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水中墩施工方案IDK1013+948牟汶河特大橋23#~41#墩穿越山東省萊蕪市牟汶河,23#~41#墩樁基礎(chǔ)和承臺(tái)施工擬采取土石方圍堰和鋼板樁圍堰兩種施工工藝,對(duì)于水深小于2m,流速小于1.5m/s,河床滲水性較小時(shí),采用土石方圍堰;對(duì)于水深大于2m,流速較大,河床滲水性較大時(shí),可采用鋼板樁圍堰。圍堰的適用條件圍堰稱號(hào)堰的類型適用條件土石方圍堰土堰當(dāng)水深<2米,流速≤0.5米/秒,河床不透水,宜在河邊淺灘,如外坡有防護(hù)措施時(shí),可不限于小于0.5草(麻)袋堰當(dāng)水深3.5米以內(nèi),流速1.0-2.0米木樁條堰當(dāng)水深1.5-7米,流速≤2.0米堆石土堰當(dāng)河床不透水,多巖石的河谷,水流速在3米/木圍堰木板堰當(dāng)水深2米,流速≤2.0米榪槎堰當(dāng)水深2米,流速≤2.0米木籠堰當(dāng)深水,急流,或有流水,深谷,險(xiǎn)灘,河床堅(jiān)硬平整無覆蓋層,盛產(chǎn)木材地區(qū)。套箱圍堰木(鋼)套箱當(dāng)深水,流速≤2.0米/鋼絲網(wǎng)混凝土套箱當(dāng)深水,流速≤2.0米/板樁圍堰木板樁圍堰當(dāng)水深在2-4米,能打下木板樁的土質(zhì)河床;雙層木板樁中填亞、粘土墻,適用于水深4-6鋼板樁圍堰適用于深水或深基坑,較堅(jiān)硬的土石河床,防水功能好,全體剛度性較強(qiáng)。鋼筋混凝土板樁圍堰適用于深水或深基坑,各種土質(zhì)河床,可作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分,亦有采用拔除周轉(zhuǎn)運(yùn)用的,能節(jié)省大量木材。土石方圍堰當(dāng)鉆孔場(chǎng)地在淺水時(shí)(水深<2m),流速≤0.5米/秒,宜采用土石方圍堰進(jìn)行筑島,.島頂面通常高出施工水位1-2m.,為保證圍堰的質(zhì)量和波動(dòng)性、有效抵抗河水的壓力,堰堤應(yīng)筑成向迎水面拱的弧形,拱起高度為河寬的10%,并不小于2米,在堰堤背水一側(cè)邊坡中打兩排木樁加固。木樁的稍徑不小于10厘米、長為4~6米,排距1.5米,樁距1.0米交錯(cuò)陳列;在木樁的內(nèi)側(cè)用裝滿粘土的編織袋筑2米寬的小堤,編制袋口應(yīng)縫合,編織袋的填裝量為袋容量的60%,推碼土袋應(yīng)平放,其上下層應(yīng)互相錯(cuò)縫,并自下游至下游合攏,然后填筑堰體,填筑堰堤的材料應(yīng)以土石料各一半為宜。當(dāng)堰堤填到一定寬度后,應(yīng)在迎水面一側(cè)填筑厚度為0.5~1.0米的一層粘土層,以利阻水、減少滲水、漏水。填筑可從兩邊向兩頭進(jìn)行。鋼板樁圍堰鋼板樁的結(jié)構(gòu)方式本橋擬采用的鋼板樁結(jié)構(gòu)方式為10.1*13.1m的結(jié)構(gòu)方式(按每邊比承臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸大2m設(shè)計(jì)),采用12m高拉森型鋼板樁,鋼板樁在插打過程中應(yīng)嚴(yán)厲做好防水密封工作。鋼板樁施工預(yù)備材料預(yù)備:拉森鋼板樁每個(gè)承臺(tái)圍堰共計(jì)46.4m、型鋼、鋼管支撐、鋼板以及各種易損耗的材料;機(jī)械設(shè)備預(yù)備:25T吊車1臺(tái)、40T振動(dòng)錘1臺(tái)、電焊機(jī)1臺(tái)、發(fā)電機(jī)1臺(tái);人員預(yù)備;機(jī)械操作人員2人、電焊工4人、輔助工人5人。3)鋼板樁的組拼本橋鋼板樁圍堰要求對(duì)水密封插打,組與組之間要求用水密封膠進(jìn)行兩通處理達(dá)到水密封的要求,確保樁基和承臺(tái)施工的順利進(jìn)行,鋼板樁底端應(yīng)打入持力層。鋼板樁的插打鋼板樁內(nèi)導(dǎo)框安裝好后,即可插打鋼板樁,采取開始一部分逐塊插打,后一部分先插合攏后逐塊插打,從承臺(tái)近河心一側(cè)下游開始至下游合攏。插打過程中按“插樁垂直,分散糾偏,有偏即糾,調(diào)整合攏”的要點(diǎn)控制,整個(gè)插打過程中嚴(yán)厲控制板樁的垂直度,尤其是第一塊板樁要從兩個(gè)互相垂直的方向同時(shí)控制,確保不偏。插打一塊或幾塊后即與導(dǎo)框進(jìn)行聯(lián)系。填筑圍堰在鋼板樁進(jìn)行插打后,對(duì)島內(nèi)及時(shí)進(jìn)行抽水,同時(shí)組織人員進(jìn)行島內(nèi)回填粘土施工,填土高度與河堤保持分歧,島與施工便道兩頭空隙異樣用粘土回填,保證筑島與便道連通,從而在平臺(tái)上施工樁基與承臺(tái)。鋼板樁的拔除當(dāng)承臺(tái)施工完成后,拆除鋼板樁與承臺(tái)側(cè)翼之間的支撐,進(jìn)行鋼板樁的拔除,拔除順序按與打樁順序相反的順序進(jìn)行,拔除采用汽車吊進(jìn)行,拔除的型鋼應(yīng)及時(shí)清算泥砂,涂以油脂,拔一根肅清一根,變形較大的鋼板樁需調(diào)直,清算終了后及時(shí)運(yùn)至下一墩位。3.水中墩樁基礎(chǔ)施工水中墩的鉆孔樁要首先筑圍堰,然后進(jìn)行鉆孔施工。采用土石方圍堰的鉆孔樁在圍堰施工后在堰內(nèi)填土筑島,然后在島面上鉆孔。采用鋼板樁圍堰的鉆孔樁,應(yīng)在鋼板樁插打結(jié)束后,在島內(nèi)及時(shí)抽水回填粘土平,然后在島面上鉆孔。鉆孔樁施工工藝流程見圖3.1。其次要施工方法為:⑴測(cè)量放線及護(hù)筒埋設(shè)①岸上墩臺(tái)及采用圍堰筑島施工的鉆孔樁,根據(jù)墩臺(tái)地位,將場(chǎng)地大致整平夯實(shí)。鉆孔樁樁位按設(shè)計(jì)地位測(cè)設(shè)放線、埋設(shè)護(hù)筒,埋設(shè)護(hù)筒時(shí),護(hù)筒周圍運(yùn)用粘土回填,分層夯實(shí),確保護(hù)筒波動(dòng)。②采用鋼板樁圍堰施工的鉆孔樁,因圍堰的防水效果很好,河底又為非滲水層,所以鋼圍堰施工后可抽出堰內(nèi)河水(水深4~6m),精確測(cè)設(shè)樁位,然后在堰內(nèi)河床上直接埋設(shè)護(hù)筒,護(hù)筒埋深不小于1.5m。護(hù)筒埋設(shè)后,向圍堰內(nèi)回填粘土,以進(jìn)一步加固護(hù)筒,也起到了均衡圍堰內(nèi)外壓力差的作用。同時(shí)要把護(hù)筒上部與鉆孔平臺(tái)連接固定。鉆孔樁施工工藝流程圖圖3.1場(chǎng)地平整挖泥漿池粘土預(yù)備砼拌合、運(yùn)輸試件制造吊裝導(dǎo)管及漏斗灌注水下砼檢測(cè)導(dǎo)管組裝、試壓鋼筋加工制造鋼筋籠吊裝鋼筋籠清孔鉆進(jìn)成孔制造泥漿鉆機(jī)就位埋設(shè)鋼護(hù)筒測(cè)量定位場(chǎng)地平整挖泥漿池粘土預(yù)備砼拌合、運(yùn)輸試件制造吊裝導(dǎo)管及漏斗灌注水下砼檢測(cè)導(dǎo)管組裝、試壓鋼筋加工制造鋼筋籠吊裝鋼筋籠清孔鉆進(jìn)成孔制造泥漿鉆機(jī)就位埋設(shè)鋼護(hù)筒測(cè)量定位③護(hù)筒均采用鋼護(hù)筒。護(hù)筒頂應(yīng)高出施工期外界水位至少1.5m。護(hù)筒埋設(shè)后,應(yīng)檢查其立體地位的偏向和垂直度,偏向不能超過允許誤差范圍,并標(biāo)定護(hù)筒頂面高程,以便量測(cè)孔底標(biāo)高及安放鋼筋籠。⑵泥漿池的設(shè)置采用土石方圍堰或鋼板樁圍堰施工的鉆孔樁,在鉆孔平臺(tái)上設(shè)鋼制泥漿池,泥漿池大小以最小能滿足一個(gè)樁基的泥漿儲(chǔ)存量為宜,泥漿車配合運(yùn)用。⑶開鉆后鉆孔應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,普通不得中途停鉆。鉆進(jìn)過程中應(yīng)保持鉆頭中心與護(hù)筒中心在一垂線上。開始鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)慢速鉆進(jìn),以利孔內(nèi)造漿。造漿必須運(yùn)用符合要求的粘土。鉆進(jìn)過程中,經(jīng)常測(cè)定泥漿比重,并根據(jù)地質(zhì)狀況隨時(shí)調(diào)整。護(hù)筒內(nèi)泥漿頂面高度應(yīng)一直高出孔外波動(dòng)水頭至少1m。鉆孔施工時(shí),泥漿不能隨意排放,更不能排入水中。泥漿沉淀后應(yīng)運(yùn)用汽車?yán)綏壴鼒?chǎng),拉運(yùn)車輛應(yīng)采取防護(hù)措施,泥漿不能拋灑路上凈化環(huán)境。⑷鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,采用換漿與抽碴筒抽碴相結(jié)合的方法清孔。當(dāng)孔底沉碴厚度在設(shè)計(jì)要求及《規(guī)范》允許范圍之內(nèi)后,即可下鋼筋籠,灌注水下砼。⑸鋼筋籠制造和吊裝就位鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)地內(nèi),按設(shè)計(jì)及《規(guī)范》要求加工,在現(xiàn)場(chǎng)采用“卡板成型法”成型。加工好的鋼筋籠運(yùn)用吊車吊放入孔。由于本橋樁基鋼筋籠長度較短,采用一節(jié)制造,為了確保鋼筋籠在樁身砼中有足夠的保護(hù)層,應(yīng)事前焊接控制鋼筋骨架的保護(hù)層鋼筋,保護(hù)層鋼筋牢固地焊接在鋼筋骨架的主筋上,縱向間距不超過2m⑹導(dǎo)管的組裝及吊裝就位擬采用φ300廠制螺口聯(lián)合的鋼導(dǎo)管快速接長。導(dǎo)管運(yùn)用前,先將導(dǎo)管在樁位附近的場(chǎng)地上拼接,并進(jìn)行水密性實(shí)驗(yàn),以保證砼灌注過程中不漏水、不透氣。然后將導(dǎo)管分成若干段起吊入孔,上緊聯(lián)合螺栓,用卡盤固定于護(hù)筒筒口。⑺灌注水下砼砼在砼拌合場(chǎng)拌合后,運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),同時(shí)應(yīng)檢查其均勻性和坍落度,如不符合要求,應(yīng)進(jìn)行二次拌合。砼灌注前,應(yīng)檢查鋼筋籠、導(dǎo)管底標(biāo)高、孔底沉碴厚度和有無坍孔景象。灌注砼時(shí),先向漏斗內(nèi)灑1:2的水泥砂漿潤濕大漏斗,然后用砼將漏斗裝滿,使封底砼能確保埋住導(dǎo)管底端不小于1m。砼灌注連續(xù)進(jìn)行,經(jīng)常探測(cè)孔內(nèi)砼面標(biāo)高,及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。灌注水下砼應(yīng)留意下列事項(xiàng):①灌注水下砼的工作應(yīng)迅速,防止坍孔和泥漿沉淀過厚;②砼的坍落度以18-22cm為宜;③灌注所需砼數(shù)量,普通較成孔樁徑計(jì)算數(shù)量大,約為設(shè)計(jì)樁徑體積的1.3倍左右;④為防止鋼筋籠被砼頂托上升,在灌注下段砼時(shí)應(yīng)盡量加快速度,當(dāng)孔內(nèi)砼面接近鋼筋籠底部時(shí),應(yīng)保持較大的導(dǎo)管埋深,放慢灌注速度,當(dāng)砼面超過鋼筋籠底部1-2m后,應(yīng)減少導(dǎo)管埋入深度,按正常速度灌注;⑤灌注標(biāo)高應(yīng)高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5-1.0m,以便肅清樁頭浮漿和消弭測(cè)量誤差。⑻水下砼的質(zhì)量要求①強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;②無斷層、夾層,無縮頸景象;③樁頭鑿除預(yù)留部分后,無殘余松懈層和薄弱砼層;④樁頂預(yù)留鋼筋長度應(yīng)符合圖紙要求。4.承臺(tái)、墩身施工承臺(tái)基坑均采用人工配合機(jī)械進(jìn)行開挖,其基坑開挖及排水方法與明挖基礎(chǔ)基坑開挖基本相反,承臺(tái)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,在基坑周圍設(shè)排水溝,在鋼板樁四個(gè)角設(shè)集水溝,用大功率水泵集中進(jìn)行抽水,然后用混凝土封底進(jìn)行施工,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于承臺(tái)墊層標(biāo)號(hào)?;娱_挖時(shí),土石方應(yīng)隨挖隨運(yùn),堅(jiān)決杜絕把土石棄置溝內(nèi)或河中。當(dāng)用混凝土進(jìn)行封底強(qiáng)度構(gòu)成后,及時(shí)測(cè)量樁頂標(biāo)高,用空壓機(jī)
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