沙颍河大桥深水基础专项施工方案

沈丘县东环路沙颍河大桥深水基础专项施工方案第一章工程概况1.1工程概况沈丘县东环路沙颍河大桥位于X006线上，向南接省道S238线，向北接省道S102线。桥全长269.04m，采用2×40+2×50+2×40m简支T梁，桥墩中心线垂直于桥梁中心线，桥面净宽15m，两侧各设2.5m人行道。设计荷载公路Ⅱ级，航道等级Ⅳ级，洪水频率为50年一遇。沈丘县东环路沙颍河大桥桥址处沙颍河河道水深、河宽、流缓，主河槽水面宽130m，主跨采用一联（50+50）m连续T梁跨越沙颍河主航道，桥梁与河流中心线正交。沙颍河河道常水位为32.2m。大桥主跨2#、3#、4#墩位于主河槽深泓区，基础设计为8根φ1.5m的群桩基础，设计桩长38m；钢筋砼梭形低桩承台高2.5m，桩位处常水位槽底水深3.5-7.5m，平均施工水深9.4m，是主要控制性工程。1.2工程地质⑴地形、地貌沈丘县东环路沙颍河大桥桥址处地貌类型属黄淮冲积平原，河谷成“U”形。施工地两岸系昼夜繁忙的沙运码头。左岸无滩地，岸坡较陡;右岸滩地宽50米。：⑵工程地质特征沈丘县东环路沙颍河大桥桥址处地基土的地层岩性为第四系全新统冲积成因的亚粘土、粉砂及亚砂土组成。上层为新近沉积层，土的结构较差，强度偏低，工程地质条件稍差，其下为第四系上更新统冲积层，土的工程性质较好。本区地震烈度为VI度，特征周期为0.65s，基本加速度0.02g，峰值加速度0.05g。河槽内自上而下地层依次一般为：亚砂土约11.6m，亚粘土3m，亚砂土1.5m，亚粘土16m。1.3水文与气象⑴水文：沙颍河发源于河南石人山，桥位上游流域面积28096km²，上游河道长385km，平均河床比降1/6000，百年一遇流量3960m³/s，历史最高洪水位40.50m，百年一遇洪水位42.00m。⑵气象:沈丘县属温带大陆性季风气候区，气候四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。年平均气温14.7℃，年极端最高气温41.7℃，年极端最低气温-19.5℃。年平均降雨790.0毫米，沈丘县沙颍河大桥深水基础专项施工方案河南省地矿建设（集团）有限责任公司2降水量多集中在6～9月，夏季降雨量年最大。该区内平均风速为3m/s。1.4工程特点分析（1）有效施工时间短。本工程横跨沙颍河主流，施工工期跨越了今年汛期，汛期滞留期较长，在河道内施工要考虑施工导流和度汛等措施，不便于持续施工，若安排不当，将造成人员设备闲置、施工受限制，造成成本增加，效益减小。（2）工程处在县城东边缘的沙颍河上，并接近沈丘县城供水工程水源地，因此环保要求非常高。在施工中，我们将高度重视，施工全过程尽量降低对环境造成影响。（3）2、3、4#墩下部均属水中施工，受河水水位变化影响较大，须合理、科学组织施工。第二章总体施工方案2.1施工总平面布置2.1.1.施工总平面布置图见附图2-1《沈丘县沙颍河大桥施工平面布置图》。沙颍河沈丘县沙颍河大桥施工平面布置图2.1.2.施工总平面布置说明⑴施工驻地沿线土地资源宝贵，本着“少建，少占土地”的原则，在施工场地附近修建活动板房180m2作为项目管理机构办公用房，各作业队就近工点设营。⑵施工便道、浮桥以既有公路作为汽车运输主干道，通往正线、砼拌合站，以引入线方式设置临时便道，沈丘县沙颍河大桥深水基础专项施工方案河南省地矿建设（集团）有限责任公司3引入线除利用既有乡村道路作适当的加宽、加固处理外，尚需新修施工便道1000m。施工便道标准：单车道，一般地段宽4.5m、困难地段宽3.5m，每300m设会车道；采用泥结碎石路面，路面厚度不小于30cm，道路两侧设排水沟；水上施工架设70m浮桥，由南坝通往3#主墩。⑶砼拌合站为确保砼质量，根据项目部总体安排以及沈丘县沙颍河大桥的实际工程量，砼由商混公司供应，项目经理部监督生产。⑷施工用电施工用电从农电接两台200KV变压器，支线引入至施工现场，同时配备发电机作为备用电源。⑸施工用水施工区域内地表水和地下水资源较为丰富，可以满足生活和施工用水。生活用水采用附近村镇的饮用水源，施工养护用水就近取用河水。⑹钢结构加工场沈丘县沙颍河大桥主跨下部结构施工需加工钢围堰、钢平台及钢护筒等大型钢构件，根据现场实际情况，在沙颍河滩地上设钢结构加工场一处。钢结构加工场总面积600m2。钢结构加工场场地采用换填60cm宕碴进行基底处理，面层现浇C15混凝土、厚20cm。2.2总体施工方案沈丘县沙颍河大桥桥址处河道水深、河宽、流缓，主河槽水面宽130m。主河槽内3个水中墩，均为φ1.5m深水群桩基础，设计桩长38m；必须采取钢平台等水上施工辅助措施。由于建设工期十分紧张，沈丘县沙颍河大桥深水基础必须在汛期来临前完成。根据现场实际情况，大桥主河道内3个水中墩均采用先桩后堰法施工，组织平行流水作业。2.2.1深水群桩基础施工方案沈丘县沙颍河大桥2#~4#墩位于沙颍河干流深泓处，水深均超过10.0m；钻孔桩基础施工采用架设浮桥作为施工机具及材料的运输通道。在墩位处打设钢管桩平台作为临时作业平台；在作业平台上安装导向架，利用水上浮吊振动下沉钢护筒，对钢护筒进行平联后，架设大梁，安装钢铺面板，构成钻孔作业平台。钻孔作业平台上安装钻孔机械、布设泥浆循环系统，实施钻孔作业；钻进中采用PHP高性能泥浆，严格控制泥浆比重，确保成孔质量，成孔后采用换浆法清孔。清孔合格后，吊车吊放钢筋笼；钢筋笼长小于15m的整节预制，超过15m的分节预制，现场焊接连接成整体。经二次清孔后，混凝土地泵输送导管法灌注成桩。施工中必须严格控制孔内沉渣厚度、空孔时间、水下混凝土灌注速度和灌注连续性，确保成桩质量。2.2.2低桩承台施工方案2#、3#、4#墩低桩承台位于沙颍河干流深泓区，采用钢板桩围堰法施工；利用拉森Ⅳ型、15m长钢板桩组成围护结构，利用型钢围囹、钢管支撑、立柱组成内部支撑体系，组织信息化施工，在枯水期实施完成。桩基础完成后利用钢平台打设钢板桩围堰，进行水下清基后，灌注水下混凝沈丘县沙颍河大桥深水基础专项施工方案河南省地矿建设（集团）有限责任公司4土封底。围堰内架设内部支撑体系并抽排水后，干法施作大体积低桩承台。承台模板采用定型组合钢模板；钢筋集中下料、现场绑扎、施焊；混凝土在拌和站集中生产，混凝土输送车运送至工点，泵送入模，分层浇筑成型。为减小混凝土内外温差，严格控制混凝土表面裂纹，外用无纺布包裹养护。2.2.3墩身施工方案墩身采用整体钢模，分次立模，一次浇筑成型。整体钢模采用工厂定制，钢筋在加工场集中弯制，混凝土在拌合站集中拌和，运至现场进行施工。第三章主要分项工程的施工方案、施工方法及技术措施3.1浮桥及钢平台方案选择与设计3.1.1浮桥及钢平台总体布置沙颍河大桥跨越沙颍河主航道，桥址处河道水深、河宽、流缓，主河槽水面宽130m，为此必须在沙颍河大桥主河道两侧设置浮桥，与岸边的便道连接，作为施工材料及人员往来运输的通道。根据现场的实际情况，综合考虑钢平台、钻孔桩及钢围堰等后续工序作业的需要，浮桥布设在桥梁上游，共设两段。宽度3.5m，自南岸岸滩向河道内延伸一段，规划长度为60m，主要确保2#，3#墩的施工，北岸一段，浮桥长20m，保证4#墩施工。中间预留通航宽度50m。沙颍河大桥主墩采用8根φ1.5m深水群桩基础，承台平面尺寸为（15.9m+2×3.28m）×6.35m。钢平台按配置一台GPS-22钻机、一台20吨汽车吊协助钻孔和下放钢筋笼作业、一套泥浆处理设施进行规划设置，确定钻孔钢平台为9.5m×24m；钢平台布置在主墩墩位上，并与钢栈桥完善联结。3.1.2、钢平台构造及结构设计参数㈠钻孔钢平台⑴钻孔钢平台构造钻孔钢平台按配置一台GPS-22正反循环回旋钻机、一台20吨汽车吊协助钻孔和下放钢筋笼作业、一套泥浆处理设施进行规划设置，确定钻孔钢平台为9.5m×24m。采用6道3排单层工字钢梁作为钢平台主要承重结构；为加强整体结构稳定性，梁下采用剪刀撑和拉梁。设计荷载：按25t平面荷载设计；不考虑船只和排筏的撞击力⑵钻孔钢平台防撞措施①主墩钢平台近航道横桥向、顺桥向均设置防撞钢管桩，并按要求设置助航标志。②在浮桥端部设置航标灯，确保夜晚航行安全。3.2钻孔钢平台施工及钻孔桩钢护筒插打3.2.1钻孔钢平台及钻孔桩钢护筒施工流程沈丘县沙颍河大桥深水基础专项施工方案河南省地矿建设（集团）有限责任公司5㈠施工步骤根据沙颍河大桥施工现场实际情况并结合施工机械性能，沙颍河大桥主墩钻孔钢平台和钻孔桩钢护筒采取交替方式施工，其施工步骤如下:步骤一:插打钢管桩使用20t浮吊从浮桥边向主墩中心线方向，逐根插打钢管桩至设计位置。钢管桩采用驳船运输、浮吊配合振动锤振动下沉到位。步骤二:连接分配梁。钢管桩在振动下沉到位后，利用气割等机具割除钢管桩顶标高以上部份，焊接钢垫板，吊装2I32c双拼工字钢横梁。步骤三:架设工字钢梁在钢管桩顶横梁安装完成后，进行纵梁架设。纵梁用驳船运输到位、浮吊逐跨安装。步骤四:1#区平台铺装钢管桩范围内的纵横梁铺设完毕，立即进行桥面钢板铺装工作步骤五：下沉钢护筒钢平台拼装完成后，进行钢护筒导向架安装并与钢平台纵、横梁连接牢固；浮吊配合振动锤下沉第一排钢护筒。钢护筒采用岸上加工、驳船运输到位，利用浮吊、导向架进行拼接，逐节下沉到位。钢护筒进入亚沙土层不得少于3m。步骤六：重复上述一、二、三、四步骤打设1#~3#钢管桩，组拼2#区平台，安装第二排钢护筒导向架，下沉第二排钢护筒。步骤七：完成钢平台及钢护筒施工重复一、二、三、四、五、六步骤，完成钢平台组拼及第三、四排钢护筒的沉放施工。沉放就位的钢护筒在钻孔施工前必须加盖钢盖板并设置明显安全标志，做好临边、临河防护，避免坠落事故发生。3.2.2钻孔钢平台施工工艺钻孔作业钢平台具体施工工序如下：钢管桩制作→钢管桩施工（打入、接桩）→焊接桩顶钢板→2I56a工字钢横梁制安→贝雷纵梁制安→横向联接剪刀撑、水平撑制安→2I32横梁和[28b纵梁→钢平台面板（厚0.8cm钢板）铺设、固定→钢平台防滑钢筋的焊铺→结点联接检查。3.2.3钻孔桩钢护筒施工⑴钢护筒设计与制造①钢护筒长度设计沙颍河大桥主墩设计为8根φ1.5m钻孔灌注桩基础。护筒底部底端埋置深度的计算公式如下：L=wdwrrHrHh0)(沈丘县沙颍河大桥深水基础专项施工方案河南省地矿建设（集团）有限责任公司6h—护筒内水头，即护筒内水位与施工水位之差，一般h≧1.0m；γw—护筒内泥浆容重，15kN/m3；γ0—水的容重，10kN/m3；γd—护筒外河床土的饱和容重，根据设计地质资料γd=20kN/m3。如无设计资料可按d=ee10估算，其中：△—土粒的相对密度，砂土平均取2.65，粘性土平均取2.70；e—饱和土的孔隙比，砂土为0.33～1.0，粘性土为0.17～0.43，软土为1～2.3；由于河床上不允质而引起局部渗透，公式⑴计算的L值应乘以安全系数1.5～2.0后作为埋置深度，即护筒的实际埋置深度为：Ls=（1.5～2）L式中：Ls—护筒实际埋置深度（m）。对于有冲刷影响的河床，应埋入局部冲刷线以下不小于1.0m～1.5m。据以上测算，护桶顶高程33.61，2#墩护桶长11.38m,埋深6.63m，3#墩护桶长19.03m，埋深10.58m，4#墩护桶长15m，埋深8.56m。②钢护筒直径设计沙颍河大桥主墩钻孔灌注桩桩径φ1.5m，钢护筒最大长度为19m；按1%倾斜度控制，则钢护筒内径应为1.9m。根据规范规定，钢护筒内径宜比桩径大0.2~0.4m，因此钻孔桩钢护筒内径取φ1.9m。③钢护筒制造钻孔桩钢护筒用δ=8mm钢板在加工场用油压卷板机卷制、胎架上焊接成型。所有板逢均采用双面满焊，并根据所需长度进行拼接，在其上端焊接反牛腿，安装时卡在钢护筒定位架上，使其稳固。根据起重设备的吊装能力，钢护筒分节加工，分节长度为6m、8m。分节加工成型的钢护筒沈丘县沙颍河大桥深水基础专项施工方案河南省地矿建设（集团）有限责任公司7驳船运至施工现场待用。⑵钢护筒定位导向架为保证钢护筒插打过程中的定位精度，必须在钻孔平台上安装定位导向架。钢护筒定位导