論某橋梁工程水中基礎施工的質(zhì)量控制

精品文檔-下載后可編輯論某橋梁工程水中基礎施工的質(zhì)量控制【摘要】本文結合工程實例,介紹了復雜水文地質(zhì)條件下橋梁基礎施工的成功做法，供同行參考。

【關鍵詞】水文地質(zhì)；橋梁；質(zhì)量控制

1大橋的主墩基礎施工

1.1工程概況

該橋采用2-24m+3-32m簡支箱梁＋（60+5x100+60）m連續(xù)梁＋32-32m簡支箱梁，其中0號～4號墩為北岸引橋墩，5號～12墩為連續(xù)梁主墩，13號～42號墩為南岸引橋墩。橋墩、橋臺均采用樁基礎，其中0號臺、42號臺采用12-1.00m樁基；1號、2號、3號、36號橋墩采用9-1.00m樁基，37號～41號橋墩采用8-1.00m樁基，19～35號橋墩采用8-1.25m樁基，18號橋墩采用10-1.25m樁基，4號、13號～17號橋墩采用9-1.50m樁基，5號、12號橋墩采用12-1.50m樁基，6號～11號橋墩采用14－2.0m樁基，本橋所有橋墩臺樁基礎均按柱樁設計，本橋樁基礎配筋除標明者外采用構造配筋。

因7#墩位于主河槽深水之中,該工程特點具有代表性,以下就介紹該墩基礎施工技術情況。

1.2自然條件

1.2.1地形地貌

本橋位為一寬闊順直的河谷地形，江河自東向西流經(jīng)橋位，常年水位時江面寬度約770m，兩岸河堤間距約為900m。本橋位北岸地形高陡，南岸地形低緩。北岸為沖刷岸，地貌單元屬構造剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏較大，地面標高為29～79m；南岸為河流堆積區(qū)，地貌單元屬侵蝕堆積河谷平原區(qū)，其中引橋部位為江河Ⅰ級階地，階面較完整，地形較平坦，地面標高為41～58m，現(xiàn)為耕作區(qū)及居民區(qū)。主橋部位的河床面北低南高，其南側為低漫灘，寬度約為50m，灘面向河床中心傾斜，地面標高為29.00～38.00m；北側距離北岸河堤約200m為河床中心，谷底堆積物很薄，河床面標高為21.00～29.00m。橋位范圍未發(fā)現(xiàn)有強烈沖刷的沖溝，僅在南岸Ⅰ級階地上(DK1607+285m處)分布一條寬約2m的東西向小溪，屬常年流水，切割深度為1～2m，長度為3.5km左右。

1.2.2氣候條件

橋址處屬亞熱帶季風性濕潤氣候。氣候特征是：氣候溫和，降水充沛，雨熱同期，四季分明多年平均氣溫17.2℃，年積溫為5457℃，年均降水量1361.6毫米，年均降水量1358.6～1552.5毫米。多年平均日照時數(shù)達1677小時．冬春多偏北風，夏季多偏南風，全年保持著溫和濕潤的氣候特點。

1.2.3水文條件

根據(jù)水文站近十年該河段水文資料：最大斷面平均含沙量為1.23kg./s3；最大測點流速為2.86m/s；100年一遇洪水水位44.20m；50年一遇洪水水位43.52m；20年一遇洪水水位42.41m。

近十年的月平均水位見下頁：某特大橋水位趨勢圖。

通航資料：根據(jù)xx省航務管理局文件，該河為Ⅲ級（2）等航道，通航凈高為10m，側高為6m，凈寬為70m，上底寬55m。橋址處最高通航水位：H10％=41.67m。

1.2.4地質(zhì)條件

河床部位表層為第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)，下伏基巖主要是泥盆系石英礫巖、灰?guī)r與頁巖以及白堊系泥質(zhì)砂巖與礫巖；北岸丘坡表層為第四系全新統(tǒng)坡積層粉質(zhì)黏土，下伏基巖為元古界板巖，山坡邊緣有基巖；南岸Ⅰ級階地為第四系全新統(tǒng)(Q4al)沖積層，下伏基巖為白堊系泥質(zhì)砂巖；Ⅱ級階地為第四系中更新統(tǒng)(Q2al)粉質(zhì)黏土與圓礫土，下伏基巖為白堊系泥質(zhì)砂巖。

橋址區(qū)北岸地形起伏較大，未發(fā)現(xiàn)滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，但6號墩、7號墩、8號墩不同程度的存在巖溶工程地質(zhì)問題。根據(jù)勘察結果，橋址區(qū)巖溶埋藏條件為覆蓋型，但地下洞穴系統(tǒng)未形成，巖溶中等發(fā)育。鉆探揭露巖溶主要分布于7號墩，分布范圍在標高－12m～－19m之間，溶洞高度為0.5～0.6m，總溶洞率為0.61％，總巖溶率為1.75％。此外在弱風化礫巖與弱風化頁巖巖體中未發(fā)現(xiàn)有巖溶分布。

1.3施工方案的選擇

大橋建設合同工期為2022年5月至2022年10月,共計30個月。為滿足統(tǒng)一鋪架的要求,主橋線下及兩岸引橋下部主體結構必須在2022年7月前完成,即主橋工期27個月。因前期征地拆遷等各種因素的影響,該橋?qū)嶋H于2022年9月10日才被正式批準開工。此工程鋪架工期必須保證,主墩基礎必須在2022～2022年之間的枯水期內(nèi)完成并能形成連續(xù)的作業(yè)條件。因此,方案應充分考慮工期要求,既要安全可靠,又必須簡捷、快速方便。

設計單位在指導性施工組織設計中建議主墩基礎采用插打鋼板樁施工,此方案雖方便快捷，但河床覆蓋層淺，河水深，不利于鋼板樁插打支護及平臺的安全穩(wěn)定。通過比對研究，確定了采用雙臂鋼圍堰的方案施工。該方案采用整體拼裝，分段焊接大大的增強了可操作性和安全性，滿足了施工的要求。

1.4方案的實施

1.4.1總體施工方案

鋼圍堰在鋼結構加工場（委外）分塊加工制造，然后經(jīng)水運運至主墩旁，由50t吊船逐塊吊起在墩位基礎處的鋼圍堰組拼平臺上組拼，電焊成型；再由吊掛結構吊起圍堰脫離組拼平臺，拆除圍堰下沉相碰的平臺桿件，然后下放圍堰至自浮水面；往圍堰隔艙內(nèi)灌混凝土，使其刃腳落入河床覆蓋層，繼續(xù)灌混凝土并配合圍堰內(nèi)吸泥使圍堰下沉至設計標高。

根據(jù)水文資料及工期安排，鋼圍堰施工主要在10月～12月，施工水位初步定為30m，圍堰頂比施工水位高1m，標高為31m，圍堰底落入河床面以下約1.5m，標高為20.5m。圍堰總高度為10.5m。鋼圍堰立面布置為：底節(jié)（第一節(jié)）7m高，為雙壁型，第二節(jié)3.5m高，為單壁。根據(jù)受力情況，圍堰內(nèi)設置支撐框梁，形成密閉的防水結構。7號墩圍堰外形尺寸約為Φ22.8m，8號墩圍堰外形尺寸約為Φ24.5m。

施工步驟：施工準備（筑島修便道至6號墩、9號墩，建下河碼頭，鋼圍堰加工）組拼導向船與導向架定位導向船插打定位鋼護筒（6根）安裝定位鋼護筒之間的聯(lián)結系與施工平臺分配梁將導向架下落到施工平臺分配梁上，退出導向船延伸導向架插打其他鋼護筒并連成整體以導向架為施工平臺，安裝鉆機鉆孔澆筑樁基水下混凝土以施工平臺作為圍堰組拼平臺拼裝鋼圍堰接高支撐鋼護筒在支撐鋼護筒上安裝圍堰起吊支架及起吊系統(tǒng)起吊圍堰，拆除與圍堰下沉相碰的組拼平臺構件下沉鋼圍堰封底抽水施工承臺。

1.4.2鉆孔樁施工

（1）施工準備工作：完成南岸筑島至9號墩、北岸筑島至6號墩、下河碼頭、便道等先期工作；

（2）組拼導向船與導向架：利用50噸吊船將導向船與導向架先組拼成整體；

（3）定位導向船：用拖輪將導向船、導向架整體托至設計位置，拋錨固定；

（4）插打定位鋼護筒：鋼護筒按設計圖在鋼結構場加工制造，經(jīng)下河碼頭船運至墩位，利用50t吊船配合中-250型振動打樁機先插打6根鋼護筒作，并連接為整體作為定位鋼護筒；

（5）將導向架下落到施工平臺分配梁上，退出導向船，延伸導向架，插打其他鋼護筒并連成整體，以導向架平臺作為鉆孔施工平臺及圍堰組拼平臺；

（6）鉆孔、澆筑樁基水下混凝土：在施工平臺上安裝鉆機，用旋轉鉆機鉆孔，用導管法澆注樁基水下混凝土。

為加快施工進度,高峰期平臺上共布置了大扭矩旋轉鉆機及普通沖擊鉆機共計達7臺之多,于200６年８月２０日開鉆,至200６年９月３０日全部水封完畢,僅用時４０d就完成了１４根長度42m,入巖達22m左右的Φ2.5m鉆孔樁,提前達到了預期的目標。全部樁基經(jīng)小應變及超聲波兩種方法檢測均判定為Ⅰ類樁,優(yōu)良率達100%。

1.4.3承臺施工

（１）起吊圍堰，拆除與圍堰下沉相碰的組拼平臺構件，利用樁基鋼護筒作定位導向，放松吊掛逐步下放圍堰，圍堰著河床后，通過在圍堰內(nèi)吸泥、加壓等辦法使圍堰到達設計標高；

（２）封底：圍堰下沉到位，經(jīng)清基檢查合格后，進行圍堰封底，封底采取垂直導管法灌注水下C20混凝土封底；

（３）鋼護筒割除、清淤：圍堰內(nèi)水抽干后，對漏水部位進行堵漏處理，測量放出樁頂高程，放出鋼護筒的切割線，混凝土頂面以上割除鋼護筒；鋼護筒割除過程中，同時人工清除封底砼表面浮渣；高于設計頂標高部分用風鎬鑿除，低于設計頂面標高部分，用砼找平；鋼護筒割除完畢，樁頭高于設計標高的混凝土用風鎬鑿除，樁頭處理好后，進行樁基混凝土質(zhì)量檢測，合格后，安裝承臺鋼筋；

（４）鋼筋、混凝土工程：按常規(guī)及大體積混凝土施工方法施工。

水中墩承臺施工工藝框圖

1.4.4施工工期安排及保證措施

7號主墩基礎及下部構造施工從2022年8月1日起至2022年4月13日完成墩身施工結束，共計176天。

主要控制工期的工序為樁基礎鉆孔及鋼圍堰組拼下沉，為保證工期按時完成，制定如下措施：

（1）細化施工工序，制定重點工序的施工細則，對參與施工的所有人員進行技術與安全交底，工作落實到人；

（2）加強對機械設備的檢查，確保機械設備工作狀態(tài)良好，必要時可增加重點工序設備數(shù)量，如旋轉鉆機等；

（3）加強與海事、航道等部門的協(xié)調(diào)工作，確保在不影響通航的情況下，水上施工不受外界干擾；

（4）保證足夠的材料儲備，不發(fā)生停工待料現(xiàn)象。

1.4.5施工安全注意事項

（1）按照最不利荷載情況，對圍堰進行設計，各項指標達到要求。

（2）對已沉鋼護筒和平臺，要做好防護措施，加強管理。

（3）大型施工設施如鋼圍堰、起吊鋼圍堰吊架須經(jīng)檢查合格辦理簽證后方可使用。

（4）鋼圍堰內(nèi)外側設置腳手架、梯子、腳手板、搭設應牢固可靠。

（5）在圍堰四周上設置必要的臨時措施；使用信號燈、旗以明示，設若干浮標，配置限航標志設施，限航通告。

（6）大型構件的起吊、拖運、安裝施工前，要掌握當天的天氣預報，選擇在風浪較小的天氣狀態(tài)下進行作業(yè)。

（7）加強個人勞動保護工作，上甲板作業(yè)必須穿好救生衣，人行通道，施工平臺設置欄桿，外掛安全網(wǎng)。

（8）用電規(guī)范化，臨時線路均架空、穩(wěn)固，配電箱加蓋鎖蓋。

（9）配置足夠的水上救生設施和消防設施。

2總結

該