天津市津南区环线东沽路老海河段拓宽改造工程箱涵施工方案Word格式.docx
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钢筋工:
钢筋加工及半成品的运输,绑扎,保护层的控制等。
砼工:
砼的浇筑入模,振捣,养护等(砼的搅拌运输由商品砼站集中组织供应)
防水工:
涵洞的沉降缝处理等。
2.4、投入的主要施工机械设备
为满足本工程的施工需要,拟投入主要施工机械设备如下:
1、为满足基槽土方开挖,投入1.25m3反铲挖掘机3台,自卸汽车3台,钢板桩打桩机1台,潜水泵13台。
2、为满足砼施工需要,砼计划从商品砼站购置,采用3台砼搅拌运输车运至现场浇筑,现场配备砼振动器3台,同时投入成套的钢筋加工设备,木工机械,测量设备及其他设备等,均已按施工组织总设计的配置要求组织到位,满足本工程的施工需要。
2.5、投入的主要施工材料
主要施工材料计划如下表:
序号
材料名称
规格
单位
数量
备注
1
钢管
φ48
t
280
承重及支撑脚手架用
2
扣件
套
12000
3
木枋
50×
100
m3
20
模板背楞用
4
胶合九夹板
δ=2cm
m2
5000
基础、墙身及盖板模板用
5
对拉螺杆
φ16l=0.9m
1200
模板加固用
6
塑料管
φ20
m
300
砼养护用
7
扎丝
kg
1150
钢筋绑扎用
8
蝶形扣
个
2400
9
电缆线
10mm2
200
现场用电
10
配电箱
2.6、施工平面布置
2.6.1、临时设施布置,及施工用水用电
根据现场实际情况,在津南市政料场引入施工电源,在箱涵西侧津南新城雨水泵站临时钢筋加工场,配备二台弯曲机和二台切断机。
砼采用商品砼,主要用电设备为振动器、打桩机,木工设备和潜水泵以及照明,总功率约180kw,完全能满足用电要求。
施工用水采用水车拉水以解决工程使用及生活用水。
2.7、技术准备
2.7.1、进行测量放线及水系高程复核,对照设计图纸,核对涵洞位置及流水面高程是否与现场相符,若发现不符,应及时通知监理及设计单位进行设计修改,以满足排水要求。
2.7.2、对水泥搅拌桩处理的复合地基进行试验检测,确保满足地基承载力要求。
2.7.3、按照施工规范要求,对用于该工程的原材料进行抽样检测,对商品砼的生产要求进行交底和委托,确保工程质量。
2.7.4、进行技术交底,以书面形式下达。
班组长在接受交底后,认真贯彻施工意图。
三、施工进度计划
本箱涵洞按6m左右设沉降缝一道,可将整个涵洞分为14段,按间隔分段组织施工,确定施工进度计划如下表:
施工进度计划
施工日期
2013年5月份
2013年6月份
2013年7月份
2013年8月份
12
15
18
21
24
27
31
30
老海河打坝排水
老海河清淤泥
拆房土及碎石垫层
箱涵基础底板
墙身及顶板
箱涵节制闸基础
箱涵节制闸主体
河底河坡浆石砌档土墙
箱涵回填土
闸门及启闭机安装
11
竣工验收
四、主要施工方案
4.1施工程序
1、本箱涵的总体施工程序为:
测量放样→老海河打坝→老海河排水清淤→打钢板桩支护→基础挖方→碎石及拆房土垫层→砼垫层→箱涵底板→墙身及顶板→箱涵节制闸施工→河底坡浆石砌筑挡土墙→箱涵回填→闸门安装→检查验收。
具体施工分两段进行,先施工北环路东段箱涵,待施工完成后,把原有北环路拆除,在施工完的箱涵上做导行,在施工北环路西段箱涵。
4.2箱涵施工方法
4.2.1测量放样
在基础开挖之前,按照图纸所示坐标及尺寸,放出箱涵中心线及基础开挖边线,并敷设临时水准点,作为箱涵施工过程高程控制依据,箱涵中心线应引至两端木桩上,以便随时进行中心线检查。
测量放线成果须经监理工程师复核无误后方可进行下一步施工。
4.2.2老海河打坝
根据现场勘察,北环路东侧箱涵施工前应在距箱涵口30米处打坝,由于该侧老海河内水位较浅,采用木桩软体坝节流,软体坝长度为50米,木桩选用Φ150mm-Φ200mm的松木木桩,长度为8米,用打桩船进行打桩,木桩间距为250mm,迎水面采用40mm厚*4000mm长木板满排于木桩上,木板下部扎入淤泥内,木板内侧放置防水布并紧贴于木板上,防水布下侧用沙袋把防水布压入淤泥内,防止漏水,木桩迎水面外侧每隔3米设一道木桩支撑,并且采用Φ10钢丝绳沿水压方向拉3道拉绳,放置软体吧受水压力过大而倒敷。
老海河西侧由于水位较深,采用打土坝,土坝上口宽度为5米,土坝两侧先打钢板桩,间距为500mm,内侧用吊装代装入土方,用挖掘机调入放置于钢板桩槽内,以方便拆除时容易取出,带打坝高度超过现状水面时,直接用挖掘机运输车把土填于坝上,坝高超过水平面为1米。
4.2.3老海河排水清淤
老海河挡水坝完成后进行排水清淤工作,排水采用DN200潜水泵6台,昼夜连续排水,设专人值班,最后河内小面积的积水采用人工挖沟,将水引致潜水泵处排除。
由于老海河内淤泥较深且较宽,东侧清淤时先用拆房土垫一趟临时清淤平台,平台宽度为8米,长度为15米,垫土深度2.5米,以防止挖掘机沉入淤泥内,便于挖泥,用3台挖掘机,一台挖泥,一台进行二倒,一台进行装车,运至指定地点存放。
由于老海河内淤泥较深,在距离软体坝10米出打一排钢板桩,桩长12米,密集排列,长度为40米,防止清淤时淤泥流淌把软体坝淤倒,西侧老海河清淤时由于河南侧为公园绿化,不能破坏,因此只能从一侧导出淤泥,采用一台长臂挖掘机挖泥,一台进行二倒,一台进行装车,运至指定地点存放。
清淤完成后进行下一部施工。
4.2.3钢板桩支护
由于北环路不能断交需分段施工,因此箱涵位置的北环路两侧打钢板桩支护,防止挖槽时北环路塌方,造成交通阻塞及安全事故,钢板桩采用360B型,桩长12米,沿现状北环路人行道外边线两侧施打,单侧长度为40米,密集排列,一米五根,钢板桩的打设施工机械采用20T振动打桩机施工。
钢板桩打设单桩打入法以一块或两块钢板为一组,从一角开始逐块插打,直至工程结束,这种打入方法施工简便,可不停顿地打,桩机行走路线短,速度快。
但单块打入易向一边倾斜,误差积累不易纠正,墙面平直度难控制。
施打时因在北环路上,应先把打桩区域用交通隔离设施进行隔离,并设专人疏导交通。
1先用打桩机将钢板桩吊至插点处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块即套上桩帽,轻轻加以锤击;
2在打桩过程中,为保证钢板桩的垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制
3为防止锁口中心线平面位移,可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。
同时在围檩上预先算出每块板桩的位置,以便随时检查校正;
用振动锤将板桩锁口振活以减小土的阻力,然后边振边拢。
对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100~300mm,再与振动锤交替振打、振拔。
为及时回填拔桩后的土孔,在把板桩拔至此基础底板略高时(如500mm)暂停引拔,用振动锤振动几分钟,尽量让土孔填实一部分;
起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷,起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极限;
4桩孔处理钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理,特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合,尤其应注意及时回填,否则往往会引起周围土体位移及沉降,并由此造成临近建筑物等的破坏。
5钢板桩施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。
对钢板桩逐根检查,剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩,不合格者待修整后才可使用
6在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。
7本工程拔桩采用振动锤拔桩:
利用振动锤产生的强迫振动,扰动土质破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
对拔桩后留下的桩孔,必须及时回填处理。
桩每拔高1m后暂停引拔,振动几分钟让土孔填实。
钢板拔出桩孔后,剩余的空隙应及时用1:
1水泥砂浆填实。
4.2.4基础土方开挖
本箱涵老河内段因清淤完成后,已超过设计标高1.1米,故无需土方开挖,只有北环路下箱涵需土方开挖,开挖前先破除现有路面,用道路刨铣机清除面油及结构层,然后进行挖土,采用2台1.25m3反铲挖掘机进行开挖,从南面沿涵洞纵向北面后退开挖,自卸汽车装运走。
因开挖深度为5.8米,需放坡,根据图纸按1:
0.5放坡,槽底宽11.5米,反铲在开挖过程中,采用水准仪随时进行观测控制,为不扰动基底土,反铲在开挖时,应预留20cm厚的土进行人工清理。
若基槽内有地下水渗出,应在槽底一侧设置排水明沟,铺设碎石滤水层,将积水引至端头集水坑,采用潜水泵抽出基槽外。
在开挖过程中,随时跟进采用袋装土沿开挖坡度码砌护坡。
4.2.5碎石垫层铺设及砼垫层浇筑
基槽开挖完成地基检测合格后,及时铺设拆房土及碎石垫层。
清淤超过设计标高的采用回填拆房土达到设计标高并进行夯实,箱涵基础部位在马路一下的铺设500mm厚碎石垫层,在绿化带内的基础全部采用拆房土基层,碎石及拆房土购进运至现场基槽一侧,采用挖机布料至槽底,由人工摊铺整平至设计标高并压实。
经监理检查验收后,支设垫层模板,浇筑砼垫层。
垫层砼由商品砼站用搅拌运输车运至现场,通过混凝土输送泵车配合人工入模,插入式振动器振捣密实,人工槎平。
4.2.6箱涵底板施工
本箱涵以变形缝为界分为14段,底板一次性支模成型,分两次间隔进行砼浇筑,模板采用δ=1.5cm厚胶合九夹板,上中下三道80×
100木枋背楞,外侧用短钢管夹紧打入土中并支撑基坑边坡土壁上,间距50cm。
根据设计要求,施工缝应留设在距底板50cm高的侧墙上,支模时应一并支设成型。
内侧模板支撑可利用在底板钢筋上焊接钢筋撑脚,采用钢管进行对撑。
模板支设完毕,绑扎底板钢筋,预留好侧墙钢筋,经监理工程师检查验收后进行砼浇筑。
砼采用搅拌运输车从商品砼站运至浇筑地点,使用混凝土输送泵车入模,插入式振动棒分层振捣密实。
砼在浇筑过程中应派专人对模板及支撑情况进行观察,若发现松动变形及时进行处理。
第一次基础底板砼浇筑成型后,将端头模板拆除,采用泡沫板将第二次浇筑的砼在变形缝处与第一次浇筑的砼隔开。
箱涵侧墙上的施工缝留设,应在墙体留缝处嵌入通长100×
100木枋以留设企口凹槽,在砼浇筑初凝后及时取出。
4.2.7墙身及顶板施工
墙身和顶板施工也分为14段,每段按变形缝分开,并与底板上下保持一致。
墙身施工前,将施工缝处砼表面凿毛,剔除松散砼,清理渣物并冲洗干净。
然后绑扎墙身钢筋,经监理检查验收后支设墙身模板。
墙身模板采用δ=1.5cm厚胶合九夹大模板,以50×
100木枋为竖向背楞,间距30cm,横向φ48钢管辅以双向φ14@60cm对拉螺杆进行对拉加固,底排螺杆距底面不得大于30cm,螺杆外套φ20PVC管。
墙身和顶板模板在支设时,考虑连续安装,墙身模板在变形缝处使用加密拉杆固定墙身两端挡模。
顶板支模搭设满堂支撑架,双向间距90cm,顶板模板采用δ=1.5cm厚胶合九夹大模板拼装而成,以50×
100木枋作背楞,间距30cm,φ48满堂钢管脚手架作支撑体系。
模板拼缝采用夹双面胶带或涂抹玻璃胶的方法进行封堵,以防漏浆。
顶板模板经监理检查验收后,绑扎顶板钢筋。
在砼浇筑前,应清理模板内杂物及垃圾,并冲洗干净。
经监理工程师检查验收后浇筑砼。
混凝土采用搅拌运输车运至现场,因墙身及顶板模板较高,浇筑入模困难,为提高工效,配以混凝土输送泵车浇筑,在两侧对称浇筑入模。
墙身砼应分层浇筑,分层振捣,分层厚度不得大于50cm,每段墙身和顶板应连续浇筑,中途不得间断形成施工冷缝。
间隔浇筑完第一次砼后,待砼浇筑完达到拆模强度,抽出加密拉杆,拆除挡板,将分段接缝处采用泡沫板隔开,重新穿入加密拉杆加固,将杂物清理并冲洗干净后,进行第二次砼浇筑。
砼浇筑完达到拆模强度后,拆除内外侧模板,抽出对拉螺杆,采用1:
2水泥砂浆将对拉螺杆孔封堵。
为确保美观,水泥砂浆须掺入适量粉煤灰和白水泥,经试验试配,使封堵颜色与墙身砼颜色色泽一致后,方可进行封堵填抹。
顶板砼浇筑后,待砼强度达到70%后方可拆模。
4.2.8节制闸施工
1、节制闸基础
节制闸基础采用水泥搅拌桩,共计45根,桩径600mm,桩深14米,水泥掺量为12%。
水泥搅拌桩施工工艺:
①
桩位放样→钻机就位→检验、调平钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环边喷浆边提升至设计桩面以上0.5m→重复搅拌下钻→反循环提钻至桩顶地表后提出地面→成桩结束→进行下一循水泥搅拌桩施工工艺流程图。
图一水泥搅拌桩施工工艺流程图
②、桩机就位:
检查钻杆长度,钻头直径,将桩机移到指定位置对好桩位,桩机到达标定孔位后对中、调平、校正垂直度,保证机身与地面成90度,确保桩垂直度误差在1.0%以内。
③、搅制水泥浆:
根据技术参数拌制水泥浆,水泥浆应充分搅拌均匀,待压浆前将浆液倒入集料斗。
④、搅拌下沉:
待深层搅拌机冷却水循环正常后启动搅拌机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉,下沉速度由电机的电流监测表控制,预拌时,不宜冲水,当遇到较大硬土层下沉太慢时,可适量冲水以利钻进。
⑤、搅拌提升:
搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵,其出口压力保持0.4~0.6Mpa,使水泥浆连续喷入,搅拌机旋喷速度控制为0.5m/min左右,当提升到达设计标高时,宜停止提升,搅拌数秒,以保证桩头均匀密实。
⑥、重复搅拌下沉与提升:
为使喷入土中的水泥浆与土充分搅拌,重复搅拌下沉,直至设计要求深度,然后搅拌提升,并沿着桩体在下部上下1.0米范围进行复喷。
施工完毕,向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗管道中残积水泥浆,同时清除钻头粘附土。
⑦、施工技术要求
⑴、搅拌桩水泥含量调整至12%。
⑵、搅拌桩采用PO42.5普通硅酸盐水泥,水灰比控制在1:
0.5。
⑶、压浆提升的速度控制在0.5m/min,不得超过0.5m/min。
⑷、桩身垂直度偏差不得超过1.0%,桩位偏差不得大于200mm。
⑸、桩体压浆要求一气呵成,不得中断,每根桩宜装浆一次并喷搅完成。
水泥搅拌桩施工完成后清平表面,铺设300mm厚碎石垫层厚浇筑100mm厚C20砼垫层,然后放基础承台线,绑承台钢筋,支承台基础模板,浇筑C30F150基础砼。
2、节制闸主体施工
节制闸基础完成后进行节制闸门施工,采用定型模板支搭,外围搭设施工脚手架,钢筋制作严格按照图纸内容施工,按图纸要求进行布置和绑扎,并保证钢筋型号、位置准确。
钢筋焊接或绑扎时,均按照规范要求保证其搭接长度。
钢筋保护层厚度为40mm。
钢筋遇洞口时截断并与加固筋焊牢。
闸门上部为框架结构,框架柱6个,截面积为400mm*400mm,框架梁为250mm*600mm,采用15mm厚胶合板为模板,满堂红脚手架,梁板柱一次性浇筑完成,混凝土采用泵送商品混凝土的浇筑形式。
浇筑混凝土时严格控制混凝土的坍落度,并注意振捣,禁止漏振和过振现象的发生。
混凝土浇筑时,注意浇筑顺序,采用斜茬分段浇筑的方法,应沿短边方向每2m向前推进。
注意接茬部分混凝土的振捣,不能漏振。
混凝土浇筑完毕后,铺盖麻袋片并洒水进行养护。
4.2.9箱涵回填
箱涵施工完,箱涵基础及两侧墙身高度范围内,须按设计和规范要求回填,箱涵位于北环路下时,箱涵外顶以上0.4m范围内采用回填级配碎石料,压实度不小于93℅,以外部分素土回填,压实度不小于93℅,进行分层对称夯填。
每层填料虚铺厚度不得大于30cm,在墙身上弹线进行控制。
每层填料压实后进行压实度检测,符合压实度要求后才能进行下层填土。
箱涵填土采用小型压路机或冲击振动夯进行压实。
4.2.10位于北环路下箱涵施工
箱涵位于北环路下的施工,首先联系交管路政部门对东沽路进行道路封闭,在新建箱涵上设置导行道路,设置交通导行标志及夜间警示标志,用破碎锤破除路面面层及基层,并用运输车运至指定地点,然后进行箱涵施工,待箱涵施工完成后,对北环路进行恢复。
4.2.11节制闸门安装
节制闸门为2个,规格4000*3500,启闭机4台,选用国内知名品牌的设备,安装时由专业安装队伍进行安装,设备到现场后由甲方监理验收,设备资料齐全,安装后进行试运行试验,保证正常运行。
4.3墙体模板及支架力学计算
1.荷载设计值
(1)新浇砼对模板的侧压力标准值:
F=0.22γct0β1β2V1/2
F=γcH
使用内部振捣器时取其较小值.
式中:
F—新浇砼对模板的最大侧压力(KN/m2)
γc—混凝土的重力密度((KN/m3)
t0—新浇砼的初凝时间,可按试验确定,缺资料时可取t0=200/(T+15),T为混凝土的温度.
β1—外加剂的膨胀系数,不掺时取1.0,掺缓凝型外加剂时取1.2.
β2—混凝土坍落度影响修正系数,本工程取1.15.
V—混凝土的浇筑速度(m/h).
H—混凝土侧压力计算处至新浇砼顶面的总高度(m)
设t0=4h,V=2m/h
墙体:
F=0.22×
24×
4×
1.2×
1.15×
21/2=41.2KN/m2
F=24×
3=72KN/m2
取较小值F=41.2KN/m2
(2)倾倒砼时产生的荷载标准值:
取水平荷载为2KN/m2
(3)荷载设计值;
F’=0.9×
(1.2×
41.2+1.4×
2)=47KN/m2
(4)承载能力验算:
a)对拉片承载能力验算:
选用φ16对拉螺杆,间距为600×
600,每根对拉杆所承受的侧压力:
P=0.6×
0.6×
47=16.92KN(取较大值)<
24.27KN
从以上验算可以看出,对拉螺杆的强度满足要求.
b)背枋强度验算:
将模板承受压力转为线荷载(以背枋最大间距,承受最大压力为例):
q=0.3×
47=14.1KN/m
按多跨连续梁M=0.125ql2=0.125×
14.1×
0.62=0.63KN.m
σ=M/Wn=6.3×
105/167000=3.77N/mm2<
fm=13N/mm2
c)背枋刚度验算:
按多跨连续梁计算:
挠度ω=0.677×
ql4/(100EI)
=0.677×
1.3×
6004/(100×
9000×
8330000)=0.2mm
<
l/250=600/250=2.4mm
从以上验算可以看出,模板背枋的强度和刚度满足要求.
4.4顶板支架及模板力学计算
支架均架设在底板上,使用φ48×
2.5扣结式钢管支架,横向间距为0.9m,顺箱涵方向间距为0.90m,支架计算高度取2.5m,共2步。
在支架顶顺箱涵方向用10cm×
10cm方木作为纵梁,跨度0.90m,间距1.0m。
纵梁上用10cm×
10cm方木作为横梁,横梁跨度为0.9m,间距为0.3cm,其上铺2cm厚胶合板作为盖梁底模。
为便于计算,方木纵梁和横梁自重均忽略不计。
顶板混凝土自重产生的荷载为9.8kN/m2,查施工手册,施工人员荷载取1.0kN/m2,倾倒混凝土冲击荷载为2.0kN/m2,混凝土振捣荷载为2.0kN/m2。
纵梁、横梁木材均使用鱼鳞云杉,抗弯刚度E=9000×
106N/m2,容许应力[σw]=13.0Mpa。
胶合板的抗弯刚度E=4860×
106N/m2,容许应力[σw]=9.68Mpa。
自重荷载:
计算荷载:
(1)模板验算:
力学模型为承受均布荷载的多跨连续单向板,为安全起见,按跨度为0.3m简支梁计算,厚度1.8cm,计算宽度取1.0m。
模板上线荷载:
模板跨中弯矩:
模板截面抵抗矩:
模板惯性矩:
模板跨中处最大应力:
模板跨中挠度:
模板应力及最大挠度均符合要求。
(2)横梁验算:
计算跨度0.9m,间距0.3m,截面尺寸为10.0cm×
10.0cm,力学模型为承受均布线荷载的多跨连续梁,为安全起见,简化为承受均布荷载的简支梁计算。
承受从模板上传来的均布线荷载,忽略方木模板自重。
横梁方木上线荷载:
横梁支座反力:
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