跨江深水硬岩层钢栈桥基础引孔栽桩施工工法
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K25+151.8东江大桥水下桩基施工设置钢栈桥的施工方案我标段中心桩号K25+151.8的东江大桥,上部结构为2*20m 预应力砼空心板+7*40m预应力砼T梁。
空心板先简支后桥面连续,T梁先简支后结构连续。
下部结构0号桥台、9号桥台采用柱式台,桥墩采用柱式墩,墩台基础采用灌注桩基础。
墩台桩基础中,水面以下有四排桩(每排三根桩共12根桩),水面至河床底最深达11m,水面宽:正常水位时宽230m左右,洪水位时达300m。
桥梁全长326.52m,总宽18m。
为保证水下四排桩(12根桩)基及墩柱、盖梁正常施工和满足东江湖对岸7#、8#墩及9#台的施工,我们设置了钢栈桥的施工方案,具体设计与施工方法如下:一、栈桥设计:1、纵向设计:栈桥设计根据设计图纸提供的平面图,在其右侧沿桥位下游据桩基一定的距离(距桩位中心6.0m处)且垂直于流水面架设一施工钢栈桥,栈桥长260m,栈桥跨度10m,栈桥高距现有水面不少5m(正常水位122.82 m,系梁高程125.5 m,栈桥高程约128 m),宽6m,栈桥基础采用Ф630mm 钢管桩基础(钢管打入河底不少于10米),纵向间距10m一排。
每排两根,桩间距4m,钢管桩沿栈桥横向放置长6.0m的50号工字钢分焊接在钢管桩基础上作为横梁,在栈桥梁上部纵向用三根10米长的50号工字钢作为纵向分配梁,纵梁上部由25#工字钢组成,间距0.25m,,上铺16mm厚防滑钢板宽6.0m作为桥面系,两侧安装防护栏。
2、横向栈桥:由于东江湖内有四排桩在水中,故垂直于纵向栈桥要设置四排横栈桥,其设计为:垂直于纵向栈桥沿桩基横轴线每边各2.5m处,仍采用Ф630mm钢管对称打入河底作为桩基础(钢管打入河底不少于8米),间距5.0米(注意和桩基位置错开)。
共6排桩,沿桥方向每一排钢管桩(两根)用50号工字钢(工字钢长10m)焊接在上面做横梁、垂直于桥面用四根16米长,50号工字钢焊接在横梁上(每根桩基四周都有工字钢固定),根据需要在其上面铺16mm厚防滑钢板,四边做防护栏,横向栈桥高于正常水位不少于5米。
目录一、工程概况二、水文地质三、施工工艺流程四、施工方案五、施工工艺六、质量安全保证措施七、文明施工及环境管理一、工程概况长江大桥方面南岸岸上部分为主桥10#墩及引桥S1~S24#墩,主桥及引桥基础均采用桩基础。
主桥10#墩是钢桁拱主桥的边墩,位于长江南岸子堤边缘,桩基础为18φ2.5 m嵌岩钻孔桩,纵向3排,横向6排;承台结构尺寸为37.5×19×5m,承台顶面标高为+6.0m,承台底标高为+1.0m,桩长为76.0m。
二、地质情况10#墩位于长江南岸,在地貌上属于高漫滩区,地面高程6.46m,覆盖层厚47.48m,由上至下分为三大层,第②大层由全新统河床~湖沼相地层组成,上部主要为软塑状粘性土、流塑状淤泥质粉质粘土,下部为中密状细砂,厚16.58m。
其下为第③大层,主要由全新统河床相细砂组成,呈中密状,局部夹软塑状粘性土,厚21.5m。
底部为第④大层,主要由上更新统河床相中、砾砂组成,呈密实状,厚9.5m。
基岩为白垩系成岩程度差的泥岩(⑤1)、泥质粉砂岩(⑤2),岩质软弱,岩面高程-53.94m,强、弱风化层厚7.6m。
10#墩处覆盖层的第②、③大层主要为松散、中密状的细、中砂及流塑~软塑淤泥质粉质粘土,承载力低,工程性差,不适合作为基础持力层。
第④大层主要由密实状的中、砾砂组成,工程性能较好但厚度不大,所以第④大层亦不适合作为基础持力层。
该段发育的泥岩、泥质粉砂岩属于软~极软岩,强度低,但工程性能均匀稳定,在该段适合采用桩基础,以微风化基岩作为桩尖持力层。
三、施工工艺流程四、施工方案10号墩位于南岸子堤与主防洪堤之间的水塘处,塘底标高为+5.569m。
10号墩采用筑岛进行钻孔桩施工,钻孔采用KPG3000A及RC300反循环钻机进行钻孔,钻孔泥浆通过泥浆池循环来进行泥浆净化。
桩基钻孔完成后,采用换浆法进行清孔。
水下封孔砼采用导管法进行灌注。
五、施工方法(一)、施工准备1、钻孔场地在水塘处,先清除杂物、换除软土、平整压实。
2.2.1.钢栈桥及钻孔平台布置方案2.2.1.1.钢栈桥施工方案2.2.1.1.1.钢栈桥设计(1)桥跨布置栈桥全长280m,起点位于25#墩和26#墩之间,终点位于27#墩和28#墩之间,标准段钢栈桥桥跨采用12m,中间两孔为30m通航孔,总体桥跨布置为(9×12+2×30)m,栈桥位于桥位左侧,外边缘距桥梁中心线中心线13m。
栈桥按双向行车道设计,桥面宽6.0m,按两车道设计。
栈桥总体布置见图2.2.1-1所示。
中部为2跨60m通航孔图2.2.1-1 栈桥桥跨布置栈桥采用多跨连续梁方案。
贝雷栈桥梁部结构为两组两排单层“321”贝雷桁架,采用2×12m或30m跨一联。
栈桥下部结构采用钢管桩基础,按摩擦桩设计。
根据受力,钢管桩单排采用2Φ630mm布置形式;制动墩设双排桩,采用4Φ600mm布置形式。
桥面采用σ=12mm厚的钢板,采用标准化模块,每块1.5×6m。
钢栈桥将引桥每个墩位处的钻孔平台,设为错车平台。
钢便桥在第10跨和11跨,即10#墩~12#墩之间设置开口宽度为30m的通航孔。
采用4根Φ600mm钢管桩作为提升式便桥支架基础,设置在提升式便桥两端,钢管桩上横架I45型工字钢,工字钢上设置15T电动葫芦作为提升装置,形成简易龙门。
当遇到通航船只时,开启通航孔两端设置的电动开关,电动葫芦将第8跨提升式便桥整体提起,常水位时通航孔处净高可达8m,能够满足颍河通航要求。
便桥提升站及通航示意见图2.2.1-2所示。
图2.2.1-2 栈桥提升站及通航为方便施工,在栈桥上设置有φ140mm×3.5mm的PVC管作为电缆管道,以确保施工中电的供应。
贝雷栈桥桥面护栏竖杆焊接在贝雷架上的横向分配梁上,型钢栈桥桥面护栏竖杆焊接在横向分配梁I12上,焊脚高度不小于6mm,扶手横杆焊接在竖杆顶端。
栏杆的竖杆、扶手要求刷上红白相间的警示反光油漆,保证车辆夜间运行安全。
钢栈桥的安装工艺为保证济河大桥工期和全线路基施工,计划在水中搭设钢便桥,并在主桥施工完毕后予以拆除。
根据以往施工经验,便桥以φ325钢管桩为基础桩,入土深度约为8m,基础桩为两排,横向3根桩,间距2.4m,纵向间距为2.6m。
栈桥施工主要由基础钢管桩打入、贝雷主桁架设、桥面铺装三部分组成,栈桥基础施工采用打桩锤施打钢管桩;在打φ325钢管桩前先打入φ50钢管桩上铺40mm 木板作成施工平台,打桩架就位后开始打φ325钢管桩,依次逐跨施工。
待贝雷梁铺设完之后将φ50钢管桩及木板拆除;桥面施工采用在后方将桥面分块加工成标准化模块,由汽车运输到位后利用汽车吊吊装架设,依次逐跨施工。
(1施工工艺流程栈桥施工工艺流程图(2打桩施工栈桥施工采用由南向北逐跨推进的作业方式进行。
①打桩:沿测定孔位打桩,一孔钢管桩振打完毕将打桩架移开,铺设分配梁然后继续打φ50钢管桩铺40mm木板至到下一孔钢管桩前。
打桩前确定桩位与桩的垂直度满足要求。
初入土时慢打,及时检查位置。
如在桩打入初期(2~3m发生倾斜,进行修正,或拔出重打,每根桩的的下沉应一气呵成,不可中途停顿或较长时间的间隙,以免桩周土恢复造继续下沉困难。
②接桩:在接桩时下节桩的打剩高度,除应留出使接桩容易就位的持续高度外,一般下节桩的打剩高度以50~80cm为宜,以便于焊接作业。
检查被接桩上端是否变形,如有损伤,用千斤顶及其它适当方法加以修复,同时要将锤上飞散出来的油污等对焊接有害的附着物除掉并清扫。
在上节桩就位之前,要扫除上节桩接头开口部在搬运及吊入作业中附着的泥土,有变形的应修正后再就位。
此外,现场接头焊接完毕后,必须留有大约1min的焊口冷却时间,然后再进入打桩作业,尽量避免长时间的中断。
(3主桁拼装打桩施工完成后,检查桩的偏斜及入土深度与设计无误后,在钢管桩之间安设型钢剪刀撑使其形成整体。
同时在桩顶按设计尺寸焊接钢板并保证底面平整;吊放槽钢钢分配梁并与钢管桩焊接固定。
钢栈桥施工工艺方案栈桥施工采用钓鱼法施工。
利用履带吊机和震动锤从桥台起点开始打设第一排栈桥钢管桩,安装贝雷梁主梁,铺设分配梁和桥面板后,吊车前移一孔,继续下一孑俄桥钢管桩的打设及上构的安装,直至完成全部栈桥的施工。
1、场地平整钢栈桥钢管墩和贝雷梁在后场加工组装,采用12米长平板车运输到施工现场。
后场存放场地需碾压密实,铺砌30Cm碎石垫层20Cm厚C20混凝土硬化面层场地长33m,宽28m,设置在抚河西岸河滩上。
后场钢材数量较大,总类较多,所有材料需分类码放,型钢堆放高度不宜超过两米,钢管墩堆放不要超过3层,做好安全防护措施,防止失稳。
2、桥台施工便道填筑至桥台位置时,先分层填筑、压实至桥台底标高,边坡采用60Cm沙袋码边防护,然后搭设6根钢管桩作为桥台基础,再立模浇筑桥台磅,最后在桥台后方以级配砂填筑,并填筑50cm碎石垫层,路面浇筑30cmC30混凝土,以满足50t吊车、碎罐车等重型车辆通行要求。
3、测量放样在钢管桩基础施工前,对工程的测量点测量网进行全面复核。
结合主桥的平面位置,根据栈桥钢管桩布置图计算每根桩的中心坐标。
按施工先后顺序放样钢管桩的位置。
无水区域直接在河滩上搭设定位木桩定位。
水中定位先将小船开到桩位附近抛锚经测量后微调管桩位置,在定位架上标记桩位,钢管桩依靠确定的桩位下放、振打。
4、钢管桩基础4.1 钢管桩打设首先测量定位后,履带吊挂振动锤夹住钢管桩起吊,放入定位导向框,利用自重将钢管桩下沉至覆盖层中一定深度,复测桩位和倾斜度,调整管桩直到满足设计要求和施工规范要求,开始振打钢管桩。
每根桩的振打尽量一气呵成,不宜停顿太长时间,以免桩间土恢复造成二次振打下沉困难。
打桩过程中用测量仪器随时监控垂直度,钢管桩的垂直度主要以夹箱口导向框控制,监测为辅。
发现桩发生倾斜,及时拔出调整垂直度重新打入。
钢管桩顶打入到距水面以上2米左右暂停,现场焊接接长以后,继续振打下沉,直到达到设计长度为止,钢管桩接头要求等强度连接。
山区深水河流陡峭坚硬裸岩高位栈桥施工工法山区深水河流陡峭坚硬裸岩高位栈桥施工工法一、前言随着交通运输的发展,山区深水河流成为了通行难题,特别是对于交通、农田灌溉等方面的发展造成了极大的影响。
为了解决这一难题,山区深水河流的高位栈桥施工工法应运而生。
本文将详细介绍这一工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点山区深水河流陡峭坚硬裸岩高位栈桥施工工法以其独特的特点受到了广泛关注。
其特点主要包括施工工艺成熟、适应性强、施工效率高、稳定性好等。
三、适应范围山区深水河流陡峭坚硬裸岩高位栈桥施工工法适用于陡峭的山区地形、深水河流、坚硬裸岩地质条件下的桥梁施工。
尤其适用于交通运输、农田灌溉等方面的工程建设。
四、工艺原理山区深水河流陡峭坚硬裸岩高位栈桥施工工法的主要原理是通过在陡峭的裸岩上打钢梁孔,并搭设钢梁,最终形成高位栈桥。
这一施工工法与实际工程之间的联系主要体现在以下几个方面:1. 钢梁孔的打孔与钢梁的安装:根据实际地质条件确定打孔位置,使用特殊设备和技术进行孔的打钻,然后将钢梁固定在孔中,通过螺栓连接实现高度的稳定。
2. 钢梁的搭设:根据设计要求,在钢梁之间搭设桥面板,确保桥面的稳定和承载能力。
3. 支架的搭设:根据实际情况,搭建临时支架,保证施工过程的安全和稳定。
通过以上工艺原理的实施,可以保证该工法在实际工程中的应用。
五、施工工艺山区深水河流陡峭坚硬裸岩高位栈桥施工工艺主要包括以下几个施工阶段:1. 前期准备:进行场地勘察、方案设计并获取施工许可。
2. 孔打钻:根据设计要求,在裸岩上进行钢梁孔的打钻。
3. 钢梁安装:将打钻好的孔洞中的钢梁进行安装,采取螺栓连接固定。
4. 搭设桥面板:在安装好的钢梁之间搭设桥面板,确保桥面的平整和承载能力。
5.支架搭设:根据设计要求,在施工过程中搭建临时支架,保证施工过程的安全和稳定。
6. 后期工程:进行施工过程的清理和整理工作,保证施工质量和安全。
深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法一、前言深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法是一种针对深水裸岩区地质条件而设计的桥梁施工工法。
该工法利用钢材的高强度和耐腐蚀性,结合现代工程技术,实现在深水裸岩区建造稳固的栈桥。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法具有以下几个特点:钢材作为主要结构材料,具有高强度、耐腐蚀性能;可在深水区域施工,适应范围广泛;可以进行扩建和设备维护;施工周期短,效率高;适应各种地质条件,能够抵御各种自然灾害。
三、适应范围深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法适用于各种河流、河口、港口和湖泊等深水裸岩地质条件下的桥梁建设。
无论是土壤还是岩石地质,该工法都能够适应,确保安全和稳定的栈桥建设。
四、工艺原理4.1 施工工法与实际工程之间的联系深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法通过采用钢材桩基和桥梁结构,使栈桥与地面之间形成一个稳定的桥墩。
在施工过程中,根据实际的地质条件和水文环境,选择合适的施工工法和技术措施,以确保施工质量和工程稳定性。
4.2 采取的技术措施深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法采取以下技术措施:通过钢桩进行桥墩固定,结构稳定性高;利用先进的钢结构焊接技术,确保桥梁的牢固性和耐久性;采用适当的抗冲击设计和桥梁支撑措施,增强桥梁的抗震、抗风、抗浪性能。
五、施工工艺深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工艺主要包括以下几个施工阶段:1)水下岩石探测和钢材加工准备;2)钢材桩基的施工,包括驱桩、沉桩和固定;3)桥墩建设,包括钢材焊接和固定;4)桥面铺设和栏杆安装;5)施工完成后的检查和维护。
六、劳动组织深水裸岩区稳桩钢栈桥施工工法需要组织经验丰富的工程师、钢材焊接工和机械操作工等多个施工人员协同作业。
在施工过程中,需要制定详细的施工计划,合理分配人力资源,并确保施工过程的安全和效率。
钢栈桥岩层基础旋挖引孔施工工法一、前言钢栈桥岩层基础旋挖引孔施工工法是一种基础处理方法,广泛应用于大型建筑和桥梁的基础施工过程中。
本文将介绍此工法的特点、适用条件、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例等内容。
二、工法特点钢栈桥岩层基础旋挖引孔施工工法具有以下特点:1. 采用钻孔机进行钻孔,动力大,效率高,可以与后续的建筑工程进度相媲美;2. 工序简单,容易控制,可以从根本上解决地基沉降及承载力不足的问题;3.施工速度快,一次成型,无需二次挖掘填充或者加固土方;4.未混凝土灌注桩进行加固,可以很好的保护周围岩石,对于环保也具有一定的帮助;5.使用灰土或露天现场砂浆泵等作为施工场地准备工作,能够方便快捷地进行单项施工。
三、适应范围钢栈桥岩层基础旋挖引孔施工工法适用于以下范围:1. 建筑和桥梁项目等需要使用强度高、承载能力好的基础工程;2. 土质地层中硬度较高的岩层,如花岗岩、片麻岩、砂岩等;3. 地下空间较小的地质环境,如地下管线、地下道及地下停车场等。
四、工艺原理1. 与实际工程之间的联系旋挖钻孔桩是一种机械挖孔和灌注桩结合的新型基础结构,其主要原理是通过钻孔机在岩层中开钻孔,使得孔壁形成有效的支撑作用。
钢筋骨架固定在钻孔孔壁内,沿着钻孔而排列,与混凝土浆体一起浇注固定,形成高强度的基础结构。
在实际应用中,使用旋挖钻孔桩的施工工艺可以充分利用现代机械技术和灌注桩的优势,满足大型建筑和桥梁工程对于基础工程施工要求的高效快速和稳定可靠的需求。
2. 采取的技术措施钢栈桥岩层基础旋挖引孔施工工法具体施工工艺包括:开挖孔壁、添加液压填土、安装钢筋骨架、浇筑混凝土等。
同时,在施工过程中需要注意以下技术措施:(1)选择合适的钻头;(2)控制钻孔过程中的振动,平衡机体和钻头之间的压力;(3)控制混凝土的流动量,避免形成空洞;(4)防止混凝土的沉淀,注意搅拌过程中搅拌时间和强度;(5)对于地下水位较高的施工区域,需要设置泵站进行排水。
超深水域斜面裸岩栈桥钢管桩施工工法超深水域斜面裸岩栈桥钢管桩施工工法一、前言超深水域斜面裸岩栈桥钢管桩施工工法是一种用于构建在超深水域斜面裸岩上的钢管桩的施工工法。
该工法具有高效、安全和经济等特点,适用于超深水域斜面裸岩场地构建的钢管堆桥。
二、工法特点1. 高效:该工法采用先进的施工技术,能够快速、高效地完成钢管桩的施工。
2. 安全:施工过程中,严格按照安全规范进行操作,确保施工安全。
3. 经济:该工法采用了节约型的材料和设备,能够在保证质量的前提下降低施工成本。
三、适应范围该工法适用于超深水域斜面裸岩场地的钢管堆桥施工项目,尤其适用于海洋石油钻井平台、海洋风电工程等相关领域。
四、工艺原理施工工法与实际工程之间的联系:该工法通过钢管桩与施工场地的固定连接,稳定钢管桩在超深水域斜面裸岩上。
采取的技术措施:施工过程中,首先需要进行现场勘测和设计,在了解场地条件和工程要求的基础上,选择适当的钢管规格、布置方式和施工工艺。
在施工过程中,采用先进的钢管桩安装设备,对钢管进行施工定位、定向钻井、成桩等操作。
同时,还需要注意施工过程中的土层排水、土层沉实等相关措施,以确保工程质量。
五、施工工艺1. 现场勘测与设计:根据实际工程要求和场地条件进行勘测,制定施工方案。
2. 钢管桩安装设备的布置:根据钢管的尺寸和数量,选择合适的安装设备,并进行布置。
3. 钢管定位:根据设计要求,使用定位工具对钢管进行准确定位。
4. 定向钻井:使用定向钻机对钢管进行钻孔,确保钢管的位置和方向。
5. 成桩:使用专用的成桩设备,将钢管沉入超深水域斜面裸岩中,达到设计要求的深度。
六、劳动组织1. 工程管理人员:负责工程的组织、协调与管理。
2. 施工人员:根据施工规范和要求,执行具体的施工任务。
七、机具设备1. 钢管桩安装设备:包括定位工具、定向钻机、成桩设备等。
2. 施工车辆:用于运输钢管桩和施工设备等。
八、质量控制1. 施工现场检测:对施工过程中的钢管桩安装和成桩等关键节点进行检测,以确保施工质量。
跨江深水硬岩层钢栈桥基础引孔栽桩施工工法中铁十六局集团第四工程徐开洲伟强刁元森冠华1 前言随着中国经济水平的逐渐增强和桥梁理论的不断发展跟完善,在城市中跨水域桥梁的修建日益增多,跨江深水硬岩层水中基础施工也日渐普遍。
为了水中墩施工及材料运输和施工人员通行,在桥梁上游搭设主栈桥和墩位处搭设支栈桥作为水中墩钻孔桩、承台施工的主要通道和工作平台。
余信贵大道象山大桥横跨信江,信江为五大河流之一,桥址处水流由南向北,河宽约400m,水深7-11m;信江水域工程地质除少量覆土层外,均为粉质硬岩层。
在这种深水硬岩层的环境下进行钢栈桥基础施工,因岩层强度较高,采用传统履带吊配合振动锤振打施工,钢管桩无法达到要求入岩深度、桩位偏移、桩身易破损,且施工困难。
施工过程中,通过冲击钻引孔栽桩,从而保证入岩深度,成功的解决了深水硬岩层钢栈桥的施工难题,经总结形成此工法。
2 工法特点2.1 缩短工期:本工法能够实现深水硬岩层钢栈桥基础的施工、要求入岩深度,节省工期;2.2 简单易行:施工过程简单易行,对现场施工人员进行一些简单的技术、安全交底,即可顺利完成施;2.3 安全可靠:施工过程中不需要人工进行水下作业等危险作业,确保了施工人员的人身安全;2.4 文明环保:引孔过程中钻渣少许外漏,减少对水体造成污染;2.5 结构稳定:施工过程中钢管桩结构构造简单、受力明确,具有足够的承载力、强度和整体稳定性;3 适用围本工法适用于各种类型跨河流、湖、江中等水域硬岩层钢栈桥基础引孔栽桩施工的工程建设。
4 工艺原理结合地质条件和水文状况,先测量放样出钢管桩位置,下放引孔钢护筒,然后进行冲击钻引孔至要求入岩深度,引孔施工结束后,灌注水下混凝土并及时沉放钢管桩,从而完成深水硬岩层条件下钢管桩入岩工艺。
本工艺利用水下混凝土将钢管桩与河床有效连接形成整体,使栈桥基础的钢管桩形成群桩效应,以提高基础的承载力和全桥的横向稳定性。
5 施工工艺流程及操作要点施工准备及桥台施工测量放样冲击钻成孔灌注混凝土钢构件加工制作沉桩及接长做联接系、上横梁架设贝雷梁铺设桥面板、做护栏做下一跨直至整桥施工完成图5.1.1 施工顺序图5.1 施工准备及桥台施工在主栈桥及支栈桥施工前,在栈桥开始端岸边进行桥台施工。
跨江深水硬岩层钢栈桥基础引孔栽桩施工工法中铁十六局集团第四工程有限公司徐开洲陈伟强刁元森姚冠华1 前言随着中国经济水平的逐渐增强和桥梁理论的不断发展跟完善,在城市中跨水域桥梁的修建日益增多,跨江深水硬岩层水中基础施工也日渐普遍。
为了水中墩施工及材料运输和施工人员通行,在桥梁上游搭设主栈桥和墩位处搭设支栈桥作为水中墩钻孔桩、承台施工的主要通道和工作平台。
余信贵大道象山大桥横跨信江,信江为江西五大河流之一,桥址处水流由南向北,河宽约400m,水深7-11m;信江水域工程地质除少量覆土层外,均为粉质硬岩层。
在这种深水硬岩层的环境下进行钢栈桥基础施工,因岩层强度较高,采用传统履带吊配合振动锤振打施工,钢管桩无法达到要求入岩深度、桩位偏移、桩身易破损,且施工困难。
施工过程中,通过冲击钻引孔栽桩,从而保证入岩深度,成功的解决了深水硬岩层钢栈桥的施工难题,经总结形成此工法。
2 工法特点2.1 缩短工期:本工法能够实现深水硬岩层钢栈桥基础的施工、要求入岩深度,节省工期;2.2 简单易行:施工过程简单易行,对现场施工人员进行一些简单的技术、安全交底,即可顺利完成施;2.3 安全可靠:施工过程中不需要人工进行水下作业等危险作业,确保了施工人员的人身安全;2.4 文明环保:引孔过程中钻渣少许外漏,减少对水体造成污染;2.5 结构稳定:施工过程中钢管桩结构构造简单、受力明确,具有足够的承载力、强度和整体稳定性;3 适用范围本工法适用于各种类型跨河流、湖、江中等水域硬岩层钢栈桥基础引孔栽桩施工的工程建设。
4 工艺原理结合地质条件和水文状况,先测量放样出钢管桩位置,下放引孔钢护筒,然后进行冲击钻引孔至要求入岩深度,引孔施工结束后,灌注水下混凝土并及时沉放钢管桩,从而完成深水硬岩层条件下钢管桩入岩工艺。
本工艺利用水下混凝土将钢管桩与河床有效连接形成整体,使栈桥基础的钢管桩形成群桩效应,以提高基础的承载力和全桥的横向稳定性。
5 施工工艺流程及操作要点施工准备及桥台施工测量放样冲击钻成孔灌注混凝土钢构件加工制作沉桩及接长做联接系、上横梁架设贝雷梁铺设桥面板、做护栏做下一跨直至整桥施工完成图5.1.1 施工顺序图5.1 施工准备及桥台施工在主栈桥及支栈桥施工前,在栈桥开始端岸边进行桥台施工。
首先,对栈桥桥台位置进行准确放样;再次,对桥台基础进行平整及压实处理,以达到设计要求;5.2 测量放样根据主栈桥及支栈桥平面布置图和施工技术交底,准确无误的算出每根钢管桩的坐标位置,现场合理布置控制点开展外业。
钢管桩定位采用全站仪坐标定位法控制钢管桩位,在安装过程中,测量适时监控钢管桩的垂直度、入土深度和贯入度,保证成桩质量。
在钢管桩安装达到质量控制标准后,联接钢管桩间横向支撑和斜向支撑,然后在管顶开槽,在精确放线定位,准确放置钢板后才能将钢板与桩基焊接固定,保证钢横梁安装在桩基中心,桩基处于轴心受压状态,最后用全站仪精确定位放置桩顶横梁、纵向主梁及桥面系等。
图5.2.1 测量放样5.3 冲击钻成孔测量人员放出桩位后,应在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩,护筒埋设好后再引到护筒上。
采用冲击钻钻孔进行栽桩,栽桩深度为8m。
钻机安装就位后,保持底座和顶端平稳,不得产生移动和沉陷,钻头中心与钢护筒中心位置偏差不超过1cm。
图5.3.1 冲击钻引孔图5.3.2 冲击钻引孔5.4 灌注混凝土冲击钻冲孔完成后,对护筒内沉渣进行清理;清理完成后,安装好导管、漏斗,进行灌注混凝土。
混凝土一次迅速卸放到孔底,然后测量混凝土面深度,确保混凝土满灌。
图5.4.1 灌注混凝土5.5 管桩沉放混凝土浇筑完成,栈桥采钓鱼法的作业方式施工,钢管桩为φ630×12mm钢管,根据地质情况及试桩结果,采用80t履带吊吊装钢管桩,迅速插打、安装到设计位置。
钢管桩位置、垂直度经测量无误后开始固定。
然后吊装振桩锤和夹具与桩顶连接牢固, 开动振动锤使桩下沉。
每根桩的下沉一气呵成,不可中途间歇时间过长,施打过程中要及时测量钢管桩的位置和垂直度,发现跑位或倾斜要立即调整。
图5.5.1 管桩沉放5.6 管桩切割或接长至设计标高根据每根钢管桩的设计标高,用钢筋在每根钢管桩的侧壁挂爬梯,在距钢管桩设计管顶标高下1.2m左右用角钢和钢筋焊一个施工平台。
再依据设计钢管桩顶标高切割或接长钢管桩。
钢管桩切割顶面一定要水平,钢管桩接长一定要直顺。
钢管桩接长采用对接,接口圆周满焊,焊缝高度不小于6mm。
钢管桩焊接方法为对接焊接,在钢管四周设置六块加劲板,与钢管桩四周满焊,以保证钢管桩对接强度。
焊接接桩后,焊缝必须冷却后才能沉入水中;接桩时要严格控制钢管桩的顺直度。
钢管桩加长及切割注意以下几点:①钢管桩接长位置,钢管切坡口并焊接,接口处补强加劲板焊接。
②钢管桩切割后,焊接20cm宽10mm厚环形加劲板,加强位置为管顶处。
其平面焊接及立面焊接示意图如下:图5.6.1 平面焊、立面焊5.7 管桩间横联、斜联焊接安装钢管桩间横向平撑、斜撑采用[25槽钢,在制动墩处纵向平撑和斜撑连接采用[25槽钢联接,增加钢管桩间的刚度,使之受力均匀。
每排钢管插打完成并经检查合格后,应及时焊好桩间联接。
横联、斜联提前根据钢管桩间横距、斜距在加工棚内下好料,再利用平板运输车和25T汽车吊吊运到对应的位置进行焊接安装钢管之间槽钢的焊接采用角焊,焊缝高度不小于6mm。
管桩间槽钢连接采用500*200*10mm的节点板进行连接,以加强连接系的强度。
钢栈桥钢管群桩根据所需材料布设,其施工方法与普通桥墩排架桩相同。
5.8 桩顶横梁2 I45c工字钢架设根据设计标高,把钢管桩切割平整后,在其上面按设计放线位置安装上2Ⅰ45c工字钢桩顶横梁,钢管与横梁工字钢间接触面周边均要焊接,焊接采用角焊,焊缝高度不小于6mm。
钢管桩下横梁腹杆处焊接加劲钢板△150*150*10mm,并且横梁需焊接限位钢板连接于横梁腹杆处,以固定连接横梁与管桩形成整体结构。
5.9 321贝雷梁架设贝雷片先与已拼装完成的贝雷梁连接,再安装支撑架完成两组间拼接。
桁架组拼装时,贝雷片与贝雷片间,顺桥向采用销栓销接,横桥向支撑花架或剪刀撑连接。
贝雷销栓安装完成后,必须安装保险插销,防止贝雷销栓脱落。
支撑花架和贝雷片之间用螺栓固定。
贝雷梁架设时,先在下部结构顶横梁上进行测量放样,定出贝雷架准确位置并安装好减震橡胶片,然后用履带式起重机吊装一个安装单元贝雷梁与已建成的栈桥贝雷梁相连,并焊接限位器。
一个安装单元贝雷梁完成后,安装另一个安装单元贝雷梁,同时与安装好的贝雷梁用斜支撑进行连接。
依此类推完成整跨贝雷梁的安装。
钢栈桥纵梁采用321贝雷梁架设而成,贝雷梁在场地拼装好后用平板车拉至施工现场,然后用25T汽车吊按照事先定位的位置架设,贝雷梁架设至横梁后,用限位槽钢[10#卡住并焊接至2I45c工字钢上,同时将10#槽钢开孔并用螺栓联接7排贝雷梁,保证其整体的稳定性。
贝雷梁的安装要求如下:a、桩顶承重梁上设置贝雷梁限位件,以防贝雷梁横竖向位移。
b、贝雷片必须使用完好贝雷桁片;贝雷销子必须穿插到位,端头必须使用保险插销。
c、每一组贝雷梁端头设置花架一片,4颗支撑架螺栓必须固定牢靠。
d、每根墩顶横梁位置设置限位器固定贝雷片。
制动墩处贝雷梁接头处应预留伸缩缝,以备温度变化时梁的变形。
制动墩支承桩纵向横向同时设置剪刀撑。
e、栈桥制动墩钢管桩、横向承重梁及与贝雷梁上弦杆或下弦杆应联接牢固,以承受汽车牵引力或制动力。
5.10 I20工字钢横向分配梁、桥面系等铺设雷梁纵向主梁上横铺I20工字钢横向分配梁,间距25cm,相邻横向分配梁的接头应错开。
工钢与贝雷梁顶定位槽钢[10#满焊牢固连接,共同形成刚性桥面系,分布、分配桥上车辆活载到贝雷梁纵向主梁上。
分配梁搭设结束后在上面铺设12mm厚钢板,桥面板焊接钢筋防滑条来防滑。
并与I20工字钢焊接牢固。
最后,在钢栈桥两侧设置防护栏杆,防护栏杆立柱与扶手钢管焊接而成,防护栏杆采用φ48钢管,高度1.2m。
防护栏杆上涂上红白相间的油漆,每根栏杆上端还要贴上反光标志,以便在夜间引导车辆,预防事故发生。
在防护栏杆外侧规范排布电缆、电线、夜间照明灯以及其他管线,照明灯采用单臂钢杆路灯,灯具为IP65截光型灯具(带PLC 单灯控制器),路灯高度10m,间距30m单侧布置。
钢栈桥施工和使用过程中,在防护栏杆内75cm内不宜集中堆码各种重型材料和机械设备,重型车辆不得在其范围内通行,保证钢栈桥安全施工和使用。
支栈桥与主栈桥进行同步搭设,采用9m×18m的浮箱配合吊车及振动锤进行施工,其设计结构工艺与主栈桥一致,在此不再赘述。
6 材料与设备6.1主要材料本工法涉及使用的主要材料有混凝土外,需要的主要材料如表 6.1.1所示。
钢栈桥横断面图钢栈桥纵断面图表6.1.1主要材料表6.2主要设备本工法除混凝土浇注设备及测量仪器外,需要的主要机械设备如表6.2.1所示。
表6.2.1主要机械设备表7 质量控制7.1 质量控制标准7.1.1《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);7.1.2《公路桥涵施工技术规范》(JTG/F50-2011);7.1.3《跨信江特大桥(象山大桥)主桥工程施工图设计》;7.1.4地质勘察报告及现场情况。
7.2 质量控制措施7.2.1严格做好技术交底工作,强化全员质量意识,坚持岗前培训制度;7.2.2施工过程中,不定期进行现场质检和测量进行工序质量检查,对不合格地方,及时整改,对完成品质量严格把控好;7.2.3加强对原材料的质量检查,做到不合格成品不进场;7.2.4严格控制钢管桩定位精度、振打及焊接质量,分配梁与钢管桩可靠连接;7.2.5现场技术员负责好技术要点、施工程序、操作要点和质量标准,在钢栈桥施工前、施工中、施工后对现场时时把控;7.2.6建立健全全班组间的工序交接及质量自检、互检制度;7.2.7建立完善的质量保障体系,责任到人,成立质量检查机构,形成工程技术、质检、试验、测量四位一体系的质量保证体系,严格把控施工过程中的质量控制。
8 安全措施施工时除严格按照设计施工图纸和现行技术规范施工外,还应加强对所有参加施工人员的安全教育和安全培训,成立安全领导小组,健全安全制度体系,建立安全制度保证措施;在施工中要切实做好安全防护工作,注重提高施工人员的安全意识,切实贯彻落实“安全第一,预防为主”的方针,把安全放在第一位。
8.1 进入施工现场人员,必须佩戴好安全帽;打桩架上施工人员必须系好安全带、救生衣;水上作业施工人员,必须穿戴好救生衣,配好救生圈等设施;8.2 建立健全安全管理机构和安全生产规章制度,加强全员安全教育,树立安全第一思想;8.3 做好安全技术交底制度,进行安全考试制度,制定针对性的安全技术方案及措施,使施工人员熟悉安全措施以增强自我保护意识;8.4 对各工种人员须持证上岗,上岗前应参加安全考核。