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1、水中墩施工方案IDK1013+948牟汶河特大桥23# 41#墩穿越山东省莱芜市牟汶河，23# 41#墩桩基础和承台施工拟采取土石方围堰和钢板桩围堰两种施工工艺，对于水深小于2m，流速小于1.5m /s，河床渗水性较小时，采用土石方围堰；对于水深大于2m，流速较大，河床渗水性较大时，可采用钢板桩围堰。围堰的适用条件围堰名称堰的类型适用条件土石方围堰土堰当水深2米，流速0.5米/秒，河床不透水，宜在河边浅滩，如外坡有防护措施时，可不限于小于0.5米/秒的流速。草（麻）袋堰当水深3.5米以内，流速1.0-2.0米/秒，河床不透水。木桩条堰当水深1.5-7米，流速2.0米/秒，能打桩、不透水河床，盛
2、产竹木地区。堆石土堰当河床不透水，多岩石的河谷，水流速在3米/秒以内。木围堰木板堰当水深2米，流速2.0米/秒，较坚实土质河床，盛产木材地区。杩槎堰当水深2米，流速2.0米/秒，较坚实土质河床，盛产木材地区。木笼堰当深水，急流，或有流水，深谷，险滩，河床坚硬平坦无覆盖层，盛产木材地区。套箱围堰木（钢）套箱当深水，流速2.0米/秒，无覆盖层，平坦的岩石河床。钢丝网混凝土套箱当深水，流速2.0米/秒，无覆盖层，平坦的岩石河床。板桩围堰木板桩围堰当水深在2-4米，能打下木板桩的土质河床；双层木板桩中填亚、粘土墙，适用于水深4-6米。钢板桩围堰适用于深水或深基坑，较坚硬的土石河床，防水性能好，整体刚度
3、性较强。钢筋混凝土板桩围堰适用于深水或深基坑，各种土质河床，可作为基础结构的一部分，亦有采用拔除周转使用的，能节省大量木材。1、 土石方围堰当钻孔场地在浅水时（水深2m）, 流速0.5米/秒，宜采用土石方围堰进行筑岛，. 岛顶面通常高出施工水位1-2m. ，为保证围堰的质量和稳定性、有效抵抗河水的压力，堰堤应筑成向迎水面拱的弧形，拱起高度为河宽的10，并不小于2 米，在堰堤背水一侧边坡中打两排木桩加固。木桩的稍径不小于 10 厘米、长为46 米，排距1.5 米，桩距1.0 米交错排列；在木桩的内侧用装满粘土的编织袋筑2 米宽的小堤，编制袋口应缝合，编织袋的填装量为袋容量的60%，推码土袋应平放
4、，其上下层应相互错缝，并自上游至下游合拢，然后填筑堰体，填筑堰堤的材料应以土石料各一半为宜。当堰堤填到一定宽度后，应在迎水面一侧填筑厚度为0.51.0 米的一层粘土层，以利阻水、减少渗水、漏水。填筑可从两边向中间进行。2、 钢板桩围堰1） 钢板桩的结构形式本桥拟采用的钢板桩结构形式为10.1*13.1m的结构形式（按每边比承台设计尺寸大2m设计），采用12m高拉森型钢板桩，钢板桩在插打过程中应严格做好防水密封工作。2） 钢板桩施工准备材料准备：拉森钢板桩每个承台围堰共计46.4m、型钢、钢管支撑、钢板以及各种易损耗的材料；机械设备准备：25T吊车1台、40T振动锤1台、电焊机1台、发电机1台；
5、人员准备;机械操作人员2人、电焊工4人、辅助工人5人。3）钢板桩的组拼 本桥钢板桩围堰要求对水密封插打，组与组之间要求用水密封胶进行两通处理达到水密封的要求，确保桩基和承台施工的顺利进行，钢板桩底端应打入持力层。3） 钢板桩的插打 钢板桩内导框安装好后，即可插打钢板桩，采取开始一部分逐块插打，后一部分先插合拢后逐块插打，从承台近河心一侧下游开始至上游合拢。插打过程中按“插桩垂直，分散纠偏，有偏即纠，调整合拢”的要点控制，整个插打过程中严格控制板桩的垂直度，尤其是第一块板桩要从两个互相垂直的方向同时控制，确保不偏。插打一块或几块后即与导框进行联系。4） 填筑围堰在钢板桩进行插打后，对岛内及时进行
6、抽水，同时组织人员进行岛内回填粘土施工，填土高度与河堤保持一致，岛与施工便道中间空隙同样用粘土回填，保证筑岛与便道连通，从而在平台上施工桩基与承台。5） 钢板桩的拔除当承台施工完成后，拆除钢板桩与承台侧翼之间的支撑，进行钢板桩的拔除，拔除顺序按与打桩顺序相反的顺序进行，拔除采用汽车吊进行，拔除的型钢应及时清理泥砂，涂以油脂，拔一根清除一根，变形较大的钢板桩需调直，清理完毕后及时运至下一墩位。3水中墩桩基础施工水中墩的钻孔桩要首先筑围堰，然后进行钻孔施工。采用土石方围堰的钻孔桩在围堰施工后在堰内填土筑岛，然后在岛面上钻孔。采用钢板桩围堰的钻孔桩，应在钢板桩插打结束后，在岛内及时抽水回填粘土平，然
7、后在岛面上钻孔。钻孔桩施工工艺流程见图3.1。其主要施工方法为： 测量放线及护筒埋设 岸上墩台及采用围堰筑岛施工的钻孔桩，根据墩台位置，将场地大致整平夯实。钻孔桩桩位按设计位置测设放线、埋设护筒，埋设护筒时，护筒四周应用粘土回填，分层夯实，确保护筒稳定。采用钢板桩围堰施工的钻孔桩，因围堰的防水效果很好，河底又为非渗水层，所以钢围堰施工后可抽出堰内河水（水深46m），准确测设桩位，然后在堰内河床上直接埋设护筒，护筒埋深不小于1.5m。护筒埋设后，向围堰内回填粘土，以进一步加固护筒，也起到了平衡围堰内外压力差的作用。同时要把护筒上部与钻孔平台连接固定。 钻孔桩施工工艺流程图 图3.1场地平整挖泥浆
8、池粘土准备砼拌合、运输 试件制作吊装导管及漏斗灌注水下砼检 测导管组装、试压钢筋加工制作钢筋笼吊装钢筋笼清 孔钻进成孔制作泥浆钻机就位埋设钢护筒测量定位 护筒均采用钢护筒。护筒顶应高出施工期外界水位至少1.5m。护筒埋设后，应检查其平面位置的偏差和垂直度，偏差不能超过允许误差范围，并标定护筒顶面高程，以便量测孔底标高及安放钢筋笼。 泥浆池的设置 采用土石方围堰或钢板桩围堰施工的钻孔桩，在钻孔平台上设钢制泥浆池，泥浆池大小以最小能满足一个桩基的泥浆储存量为宜，泥浆车配合使用。 开钻后钻孔应连续进行，一般不得中途停钻。钻进过程中应保持钻头中心与护筒中心在一垂线上。开始钻进时，应慢速钻进，以利孔内造
9、浆。造浆必须使用符合要求的粘土。钻进过程中，经常测定泥浆比重，并根据地质情况随时调整。护筒内泥浆顶面高度应始终高出孔外稳定水头至少1m。钻孔施工时，泥浆不能随意排放，更不能排入水中。泥浆沉淀后应使用汽车拉到弃渣场，拉运车辆应采取防护措施，泥浆不能抛洒路上污染环境。 钻孔至设计标高后，采用换浆与抽碴筒抽碴相结合的方法清孔。当孔底沉碴厚度在设计要求及规范允许范围之内后，即可下钢筋笼，灌注水下砼。 钢筋笼制作和吊装就位 钢筋笼在钢筋加工场地内，按设计及规范要求加工，在现场采用“卡板成型法”成型。加工好的钢筋笼使用吊车吊放入孔。由于本桥桩基钢筋笼长度较短，采用一节制作，为了确保钢筋笼在桩身砼中有足够的
10、保护层，应事先焊接控制钢筋骨架的保护层钢筋，保护层钢筋牢固地焊接在钢筋骨架的主筋上，纵向间距不超过2m，横向圆周上不得少于4处。钢筋笼就位后，在其顶部主筋上对称布置4根钢筋与孔口护筒电焊联结，以防止灌注过程中钢筋笼上浮或下沉。 导管的组装及吊装就位 拟采用30厂制螺口联结的钢导管快速接长。导管使用前，先将导管在桩位附近的场地上拼接，并进行水密性试验，以保证砼灌注过程中不漏水、不透气。然后将导管分成若干段起吊入孔，上紧联结螺栓，用卡盘固定于护筒筒口。 灌注水下砼 砼在砼拌合场拌合后，运至施工现场，同时应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求，应进行二次拌合。砼灌注前，应检查钢筋笼、导管底标高、孔底沉
11、碴厚度和有无坍孔现象。灌注砼时，先向漏斗内洒 1:2的水泥砂浆润湿大漏斗，然后用砼将漏斗装满，使封底砼能确保埋住导管底端不小于1m。砼灌注连续进行，经常探测孔内砼面标高，及时调整导管埋深。 灌注水下砼应注意下列事项： 灌注水下砼的工作应迅速，防止坍孔和泥浆沉淀过厚； 砼的坍落度以18-22cm为宜；灌注所需砼数量，一般较成孔桩径计算数量大，约为设计桩径体积的1. 3倍左右；为防止钢筋笼被砼顶托上升，在灌注下段砼时应尽量加快速度，当孔内砼面接近钢筋笼底部时，应保持较大的导管埋深，放慢灌注速度，当砼面超过钢筋笼底部1-2m后，应减少导管埋入深度，按正常速度灌注；灌注标高应高出桩顶设计标高0.5-1
12、.0m，以便清除桩头浮浆和消除测量误差。 水下砼的质量要求强度满足设计要求；无断层、夹层，无缩颈现象；桩头凿除预留部分后，无残余松散层和薄弱砼层；桩顶预留钢筋长度应符合图纸要求。4.承台、墩身施工承台基坑均采用人工配合机械进行开挖，其基坑开挖及排水方法与明挖基础基坑开挖基本相同，承台开挖至设计标高后，在基坑四周设排水沟，在钢板桩四个角设集水沟，用大功率水泵集中进行抽水，然后用混凝土封底进行施工，混凝土强度等级不低于承台垫层标号。基坑开挖时，土石方应随挖随运，坚决杜绝把土石弃置沟内或河中。当用混凝土进行封底强度形成后，及时测量桩顶标高，用空压机凿除桩头至设计标高，并按规定检测桩身完整性和单桩承载力，在确认钻孔桩桩基质量合格后，方可进行承台施工。施工承台钢筋时，应把墩身钢筋按设计要求同承台钢筋一起预埋。承台、墩身模板采用厂制大块组合钢模板，模板用对拉杆加固。施工所用钢筋在加工场地上加工，承台钢筋现场绑扎，墩身钢筋现场焊接；砼采用集中拌和站拌和、砼输送车运输至施工现场，分层灌筑，插入式振动棒振捣与普通墩施工工艺相同。
