移情况进行监测，如位移值大于计算结果时，及时增加锚桩进行地面临时拉锚。

待封底混凝土强度达到设计要求后，拆除第三道围囹并一次性施工承台。

承台施工之前先凿除桩头预留混凝土并对封底混凝土进行整平清理。

在封底混凝土顶面，测量人员用全站仪放出承台平面尺寸，定出各种规格钢筋的位置。承台钢筋在钢筋加工场下料、制作、弯制成型，然后运至承台旁，汽吊和履带吊吊入承台基坑内进行绑扎。

钢筋绑扎完成后，用全站仪复测出承台的平面尺寸，定出承台模板位置。承台模板采用竹胶合板模板，纵横加劲肋采用方木和型钢，内设对拉螺杆，外设可调节支撑撑于钢板桩围堰上。每块模板涂好脱模剂后用人工配合汽吊逐块安装，模板间用螺栓拧固，四周设支撑确保模板稳定紧固。模板接缝处用胶带纸粘实以防漏浆。

测量承台顶部标高，在模板顶选出标高点计算高差，用彩色胶带粘贴出标高线。断面尺寸误差不得超过±30mm，底面标高误差不得超过±50mm。

承台采用汽车泵一次浇筑施工。砼按照一定厚度、顺序和方向分层浇筑，在下层砼初凝前浇筑完上层砼，上下层同时浇筑时，上下层前后浇筑距离保持1.5m以上。砼浇筑时，采用插入式振插器振捣，移动间距不超过振捣器作用半径的1.5倍，与侧模保持5~10cm距离，插入下层10~15cm，每一处振捣完后边振边上提振捣器，每一部位振捣密实即砼停止下沉，不再冒出气泡为止。

4.2.4、大体积砼施工降低水化热措施：

由于承台体积较大，砼方量集中，散热缓慢。砼内部聚集了大量水泥水化热，形成较大的温度应力。在砼收缩徐变时将会产生裂缝，为防止裂缝的产生，拟采取以下措施：

（1）优化砼配合比，降低水泥水化热

选择级配配良好的砂、石料，减少水泥用量，采用高效优良的缓凝减水剂，降低用水量；选用低水化热水泥，并掺适量粉煤灰（注意粉煤灰的性质选择）是降低砼内部水化热的重要环节，因此必须进行砼配合比的优化设计。

①水泥：承台采用P.42.5水泥，水泥分批检验，保证质量稳定，如果存放期超过3个月重新检验。

③细骨料：砂含泥量小于2%，其它指标符合规范规定，细度模数﹥2.5，粗砂入场后分批检验。

④粗骨料：石子级配优良，料源稳定，入场后分批检验，严格控制其含泥量不超过1%，如果达不到要求，石子用水冲洗合格后方能使用，其它指标符合规范要求。

⑤外加剂：采用缓凝高效减水剂，以最大限度降低水泥用量，推迟水化热峰值的出现。外加剂入场后，分批检验，如发现异常情况及时采取措施；在砼拌合站时适当延长搅拌时间，提高砼的均匀性。

（2）降低原材入仓温度

水泥提前6天入罐，要在浇筑前事先与水泥厂家联系，延长水泥的存放时间，让其自然冷却，确保拌合前的水泥温度不高于50℃

a、承台内设置两层冷却管，冷却水管的水平间距为1.5m，上下间距为1.8m，上下两层冷却管距承台顶、底面的距离均为0.85m，两层冷却管各有独立的进出水口，且各层进出水管均高出承台顶面1.0m。两层冷却管的布置形式及尺寸相同，仅进、出水口的位置相互错开。

承台冷却管平面位置及尺寸如下图所示：

b、冷却水管采用公称直径32mm的标准钢管，热传导性能较好，且有一定的强度。

c、冷却水管的安装：钢管接头和弯头采用定制的专用丝口接头和弯头。安装前先根据布设尺寸下料，然后在直管两头铰丝，安装时仅用接头用丝口连接即可。冷却水管安装好后先通水，检查是否渗水。如有，则重检查、处理接口位置。

d、冷却水管定位：在承台钢筋上标出冷却水管的高程，靠近钢筋的就直接绑扎固定在钢筋上面，不靠近钢筋的就在钢筋上焊一根Φ16的钢筋然后将冷却管固定在Φ16钢筋上，冷却水管定位好后，严禁工人在上面行走，以防冷却水管变形或偏位。

f、考虑到砼的浇筑时间较长，冷却水管在浇筑一层（砼覆盖整体冷却水管且厚度超过50cm）通水冷却一层，施工中安排有经验的技术工人进行振捣，防止浇筑砼时振坏冷却管。

g、进水口的温度和流量根据出水口的温度进行调整，浇筑后的1~2天，每天检查8~10遍，随着时间的推移，减少每天的检查次数。

h、冷却管使用完后，即灌浆封孔，并将伸出承台顶面的截除。

4.2.5、大体积砼温控措施

承台砼温度采取内降外保措施进行控制，控制砼内外温差不大于25℃，承台砼顶面用塑料布覆盖，塑料布上以及侧模外加盖两层土工布进行保温。

在砼强度达到规范要求后拆模，拆模后及时将砼裸露面进行覆盖保温并继续循环水降温，当承台中心温度基本稳定，并与外界温差小于20℃时，停止冷却循环水，继续温度观测12小时，如砼内外温差不超过25℃，进行下道工序施工。

主要机械设备配置如下表

58#、59#主墩承台计划开始插打钢板桩围堰；

插打钢板桩围堰包括顶层围囹施工计划15天时间；

承台第一层开挖、围堰第二道围囹施工7天时间；

承台第二层开挖、围堰第三道围囹施工7天时间；

承台第三层开挖、封底砼施工10天时间；

第三道围囹拆除施工7天时间

承台施工（钢筋、冷却管、模板、砼浇筑）计划10天时间。

到4月10日左右承台施工完毕。

58#、59#主墩承台围堰钢板桩、围囹支护材料均运抵现场，履带吊、振动锤等各种设备也将在此日期前全部进场。

8.1、主墩承台施工质量管理体系

1）成立技术专家小组木饰面墙面施工-木饰面油漆施工工艺标准，协同技术部门指导项目技术工作。

2）成立以项目经理为首的质量管理小组，负责工程质量管理工作。

质量管理小组组长：项目经理

成员：生产副经理、部门负责人、现场负责人

GB／T 37212-2018 新风空调设备通用技术条件3）质量管理体系见下图

8.2、主墩承台施工质量控制措施

1）所有技术人员必须熟悉施工图纸和有关技术规范，了解设计意图，明确施工技术的重点难点，编制符合实际情况并切实可行的施工方案，做好层层技术交底工作，特别应使操作人员了解和领会各项技术要求，以保证施工的正确性。