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###特大桥主桥桩基施工方案一、工程概况1.1水中桩工程量###特大桥横跨汉江两岸，优化设计后桥梁全长2340.58m。根据本桥桥型设计情况，主桥横跨江面，桥孔布置为62.0+10×100.0+62.0m，全长1124m。主桥桥墩基础采用ф2.5m钻孔灌注桩，自25#～35#墩每墩钻孔灌注桩10根共110根，桩长65～75m，总延米为7650m；连接墩（24＃、36＃）基础采用ф2.0m钻孔灌注桩，每个连接墩钻孔灌注桩8根，桩长60m，总延米为960m。主桥墩及交接墩钻孔桩水下砼灌注量为40568m3。ф2.5m钻孔灌注桩钢筋量1831755kg，ф2.0m钻孔灌注桩钢筋量143259kg，钢筋制安合计1975014kg。1.2水中墩水位情况桥位江面宽约为1550m。左岸大堤向西及右岸大堤向东均为河漫滩，东西河漫滩宽即距水边分别约280m、105m。东西河漫滩间，为通航航道和上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的沙滩。根据目前初步实测情况，35#墩处水位深约为8.0m，水面高程为36.8m，中心位置向西距西河漫滩25～30m。35#墩向东100m即34#墩处水位约为1.0m，再向东100m、200m即33#墩、32#墩处水位均约为0.2m。自25#～31#墩均位于上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的沙滩上，沙滩高程为37.2～38.2m。1.3河流桥址特征根据设计报告说明，桥址河段有以下两个特点：①本河段处于中游游荡性河段向下游蜿蜒性河段的过度地带，受丹江口水库清水下游的影响，目前为止河段正处于激烈调整状态，主支汊经常移位，因此流路多变，航道不稳是该河段浅滩的主要碍航特点。②本河段河床边界条件较差，可动性较大，建库后岸壁坍塌，洲滩消长，致使本河段向宽浅方向发展，大多数断面呈“W”型，水流不能集中，滩槽差减小，浅滩水深不足。1.4水文特征根据当地水文、气象资料及当地老乡描述，桥址河段枯水季节一般在当年10月上旬至次年4月下旬之间。1.5地质特征根据设计报告描述，在钻探深度范围内，桥位区地基土主要有第四系覆盖层及下伏白垩系～第三系泥岩、粉砂岩组成。依层为：根植土、亚砂土、亚粘土及粘土、粉细砂、中细砂、圆（角）砾、卵石、粘土、强风化粉砂岩、弱风化粉砂岩、微风化粉砂岩。根据地质勘探断面描述，钻探孔钻探深度最深为高程-21.0m左右，而主桥墩钻孔灌注桩桩尖设计标高为-42.0m左右，即下部有20余米未进行地质勘探，其地质资料不详。1.6水中桩施工特征鉴于上述已知情况，主桥下部结构尤其钻孔灌注桩施工存在一定难度，面临下述主要特点：①钻孔灌注桩成孔直径大、桩长长；②下部结构尤其钻孔灌注桩工作量大，由于汉江汛期的影响，为保证下部结构在次年汛期到来之前完成施工任务，钻工灌注桩施工期仅有约5个月，因此工期短并很紧。③钻孔灌注桩下部地层有20～40m未进行地质勘探，其地质情况不明，对预测施工进度与施工难度带来一定困难，需进行补探。④25#～31#墩虽表面上均位于上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的沙滩上，但其淤积物性质及淤积程度均未见有关描述，同时由于大直径桩基础施工面应承受的静载与动载都较大，要对沙滩基底承载力进行勘测。⑤32#～34#墩位于水中，其下部基本也为上游冲刷下来的泥沙在此淤积形成的水中沙滩，计划采用沙洲的土进行填高。由于25#～34#墩承台位于流水层，承台低于水下3～4m，承台施工开挖前均需进行封水防坍塌处理，如夯打钢板桩、地面预注浆等。25#墩低于水下约8.5m，由于目前航道、水位情况均与设计时条件不符，提议变更设计提高承台标高4～6m。⑥35#墩位于水中，水位约为8.0m，选择搭设水中作业平台及施工设备、材料运输栈桥。⑦水中桩桩基成孔穿过的地层，为中细砂流砂层、卵石层及砂岩层及泥岩层，成孔过程中均系购置优质粘土造浆。二、桩基施工工艺流程与成孔布置2.1桩基施工工艺流程测量放样--→便桥便道施工--→工作平台搭设--→安装护筒--→桩机就位--→复测桩位--→桩机成孔--→清孔--→钢筋笼安装下放--→灌注水下砼--→水下砼保养--→凿除桩头--→检测试验--→验收2.2成孔施工桩机选型①25#～35#墩ф2.5m钻孔灌注桩，成孔施工主要优先选择JKL10A冲击桩机，冲锤重不小于8t，自重约22t，整机容量约80Kw；储备选择上海探矿厂产GPS25D反循环回转钻机，进入岩层后采用牙轮钻头，配备除渣机械，自重约30t，整机容量约90Kw。②24#、36#墩交接墩ф2.0m钻孔灌注桩，成孔施工主要优先选择JKL8A冲击桩机，冲锤重不小于6t，自重约20t，整机容量约70Kw；储备选择上海探矿厂产GPS25钻机，配备除渣机械，自重约30t，整机容量约90Kw。2.3成孔方式根据现场施工实况，可选择两种成孔方式：①冲击桩机或回转钻机一次成孔；②进岩前选用回转钻机成孔，进岩后改用冲击桩机成孔，其优点是减少扩孔系数（尽量避免水下砼充盈超量过大，减少水下砼浪费）、降低电耗及提高成孔速度。2.4成孔顺序安排与桩机配备①根据当地入汛、桥位汉江枯水情况及避汛的工期要求以及通航要求，确定以34#墩为重点，35#墩为难点的施工策略，尤其是35#墩成孔施工是水中桩施工的制约工期。因此在施工安排上优先开工34#墩，成孔顺序按34#→25#墩安排，水中平台投入使用后，再施工35＃墩。②为配合承台等下部结构其他工序施工，争得最多的平行作业，以便充分利用有效的时间完成施工作业，每墩安排2～3台桩机成孔。为满足施工技术规范要求，各墩均选择跳打式布置成孔施工。③初步考虑ф2.5m钻孔灌注桩平均成桩时间为20天/根（按JKL10A冲击桩机考虑，由于成孔入岩后约20余米地质情况不详，实际成桩时间可能存在一定差距），允许工期自2006年11月1日起，2007年5月30日结束，工期为210天，共需桩机约13台，备用钻机3台，共进场钻机16台。计划进场JKL10A冲击钻机8台，GPS3.0m回转钻机8台。④ф2.0m钻孔灌注桩进场JKL8A冲击桩机4台。见机械设备配备表。序号机械设备名称型号数量备注1履带式起重机50T1钢筋笼吊放2汽车起重机25T1钻机移位3气举反循环回转钻机GPS308主要4钻机JKL10A85钻机JKL8A4其它墩钻孔施工6罐车6m347泥浆检测仪器3套泥浆指标检测8孔规1套测量成孔的垂直度9空压机9m38三、前期工作3.1测量放样根据设计单位提供的导线点和水准点资料，测量技术人员对全桥进行测量、放样，对全桥灌注桩位进行复测和闭合，确保桩机准确就位。3.2修建便道主桥水中桩施工修建便道两条：一条便道自西堤岸至水中工作平台的栈桥，平行桥位轴线方向，修建在西河漫滩上。便道宽6m，视西河漫滩地表情况，采用挖机堆料、装载机配合进行填筑、推平压实。另一条便道自东堤岸，穿过东河漫滩至34#墩附近，平行桥位轴线方向，修建在江中淤积砂滩上。便道宽6m，根据对淤积砂滩的实测情况，采用挖机堆料、装载机配合等进行填料、推平，表面铺碎石后压实。3.3修建钢筋、钢板围箱制作场修建制作场地两块：一块修建在西河漫滩上，规格为40×40m，主要用于35#墩、36#墩等钢筋制作及钢板围箱制作。该场地平整后，铺碎石压实，并进化硬化处理。另一块修建在江中淤积砂滩上，规格为50×40m，主要用于24#～34#墩钢筋制作等。根据对淤积砂滩的实测情况，采用挖机堆料、装载机配合等进行填料、推平，表面铺碎石压实，并进化硬化处理。3.4造浆土选择水中桩成孔穿过的地层均无可造浆粘土，且流砂层、卵石层较厚，施工中极易发生孔壁坍塌、漏浆等现象，因此成孔施工均须配置泥浆护壁。钻孔泥浆采用优质粘土制备，并在开工前运至施工现场。造浆粘土基本要求为：胶体率：≮95%；含砂率：≯4%；造浆率：≮0.006m3/kg。四、水中平台4.1水中桩分布及地层地置与水位分布25#～35#墩水中桩分布及各墩地层地质与水位分布情况如下：25#～35#墩水中桩各墩Ф2.5m钻孔灌注桩桩顶、桩尖设计标高及桩长分布与成孔穿过的地层地质情况见下表：桩号钻孔灌注桩跨度（m）成孔穿过地层及层厚（m）桩顶标高（m）桩底标高（m）桩长（m）桩径（m）数量（根）延米（m）砂层卵砾石粉沙泥岩2438.38-21.6360.00ф2.084806212.2011.8032.172527.06-42.9470.00ф2.51070010013.6611.8053.482632.90-42.1075.00ф2.51075010013.4013.7851.422732.73-42.2775.00ф2.51075010014.7412.3052.232831.95-43.0575.00ф2.51075010014.0013.2052.852931.70-38.3070.00ф2.51070010012.4614.5047.843031.96-33.0465.00ф2.51065010012.3815.7140.953131.70-43.3075.00ф2.51075010012.3215.3051.683230.95-34.0565.00ф2.5106501006.7618.0044.093331.73-33.2765.00ф2.51065010010.5212.1045.453432.90-32.1065.00ф2.5106501009.608.6046.903534.06-30.9465.00ф2.510650620.007.3750.573638.38-21.6360.00ф2.084809.507.7037.1125#～35#墩各墩承台顶设计标高、承台底施工工作面标高及开挖深度与开挖后入水深度见下表：桩号桩顶标高（m）承台顶标高（m）承台底工作面标高（m）水位标高（m）砂滩高于水位（m）河床/砂滩顶标高（m）开挖深度（m）开挖入水深度（m）开挖地层2438.3841.3837.8835.007.5442.544.67砂层2527.0630.0626.5635.001.0036.009.448.44淤积沉砂2632.9035.9032.4035.001.5036.504.102.60淤积沉砂2732.7335.7332.2335.002.0037.004.772.77淤积沉砂2831.9534.9531.4535.002.0037.005.553.55淤积沉砂2931.7034.7031.2035.001.5036.505.303.80淤积沉砂3031.9634.9631.4635.001.0036.004.543.54淤积沉砂3131.7034.7031.2035.001.0036.004.803.80淤积沉砂3230.9533.9530.4535.000.2034.804.354.55淤积沉砂3331.7334.7331.2335.000.2034.803.573.77淤积沉砂3432.9035.9032.4035.002.0033.000.602.60淤积沉砂3534.0637.0633.5635.008.0027.001.443638.3841.3837.8835.007.6842.684.81砂层注：1、水位按暂提供数据，江面沉积沙滩高出水位线为暂估计值，均有待实测；4.235#墩水中平台35#墩目前水位约35m，水深约8m。水中平台如图所示，该平台包括桩机施工工作平台及该墩连接西河漫滩的机械、材料运输与人行栈桥。4.2.1水中平台设计根据桩机施工的工艺要求，结合选用的施工设备，并考虑到承台施工，桩机施工工作平台设计长度40m、宽23m；栈桥暂按设计长度20m、宽6.25m考虑，位于上游，与施工平台构成整体结构。①平台结构根据施工期间的机械设备配备及相关运输设备、材料等，综合考虑静载荷、动载荷要求，平台承载力按8T/m2考虑。平台采用夯打钢管桩靠摩察力承载。为提高平台的承载能力与稳定性，并结合承台施工的要求，平台与预制并埋设的钢板围箱（钢板沉箱）、钢护筒连接在一起，上部连接梁采用25#工字钢及18#槽钢，间隔之间选用8#槽钢“×字”撑，顶部除避开