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16主4#墩基础施工方案

鄂黄长江公路大桥

主4#墩基础施工方案

编写：

_______________

复核：

_______________

审核：

_______________

负责人：

_______________

四川路桥集团鄂黄桥经理部

一九九九年十一月

主4#墩基础施工方案

一、地质状况

主4#墩位于河床北侧，沿江大堤内侧河滩水漫地上，墩位处覆盖层厚达41.3~45.87m，地面高程+17.00m（黄海高程，下同），覆盖层从上到下为灰黄色粉土、粉质轻亚粘土、粉质重亚粘土夹亚砂土、细砂，基岩标高大约在-25.80m左右，基岩基本为紫红色粉砂岩夹含砾中细砂岩，在-30.00m处原有一层粉砂质页岩，厚约0.7~1.0m。

主4#墩覆盖层厚，且土层都存在不同程度的震动液化现象，容许承载力0.1~0.15MPa，桩周极限摩阻力0.02~0.05MPa。

基岩为弱风化粉砂岩，饱和单轴抗压强度3~5MPa，容许承载力0.4~0.7MPa，钻孔桩周极限摩阻力0.1MPa，微新粉细砂岩饱和单轴抗压强度15~20MPa，容许承载力1.5~2.0MPa，钻孔桩周极限摩阻力0.3MPa。

二、基础施工方案

主4#墩基础施工采用搭设施工平台（钢平台）再施打护筒钻孔成桩然后明挖施工承台的方案。

主4#墩施工平台工程数量表

序号

项目

规格

数量

单重（kg）

总重（kg）

1

钢管桩

φ800δ=12mmL=17m

18

4024.76

72.45

φ824δ=12mmL=0.3m

54

73.16

3.95

2

钢护筒

φ2100δ=12mmL=12m

8

7457.64

59.66

φ2124δ=12mmL=0.3m

56

188.57

10.56

3

桩帽

φ800δ=12mmL=0.7m

18

165.73

2.98

1400×1400×16

18

246.18

4.43

δ=16mm加劲肋

144

16.96

2.44

4

主梁

I36bL=123m

65.6

8.07

5

导向架

[10

45.44

0.45

I25aL=5m

4

0.76

δ=12mm

0.55

合计

δ=12mm：

150.15Tδ=16mm：

6.87T[10：

0.45T

I25a：

0.76TI36b：

8.07T

三、基础施工工艺流程

放线测量施工平台钢管桩位φ800×12钢管桩加工

↓

↓钢管桩检测

↓

施沉钢管桩至设计标高←运输至墩位

↓

桩帽施工←桩帽加工

↓

平台钢主梁施工

↓

放样确定钻孔桩位

↓

安放导向架←导向架加工

↓

施沉钢护筒←钢护筒加工

↓

安装钻机就位、调试

↓

泥浆循环补给→钻进成孔←钻孔质量检测

↓

钻机移位

↓

检孔，第一次清孔

↓

钢筋笼就位，第二次清孔←制作钢筋笼

↓←水下砼浇注准备工作

浇注孔内水下砼←砼养生

↓

全部钻孔完毕，调离钻机

撤除平台，检测成桩

↓

承台开挖

↓

放样定位承台

↓

安装模板

↓

绑扎，安装承台钢筋←承台钢筋制作

↓

浇注承台砼←砼浇注准备工作

↓

浇注完成，适时拆模

↓

砼养生

主4#墩基础施工工艺流程图

四、施工平台布置

根据施工时的荷载，河床的地质情况，主4#墩钻孔施工平台采用18根φ800mm（上下有各9根）壁厚12mm长17.7m的钢管桩承受竖向荷载。

先完成的桩在其砼达到一定强度后，可将钢护筒和平台联接以共同承受施工荷载。

4.1施工平台的平面布置

施工平台为I36b组成的平面框架结构。

在桩帽顶面上沿顺桥向平行架设2I36b（4排），沿水流方向架设2I36b（3排），相互联结成平面框架结构，并与钢管桩桩帽固接成整体，平台为9m×7.2m的方形结构。

平台平面结构如图：

4.2立面布置

钢管支承桩顶面标高+16.70m，底面标高-1.00m，桩顶和桩底加强环箍长0.30m。

钢护筒为φ2100mm，长12m，其顶面标高+17.00m，底面标高+5.00m。

立面布置如下：

4.3基础工程数量表

序号

项目

单位

数量

备注

基桩

承台

1

土方

m3

851

10699

承台包括开挖边线

石方

m3

187

2

钢筋

φ25

T

30.19

承台钢筋未列

φ20

T

2.5

φ8

T

4.07

检测管

φ57

T

4.53

φ70

T

0.09

δ=10mm

T

0.012

3

砼

30#

m3

946.6

501.8

五、平台的施工

5.1φ800×12钢管桩的施工

5.1.1钢管桩制作及验收

18根钢管桩全部在加工厂加工。

加工时严格按图纸加工，同时我部派工程技术人员到现场进行质量监督检查控制，对到场的钢板进行拉伸试验和冲击试验，合格后方准使用。

对于每节钢管桩要求按设计图纸进行几何尺寸的检查，如圆度、直径、垂直度等不能超过规范规定值，对于焊缝的检查应符合《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）中二级标准。

5.1.2钢管桩的运输

钢管桩在加工厂加工完成后，由平板车经施工便道运至墩位处，由50T履带吊机起吊就位下沉。

5.1.3钢管桩的施沉

钢管桩采用振动打桩锤激振下沉，要求桩位平面位置准确，同时控制垂直度。

5.1.4钢管桩施沉定位

钢管桩施工时，在地面上定出钢管桩固圈位置。

起吊钢管桩，使其下部放于圆周上，控制好桩的垂直度，下沉。

5.1.5桩帽施工

桩帽在加工厂加工好，再依据设计标高将钢管桩顶面割平，把桩帽运至现场焊接在钢管桩上。

5.2钢平台的施工

5.2.1钢平台的布置

在桩帽上沿桥轴和墩轴方向各平行架设3排2I36b承重梁作为施工平台，并相互焊接连成整体。

5.2.2钢平台加工、就位、焊接

在桩帽上放样出钢平台承重梁的位置。

在加工厂将I36b下料成设计长度，并用缀扳将一根梁的两根工字钢连成一体，然后运至现场，依据在桩帽上的放样位置组拼，相互焊接后，再与桩帽焊接好，同时进行平台尺寸检查和焊接后焊缝的检查，保证主梁和钢管桩的整体性。

六、钢护筒施工

根据施工进度安排，桥墩处的水平、地质状况以及平台标高等因素综合考虑，确定护筒在加工厂分节制作，运至墩位处焊接成型，一次性起吊就位，用振动打桩锤，激振下沉，完成钢护筒的埋设。

6.1钢护筒的加工

6.1.1钢护筒内径φ2100mm，δ=12mm的Q235A钢板加工，另在护筒顶端0.3m长度内加厚δ=12mm钢板作加强套，护筒每2.5m加焊δ=12mm厚钢板，（0.3m）长加强环箍，最下部一节为2m长，另在护筒底0.3m长度内加厚δ=12mm钢板内下套桩靴，以防卷口。

6.1.2钢护筒每根长12m（标高+17.00~+5.00m），重11.46T。

接长后，一次性施沉到位。

6.1.3钢护筒加工质量标准。

（1）内径偏差<±15mm；

（2）椭圆度<±10mm；

（3）长度偏差≤±15mm。

（4）所有纵环焊缝必须符合《钢结构工程施工及验收规范》的规定。

6.2钢护筒的运输

钢护筒在加工厂分节加工成型，经检验合格后，用平板运输车经施工便道运至施工现场组拼，用50T履带吊机起吊至施工平台安装。

钢护筒在运输过程中，必须按有关规定进行支垫固定，防止发生变形。

6.3钢护筒定位

钢护筒定位主要依据导向架，导向架长2.25m，内径φ2308mm，由型钢组焊而成，导向架本身必须具有足够刚度，与支承平台的连接必须牢固。

施工前，在4#墩上下游各敷设一监测控制点，其坐标经观测平差后方可使用。

施沉钢护筒时，利用两台经纬仪，采用交汇法控制其位置，同时控制垂直度。

在规范范围内。

6.4钢护筒的施沉质量检测

钢护筒焊接好后，用50T履带吊机将钢护筒起吊就位，待其定位准确后，吊机松绳，使其在自重作用下下沉，当其无法下沉时，改用振动锤，使其下沉至设计标高。

钢护筒下沉质量标准。

①护筒纵轴线方向弯曲矢高≤0.3%，采用拉线量测，

②护筒顶面中心偏位≤50mm。

③护筒倾斜度≤0.5%。

（水平尺检测）

6.5施工注意事项

（1）施工现场所有人员均应服从指挥的统一调度。

（2）严格每班的交接班制度，防止出现质量事故。

（3）现场电路由电工统一布置，未经电工同意不得随意改动。

（4）现场人员必须戴安全帽，遵守各项安全制度、措施，确保人身安全。

七、钻孔桩施工

主4#墩共有8根φ1800mm钢筋砼基桩。

基桩长46.50m（+11.5m~-35.00m），钢护筒底面标高+5.00m，岩面平均标高

-25.80m，钻孔桩工程量：

砂土约850.9m3，岩石约187.3m3，浇注砼约946.6m3。

7.1钻机的选择

墩位基岩为紫红色细砂岩，岩石坚硬、弱风化根据设计孔径、孔深、墩位处地质条件，决定选用2台钻机（每个平台各一台）进行钻孔作业，钻机主要性能指标如下：

钻机型号

钻孔直径（m）

钻孔深度（m）

转速

（转/min）

最大扭矩（KN·m）

主机功率（KW）

主机重量（T）

QJ250-1

2.5

100

0-21

120

95

45

7.2泥浆的选用

钢护筒底部处于覆盖层中，考虑选用湖南残联陶土厂生产的膨润土粉制备泥浆，泥浆用专用池存放，除去钻渣，循环使用。

泥浆性能指标满足以下要求：

钻孔方法

地层情况

泥浆性能指标

反循环回转

砂土

相对密度

粘度（PaS）

静切力（Pa）

含砂率（%）

胶体率（%）

失水率（ml/30min）

PH值

1.06~1.10

19~28

1~2.5

<4

>95

<20

8~10

7.3钻机的就位

在钢支撑平台上放样钻机行走钢轨位置，安置钢轨固定，安装钻机，在钢轨上行走。

用仪器定位钻机钻杆的中心位置，固定钻机。

固定钻机后复测，使钻杆中心偏位不大于5cm，且倾斜度<0.5%。

7.4钻孔施工

钻机安放好，经监理工程师同意后开始钻孔。

7.4.1钻孔工艺流程

→钻机就位

↓←泥浆制备

钻进成孔

↓

清孔、出渣、检孔

↓

钻机移位

7.4.2钻孔

应根据钻机性能以及主4#墩的地质状况制定相应的操作规程，在不同的地质层中采用不同的操作。

停钻时，应将钻头提升一定高度，防止埋钻，钻孔完成前，防止掉杂物进护筒内。

7.4.3钻孔中的排渣、补水

钻孔至设计标高后，以空压机经空气导管向孔内吹入高压空气，利用钻机的反循环系统进行排渣和清孔。

排渣和清孔时必须及时用水泵向护筒内补水，使护筒内水位始终高出护筒外地下水位2.0~2.5m，且不能大于2.5m，防止塌孔或管涌现象发生。

7.4.4清孔及检孔

钻孔完成后，应及时检测桩底标高（超深控制在10~30cm），成孔的倾斜度、平面位置，经监理工程师认可后。

利用钻机的反循环系统第一次清孔，除去孔底的沉淀物，并检测沉淀层厚度，不大于10cm。

7.4.5下放钢筋笼

清孔完毕，并经监理工程师认可，即可下放钢筋笼，钢筋笼分节制作，吊送接长下放，钢筋笼每隔2.0m设一道加强箍筋并加焊一道“米”字撑，减少其柔度。

钢筋分节接头采用冷挤压接头，接头错开距离不小于规范要求。

下放到设计标高后，为防止砼浇注时钢筋笼上浮，将检测管接长与支承平台联成一体。

为保证顺利下沉，钢筋笼下部2m范围内直径缩小20cm。

7.5浇注基桩砼

7.5.1拌和设备的选择

钢筋笼下放完毕，经监理工程师检查合格后，在孔内安放φ299的砼导管准备浇注孔内水下砼。

砼在陆上拌和站集中拌和，采用砼罐车将拌和好的砼运至施工现场，现场放置一台输送泵，输送砼入桩。

7.5.2砼浇注

（1）浇注砼时，导管下部至孔底留25cm~40cm的空间。

初次导管埋深应大于1.0m。

（2）砼浇注必须连续进行，浇注过程中，砼导管的提升依靠设置于提升架上的手动链子滑车进行。

（3）确保导管埋深在2~6m之间。

（4）砼顶面高程超出桩顶设计标高不得小于80cm。

（5）作好砼浇注过程的情况记录。

7.5.3质量标准及检验方法

①水下砼浇注记录必须完整、准确。

②砼强度满足设计要求。

③及时进行超声波检测，检查桩身砼匀质性

八、承台施工

8根基桩施工完成，待其砼达到一定强度并经监理检查合格后，方可开始承台的施工作业，承台砼采用立模现浇的办法。

8.1钻孔支承平台的拆除

基桩施工完成后，即使用履带吊机将砼输送管吊离施工平台，撤除钢主梁平台。

8.2承台基础开挖

主梁撤除后，在地面上放样出承台位置及开挖边线，用挖掘机挖去承台底标高以上的土层，同时割掉露出承台底标高以上的钢支承桩、钢护筒回收利用，再将基桩桩头凿至设计标高，清理干净。

8.3承台模板安装

承台开挖至设计标高（超挖10cm~15cm），放样出承台位置，在底面浇一层10cm~15cm厚的砼层作为底模，绑扎钢筋，安装侧模，并作好墩身预埋钢筋。

横板为大块钢模板，另行设计加工，确保外观质量。

8.4承台砼浇注

承台钢筋模板安装完成后，经监理工程师检查合格后，即开始浇注砼。

同样利用砼罐车配合砼输送泵完成承台砼的浇注工作。

承台砼501.8m3连续分层一次性浇注完成。

附：

主4#墩施工主要机具设备

序号

名称

规格及型号

单位

数量

备注

1

钻机

QJ250-1

台

2

钢筋、模板加工机械设备未列入表中。

2

振动打桩锤

ZD150

台

1

3

履带吊机

50t

台

1

4

拌和站

30m3/h

套

1

5

砼罐车

5m3

辆

2

6

砼储料罐

5m3

个

1

7

砼输送泵

60m3/h

台

1

8

空气吸泥机

φ219

台

1

9

空压机

30m3/min

台

1

10

水下砼导管漏斗

φ299

套

1

11

手动链子滑车

5t-10t

个

6

12

插入振动器

50型

台

4

13

焊机

套

6

14

钢筋接头冷挤压机

YJH32

套

2

2、主4#墩劳动力计划

主4#墩劳动力计划

序号

工程名称

需要人数

钻孔

钢筋制作安装

砼浇注

1

现场指挥

1

1

1

2

技术干部

2

1

1

3

测量工

2

2

4

钻机机长

1

5

钻工

14

6

起重工

4

2

2

7

电焊工

1

6

1

8

钢筋工

6

1

9

砼工

6

10

电工

1

1

1

11

机修工

2

2

12

普工

4

2

4

13

安全员

2

1

1

3、主4#墩施工进度计划（见下页）

主4#墩施工进度计划

工程名称

1999年

2000年

11月

12月

1月

2月

3月

4月

20

30

10

20

31

10

20

31

10

20

29

10

20

31

10

20

钢管桩制作

钢支承平台安装

导向架制作

钢护筒制作

钻机安装调试

钻孔

制作钢筋笼、安装

砼浇注

承台基础开挖

承台钢筋模板

承

台砼浇注

清场