某桥梁承台墩身施工组织方案

承台施工一、承台设计情况主桥2#、3#墩桩顶设置承台基础，一座承台的截面为9*9米正方形，高3米，全桥共4座，C30混凝土972m3。截面型式参见图9-1。承台底部采用C10混凝土封底，厚度15cm，总用量50.2m3。二、施工工艺承台施工工序为：深基坑开挖→凿除桩头→垫层施工→桩基无损检测→钢筋制安→立模→灌注砼→拆模养护→（拱座浇筑）基坑回填。由于承台埋置深度较大，地质较差，基坑开挖时，对坑壁要做适当支护，采用钢板和木板配合打入型钢排桩支撑，防止基坑坍塌。基坑开挖完毕，用风镐凿除桩头，禁止猛烈冲击，防止损伤桩身，距桩头顶面20cm范围内的桩头采用人工凿除，以确保桩头质量，最后将桩头冲洗干净。桩头凿除后，先复核桩位，检测合格后，进行立模；模板采用整体钢模板，砼水平分层灌注，插入式震动器震捣；钢筋采用钢筋场集中加工，运至现场绑扎，接头按照规范要求错开；浇注完成后，立即采用草袋覆盖养生。基坑回填在砼养护期过后进行，承台两侧均匀回填、夯实。如坑内有积水，要在排水清淤后再回填。因承台混凝土的数量较大，施工时要采取一些措施避免水泥水化热的影响，如降低水灰比，采用“双掺”工艺，减少水泥用量；用水化热低的矿碴水泥，用冷水冲粗骨料，布置降温循环水管及利用夜间施工等措施。1、深基坑开挖施工因2＃、3＃墩承台位于水中，在实施钻孔灌注桩基础时，必须对天门河进行筑岛处理，筑岛后顶面高程26.4-29.0M，常水位24.5米，承台底面设计高程为22.0，开挖深7.15米（含15CMC10砼垫层），属大体积承台深基坑有水开挖基础。陆羽大桥所在老河床面标高21.5-24.0m,表面淤泥质土厚度3-6米。河床面以上新填筑粘土、粘土渣石垫层厚度达到5-7.5m厚，经过挤淤压实，该层下部受到原河床软弱地基和河流冲刷影响，处于渐变下沉状态；但其具备一定的不透水性和自稳能力，有利于开挖支护体的稳定。承台开挖底面标高21.85m,从桥梁纵断面地质柱状图上看出，该层面为灰色软塑亚粘土夹粉砂层，［σ］＝140kpa,自稳性较差。该层面底部标高为17.0左右，在承台开挖底面下4.85米。图9-1主桥桥墩承台设计断面示意图（CM）9-1.A承台纵向侧立面示意图32.174拱座开挖地面26.40-29.0717.471525.0常水位24.5▽315c30砼承台C10砼垫层21.85筑岛面285090035090020200350325250325500桥梁轴心线2800500325900202502850325325250325筑岛面9-1.b承台平面示意图325125*2325承台1.1、测量放样为准确放设承台开挖边线,拟采用坐标定位法，先定出桥梁轴线上墩台中心和纵横十字线，再采用距离丈量进行周边支护线放样，从而定出支护开挖边线。1.2、集水坑配置基坑渗水量估算：基坑底面积Ｆ1＝(28+2.0*2)*(9+2.0*2)=32*13=416m2;基坑侧面积Ｆ２＝(28+9)*2*(24-21.85)=159.1m2;基底单位面积渗水量ｑ１取0.16;侧面单位面积渗水量ｑ２取0.16＊20%=0.03.则有基坑渗水量Ｑ＝ｑ１*Ｆ1＋ｑ２*Ｆ２＝71.3m3／小时．拟配置２台水泵抽水，水泵排水能力应达到72m3／小时拟设1处集水坑，则其容积应为：72/2＝36ｍ３左右，取每个集水坑尺寸为8m长*3米宽*1.5米高=36m3。集水坑位置设于基坑中部地带，基坑水通过四周排水边沟汇入集水坑，用2台水泵抽走排入河中。。1.3开挖支护方案比选为保证施工进度，施工时采取每座桥墩二座承台一次性开挖支护到位，完成对应拱座后对称回填土封闭基坑，拔除护壁支护体，再进入下道承台基坑开挖施工。为安全实施该开挖工作，需考虑几种开挖方案，施工时根据具体地质、水文情况从中选择一种安全可靠、经济合理的方案。下面简述一座承台基坑开挖的多种比选方案：方案１：分台阶放坡开挖，垂直于河段的两侧坡面挂网喷防水混凝土支护。优点：利用自然坡度和网喷混凝土强化土体自稳能力节约支撑用材料。开挖示意图见图9-2、9-3。图9-2承台深基坑横向开挖侧面示意图（CM）开挖原地面标高29.01：1.25Σh11：1.252002001：1.25Σh21：1.257152002001：1.25Σh321.851：1.25（800*300*150）集水坑15020012503001250200有关放坡开挖参数计算：根据地质情况差异来确定每一台阶需要控制最大开挖深度Hmax。Hmax=2c/(k*r*tg(45-Ф/2)-q/r,取：（1）对于Σh1部分，即回填粘土层，土的粘聚力c=15;稳定系数k=1.25;土的内摩擦角35度；土的容重r=15kn/m3;坑顶护道均布荷载q=10kpa..则有：h1≤Hmax回=2c/(k*r*tg(45-Ф/2)-q/r=2*15/（1.25*15*tg(45-35/2)-10/15=2.41米。取h1=2.0m;故对于该新填筑土层，具体自开挖面起往下，可取2.0米1层，共2层。(2)对于Σh2部分，即河床淤泥质土层土的粘聚力c=12;稳定系数k=1.25;土的内摩擦角33度；土的容重r=15kn/m3;坑顶护道均布荷载q=10kpa..则有：h2≤Hmax淤=2c/(k*r*tg(45-Ф/2)-q/r=2*12/（1.25*15*tg(45-33/2)-10/15=1.7米，取h2=1.15m;（3）对于Σh3部分，即老粘土层：土的粘聚力c=20;稳定系数k=1.25;土的内摩擦角35度；土的容重r=15kn/m3;坑顶护道均布荷载q=10kpa..则有：h3≤Hmax粘=2c/(k*r*tg(45-Ф/2)-q/r=2*20/（1.25*15*tg(45-35/2)-10/15=4.4米。取h2=7.15m.-2.0*2-1.150=2.0米Hmax粘.开挖每一台阶宽度取2米，坡度视具体情况按照1：1.25~1：1.15取值。则该方案最后的开挖放坡断面尺寸如下图9-3所示。图9-3第一方案：承台深基坑横向放坡开挖侧面尺寸示意图（CM）开挖原地面标高29.0M，上口宽度5587.5CM1：1.252001：1.252001：1.252002002001：1.251151：1.257152002001：1.2520021.851：1.25（800*300*150）集水坑150200125030012502003200该方案缺点：开挖体积很大，一座承台开挖数量大，同时还将破坏筑岛面，为安全起见，筑岛还需要加宽，否则河道中的水流可能危机筑岛和基坑安全。方案２：分上下两台进行基坑开挖，四周采用钢板桩全封闭支护。优点：钢板桩刚度大，防渗水能力强，能够确保支护安全和起到防水作用。缺点：一次性投入甚巨，不具经济性，且落实钢板桩材料时间花费长，应弃之。方案３：分上下两台，基坑四周采用I25工字钢桩支撑，挡板挡护，两层钢支护挡板间以[15槽钢作为拉杆相连，并将工字钢锚锁在地锚工字钢桩上，以抵抗基坑外土体压力。根据筑岛实际情况，为起到很好的防水作用，在靠河水两侧，挡板采用[25槽钢正反扣密闭，并延伸到两相邻侧各1.5m左右。其它部位采用工钢加木挡板支护。这种方案既能够做到支撑稳定牢固安全可靠，又能够起到基本防水作用，还具有一定的经济性，并且在购买材料的时间上能够加快，在工期要求紧迫的情况下可最大限度地满足施工进度的要求。方案三示意图见图9-4所示。所需材料用量估算见表9-1表9-1方案三:一座承台基坑开挖支护需用主要材料简表序号材料名称规格或单根长（CM）根数总长度（米）备注1工25A工字钢桩70046+65=1017072工25A工字钢桩500482403[25A槽钢60020*(14+4*2)=44026404D15原木500-700150800-9005[15A槽钢锚索42044+40=843536上下楼梯40028.0为安全起见,本部首选第三方案，作为主墩承台开挖支护的基本方案。具体施工时，应根据实际地形和地质情况、水文情况的变化，综合性地选择开挖方案。开挖过程中要注意随时观察地形地质，注意防排水，根据实际情况加固处理，避免出现塌方。开挖至底面标高（21.85）后，要及时施工垫层混凝土。图9-4方案三:一座桥墩承台开挖支护施工设计简图（cm）开挖支护平面示意图锚桩系统[15槽钢I25A锚桩200宽20木板挡板I25A钢板桩填筑护道填筑护道［25A槽钢挡板正反扣200靠河2009001000900靠河一侧450道450一2001050侧200D15原木通长200原木横木通长200200200280020020020040000开挖地面29.018001800350(87.5~100)*4~40020020021.91600160077.5*431521.8590170开挖支护立面示意图2、桩头凿除及质量检测：桩头多余或松散混凝土采用空压机凿除，凿除前要求对桩顶标高予以控制。凿出的桩顶标高，正常情况下要比承台底面标高高出15CM，即比承台开挖基坑顶面高出30CM，经计算，本桥主桥墩桩顶标高为22.15M。当桩头凿除到设计顶面后，桩头仍然比较松散时，应继续下凿，直到其致密坚实。待检测后，再以普通混凝土施工方式接桩到顶后，进行承台钢筋混凝土施工。检测报总监办批准后，外委其他有资质单位进行，采用声测管超声波检测，检测桩身完整性。桩基检测合格后，（II类桩及以上级别）才能进行下步工作。如果出现III类桩，要经过分析，判断病害位置是属于扩孔、缩径还是空洞蜂窝不密实，分别采用开挖浇筑、小导管钻取芯样抽检及注浆填充等办法，经过整改检测合格后使用。3、承台钢筋工程一座主桥墩承台钢筋用量，见表9-2。表9-2陆羽大桥承台钢筋用量表（未计损耗）序号钢筋直径单位一座承台用料重量备注（全桥4座承台合计）1¢8T0.632.522Φ12T1.3785.5123Φ16T1.4135.6524Φ32T14.39357.572对于本桥承台基础，钢筋制安要注意的问题是：3.1、¢8钢筋网片为防裂钢筋，置于承台底部，安装时要均匀布置，并包裹在桩头下。3.2、桩顶钢筋笼伸入承台175cm,这是一个锚固长度，在桩头破除后，要及时搬正桩顶钢筋笼。3.3、墩座钢筋伸入承台内120CM，在承台钢筋安装完毕后，要将墩座钢筋起吊安装精确就位，并与承台钢筋固定成整体后，再浇筑承台。3.4、承台钢筋由主筋N1Φ32与N2Φ16间属于面接触的部分搭接形成钢筋骨架，应按照单面焊接方式相互焊接，焊缝长度应部少于10Dmax=320mm。预制钢筋骨架或钢筋网必须具有足够的刚度和稳定性。骨架的焊接拼装应在坚固的工作台上进行，操作时符合如下要求：拼装时应按设计图纸放大样，放样时应考虑焊接变形和预留拱度。钢筋拼装前，对有焊接接头的钢筋应检查每根接头是否符合焊接要求。拼装时，在需要焊接的位置用楔形卡卡住，防止电焊时局部变形。待所有焊接点卡好后，先在焊缝两端点焊定位，然后进行焊缝施焊。骨架焊接时，不同直径的钢筋的中心线应在同一平面上。为此，较小直径的钢筋在焊接时，下面宜垫以厚度适当的钢板。施焊顺序宜由中到边对称地向两端进行，先焊骨架下部，后焊骨架上部。相邻的焊缝采用分区对称跳焊，不得顺方向一次焊成。3.5、在钢筋与模板间设置垫块，垫块应与钢筋扎紧，并互相错开。非焊接钢筋骨架的多层钢筋之间，应用短钢筋支垫，保证位置准确。钢筋混凝土保护层厚度应符合设计要求。在浇筑混凝土前，应对已安装好的钢筋及预埋件(钢板、锚固钢筋等)进行检查。3.6、其他方面参照普通混凝土钢筋制安有关规定执行。根据《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）,钢筋安装实测质量应符合下表（表9-3即《标准》表8.3.1-1）规定。表9-3钢筋安装实测项目项次检查项目（MM）规定值或允许偏差检查方法或频率权值1Δ受力钢筋间距两排以上排距±5尺量：每构件检查2个断面3同排梁、板、拱肋±10基础、锚碇、墩台、柱±20灌注桩±202箍筋、横向水平筋、螺旋筋间距±10尺量：每构件检查5-10个间距2