水中承台施工的辅助方法.doc

水中承台施工的辅助方法一，主桥通航孔桥的概述1 气象工程场区地处亚热带湿润季风气候区，季节明显，冬冷夏热，夏季盛行东南风，湿润多雨，气温高，湿度大；冬季盛行西北风，为西伯利亚干冷气团所控制，天气寒冷，干燥少雨。根据工程场区附近气象站资料统计分析，多年平均年降雨量1420.2mm，最大年降水量2360mm，历年平均降雨日数为133d，多集中在48月。受季风影响，年内降水分配很不均匀，510月降水约占全年降水的70%以上。多年平均气温在17左右，年内温差大，极端最高气温40.3，极端最低气温-11.0。多年平均风速2.2m/s，最大风速23.0m/s（1956.3.17），相应风向为N。年均日照约2000h，无霜期从3月至11月约250天。雾多发生在冬季，年平均雾日为36.8d。2水文桥位处河水主要来自长江中游及洞庭湖、汉江、倒水、举水、巴河、浠水等流域，桥址区内主要有滠水、倒水、举水、巴河、浠水、武湖、张渡河、白潭湖及梁子湖等河流或湖泊。长江中下游洪水具有峰高量大，持续时间长的特点，汛期为510月，其中7月份出现最大洪峰的次数最多，约占62.5%。河段具有流量大、水位高、高洪水位持续时间长等特点。据上游汉口站实测资料统计，历年最大洪峰流量为76100m3/s（1954年8月14日），历年最小洪峰流量为29400m3/s（1900年7月），多年平均流量为22500 m3/s，多年平均径流量为7109 m3/s。桥址处300年一遇流量为83700 m3/s，100年一遇流量为77700 m3/s，20年一遇流量为75300 m3/s。3，上部构造主梁为（8515085）m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，采用分离的上、下行独立的两座桥，单幅单箱单室截面，跨中箱梁中心高度为3.918m，支点处箱梁中心梁高9.118m，由距主墩中心4.0m处往跨中方向70m段按1.6次抛物线变化。箱梁在中墩对应桥墩位置设计1个中横梁，厚度为4.0m；边跨端部设厚度为2.0m的横隔梁，其余部位不设横隔梁。箱梁在横桥向底板保持水平，腹板竖直，顶板设2%的横坡，单向横坡通过内外侧腹板高度来调整。箱梁根部底板厚80cm，跨中底板厚30cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.6次抛物线变化。箱梁腹板根部厚80cm，跨中厚55cm，箱梁腹板厚度在腹板变化段按直线段渐变，由厚80cm变至至55cm。箱梁顶板厚度28cm。箱梁顶宽11.75m，底宽6.55m，顶板悬臂长度2.6m，悬臂板端部厚18cm，根部厚70cm。箱梁顶设有2%的横坡。箱梁浇筑分段长度依次为：12m长0号段+6×3.0m+4×3.5+9×4.0m，边、中跨合拢段长均采用2m，边跨现浇段长8.8m。主梁按全预应力混凝土设计，采用两向预应力，纵向预应力采用标准强度1860Mpa的钢绞线,设计锚下张拉控制应力1395Mpa。箱梁纵向钢束每股直径15.2mm，大吨位群锚体系；竖向预应力采用精轧螺纹钢筋。纵向预应力束管道采用塑料波纹管成孔。竖向预应力筋管道采用加厚金属波纹管成孔。边跨现浇段底板处设有检修预留孔，在主梁侧面设有人行通道。4，下部构造1）32号主墩32号主墩基础中心里程桩号为K1+725。基础采用11根2.0m钻孔灌注桩，桩基呈梅花式布置：横向间距3.7m、纵向间距3.6m；桩底高程-77.500 m，桩长87.0m；桥墩基础设计为摩擦桩基础。承台为圆端形整幅承台，平面尺寸为25.5m×10.8m。承台顶标高为+13.0m，承台厚3.5m。墩身采用等截面矩形分幅空心墩，墩高28.014m，单幅截面外侧6.55×4.0m、内侧4.55×2.4m，壁厚分别为1.0m、0.8m，四周设0.3×0.3m的倒角；空心墩在其底部和顶部分别设3.0m和2.0m厚的实体过渡段。2）33号主墩33号主墩基础中心里程桩号为K1+875。基础采用11根2.0m钻孔灌注桩，桩基呈梅花式布置：横向间距3.7m、纵向间距3.6m；桩底高程-77.500 m，桩长87.0m；桥墩基础设计为摩擦桩基础。承台为圆端形整幅承台，平面尺寸为25.5m×10.8m。承台顶标高为+13.0m，承台厚3.5m。墩身采用等截面矩形分幅空心墩，墩高28.175m，单幅截面外侧6.55×4.0m、内侧4.55×2.4m，壁厚分别为1.0m、0.8m，四周设0.3×0.3m的倒角；空心墩在其底部和顶部分别设3.0m和2.0m厚的实体过渡段。通航孔主桥设计承台顶标高在+12，而长江最低水位为冬季的枯水期约为+14左右，且时间很短，约为一个月左右，因此必须采用围堰施工的方法施工。二，水上围堰施工方法目前水上施工通用的几种施工方法1，沉井法施工 沉井法又称沉箱凿井法。在不稳定含水地层掘进竖井时，于设计的井筒位置上预先制作一段井筒，井筒下端有刃脚，借井筒自重或略施外力使之下沉，将井筒内的岩石挖掘出的施工方法。挖掘与下沉交相进行，直到穿过不稳定地层。 由套井、井壁和刃脚三部分组成。套井(即锁口)是靠近地表预先作好的一段大于沉井外径1.5m左右的井筒，用以保护井口，安设导向装置和贮存减阻材料。沉井井壁就是井筒的永久井壁，应有足够的强度，并满足下沉所需的重量。一般为钢筋混凝土结构，壁厚1m左右，随沉井下沉不断在井口浇筑接长。刃脚位于沉井井壁最下端，多用钢材制造，刃尖角通常为 30°，刃脚高3m，刃脚外半径比井壁外半径大100300mm，以便下沉后在井壁四周形成一个环形空间。施工时沉井利用钢刃脚插入土层，工作面不断破土排渣，依靠井壁自重不断下沉，当沉井刃脚达到基岩后，即行封底与壁后注浆固井。2，钢围堰双壁钢围堰适用于深水基础施工，围堰的尺寸及高度应根据基础尺寸及放样误差、墩位处河床标高、围堰下沉深度和施工期间可能出现的最高水位高程以及浪高等因素确定。 双壁间距应根据下沉需克服的水的浮力、土壤摩阻力、基底抗力而定。双壁钢围堰本身应分设多个对角的横向互不通水的隔水仓，以便在下沉过程中分仓对称灌水、砂砾石或混凝土。 双壁钢围堰的制作，应按设计要求在工厂施工，其分节分块的大小应按工地吊装、移运能力确定。 双壁钢围堰拼焊后应进行焊接质量检验及水密试验。 各节、块拼焊时，应按预先安排的顺序对称进行。 围堰浮运定位 围堰清基应符合设计要求，清基完成后，由潜水员逐片检查，合格后，方可浇注水下混凝土封底。封底要求按本规范第7章的规定进行。 围堰着床后的允许偏差应符合设计要求。设计无要求而又作为承台模板用时，其误差应符合模板的施工要求。 墩位平台上钢围堰的组拼及下放钢套箱在钻孔平台上组拼，在钻孔平台上画出钢套箱底层的安装位置，做好组拼前的准备工作。A、钢套箱内侧在钢护筒上，外侧在钢管桩上或钢管桩组成横担梁上，安设带有悬出的扁担梁（由两根工36-a工钢组成）C、每处用两台50t油压手动千斤顶（或两台32t手动螺旋千顶，共24台）上述工具设备安装到位后，通过千斤顶与32直径的精轧螺纹粗钢筋上两个特螺帽的相互交替作用把底节钢套箱下放入水。2、钢围堰的接高在首节钢围堰锁定后，向其隔仓内灌注混凝土和向夹壁内加抽水等措施以调平围堰，并予留一定的干舷高度，使其处于待拼次节围堰的状态。以后每一节段船运到围堰旁，由浮吊起吊与首节或上一节进行焊接，每接高一节既均匀下沉，并予留相应的干舷高度，以便接高下一节时施焊作业。3、钢围堰的下沉和着床稳定双壁钢围堰在水中是以隔舱内灌水下沉。如遇到刃角有变形时可灌1.0m3.0m的刃角砼，本桥双壁围堰内有十二支钻孔成桩的钢护筒及矩形围堰的横、纵向各两根内支撑防碍抓泥斗的使用，即有些部位抓泥斗不能到位，则使用空气吸泥机高压射水龙头清除。三、拉森钢板桩施工施工方法： 拉森钢板桩插桩1、用40#H型钢作打桩导向围檩夹木。2、按设计轴线要求放出拉森桩咬口轴线灰线并在灰线上做好红色木桩标识。3、按灰线标识安装导向围檩夹木，并打导向围檩定位桩。4、将导向围檩吊到位，并与定位桩固定。检查安装尺寸，核准导向围檩中心线是否在拉森桩轴线灰线上。5、沉桩前检查桩是否平直，完好。6、拉森桩打入后，保证桩顶上口平直，达到设计标高。7、拉森桩垂直度用二台经纬仪垂直控制，若出现偏差，通过吊机调正吊点方位随时修正。发现垂直度超标，必须拔出重新开打。8、拉森桩采用单点起吊，吊点由钢丝绳长度确定，起吊垂直后进行喂桩。桩底轻轻落地，桩顶倒向振动锤咬口处，振动锤开口咬合，液压夹紧，起吊提升，吊至打桩位置的导向围檩处。施工人员护桩，插桩，桩翼板相互贴紧，然后开锤起打，控制调整垂直度向下送桩。9、桩送到设计标高后，振动锤咬口松开，复位，再移动锁口卡板，继续重复下一根桩的施工。导梁安装1、为保证钢板桩插打的位置准确，首先设置定位桩，定位桩采用的50cm（壁厚10mm）钢管桩，根据不同土质打入深度为57m；导梁采57m；导梁采用40号工字钢加工而成。施打前先在场内加工制作,现场拼装导梁，河中沿线性插打若干钢管桩，将内导梁焊接在钢管桩上面，用以导向，水上平台经检查平面位置后可直接作为外导向。导向采用40号工字钢制作，具有一定竖向和侧向刚度，保证施打时不变形，正确导向。在打钢板桩时，采用两个夹具夹住钢板桩，夹具可采用10号槽钢制作（具体形式见以下示意图）。2、钢板桩插打根据现场作业条件和地质资料，采用机械打桩批插打钢板桩。钢板桩采用逐块插打，插打次序从上游开始紧贴导梁插打，向下游合拢。插打钢板桩时严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩打入时加强定位和双向垂直度检查（需配备两台全站仪）控制，必须保证位置正确，竖直下沉。3、围堰角桩及合拢本钢板桩围堰平面为矩形，所以在围堰的纵向和横向会出现转角的情况。施工转角处时首先使用定型角桩，在不能施工角桩时，现场根据实际尺寸，用2根钢板桩焊接拼装成1根角桩进行施打。角桩焊接必须牢固、密封。合拢安排在横向或纵向的一条边上，也可在围堰角桩处合拢。钢板桩整修1、在钢板桩到场以后，对钢板桩进行检查、分类、整理，做必要的整修。锁口检查：将所有钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整理，按具体情况分别进行冷弯、热敲、焊补、割除或接长处理。四、围檩及支撑安装方法1、本工程钢板桩围堰拟采用一道支撑钢管中心标高在底标高以上钢板桩桩顶下2.5m位置处；测绘放线、根据桩位开挖沟槽、标出支撑水平标高按实际尺寸拼装609钢支撑吊装609钢支撑拼装活络接头施加预应力焊接钢支撑节点第一根支撑安装完毕，接连安装下一根支撑每根支撑方法类同。2、测绘放线、根据桩位开挖沟槽、标出角撑水平标高按实际尺寸拼装角撑吊装角撑焊接角撑复板节点第一根角撑安装完毕，接连安装下一根角撑每根角撑方法类同。围檩采用H400带肋板型钢双拼，直撑采用609x16钢管，每隔6米一道。围堰设置1道，纵桥向每开挖10米左右把垫层浇好垫层浇紧帖钢板桩，以防土壤窿起。（有条件情况下底板做好）五、质量保证1、开挖，安装过程中要密切注意土壤的移位变化。值得注意的是由于钢板桩在插打过程中受各种因素影响，整个围堰的侧面顺直度会出现一定的偏差，H型钢围檩安装后与钢板桩之间会留有一定的间隙。为保持钢板桩均匀受力，应将H型钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接，围堰的四角应加强处理。钢板桩围堰施工的质量控制措施2、钢板桩堵漏钢板桩在插打不当或水压作用下会使锁口发生变形、胀缝，出现渗水的情况。锁口不密封漏水时，应用木条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝外侧水中撒下大量的炉渣、木屑或谷糠等随水夹带至漏缝处，通过水流渗透自行填塞。也可用质量较好的塑料薄膜整块挂在围堰外侧进行挡水处理，减小渗水量。3、钢板桩围堰施工的质量控制措施1）拉森桩打入底标高，入土深度必须达到拉森桩桩长2分之1倍长度以上，紧密咬口式呈长方形，弯曲的拉森桩（桩身弯曲矢度大于1桩长）不得使用。2）围护拉森桩打好后，首先检查拉森桩的咬口，如发现有脱缝时在开口处补插钢板桩，以减少缝隙中漏水、漏泥现象。其次检查水平联系围檩和支撑的安装情况是否符合设计要求，待全部检查及准备工作完成之后，对堰身进行全面检查后方可进行围堰内清淤。3）在拆除围堰前，必须回沙及回土使围堰内相平后方可拆除围堰。4）钢板桩施打过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。5）钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。6）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。7）在基础较软处，有时发生施工当时将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。