水上桥墩专项施工方案

1/25XXX桥水中承台施工专项方案1.工程概况XXX桥桥水中承台共有2个，其中P4为临岸浅水段承台；P2、P3为水中承台。XXX现河道宽度达到45m，现场实测水位标高2.05（枯水期水位预计在1.8m左右），河道深度最深处约为3.5m，平均深度约为3.0m，临岸浅水段深度约在0.5-1.0m。河道原先为航道，由于红旗塘（大蒸港）的开通，此段河道已经停止通航。只有村保洁船在此通航。水中承台为矩形带圆角形式，其中P2、P3类型相同，尺寸为29.4m×2.5m×1.5m，单个承台重量约为275t；P4尺寸为28.5m×2.5m×1.5m，单个承台重量约为267t。2.总体方案考虑1、对于XXX桥P4临岸浅水承台，临岸边约1m，考虑采用在承台位置设置围堰挡水，然后抽干围堰内河水，清淤后回填至承台顶标高，形成陆上平台。围堰内填芯采用土质较好的黄色粘土，用挤压推进的方式进行施工，由围堰的起点逐步填筑至终点，以保证填土的密实。2、针对XXX桥P2、P3二个水中承台，我们考虑采用松木桩和方木平台通行至各水中承台位置并搭设打桩平台配合长护筒和泵送混凝土的方式，直接在水上进行桩基施工；桩基完成后利用抱箍和水中打桩平台的方木反吊支架法进行水中承台施工。3、对于水中承台及立柱盖梁施工顺序，考虑XXX桥北岸P2承台与南岸P3承台工况类似，固以XXX桥南岸P3承台为例加以说明：P4承台进行围堰施工→P4承台围堰内回填→P4承台钻孔灌注桩施工→P4承台施工水中墩施工总体平面布置图如下所示4、水中承台P2、P3二个水上平台用铁船搭设排架→承台钻孔灌注桩施工→承台施工2/253.临岸浅水承台P4墩承台的施工对于XXX桥P4#临岸浅水承台，临岸边约1m，考虑采用在承台位置设置围堰挡水，然后抽干围堰内河水，清淤后间隔分层回填至承台顶标高，形成陆上平台。根据设计图纸，本项目内临岸边河流水深在0.5m-1.0m之间，因此围堰宽度为1.5m,内分层回填优质粘土，围堰顶高出常水位0.5m，即高出承台顶约1.0m，详见如下示意图。围堰示意图4.主墩P2#、P3#水中墩承台的施工主桥墩(P2墩、P3墩)位于XXX河道中。XXX河道的河面宽度约为45m，河底高程约±0m。主桥墩承台的设计外形尺寸为：1.5m(H)×2.5m(B)×29.4m(L),承台施工的底模(施工平台)承受结构荷载50kN/m2，承台施工的底模(施工平台)承受施工荷载4kN/m2(含泵送砼冲击力)。主桥墩承台底的设计高程为1.90m(吴淞高程)。4.1施工平台的布置主桥墩承台施工平台的设计方案根据桥梁设计施工图及河道现状，拟采用40cm高抱箍和吊底模的方法施工。3/25平台的基桩拟采用φ200mm×6m的松木桩，桩距@1000mm，松木桩顶的承重盖梁拟采用1根250mm×250mm×6m的落叶松方木，吊底模的承重吊梁拟采用1根250mm×250mm×6m的落叶松方木，间距@3000mm，吊底模的模板承重底梁拟采用1根250mm×250mm×6m的落叶松方木，间距@3000mm，模板承重次梁拟采用150mm×200mm方木间隔@800mm布置。4.2平台示意图（1）平台平面布置示意图φ200mm×6m松木桩@1000mm承重下底梁250mm×250mm×6m落叶松方木5600承台250mm×250mm×6m落叶松方木承重上吊梁250mm×250mm×6m落叶松方木4/25（2）平台横断面布置示意图5600承重上吊梁落叶松方木250×250×6m落叶松3.40抱箍抱箍次梁12号槽钢间隔承台底模φ200mm×6m松木桩承重下底梁落叶松方木φ20mm吊杆螺栓4.3平台验算（1）设计荷载A、结构重量：1.5×2.5×25.00=93.75kN/m。B、桩顶盖梁：(落叶松)0.2kN/m。C、承重上吊梁：(落叶松)0.5kN/m。D、承重下底梁：(落叶松)1.0kN/m。E、次梁：(方木)0.5kN/m。F、施工荷载：4.00kN/m2(含泵送砼冲击力)。（2）荷载取值A、基础桩：93.75/2+0.5+0.5×3.00+1.00×3.00+0.5+4.00×1.80=59.58kN/根。B、桩顶盖梁：P=106.80kN(集中荷载)。C、承重上吊梁：P=102.80kN(集中荷载，不含自重)。D、承重下底梁：55.10kN/m(不含自重)。E、次梁：32.40kN/m(不含自重)。钢砼承台2.0005/25（3）单桩承载力根据上海市《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)及设计施工图提供的地质状况，单桩承载力计算如下：A、计算公式：Rd=Rsk/γs+Rpk/γp=Up∑fsili/γs+fpAp/γpB、基桩入土：按桩长12m、桩底高程-8.00m、有效入土4.50m。C、土层状况：根据设计施工图提供的地质状况为④1~④3层土。D、桩周摩阻力：fs=45kpa(地基基础设计规范规定为：40~55kpa)E、分项系数：γs=1.64。F、单桩承载力：Rd=1.282×45.00×4.50/1.64=158.3kN/根。G、结论：单桩承载力Rd=158.3kN/根＞施工荷载106.80kN/根，安全。(4)桩顶盖梁因承重上吊梁布置在桩顶位置，桩顶盖梁不承受荷载弯矩，只起整体连续与稳定作用，故不需要验算其强度。(5)承重上吊梁A、荷载简图P=102.80kNP=102.80kN80040008005600B、弯矩计算a、计算公式：M=Pl+1/8ql2b、荷载弯矩：M=102.80×0.80+1/8×1.00×6.002=86.74kN.m。c、截面抵抗矩：W=844.4cm3。d、弯矩应力：σ=M/W=86.74×106/844.4×103=102.7N/mm2。C、结论：弯矩应力σ=102.7N/mm2＜钢梁材料应力210N/mm2，安全。6/25（6）承重下底梁A、荷载简图5600Q=55.40kN/mR=102.80kNR=102.80kN8004000800B、弯矩计算a、计算公式：M=1/8ql2b、荷载弯矩：M=1/8×(55.40+1.50)×4.002=113.80kN.m。c、截面抵抗矩：W=1007.1cm3。d、弯矩应力：σ=M/W=113.80×106/1007.1×103=113.0N/mm2。C、结论：弯矩应力σ=113.0N/mm2＜钢梁材料应力210N/mm2，安全。（7）次梁A、荷载简图Q=32.40kN/m12@1000=12000B、弯矩计算按无限连续长梁计算。a、计算公式：吊梁处M=-0.083ql2,跨中M=0.042ql2b、荷载弯矩：吊梁处M=-0.083×(32.40+0.15)×1.002=-2.70kN.m,跨中M=0.042×(32.40+0.15)×1.002=1.37kN.m。c、截面抵抗矩：W=20.2cm3。d、弯矩应力：σ=M/W=2.70×106/20.2×103=133.7N/mm2。C、结论：弯矩应力σ=133.7N/mm2＜钢梁材料应力210N/mm2，安全。（8）吊杆螺栓A、吊杆螺栓规格及材质吊杆螺栓直径φ20mm，材质为Ⅰ级钢。7/25B、吊杆螺栓抗拉吊杆螺栓抗拉力P=168.9kNa、吊杆螺栓截面积：A=804.2mm2b、材料容许应力：σ=210N/mm2。c、吊杆螺栓抗拉力：P=Aσ=804.2×210=168882N=168.9kN。C、螺帽规格及材质螺帽规格为M20粗制,材质为A3钢。D、结论：吊杆螺栓抗拉力P=168.9kN＞吊杆螺栓承受力P=102.8kN安全。5.平台施工说明平台由河中向岸边延伸，采用先外后里的方法施工尽量不占用航道。5.1施工前的准备工作(1)平台松木桩入土深度按计算原则上不得少于2.5m，根据地质情况打入深度暂定为6m松木桩。(2)施工前，首先通过静载试验，以确定松木桩贯入度，桩底标高和下沉量与承载力等的关系并以此来确定打桩的依据。5.2松木桩的打入(1)打入松木桩需结合桥梁的位置，对平台松木桩精确定位，桩心误差不得大于5cm。(2)打φ200mm×6m松木桩采用两条铁船连接的平台上，吊运松木就位，用卷扬机吊起松木定好位，再用卷扬机和2T的铁锤打松木桩。将2T的铁锤用卷扬机吊起，再松卷扬机的刹车，用2T铁锤自然落下的方法打松木桩，打入松木桩时，应严格控制桩的垂直度，确定松木桩合理承载。(3)每个墩松木桩打完后，用25cm×25cm×6m的落叶松方木将其连接成整体，再架设横向25cm×25cm×6m的落叶松方木，然后架纵向25cm×25cm×6m的落叶松方木。8/256.水中钻孔灌注桩施工考虑到现场的水文地质条件，水中桩采用φ830长护筒，护筒高出水面1.5cm，入河床老土以下0.5-1m，一次性护筒长度为3m。外套2.5m长的外护筒（也称可拆护筒），钻机采用GPS10型正循环施工φ800钻孔灌注桩，自拼装现场到位。6.1护筒制作安装护筒采用3mm钢板卷制，沿护筒周长方向均布4道70#角钢加强护筒，沿护筒纵向每隔1.5米布置一道Ф12螺纹钢箍圈加强护筒。护筒就位前，根据测量放样所得桩位坐标点，在水面上方设置护筒平面位置定位框架。护筒用汽车吊运就位，通过定位框，缓缓放入，护筒下放过程中注意控制护筒中心位置和竖直度，尤其在护筒底口入土的过程中，严格控制，确保护筒入土不发生偏斜。护筒底口自由入土稳定后，用1吨振动打桩锤间断轻打，当护筒底口进入较硬土层后连续振动，直至底口埋深达到0.5-1m之间，并尽可能深入（打入到振动锤所能打入的最大深度）。护筒打入后，检验采用垂球法护筒竖直度，检查护筒壁对称四个点处的竖直情况，若不满足规范要求（不大于1%），重新提起打入，直至符合要求。6.2钻机就位钻机运至现场拼装就位，钻机方向与墩位线垂直，在钻机下垫枕木确保钻机前后左右移动时稳定。6.3护筒水密性检验桩位、钻机位复测合格后准备进行钻孔作业，在正常钻进前先进行护筒水密性检验。护筒水密性检验分为护筒身水密性检验和护筒底口处水密性检验两步。护筒底口处1密性检验方法：在护筒内造浆，造浆完成后，开始钻进，当钻进到护筒口底口以下1.5米左右时，停钻，静置泥浆2小时，观察泥浆变化情况，进而确定能否正常钻进。9/256.4造浆由于本桥地质情况复杂，粉土层较厚，泥浆质量的控制尤为重要。采用优质粘土进行造浆，造浆在护筒内，利用钻头的回旋进行；粘土入孔前，清除土中的杂物和砂砾，各项指1达28P准。在钻进过程中，泥浆粘度及相对密度指标取规范高值，泥浆粘度控制在19~28Pa.s范围，泥浆相对密度控制在1.30—1.45之间。造浆时，在临近护筒内和泥浆船内备满泥浆，以备二清时调用。6.5钻进由于地质构造层主要为粉土层，进尺太快不利于泥浆护壁，钻进过程中采用低速慢档，进尺速度控制在70cm/h左右。当钻到护筒下口上、下各2m范围及地层变化处时，进尺速度控制在0.5m/h左右，防止出现坍孔。当钻进达到设计孔深时，将钻头提起10一20cm，持钻慢搅，充分将孔底泥砂带出。第一次清孔后泥浆相对密度1.2一1.3；第一次清孔后含砂率4%.6.6验孔合格后安放钢筋笼钢筋笼安装，分节长度根据钻机架高度确定，GPS10钻机（机架高11.5m，有效吊装高度10m）施工时，对应钢筋笼分2节制作，每节的长度根据设计长度在9m-9.5m之间，钢筋笼接头搭接长度均为25cm。钢筋笼保护层采用预制混凝土垫块，垫块为扁圆柱，直径为2倍保护层厚度，本桥桩基保护层6cm，垫块直径12cm，垫块垂直2米分布一处，一处水平分布4个，下钢筋笼过程中，将穿好钢筋的垫块焊在钢筋笼主筋上。在两节钢筋笼对接时，注意钢筋笼的垂直度，水中桩护筒内径较设计桩径大3cm，护筒段钢筋笼定位采用在钢筋笼顶部固定方法，在下完最后一节钢筋笼后，钢筋笼顶部焊四个吊点，吊点采用等长φ8钢筋，吊点钢筋长度根据钢筋笼顶部设计高度与钻机平台工作面高差确定，吊点焊接完成后，调整好平面位置，在吊点钢筋内穿钢管2根，担放在钻机平台工作面上。6.7下导管及二次清孔钢筋笼安放完成后，尽快下放导管进行二次清孔