青岛环胶州湾公路女姑跨海桥施工方案

1青岛环胶州湾公路女姑跨海桥施工方案第一节工程概况一、设计情况女姑跨海桥位于胶州湾北岸潮差滩涂海域，西起后阳村，东至女姑村，桥长3060m，桥面宽26.5m，全桥设计有9个桥墩，墩基采用φ1500mm和φ1800mm大孔径灌注嵌岩桩，基础混凝土强度为25Mpa。下部构造为钢筋混凝土承台矩形双柱式墩，混凝土强度为30Mpa。距海桥由山东省交通规划设计院设计，根据青岛市公路建设指挥部确定，我部承担1号～20号（11号墩除外）35、43号桥墩的基础和下部构造工程施工，项目包括：摩阻墩28个，其中：φ1800mm钻孔灌注桩92根.250×750×420cm钢筋混凝土承台46个，180×160cm钢筋混凝土矩形立柱92根，140×150×120cm钢筋混凝土系梁46根。墩3个，其中：21500钻孔灌注桩24根。250×750×625cm钢筋混凝土承台6个，180×160cm钢筋混凝土矩形立柱24根。140×150×120cm钢筋混凝土系梁12根。共用墩2个，其中：φ1500mm钻孔灌注桩16根。250×750×700cm钢筋混凝土承台4个。180×160cm钢筋混凝土矩形立柱16根。140×150×120cm钢筋混凝土系梁8根。钻孔灌注桩桩尖标高随岩层的变化而不等，桩顶标高随承台底标高而变化，桩长17.5m～40.0m，桩位布置及编号见图1—1。立柱标高与承台标高相一致，立柱顶标高随桥3%排水坡而变化。二、主要工程量1、基础工程桩径，桩长变化及工程量见表（1—1）2、桥墩、立柱、高度变化及下部构造工程量见表（1—2）三、施工工期31992年5月至1995年6月四、施工自然条件分析1、施工区地形地貌：⑴工作区海底地形，海底标高据我部1992年月对的海域海底测量，标高在+0.3m～1.4m之间，黄海海平平面。桥头西端为丘陵边缘之剥蚀地貌，主桥位于胶州湾东，沿潮间带上底质为粉砂淤泥，桥区有四条发育规模不等的潮水沟，海岸线长期缓慢后退。⑵水文气象情况潮汐：位于胶州湾内的女姑跨海桥距青岛港附近，参考青岛大港验潮丫资料，胶州湾为正规半日潮，资料表明，该区潮流为大致垂直海岸的往复流，流向为南北向。潮位为（潮汐资料零点为大港点）：最高高潮位：+5.36m；最低低潮位：-0.70m；平均高潮位约：+3.5m；平均低潮位约：+0.5m；平均涨潮时间：5小时39分；平均落潮时间：6小时46分；4高潮乘潮2小时频率曲线如图（1—2）所示；平均海平面季节变化曲线如图（1—3）所示；几个特征潮位的年出现情况见表（1—3）。波浪：胶州湾北风吹程短，受风面积小，不会形成较大波浪，常见风向为东南风和西北风，风力为4～6级，波高可达1m以上，累年各月5级以上风力平均日数为24.5天，见表（1—4）气温：年平均气温12.30C，最热月份出现在8月，月平均气温250C，历年极端最高气温达34.40C；最准月份出现在1月，月平均气温为-0.40C，历年极端最低气温为-16.00C。雾：胶州湾一带海域海雾频繁，夏季以东南风产生的平流雾居多，全年能见度小于1000米，雾出现的天数为43.3天，全年以4～7月份雾日较多，其中6～7月份两个月雾最多。降水量：累年年平均降水量755.6mm，6～9月份的降水量占年平均值的70.7%，11、12、1、2四个月的降水量最少，仅占全年平均值的8.9%。⑶地质情况5现有钻孔地质资料表明，桥位地质情况较为复杂，海底地层由上至下基本为淤泥，淤泥质亚粘土、中粗砂、亚粘土；再往下是流纹岩或集块凝灰岩风化层，设计要求通过强风化、中等风化进入微风化岩中2～3m，最厚钻岩深度近19.7m。1～43号墩位之间地质钻孔较少，技术交底说明，实际地质层次厚度变化较大，设计桩尖标高可能与实际钻进终孔有出入，成孔施工中根据钻孔勘察资料，及时与甲方驻地代表联系，进行现场共同签定，确定其终孔的结构、地质构造及物理力学性质指标，详见三勘察资料。6第二节工程特点及施工方案确定原则一、根据桥区海况，在低潮位时整个施工海区基本水，鉴于工程船只（尤其是拖船）不能坐滩作业，夜间航行又不具备条件，所以，受气象、潮汐影响工程船只作业数少，据统计月平均一般在11——12天；且工程拖轮还必须趁潮方能进入施工现场，每潮作业仅为3个小时左右。二、跨海桥工程量大，钢结构加工制作1540余吨（平台、钢套箱、钢护筒、钢筋笼加工）。各类钢筋混凝土17000多立方。施工作业条件差，海上工程用料、工程装备就位，现场方驳调整和人员上下班将受气象、潮汐等因的制约，而且距离较远。三、动用的工程机械船只较多，海上设备调遣、安装、拆卸等工作量大，由于点多分散、距离较远、计划高度较难。四、为保证主体工程展开，需要设置各类型构件的工及贮远基地，搭设海上钢作业平台等。五、鉴于工程地质钻孔较少，实际地质层厚度变化7大，因此，在成孔施工中采取现场确定终孔、护筒埋深，工程质量变化而确定。六、施工布局设置在青岛五号码头，桥东海上及桥西后阳，三点的通信联络，采用对讲机、有线电话等工具来解决。七、据上述施工条件分析和我部施工的实际情况，以及总体施工方案的确定原则是：1、采取海上船只作业与海上反革命搭设平台相结合，以充分发挥我部工程船只的作用，增加作业时间。2、海上承台施工采用钢筋砼套箱与钢结套箱相结合，即下节设计为一次性的钢筋砼套箱，制作承台施工模板，上节为周转的钢套箱（共用墩、制动上下两节均采用钢套箱）。3、海上补给点以青岛五号码头与桥西后阳临时码头相结合，其中青岛五号码头还担负着工程船只油、水供给，防台避风的任务。4、海上搭设钢平台与筑岛施工相结合，即将1——10号墩采用筑岛施工，其承台施工采用钢板桩围堰。5、全线施工采用流水作业，多点施工，设置设钢作8业平台和打护筒作业流水线一条：钻进成孔灌注的流水作业线八条：安装钢套箱、钢筋砼套箱流水作业线一条；吊安钢筋砼套箱和钢结构套箱及低部砼封仓，凿除桩头流水作业线三条；承台、立桩施工流水作业二线；拆除钢结构作业平台流水线一条，此外，为保障海上施工，专门租用五条民船组成一个船队接运海上作业人员上下桩。9第三节施工总平面布置一、组织完成工程任务的指挥，办公室在桥西后阳村，占地面积6600.00平方米。二、护筒加工，钢筋加工及钢筋笼制作，钢筋砼套箱预制，钢筋砼材料存放，机械车辆停放，设在五号码头，占地面积26400平方米。三、砼用砂、石子等部分材料的贮运场地设在后阳村南侧，占地1500平方米。四、施工基地主要设在五号码头，码头岸线120米，头水深6米，基地离桥区距离12海里，另外桥西端建一个临时码头以停靠船只（此码头引堤作1——10号墩筑岛施工，此码头主要是出运部分砼原材料及工程零星用材和人员上下班值班船只的停靠，材料出运方式，装载机配合5吨自卸车由油料场运至码头后方场地，装载机装贮料斗，25吨汽车吊装船，（12条100吨自航驳）海运至施工现场。10第四节施工准备一、大型临时设施1、钢结构海上施工平台9座。2、钢结构桥墩施工套箱8套，墩钢套箱6套，共用墩，制动套箱各1套。3、钢筋砼套箱共预制28个。4、施工临时码头长500米，宽7米，5、6.5吨钢筋砼锚，船只系览锚系布置见图（4——10）。6、施工船只进出桥区航行标志30套，钢结构航行标架4座。各种临时设施的结构形式，尺寸要求以及施工方法和工程量详见单项列报。二、施工测量1、平面控制网的设置根据桥区地形条件及建设单位提供的大桥中心桩控制点K46+955及K49+635、652布设控制点，建立独立四等导线控制网，布设时根据特大桥的精度偏差要求用J211型经纬仪，按二极三角测量限差要求施测角度，用DCJ32-1型红外测距仪测距，推算各点坐标如图（5—1）所示。2、桥墩位置控制桥墩位置控制测量其方法是，根据各控制点坐标和桥墩（桩位）坐标，反算各控制点至桥墩（桩位）点的坐标位角，采用前方交会法，用两部经纬仪置于两控制点，测距仪置于桥中心线延长线上，交会出各桥墩（桩位）点。3、高程控制建设单位提供的国家四等高程控制点水5，高程为21、63米，我部根据特大桥的精度要求进行图根水准测量，建立高程控制点H1，该控制点测设中其相对闭合差为Fn=9MM。根据规范要求Fn=12N=26MM，Fn=9MM满足要求，可以分配，测试中选用FA-32型自动安平水准仪，通过整理计算得：H1=2.75M，此高程要求每年复核一次，并对复核高程进行修改。12第五节主要施工方法一、基础工程1、施工工艺流程2、基础工程（钻孔灌注桩）主要施工方法：⑴本工序应在钢结构平台钢面层铺设前完成。护筒沉入选用600T方驳机挂90KW电振动锤施工。钢护筒加工尺寸及结构形式见图（5—2）根据规范对护筒顶标高应高于最高潮位以上500～700cm的要求以及风浪、风增水的影响，打入的护筒顶标高为+3.5m。为使钢护筒不沉陷、风浪及潮水影响而不位移、不倾斜，并要求钻进护筒底端不往外漏水，护筒底端必须进入亚粘土层，底标高应根据每个孔位的地层变化确定。钢护筒施工时因直径较大，应对桩帽、替打等结构进行改制。钢护筒测量定位：护筒埋设中心精确度允许误差50mm。定位时先利用已施打平台桩，用工字钢或方木组成筒形平台，用两台经纬仪交会出桩位中心点，以该点13往平台上引出控制点，在护筒上标上对应控制点直线，护筒起吊时对好控制点下落就位。其方法如图（5—3）所示。⑵钻进成孔采用正循环回转钻和冲击钻两种钻机，泥浆护壁钻进成孔。钻机类型及数量序号钻机类型及名称最大钻进深度钻孔孔径数量1ZJ150—1工程钻孔机100mφ1.5～φ1.8m22GPS—15工程钻机50mφ1.5～φ1.8m33泰山—15工程钻机50mφ1.5～φ1.8m1445KW电动冲击钻65mφ1.5～φ1.8m4钻进成孔时，第四纪地层以上回转钻使用刮刀钻头钻进，进入岩层后换牙轮齿锥或楔齿滚刀钻头并加入相应的钻用配重以保持在岩层中钻进所必须的钻压。钻孔泥浆采用粘土（特殊情况下使用膨胀润土）和14水（特殊情况下渗入添加剂）以1：45的比重配制。为使钻进正常进行，特别是在正循环回转钻进和冲击钻进中，泥浆悬浮钻渣至关重要，泥浆性能的定性指标应实际施工情况而定，并应符合规范要求。钻进施工用电以各钻机组为单位，选用75～120KW发电机组供电。每个桥墩施工完毕，钻机由方驳吊机配合解体、拆卸吊装运送至另一个桥墩，重新组装作业，当40吨方驳吊机施工周转紧张时，用50吨浮吊配合施工。⑶坍孔的处理鉴于工程地质变化比较大，有的孔位于较厚砂层中，以及潮位涨落的影响，加之作业条件受限制原因，坍孔是难免的，根据海上施工特点，成孔过程中一旦发生坍孔，立即采取护筒跟进的办法予以处理。⑷清孔、验孔钻孔达到要求深度经甲方代表鉴定岩岸，同意清孔后，对孔深、孔径、孔位进行详细检测。清孔时直径为1800mm或1500mm，长度为1000mm，吊车配合伸入孔内进行验孔。15孔深使用测绳进行检查，测绳长为50m。清孔方法：对于回转钻采用钻机反转循环清孔，砂石泵持续吸渣时间为5～15min左右，使泥浆相对密度逐步降低。对于冲击钻使用掏渣法清孔。特别注意在使用掏渣法时因只能掏取孔底粗粒钻渣而不能降低孔内泥浆的相对密度故作初步清孔。为提高清孔质量，必须采用高压水管随冲击锤一起插入孔底不断射入清水，使泥浆从孔口溢出，逐步达到降低孔内泥浆相对密度的要求。清孔、验孔后必须达到的几项指标见下表序号项目允许偏差备注1孔的中心位置不大于50mm2孔径不小于设计桩径3小于1%4小于100mm5孔深根据地层确定注意及时填写钻孔施工记录和清孔、验孔交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项，钻进时应经常注意地层变化，在地层变化处均匀捞取渣样，判明地层并记入纪录表中，以便与地质剖面图核对。16⑸钢筋笼制作钢筋笼制作长度10m一节，桩长大于10m分多节，根据设计要求两种直径的钢筋笼加劲筋间距均为200cm。钢筋笼制作采用加劲筋成形法，加劲筋成圈直径，桩径为φ180cm时，圈径为φ147.5cm，桩径为150cm时，圈径为117.5cm，加劲筋成圈钢筋单面焊接，搭接长度为250mm。加劲筋成圈时每道穿入钢筋笼保护层混凝土圆