水中墩施工安全专项方案.doc
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水中墩施工安全专项方案.doc
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省级高速公路榆商线韦庄至罗敷公路
LJ5合同段
水中墩施工安全专项方案
编制单位:
中铁三局集团第五工程有限公司
榆商线韦罗高速公路LJ5标项目经理部
编制:
李权军
审核:
泰睿
审批:
刘贤良
二0一二年四月一日
水中墩施工安全专项方案
一、工程概况
陕西省级高速公路榆商线韦庄至罗敷段公路路基土建工程LJ-5合同段,起止点桩号为:
K68+200-K73+700,主要工程内容为:
路基土方25万方,特大桥1座4457米,涵洞2道,其中特大桥为K70+998渭河特大桥,起止点桩号为:
K68+769.463-K73+226.54.全桥孔跨布置形式为14×30米(箱梁)+(50+75+50)(连续梁)+67×50米(T梁)+(50+75+50)(连续梁)+11×30米(箱梁),两处连续梁分别跨越渭河北、南两大堤,箱梁和T梁均为预制安装,连续梁为支架浇筑。
桥梁下部30米箱梁采用圆柱形墩、摩擦桩基础,过渡墩、连续梁、50米T梁均采用矩形实心墩、摩擦桩基础。
根据渭河特大桥的水文地质情况以及现有图纸,结合我单位的施工经验,经研究决定,对水中68#、69#墩基础采用钢板桩围堰施工。
二、施工方案
针对水中墩基础施工受渭河水位影响大,优先考虑施工。
水中墩施工顺序:
先填筑便道至设计墩位附近,然后进行筑岛围堰,在进行桩基、承台、墩身的施工。
1、施工准备
现场施工根据测量人员放出的便道方向进行便道修筑。
其修筑原则为:
(1)为保证行车安全,施工主便道顶面高程=汛期最高水位标高+1m,材料选择不透水的粘土等,每层的填筑都碾压密实。
(2)为满足机械车辆的作业施工要求,便道顶部宽度控制在5m之间。
(3)渭河常年有水,其流量随季节变化较大。
为保证便道的安全及降低施工对渭河的影响,便道下部埋设管涵,避免渭河水对便道的冲刷、侵蚀。
2、施工用电
施工用电采取以架设施工电力干线,水中墩基础、下部结构及上部施工用电详见附表。
三、施工工艺
根据该项目各分项工程的分布及分项工程之间的制约关系,综合考虑工期控制、质量要求等因素,制定总体施工部署方案如下:
1、筑岛围堰
本桥水中墩桥梁基础及下部构造均为钻孔桩基础,根据图纸的水文资料及现场勘察掌握的资料,拟采用单层钢板桩围堰及筑岛的方法,搭设水中基础施工的操作平台。
围堰的断面,应满足强度,稳定(防止滑动、倾覆)的要求,围堰内应有适当的工作面积。
水中墩承台截面尺寸为10.5m×6.6m,填筑施工平台时,横桥向尺寸要考虑承台两侧大型机械作业平台各8m宽、承台施工时距钢板桩围堰的1m作业面,,0.5m宽内支撑顺桥向两侧要考虑人员通行,小型机械设备的移动,决定从围堰边向外加宽4m,因此平台上部尺寸为:
横桥向=10.5+2×(8+1+0.5)=29.5m
顺桥向=6.6+2×(4+1+0.5)=17.6m
围堰顶面高程施工期间可能出现的最高水位0.7m,外侧放坡1:
1.5为宜。
2、钻孔灌注桩施工
根据图纸提供的桥位处的水位地质条件,我项目部拟采用回旋钻钻孔方案进行钻孔灌注桩的施工,钢筋骨架采用在钢筋场地预制成型,人工配合吊车入孔的方法施工,混凝土采用拌和站集中拌和,混凝土输送泵水平垂直运送入孔,导管法灌注的方法施工。
3、插打钢板桩围堰
钢板桩围堰采用方形钢板桩围堰,其材料采用拉森Ⅳ型钢板桩,主要尺寸如下:
(1)钢板桩围堰截面尺寸
钢板桩围堰长、宽尺寸受承台直径和安装、拆卸承台模板时的作业面控制,按下面公式计算,承台截面为10.5×6.6m,1m宽作业面,0.5m宽内支撑。
L=承台直径+内支撑+施工作业面宽度
长=10.5+2×0.5+2×1=13.5m
宽=6.6+2×0.5+2×1=9.6m
围堰周长为13.5×2+9.6×2=46.2m
(2)单根钢板桩长度L确定
L=汛期最高水位+预留高度—承台底高程+2.5m+局部冲刷深度1m,桥址处水流平稳,赶在枯水期完成围堰施工,暂考虑预留高度1.5m。
(3)内支撑、定位支撑材料及尺寸
定位内支撑的加工制作安装,对钢板桩围堰的垂直插打及整体稳定起重要作用,必须稳固。
钢板桩围堰内支撑采用双拼Ⅰ40的工字钢做成骨架进行支撑,竖向设两道,间距3m,特殊情况下,上下内支撑之间间距可适当调整。
在四个转角处必须加强支撑。
4、总体施工流程
施工准备 测量定位 定位桩、导框钢板桩制作
打入定位桩 安装导框 打入钢板桩围堰内抽水堵漏基础、墩身施工围堰内灌水、拆除施工平台钢板桩拔
除、整理结束
钢板桩围堰施工工艺流程图
施工准备
测量定位
定位桩、导框、
钢板桩等制备
搭设水中工作平台
打入定位桩
安装导框
打入钢板桩
围堰内抽水堵漏
基础、墩身施工
围堰内灌水、拆除施工平台
钢板桩拔除、整理
结束
4.1钢板桩打入
钢板桩的选用标准:
止水性能好的钢板桩,宽:
40cm,重77.7kg/m,考虑到桥墩处地质情况复杂,故采用桩长为的钢板桩。
钢板桩检查:
钢板桩进场前需要检查,发现缺陷随时调整,整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形,避免碰撞,尤其不能将连锁口碰坏。
桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭,避免泥土挤入,锁口涂黄油或其他油脂,对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩,整理矫正。
转角处采用90度的转角桩。
钢板桩在插打之前必须经过检查整修,在加工场地设置专用检查平台,用电动绞车牵引3m长标准钢板桩进行垂直度和锁口吻合检查,凡牵引阻力大于5KN的钢板桩均进行外形校正和锁口整修,凡周转使用的钢板桩必须经校正后再使用。
钢板桩插打前在锁口内涂黄油、填塞锯末等混合物用来止水,并在插打连接的另一侧锁口底部焊好堵头板,防止锁口内止水材料被挤走,造成钢板桩围堰漏水,在桩头处加焊钢板,以保护桩头部。
组拼钢板桩:
为加快插打速度,除定位钢板桩外,其它钢板桩每3根编为1组,组拼时,用油灰和棉花捻缝,以防漏水。
首先在板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理,选用同种型号的板桩,进行弯曲整形、修正、切割、焊接,整理出施工需要的型号、规格、数量的钢板桩。
钢板桩理论用量计算:
钢板桩围堰周长计算:
(13.5+9.6)×2=46.2m
钢板桩根数计算:
角桩由钢板桩焊接成,共用钢板桩6根,
(46.2-0.2×8)/0.4m=112根,112+6=118根
钢板桩重量计算:
118根×9m /根×77.7kg/m=83.5t
打入
(1)施工放样与定位
1)将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。
2)在进行围堰施工时先要进行定位桩的插打,定位桩采用8根直径0.6m长8m钢管,插打完毕后在钢管桩上焊接工字钢,用工字钢来控制钢板桩,保证打出的钢板桩在一条直线上。
在钢管桩露出水面部分刷上警告标志,并焊上槽钢加固,在打桩时作为导向位置及高程控制标志。
(2)钢板桩打入总体施工流程
钢板桩从上游围堰中心开始打入第一片钢板桩,然后逐步向两边插打,在河下游合拢,最初的一、二块钢板桩的打设位置和方向要确保精度,以起到样板的作用。
每完成3m测量校正1次,确保在同一直线上,每根钢板桩施打完毕后,即与槽钢焊接牢固。
根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度,一般为2-3m,待全部插打完毕后再依次打到设计标高。
钢板桩合龙通过精确计算,确定龙口位置,必要时配置相应规格的异形钢板桩,现场实测异形钢板桩的角度和尺寸,根据实际切割异形钢板桩,以确保整个围堰的密封性。
(3)钢板桩打入施工工艺
1)吊车停在离打桩点就近的施工平台,侧向施工,便于测量人员观察。
挂上振动锤,升高,理顺油管及电缆。
2)锤下降,开液压口,拉一根桩至打桩锤下,锁口抹上润滑油,起锤。
3)待钢板桩尖离开平台30cm时,停止上升。
锤下降,使桩至夹口中,开动液压机,夹紧桩。
上升锤与桩,至打桩地点。
4)对准桩与定位桩的锁口,锤下降,靠锤与桩自重压桩至平台以下一定深度不能下降为止。
5)试打开桩锤30秒左右,停止振动,利用锤惯性打桩至坚实土层,开动振动锤打桩下降,控制打桩锤下降的速度,尽可能的使桩保持竖直,以便锁口能顺利咬合,提高止水能力。
6)板桩至设计高度前40cm时,停止振动,振动锤因惯性继续转动一定时间,打桩至设计高度。
7)松开液压夹口,锤上升,打第二根桩,依此类推打完所有桩。
打桩前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物,在打完钢板桩后,开始进行钢板桩围堰内的止水处理。
(4)施工注意事项
1)导向桩打好之后,以槽钢焊接牢固,确保导向桩不晃动,以便打桩时提高精确度。
2)线桩插打,钢板桩起吊后人力将桩插入锁口,动作缓慢,防止损坏锁口,插入后可稍松吊绳,使桩凭自重滑入。
3)钢板桩振动插打到小于设计标高40cm时,小心施工,防止超深发生。
4)封口时,精确计算异形钢板桩的尺寸,确保止水质量。
4.2围堰抽水与支撑
钢板桩围堰封闭后进行抽水,抽水过程中应严格控制抽水速度和抽水高度,并在围堰顶端设置一道安全支撑。
当抽水达到预定的深度后,应及时加支撑防护。
钢板桩全部焊接牢固到导向槽钢上。
考虑到本工程施工场地小,水下地质情况差,因此决定在围堰内部采用双拼Ⅰ40的工字钢做成骨架进行支撑,以保证安全,考虑到有封底混凝土厚度,故内部支撑共分两层,具体支撑位置根据现场河床面标高确定。
必须确保钢板桩围堰的稳定性。
两端采用双拼Ⅰ40工字钢做成斜撑。
4.3清淤
在抽水及进行内部支撑的过程中用泥浆泵配合高压射水将围堰内的淤泥清除,清除过程中同时使用抽水机对围堰内进行清淤补水,保证内外水头差不大于50cm,以保证围堰安全。
清淤时及时测量坑底标高,如达到设计底标高,停止高压射水。
如果抽水后发现清淤不到位,用人工清除剩余淤泥。
4.4混凝土封底浇筑
由于采用水下封底可能造成钢板桩无法拔出,所以采用先抽水、支撑,后封底。
当清淤达到要求后,即可按常规进行干封底施工。
封底时在钢板桩围堰内侧锁口涂以油脂,方便拔桩。
封底混凝土强度等级采用C15砼,封底范围可控制在承台以下1m。
4.5防渗与堵漏
钢板桩打入之前一般在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。
当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,外侧包裹一层防水彩条布,起到防水和减小水压力的双重效果,抽水时同时在外侧水中漏缝处撒
大量木屑或谷糠和炉渣的混合物,使其由水夹带至漏水处自行堵塞,在桩脚漏水处,采用局部砼封底等措施。
若漏水严重,堵漏困难时,在钢板桩外侧补打木桩围堰,木桩围堰内侧铺设彩条布,在彩条布与钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。
5、基坑开挖施工
根据图纸提供的桥位处的水文地质资料,我项目部拟采用人工配合挖掘机开挖、挡土板支护坑壁、水泵明排水的方案施工。
6、承台基础施工
模板采用组合钢模板、横纵螺母带对拉丝杆,螺栓加固的方法施工,钢筋采用在钢筋加工场下料成型,混凝土采用拌和站集中拌和,输送泵水平垂直送入模,机械振捣,洒水保湿养护。
针对大体积混凝土施工,严格按施工图要求,在内部布设降温管。
7、实体墩身施工
采用定型组合钢模板,地锚拉线固定,钢管脚手架作为操作工作平台进行模板施工,钢筋采用在钢筋场地下料成型,现场安装的常规施工方法,混凝土采用拌和站集中拌和,输送泵水平垂直送入模,机械振捣,洒水保持养护。
针对大体积混凝土施工,严格按施工图要求,在内部布设降温管。
四、钢板桩拔除
1、施工要点
(1)钢板桩拔除采用振动锤,作业前对每个板桩的打入情况,做详细调查,以此判断拔
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