XX特大桥深水墩基础施工方案解析课件.ppt

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1、高坝特大桥深水墩基础施工方案,中国中铁五局200.1,高坝特大桥深水墩基础施工方案,三）水中双壁钢吊箱承台施工,一、工程概况,四、工艺流程,六、注意事项,八、施工设计验算书,三、关键工序施工方法,内 容 概 要,二）深水灌注桩施工,一、工程概况,二、施工计划,一）钢管桩平台施工,七、安全环保施工方案,五、质量控制措施,三）水中双壁钢吊箱承台施工一、工程概况四、工艺流程六、注意事,高坝特大桥是安毛高速公路的重点工程，横跨渚河、任河，大桥全长2060m，主桥为跨渚河的67.5+125+67.5m，跨任河的80+150+80m连续刚构桥。大桥由44墩2台组成，其中左幅24#、25#墩，右幅25#、2

2、6#墩为深水墩钻孔桩承台基础，墩位于河面中央靠两侧，每承台4根2.8m钻孔灌注桩，单根长2535m。承台设计尺寸为12.2m（顺桥向）x10.6m（横桥向）x4m（高）,承台底设计标高为314.0 m,施工常水位为325.0m, 最高水位为328.0 m，墩位处河床标高为307m,水深达21米。墩位处河床比较平坦，河床底下约10米左右为河卵石,再下为板岩。,一、 工程概况,高坝特大桥是安毛高速公路的重点工程，横跨渚河、任河，大,150m跨连续刚构桥型,150m跨连续刚构桥型,右26#墩,左25#墩,左24#墩,右26#墩左25#墩左24#墩,二、 施工计划,左幅24#墩1、钻孔灌注桩施工（4根

3、/墩，30m/根，钻孔深度23m/根，桩径2.8m，每墩上2台钻机，进度0.5m/天.台）： 100 天，2008年9月15日2009年1月5日(高水位)2、钢吊箱拼装、下沉： 30天，2009年1月10日2月10日3、封底混凝土施工： 5天，2009年2月15日2月20日4、抽水及浮渣清理： 10天，2009年3月1日3月10日5、凿桩头、承台施工（12.2m*10.6m*4.0m），考虑二次性灌注：30天，2009年3月20日2009年4月20日 左幅25#墩1、钻孔灌注桩施工（4根/墩，28m/根，钻孔深度21m/根，桩径2.8m，每墩上2台钻机，进度0.5m/天.台）：90天， 200

4、8年7月20日2008年10月20日(高水位)2、钢吊箱拼装、下沉： 30天，2008年10月25日11月25日3、封底混凝土施工： 5天，2008年12月1日12月5日4、抽水及浮渣清理： 10天，2008年12月10日12月20日5、凿桩头、承台施工（12.2m*10.6m*4.0m），考虑二次性灌注：30天，2008年12月25日2009年1月25日,二、 施工计划左幅24#墩,右幅25#墩1、安装钢管桩平台：30天，2008年4月1日5月1日2、钻孔灌注桩施工（4根/墩，35m/根，钻孔深度28m/根，桩径2.8m，每墩上2台钻机，进度0.5m/天.台）：120天，2008年5月5日2

5、008年9月5日(高水位)3、钢吊箱拼装、下沉： 30天，2008年9月10日10月10日4、封底混凝土施工： 5天，2008年10月15日10月20日5、抽水及浮渣清理： 10天，2008年10月25日11月5日6、凿桩头、承台施工（12.2m*10.6m*4.0m），考虑二次性灌注：30天，2008年11月10日2008年12月10日 右幅26#墩1、钻孔灌注桩施工（4根/墩，25m/根，钻孔深度18m/根，桩径2.8m，每墩上2台钻机，进度0.5m/天.台）：80天，2008年4月20日2008年7月10日2、钢吊箱拼装、下沉： 30天，2008年7月15日8月15日3、封底混凝土施工：

6、 5天，2008年8月20日8月25日4、抽水及浮渣清理： 10天，2008年9月1日9月10日5、凿桩头、承台施工（12.2m*10.6m*4.0m），考虑二次性灌注：30天，2008年9月15日2008年10月15日,右幅25#墩,三、 关键工序施工方法,一）钢管桩平台施工,1、定位架制作及定位 为了钢管桩和钢护筒的定位，采用焊制定位架进行定位施工，定位架由油筒、角钢和钢管组成。定位前，在定位架四周下放8个砼锚，定位时通过控制锚索的长度来确定定位架。 2、吊车作业平台制作与就位 吊车作业平台尺寸为13.25x11.25x1.25m,由钢板、槽钢、角钢和工字钢等组成。吊车由25t主吊，12t

7、吊车辅助吊送入水。3、围笼钢管桩打入 在吊车就位后进行钢管桩打入，钢管桩采用吊车配合90T振动锤沉桩施工，采取分2根（单根钢管桩总长为25.5m）分别打入。钢管桩直径630mm，壁厚8mm，围笼由12根钢管和20工字钢连接组成，为单壁钢围笼。围笼钢管的打入要求保证其垂直度，并嵌入河床岩层一定深度，用160T船只运到指定位置，吊车分2根起吊插桩，下放依靠自重自动下沉，然后利用90t振动锤配合进行打入，振动过程中随时观察其垂直度并及时纠正，以利于其稳定受力。,三、 关键工序施工方法一）钢管桩平台施工1、定位架制作及定位,4、围笼钢管桩连接 钢管桩分根下沉完毕后及时进行桩间横纵向连接件焊接，连接采用

8、b工字钢组成剪刀撑排架形式。由于钢管桩采用单根下沉后连接形式，故钢管桩连接上部主要采用固接的形式，为了增加整体稳定性，在其上部横向增强固接。5、钻孔桩平台搭设 钻孔桩平台由两层型钢组成，底层横梁分别由3根245b工字钢并排而成，工字钢单根长14.2m；纵梁分别由4根236b工字钢并排而成，工字钢单根长16m。两排型钢组成井字结构，它们之间及与钢围笼之间采用满焊连接。钻孔桩平台底部较任河施工常水位325m高3.0m。6、钢护筒打入 钢护筒总长为26.5m，由12mm厚钢板卷制而成，桩径为2.8m，钢护筒直径为3.0m，分节制作，单节长度为2.2m，单节卷制完成后进行节与节之间的焊接，由4节焊接成

9、长8.8m的钢护筒串，逐串用160T船运至施工现场，用25T吊车起吊，分别先将第一节钢护筒下放，到一定深度后逐节接长再下放再接长，如此反复直至钢护筒长度足够下放至河床面。接长焊接时要特别注意钢护筒的垂直度控制。当钢护筒下放到河床面后利用120T振动锤振动入岩，直至护筒再无明显进尺为止。护筒在水面以上部分利用20b工字钢焊成剪刀架连成整体进行定位。7、定位架拆除 钢管桩和钢护筒打入河卵石层4m以上完成后，方可将定位架拆除。,4、围笼钢管桩连接,钢管桩平台定位架,钢管桩平台定位架,钢管桩平台,钢管桩平台,1、钻机选型 采用CZ-30型钻机冲击成孔，每个墩配置2台钻机，钻机自重130 kN/台，钻头

10、自重95 kN/台。2、泥浆制备 钻孔采用泥浆护壁钻进，并用钢箱作为泥浆池和沉淀池，泥浆机械搅拌成浆，将泥浆置于储浆池。钻孔过程中排除的泥浆通过泥浆净化设备将泥浆过滤后重新使用，过滤出来的废渣运到弃渣场处理。3、成孔钻进 钻进过程中，随时取渣观测地层的变化情况，并与设计图对照比较，如出入较大，与设计单位联系处理，根据地质情况调整钻进参数，并做好施工记录。4、制作安装钢筋笼 因孔桩较长，采取分23节制作吊运至现场，在孔口进行帮条焊接长成为整体， 利用25T吊车吊起，下放钢筋笼，根据桩中心进行定位，定位时利用钢筋或型钢进行。在此过程中应注意钢筋笼的垂直连接。5、终孔及清孔1）终孔 当钻孔到达设计标

11、高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查确认后，填写成孔检查资料，并及时通知监理工程师现场检查，合格后方可进行清孔施工。2）清孔,二）深水灌注桩施工,1、钻机选型二）深水灌注桩施工,6、灌注水下混凝土（1）方法 水中主墩桩基混凝土灌注采用泵送及水下导管法进行。（2）导管要求 导管采用30cm刚性导管施工，导管使用前要进行水密性和承压实验，并检查防水胶垫是否完好，有无老化现象并对其规格、质量和拼接构造进行认真检查。导管冲水试验要求试验15分钟不漏水，导管内应畅通，在符合要求后应在导管外壁用明显标记逐节编号并标明尺度。（3）混凝土灌注 剪球法灌注混凝土： 预制29cm，长30cm的混凝土圆形柱，用胶

12、垫使其与导管壁密合，放置在导管上口，用铁线吊住，导管底离孔底50cm左右。在孔口用型钢搭设井字架供安装漏斗用，使用输送泵输送混凝土，当泵满漏斗时，马上剪球，保证第一批混凝土灌注导管后导管埋管1m以上，灌注过程中随时将翻起的泥浆抽入泥浆罐或其它相邻护筒备用。（漏斗要求：漏斗容量必须大于或等于封底混凝土数量，封底混凝土计算，桩基直径按3.0米，导管底离孔底50cm左右，导管埋管1.0m考虑，漏斗容量必须大于7m3左右）。7、泼浆 混凝土面灌注至高出设计桩顶面标高0.51.0m后，停止灌注，拆去导管和漏斗等设备 。,清孔采用换浆法，采用掏渣筒进行掏渣换浆,经检查沉淀厚度和泥浆指标合格后，方可下放钢筋

13、笼。孔底沉渣厚度不大于5厘米。,6、灌注水下混凝土 清孔采用换浆法，采用掏渣筒进行掏渣,三）水中双壁钢吊箱承台施工,1、工程难点与施工方案的选择 根据主墩承台平面形状、水文、地质、洪水情况和工期计划安排，以及98年以来逐月水位统计图（库址）可知，7月次年4月的平均最高水位328.0m计算，承台施工水深在21m以上，此为施工难点，为了在如此深水条件下实现承台的施工，采用双壁钢吊箱施工方案，此方案还同时考虑了14m墩身的施工要求等因素。钢吊箱为矩形薄壁结构,薄壁为桁架结构。钢吊箱内净空尺寸12.3m*10.7m，承台底设计标高为314.0m，故设定主墩钢吊箱底标高为310.5m，顶标高为328.0

14、m，钢吊箱高17.5m，钢吊箱侧壁设计为内空1.0m的双壁结构。则有底双壁钢吊箱几何尺寸为:14.3m(长)*12.7m(宽)*17.5m(高)*1.0m(隔舱厚)2、深水主墩承台总体施工方案 深水墩孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台除四周钢管桩以外的各构件，搭设拼装钢吊箱施工平台。钢吊箱底模和侧模由驳船分节运输，在钢吊箱施工平台上拼装底板和底层侧模，安装钢吊箱下沉和封底阶段前的悬吊设施及工具，分节拼装其余侧模，通过25个20T手拉葫芦把45根32精扎螺纹钢吊杆缓缓下沉至上节钢吊箱侧模连接的适当施工位置。钢吊箱所有结构件均由固定在186T 浮箱上的30T汽车吊完成。钢吊箱最后一节拼装完缓缓下沉至钢吊

15、箱的设计标高，检查钢吊箱顶标高和中心线是否符合要求。所有工作准备充分后，进行水下混凝土封底，待封底混凝土达到设计强度后，钢吊箱内抽水，然后进行封底面找平，割除钢护筒，凿桩头，承台施工。承台混凝土由混凝土搅拌站通过混凝土罐车和驳船运输，输送泵泵送入模，采用插入式捣固器捣固。,三）水中双壁钢吊箱承台施工1、工程难点与施工方案的选择,3、双壁钢吊箱的作用和设计1）、双壁钢吊箱的作用 双壁钢吊箱的主要作用是围水和阻水，目的是为了实现承台和14m墩身的无水施工。其底板是封底混凝土的控制面，侧板为浇注封底混凝土及承台混凝土的侧模。2）、双壁钢吊箱的设计（1）、设计工况 双壁钢吊箱做为承台和14m墩身的无水

16、施工的围水和阻水的结构，其结构设计主要是以抵抗钢吊箱内外水头差为主要目的。 a 、双壁钢吊箱施工时在悬浮下沉阶段内外水位基本一致，吊箱侧板承受的水压力来自隔舱内外的水头差，此水压力值比较小，此阶段只作牛腿受力和钢吊箱吊装入水阶段受力计算。 b、在封底混凝土施工时，吊箱内外水位仍基本保持一致，则此阶段吊箱侧板承受内外水头差所产生的水压力值比较小，不做控制设计。 c、钢吊箱底板承受3.5m水下封底混凝土的浮重。故只须计算底板结构及悬吊系统支撑能力即可。 d、在钢吊箱抽水直至承台浇筑完成阶段，套箱侧壁承受内外水头差最大，为结构最不利受力状态。根据桩基工程的实施进度，预计承台施工安排在2008年7月2

17、009年4月进行。根据历年的水位特征统计表显示：712月平均最高水位328.0m,钢吊箱抽水水位为314.0m,侧壁最大承受水头差约为14.0m,则此工况为侧壁结构设计控制工况。需计算吊箱抗浮、抗滑、封底砼、壁板结构及内支撑受力。,3、双壁钢吊箱的作用和设计,（2）、钢吊箱的结构布置 综合考虑加工制作、运输方式、浮吊起重能力、下沉工艺等均应满足施工要求，将钢吊箱大面平面分为4块，长度为3.575m/块，小面平面分为3块，长度分别为4.35m+4.0m+4.35m；钢吊箱竖向分为4节，从下往上依次为第1底节段(高度6.0m)、第2节加强段(高度4.0m)、第3节加强段(高度4.0m)、第4节加高

18、段(高度3.5m)，底板与侧板、侧板与侧板进行刚性连接。为满足抽水时钢吊箱整体强度要求，钢吊箱内设置4道由型钢腰梁和钢管组成的水平横撑,横撑的设置考虑了侧壁承受最大是水头压力时的结构要求以及避开桩位钢护筒和墩身预埋钢筋、不妨碍封底和承台施工等因素。3 钢吊箱加工及安装 1）钢吊箱加工（1）钢吊箱各预制件的加工 a、支承承重柱预制：支承承重柱采用800mm，=10mm的钢管进行施工。由于考虑到承重柱必须嵌入孔桩桩顶设计标高以下2.0m，再加外伸长度17m，承重柱单根长共19m。在灌注水中主墩各孔桩时，待桩基灌注完未初凝前立即将已预制加工好的承重柱进行预埋安装。 b、上承重梁加工 钢吊箱上承重梁底

19、层为2x245b工字钢横梁,为两层式叠放，上下两层均为2根工字钢并排立放，单根长14.2m，共加工2根，加工时先加工单根工字钢，再将单层两根工字钢连接成整体；顶层为2x 236b工字钢上承重纵梁, 为两层式叠放，上下两层,（2）、钢吊箱的结构布置,均为2根工字钢并排立放，单根长16.0m,共加工5根，加工时先加工单根工字钢，再将单层两根工字钢连接成整体，纵梁两根工字钢两侧通过10mm钢板焊接成封闭式整体，两根工字钢之间预留50mm间隙，以便吊杆穿入，相邻两个吊杆孔中间位置在工字钢上下两侧采用338*150*10mm钢板进行加强连接，工字钢与钢板之间采用满焊。因单根承重梁长度较长，故需进行对接焊

20、接连接，连接时一定保持整根的顺直及焊接处的良好，焊接采用贴10mm厚钢板45双面满焊，焊缝高度10mm,另外，在钢板上布置焊接工艺孔进行塞焊。 c、底大梁 底大梁为245b工字钢，为2根工字钢并排立放，单根长14.4m，共加工5根，加工时先加工单根工字钢，再将单层两根工字钢连接成整体，两根工字钢两侧通过10mm钢板焊接成封闭式整体，两根工字钢之间预留50mm间隙，以便吊杆穿入，相邻两个吊杆孔中间位置在工字钢上下两侧采用338*150*10mm钢板进行加强连接，工字钢与钢板之间采用满焊。 d、内撑的加工 钢吊箱内撑由内撑腰梁和对支撑钢管组成，内撑腰梁由两根45b、 40b和28b工字钢背对背焊接

21、成整体组成腰梁，因腰梁长度较长，需进行连接，连接采用钢板进行焊接，腰梁要保持顺直布置于侧模横向连接处，边抽水边利用630mm*8mm和300mm*10mm钢管进行内支撑。,均为2根工字钢并排立放，单根长16.0m,共加工5根，加工时,（2）钢吊箱模板的加工 底模：钢吊箱底模总体尺寸为14.3m*12.7m。面板采用=6mm钢板，竖肋采用12.6b工字钢，间距60cm，水平肋采用80508角钢，间距40cm，侧模四周用100*10等边角钢和M22螺栓连接，螺栓孔间距为20cm，底模采用分块预制，预制时注意吊杆孔位置的准确预留。 侧模：钢吊箱侧模大面尺寸为14.3m（长）*17.5m（高），小面尺

22、寸为12.7m（宽）*17.5m（高）。面板采用=6mm钢板，竖肋采用12.6b工字钢，间距60cm，水平肋采用80508角钢，间距40cm，侧模四周用100*10等边角钢和M22螺栓连接，螺栓孔间距为20cm，侧模采用分块预制，为了防止钢吊箱封底后发生漏水现象，采取减少接头数量，钢吊箱施工大面并排四块布置，小面并排三块布置，采用运输船运至现场，汽车吊起吊现场拼装，分块之间连接采用螺栓连接，各块模板缝中间贴3mm厚遇水膨胀橡胶止水带（静水膨胀率250%）。需要说明的是：侧模与底模采用100*10等边角钢和M22螺栓连接，螺栓孔间距为20cm；侧模与侧模连接处在侧模竖肋上直接背对背用100*10

23、等边角钢连接，角钢上设置24螺栓孔，螺栓孔间距为20cm。2）钢吊箱拼装 钢吊箱安装采取后场加工，分部分拼装，然后运输至现场拼装。a、承重柱安设 钢吊箱共设承重柱4根，预埋于孔桩中心位置。埋入孔桩设计顶面标高以下2m,同时必须保证承重柱的垂直度。预埋完成后，承重柱在承台的高度内里面灌注C30混凝土，其余高度内里面灌注砂子(采取水灌法将砂子灌注密实),确保承重柱有,（2）钢吊箱模板的加工,一定的自重，保证稳定性。承重柱埋设完成后通过调整顶面标高进行找平，然后再在承重柱顶面施焊900 x900 x12mm的钢板作为盖板，盖板与承重柱用三角钢板进行加劲，要求满焊施工。b、上承重梁安装 钢管支撑柱安装

24、完成后即可进行上承重系统的安装。首先，安装底层2根上承重横梁，后安装顶层上承重纵梁。c、底大梁安装 钢吊箱底大梁为245b工字钢，大梁在安装前可以预先放在钢护筒牛腿上，再用20T葫芦传力于上承重梁然后就位，底大梁安装就位后安装上承重吊杆，吊杆为32精扎螺纹钢，吊杆在底大梁和上承重纵梁顶部均设置垫板和螺帽。要求吊杆位置准确且顺直，安装时吊杆加套胶管，以防止进行模板和型钢焊接施工时焊伤，另外因吊杆需要较长，需进行连接，采用连接器进行连接，同时要求在连接器两端的吊杆用红油漆做记号并在吊装过程中随时观察有无滑丝等现象。d、底模安装 底大梁及吊杆安装完成后进行底模现场拼装，采取人工配合浮吊进行拼装，拼装

25、时注意避免大力撞击吊杆。若吊杆预留孔和吊环位置有出入可进行适当烧割底板钢模，在此过程中尽量避免烧坏底板背肋，若局部地方难以避免则进行补强加焊。 为了加强支承柱的整体性作用，在底板安装完后，采用20b工字钢沿纵横向排列把每排2根支承柱两侧焊连成一个整体。,一定的自重，保证稳定性。承重柱埋设完成后通过调整顶面标高进行,e、侧模安装、下沉及内腰梁安装 侧模安装：内外层侧模与底模采用螺栓连接，侧模与底模之间垫橡胶止水带。先安装底层侧模，待底层侧模安装检查合格后进行下沉，下沉前先进行测量放样，若不合格及时要求调整直至合格方可进行钢吊箱下沉施工。 侧模下沉：采用25个20T手拉葫芦进行下放，下放时必须有专

26、人统一指挥，操作人员严格听从指挥人员的指挥安排。a、首先，将手拉葫芦全部拉紧均衡受力并要求各个操作人员进行检查葫芦链条的拉紧程度，拧松吊杆顶部螺帽保证足够分次下放的高度并严格进行检查；b、接着，由专人统一指挥开始下放，分次下放高度要求控制在1m以内，下放速度通过葫芦链条下放长度进行控制，下放过程中安排专门技术人员进行高度和平面位置的监控检查，此监控可通过预先在四个角点（或四边中线点）放样好的点位及高程控制点进行量距监控，要求起到及时纠偏的效果；c、另外，在钢吊箱下放过程中随时观察有无卡箱现象，为防止钢吊箱下沉时由于水流的作用而向下游移动导致钢护筒卡住底板而无法下沉，在上游侧钢围笼钢管桩上两侧各

27、安装1个10t手拉葫芦，与下游侧模板连在一起随时纠偏，此两个葫芦注意及时上调挂在侧模的位置。每下沉1m暂停10分钟以稳定钢吊箱并观察其下沉效果，通过调整四周链条葫芦下次的下放速度控制调整钢吊箱的平面及标高位置。,XX特大桥深水墩基础施工方案解析课件,为了加强内侧侧模水平连接处的侧向承水压力，在上下两层侧模之间布置内撑腰梁及内撑钢管。在连接底层侧模与第二层侧模调整好后进行内撑腰梁安装，内撑腰梁的作用主要为抵抗侧向水压对侧模连接处的侧压力及防止水压过大而容易在侧模连接处出现模板变形甚至出现严重渗水现象，内撑腰梁位置安装就位后用300*10mm钢管进行对腰梁内支撑。 侧模连接好后调整就位，检查各个位

28、置连接情况，合格后在侧模顶面测量放样调整合格后下沉就位，标高通过顶面标高控制，平面位置可通过量测钢吊箱与预先放样点的距离进行控制。第二层下放同底层下放，但应注意加强纠偏工作及下放速度控制，不宜太快。第三、四层侧模板的施工及下放同第二层模板施工。 钢吊箱下沉就位后进行承重系统及钢吊箱整体位置复核检查，合格后进行封底混凝土浇筑施工。,(3) 钢吊箱的定位钢吊箱竖向采用吊杆长度定位。水平采用四角焊型钢定位架定位，具体见图。,为了加强内侧侧模水平连接处的侧向承水压力，在上下两层,4、钢吊箱封底混凝土浇筑 封底施工前，在钢护筒上搭设封底施工操作平台。潜水员水下栓接底篮上护筒夹板，并用蛇形袋堵塞钢护筒与夹

29、板之间的空隙，然后准备进行混凝土封底施工。 钢吊箱封底混凝土的作用为抵抗钢吊箱所受的浮力，及防止河水从钢吊箱底板渗入钢吊箱影响承台施工。 钢吊箱封底为水下混凝土灌注，采用导管法施工，采取一次连续封底完成。钢吊箱封底混凝土标号为C25。 封底混凝土考虑混凝土灌注流动半径为4m，封底时重点为钢护筒周边。浇筑时选择桩与桩空隙的正中布置9个浇筑点，浇筑厚度考虑3.5m。封底混凝土浇筑按照“连续灌注，及时补料，注意平衡”的施工工艺。分为“首灌阶段”、“正常浇筑阶段”、“补灌阶段”三个阶段进行。,4、钢吊箱封底混凝土浇筑,5 、内支撑钢管的安装 水下封底混凝土浇筑完成后5天开始钢吊箱内抽水，抽水作业尽量安

30、排在白天进行，每抽水1米高度后就暂停抽水然后观察、检查吊箱的情况1小时左右，确定没有异常现象后方可继续抽水，吊箱内的水边抽边安装内支撑钢管。 6 、凿桩头及封底砼表面处理 钢吊箱抽水完成后即可进行孔桩桩头凿除及封底砼表面处理，将桩头凿除至设计桩顶+预留承台钢筋保护层高度（此部分按0.15m考虑）即可，凿除过程中必须注意上下作业层间（与内支撑转换操作之间）相互错开施工。在凿桩头的同时进行吊箱内封底砼的表面处理、找平，必要时在表面抹层高标号砂浆或C25砼。7、承台分层施工 由于深水主墩承台体积较大，考虑到钢吊箱承重要求和施工的方便性及大体积砼降低温度需求等方面的因素，深水主墩承台采取分两层浇筑：第

31、一层厚度为2.2m，砼方量为289.54m3，第二层厚为1.8m，砼方量为236.90m3。,XX特大桥深水墩基础施工方案解析课件,双壁钢吊箱,双壁钢吊箱,四、 工艺流程,浮箱就位,钢管桩打入,钢围笼连接,定位架定位,定位架制作,浮箱制作,钢管桩及连接件加工,钻孔桩平台搭设,钻孔桩平台型钢加工,钢护筒打入,钢护筒的制作,钻孔桩施工,钢管桩平台施工工艺流程图,四、 工艺流程浮箱就位钢管桩打入钢围笼连接定位架定位定位架制,钢管桩平台施工工艺流程图,设立钻架和其他设备,钻进,制作钻头,钻机就位,制作钢护筒,下沉钢护筒,桩位放样,掏渣卸土焊钻头,设立钢筋骨架,向钻孔注清水或泥浆,制作钻架,运输吊装钢筋

32、骨架,钢管桩平台施工工艺流程图设立钻架和其他设备钻进制作钻头钻机就,设立导管,制备混凝土,试拼装检验导管,输送混凝土,灌注水下混凝土,设置隔水栓猫头鹰,制作导管,设立拌和站,测量混凝土面高度,混凝土备料,完成孔桩灌注,设立清孔设备,清孔,设立导管制备混凝土试拼装检验导管输送混凝土灌注水下混凝土设置,施工准备,上承重梁安装,测量放样,上承重梁加工,底模铺设,测量放样,吊杆加工,底大梁安装,底模加工,底大梁加工,吊杆安装,测量放样,双壁钢吊箱施工工艺流程图,施工准备上承重梁安装 测量放样 上承重梁加工 底模铺设 测量,第二层侧模安装,测量控制,第二层侧模加工,内撑腰梁及内撑钢管安装,测量控制,第三

33、层侧模加工,内撑腰梁及内撑钢管安装,内撑腰梁及内撑钢管加工,第三层侧模安装,内撑腰梁及内撑钢管加工,底层侧模安装,底层侧模加工,第二层侧模安装 测量控制 第二层侧模加工 内撑腰梁及,封底混凝土浇筑,混凝土浇筑准备,内撑钢管换转为内撑架,混凝土龄期达到后，钢套箱内抽水,抽水机具准备,内撑架加工,钢吊箱下沉就位，吊箱底堵漏,测量控制,第四层侧模安装,第四层侧模加工,测量控制,内撑腰梁及内撑钢管安装,内撑腰梁及内撑钢管加工,封底混凝土浇筑 混凝土浇筑准备内撑钢管换转为内撑架 混,底层腰梁及内支撑拆除,承台混凝土养护、表面凿毛,承台顶层混凝土浇筑,承台顶层、墩身钢筋安装,承台顶层、墩身钢筋加工,承台底

34、层混凝土浇筑,混凝土浇筑准备,割护筒、凿桩头，封底混凝土表面找平,承台底层钢筋安装,承台底层钢筋加工,底层腰梁及内支撑拆除承台混凝土养护、表面凿毛 承台顶层混,深水主墩承台施工工艺流程图,封底砼表面处理,冷却管安装、试通水、检查、加固,钢筋安装,钢筋加工、检验,钢吊箱施工,桩头凿除,砼浇筑,养护,第二层,表面凿毛,深水主墩承台施工工艺流程图封底砼表面处理冷却管安装、试通,五、 质量控制措施,、单壁钢围笼钢管垂直度的控制保证措施,采用75*75*5角钢做成导向角钢框并固定在钢管桩定位架上，在钢管下沉过程中导向角钢框箍住钢管的措施确保钢管的垂直度。,五、 质量控制措施、单壁钢围笼钢管垂直度的控制保

35、证措施,2、钢护筒垂直度的控制保证措施,采取导向槽钢箍住措施确保护筒垂直度。,3、钢筋笼的定位和固定措施,把6根28孔桩主筋接长至孔桩钢护筒顶面以上，每隔4m增加钢筋笼内箍与接长主筋焊接，通过钢护筒顶面孔桩的十字线进行校正钢筋笼的平面位置，钢筋笼校正合格后通过短钢筋两端分别与钢护筒和孔桩接长的主筋焊接来固定，防止灌注混凝土时钢筋笼上浮。,4、钢管桩平台防洪加固措施,1）、为减少钢管的计算长度，增大钢管桩的允许受力，钢管桩间横向连接和剪刀撑的底部标高由325.0m降至321.5m； 2）、为加强单壁钢围笼的整体稳定性和防止受洪水冲刷，通过钢丝绳把钢围笼固定在河岸的混凝土地锚上。,2、钢护筒垂直度

36、的控制保证措施 采取导向槽钢箍住措施确,六、 注意事项,双壁钢吊箱施工需注意的事项,1）、所有加工的构件均须准确按照设计要求尺寸进行制作。 2）、底大梁、底板安装及侧模下沉前必须经过精确的测量放样，底板间的缝隙必须填充密实，确保封底砼浇筑时不漏浆。 3）、套箱下放应本着安全，平稳的原则进行，下放作业尽量安排在白天进行，并由专门领导负责统一指挥安排。 4）、侧模安装也须经过测量复测确定精确位置，由两侧向中间的顺序对称安装。侧模底部直接安放在底板上，然后在其外侧用角钢挡住，把侧模板夹稳。 5）、吊杆精轧螺纹钢须采用40塑料胶管包住，以防止在承台施工过程中电焊触焊而丧失其作用。中间停顿休息时间须把吊

37、杆拧紧，为了保证整个套箱平稳下放 6）、承台吊箱利用手拉葫芦下放，整个下放行程约14米左右。考虑葫芦的行程，分23次进行，当中应充分考虑钢丝绳及吊环的挂法，下沉过程应按照“缓慢、平稳”的原则进行，中间停顿休息时间须把吊杆拧紧，为了保证整个套箱平稳,六、 注意事项双壁钢吊箱施工需注意的事项 1）、所有加工,下放，操作时必须有专人统一指挥，每下沉1米时应利用水平仪进行抄平检查吊箱是否整体平衡下沉，以便及时进行调整，如遇到卡笼或其它意外事情发生，应及时安排潜水员下水探清情况再做实际处理。 7）、为防止吊箱下沉时由于水流的作用而向下游移动导致底板卡住钢护筒而无法下沉，在上游侧钢围笼钢管上安装2个手拉葫

38、芦，与下游侧模板连在一起，通过手拉葫芦进行纠偏，在吊箱下放的同时必须同时放松纠偏葫芦（手拉葫芦的行程钢链采取改装加长）。 8）、封底砼浇筑后5天工始抽水作业，抽水尽量安排在白天进行，每抽水1米高度后就暂停抽水然后观察、检查吊箱的情况1小时左右，确定没有异常现象后方可继续，吊箱内的水抽干后接着进行封底砼表面处理、找平。,下放，操作时必须有专人统一指挥，每下沉1米时应利用水平仪进行,七、 安全环保施工方案,1、进入水中墩施工现场必须配戴好个人防护用品。 2、船间的通道、联结梁、定位架、浮箱、钢管桩平台上，铺设人行道板和栏杆，要配备救生物品。 3、汽车吊在浮箱上作业，应用钢丝绳和混凝土锚固定，前后轮

39、下应用三角木楔紧，工作完毕应将起重臂放下，制动器刹牢。 4、吊起重物时，应先将重物吊离地面10cm左右，停机检查制动器灵敏性和可靠性以及重物绑扎的牢固程度，确认情况正常后，方可继续工作。 5、起升或降下重物时，速度要均匀、平稳，保持机身的稳定，防止重心倾斜。严禁起吊的重物自由下落。 6、吊装作业应指派专人统一指挥，参加吊装的起重工要掌握作业的安全要求，其他人员要有明确分工。 7、各种机械设备在水上运输或装配中，必须具有足够的稳定性，并要制定吊运、组装、拆卸时的安全技术措施。 8、钻孔机械就位后，应对钻机及配套设备进行全面检查。钻机安设必须平稳、牢固。,七、 安全环保施工方案 1、进入水中墩施工

40、现场必须配戴,钻架应加设斜撑或缆风绳。 9、冲击钻孔，选用的钻锥、卷扬机和钢丝绳等，应配置适当，钢丝绳与钻锥用绳卡固接时，绳卡数量应与钢丝绳直径相匹配。冲击过程中，钢丝绳的松弛度应掌握适宜。钢丝绳必须做定期检查。 10、冲击钻孔当钻头提到接近护筒底缘时，应减速、平稳提升，不得碰撞护筒和钩挂护筒底缘。 11、钻机停钻，必须将钻头提出孔外，置于钻架上，不得滞留孔内。 12、施工前应与当地港航监督部门联系，制定有关通航、作业安全事宜。 13、钻孔使用的泥浆，设置泥浆循环净化系统，并注意防止或减少环境污染。 14、在水中墩施工时，施工队要随时注意下雨情况和河水上涨情况，必要时立即撤离施工现场。,钻架应

41、加设斜撑或缆风绳。,八、施工设计验算书,1、计算参数取值钻机自重130 kN，钻头自重95 kN，钻头冲击系数1.0，其余的构件冲击系数0.3施工荷载取2.5kN/m2设计流速:设计无明确,初定=2.0m/s河床冲刷：设计无明确,基于安全考虑，冲刷深度取1.5m 临时结构支架承载力可扩大1.3倍 =145MPa， =85 MPa2、钻孔平台计算1)纵向大梁计算 纵向大梁为2I36b工字钢，直接承受钻机荷载。钻机辊轴纵向间距为7m，单根大梁受力如图所示。,一）、钢管桩平台验算书,八、施工设计验算书 1、计算参数取值一）、钢管桩平台验算书,I= 331480000mm4 W=1841600 mm3

42、P=(（130+2.5*9.78*16/2）*1.3+95*2.0)/4=140.61kN kNm kN mm MPa 1.3 =188.5 MPa MPa 1.3 =110.5 MPa2)横向大梁计算 横向大梁为2I45b工字钢，受力如图所示，图中型钢受力已考虑上部型钢自重和施工荷载。P=(（74.5+84.1+130*2+2.5*9.78*16）*1.3+95*2*2.0)/12=110.92kNI=675180000 mm4 W=3000800mm3 kNm kN mm,I= 331480000mm4 W=184160,最大支反力F=159.2 kN MPa 1.3 =188.5 MPa

43、 MPa 1.3 =110.5 MPa3)钢管桩弯压计算 钢管桩采取直径为630mm，壁厚8mm的钢管，钢管桩的长度为22.0m。其截面性能参数为：面积A=160.35 cm2，截面模量为W=2526.26 cm3， 回转半径i=22.56 cm。钢管桩的自重为G=22.0X1.26=27.722kN。 水流压力作用于水位以下水深1/3处，其荷载为 P流水= (KAV2)/(2g) (0.8(328-306)0.639.812.02)/(210) 21.75kN M=159.5 kNm=(N+G)/A+M/W = (159.2+27.72) /160.35+159.5/2526.26 = 12

44、2.88 MPa 1.3=188.5 MPa计算长度取l=22m 单根钢管桩的长细比 ，查公路桥涵设计规范得 则单根钢管桩允许受力,最大支反力F=159.2 kN,kN F=159.2 kN 故钢管桩的稳定性满足要求。4）钢管桩打入深度的验算 钢管桩打入深度主要由单钢管桩承受的竖向力确定，同时考虑1.5m冲刷，即要求钢管桩侧摩阻力大于竖向荷载。 钢管桩打入河床的深度约为4.0m。 Qd=（U*qfiLi+qrA）/rdNmax =（2.03*120*2.5+120*0.016） =610.92 kN Nmax =186.92 kN5）钢护筒打入深度和防坍孔的控制措施 (1)、由于受浮箱承载力和

45、库区水位涨落的限制,无法使用大吨位的振动锤进行大孔径钢护筒的打设, 钢护筒打入河床的深度为 2.0m。 (2)、钻孔施工由于受库区水位涨落影响，水位上涨时，增加护筒内的泥浆，使泥浆面标高高于最高水位1.5m2m，保证护筒内外水头差满足要求。在钻孔排渣、提钻、除土或因故停钻时，应保持孔内有规定的水头和符合要求的泥浆密度、粘度以防坍孔。在钻孔钻至50cm时，使钢护筒跟进下沉1.0m，保证钢护筒打入河床的深度3.0m以上。 (3)、派专人定期测量河床面，当河床冲刷严重时，及时采取抛填砂袋的办法进行冲刷防护，以确保钢护筒有足够的入床深度和钻孔平台的整体稳定及安全。,二）、双壁钢吊箱验算书,一）、计算参

46、数取值封底砼容重为24kN/m3,封底砼浮容重为14kN/m3倾倒及振捣混凝土产生的荷载取2kN/m2施工荷载取2.5kN/m2流速:按平均流速v=2.0m/s计算临时结构支架承载力可扩大1.3倍二）、钢吊箱基本参数（1）外轮廓：14.3(长)m*12.7(宽)m*17.5(高)m*1.0(壁厚)m（2）重量：钢吊箱块件：187.4t;底板及承重系统:87.07t;水平支 撑:52.16t ；以上合计, 钢吊箱总重G钢=326.7t（3）钢吊箱隔舱内面积（m2）： S隔舱=2*（14.3+10.7）*1.0=50.0 （4）钢吊箱所围内空净面积（扣除钢护筒后）（m2）： A12.3*10.7-

47、*3*3=103.34（5）钢吊箱设计水头差（m）： h=h外-h内 =328.0-310.50=17.5,二）、双壁钢吊箱验算书 一）、计算参数取值,(6)、C30承台混凝土（1）体积（m3）：V承台=12.3*10.7*4.0=526.44（2）重量（t）：G承台=526.44*2.5=1316.1三）、钢吊箱计算1)封底混凝土厚度计算Q钢吊箱自重，按326.7t计 A吊箱底净面积为103.34m2T钢护筒与混凝土间容许摩擦力取10T/m2K-抗浮安全系数，为1.3 H钢吊箱封底后水头差，为13.5m计算得：T=3.5m2）、钢吊箱吊装入水阶段受力计算 扣除支撑柱、上承重系统的钢吊箱总重2

48、72.6t，起吊时采用20t的葫芦下放入水的施工方案，共布置25个吊点，每个吊点平均承载约10.9t，故可以满足施工要求。,(6)、C30承台混凝土,3)、支撑牛腿受力计算 此工况下牛腿所受荷载为底板重18.93t、首节壁板自重63.33t、分配梁重2.6t。采用36b工字钢牛腿，结构图如下 q=(63.3+18.93+2.6)/8=106KN 作用于牛腿根部的弯矩M=q0.08=8.48 KNm，剪力Q=106KN 牛腿截面面积A=83.5 cm2，I=16530 cm4，/S=30.3cm，W=83.5 cm3， MPa1.3145=188.5 MPa MPa1.385=110. 5MPa

49、 翼缘采用对接焊，焊缝应力为： f=M/( hotb)=8.48103/(3613.81.58) =10.8 MPa1.3145=188.5 MPa 腹板采用两条角焊缝，角焊缝焊角尺寸为hf，角焊缝应力: f=Q103/(20.712(328.4-20)=20.5 MPa1.385=110. 5MPa,3)、支撑牛腿受力计算,4）、混凝土封底阶段a、底板验算、底板面板计算 竖肋间距为0.6m，底板长宽比为380/60=6.32，按单向板分析计算，跨径取为0.52m，取0.01m面板条按两边固结的超静定梁计算，面板受均布荷载。混凝土作用在底板上的均布荷载相对于钢吊箱壁板作用在底板上的均布荷载要大

50、，所以只须验算封底混凝土作用区域的底板强度。 1.3 =188.5 MPa 1.3 =110.5 Mpa、竖肋计算竖肋承受封底混凝土的浮重。间距为0.6m，最大跨径为2.2m，假定竖肋为受均布荷载的两边固结的超静定梁作为计算模型。I12.6工字钢的截面特性为：,4）、混凝土封底阶段, 1.3 =188.5 MPa 1.3 =110.5 Mpa、横肋计算 横肋承受封底混凝土的浮重。间距为0.4m，跨径为0.52m，假定横肋为受均布荷载的两边固结的超静定梁作为计算模型。80508的截面特性为： 1.3 =188.5 MPa 1.3 =110.5 Mpab、底大梁验算 底大梁承受封底混凝土的浮重、底