好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

01-深海基础施工技术(一).doc

23页
  • 卖家[上传人]:ss****gk
  • 文档编号:206134372
  • 上传时间:2021-10-30
  • 文档格式:DOC
  • 文档大小:67KB
  • / 23 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 01 ■深海基础施工技术(一)深海基础施工技术第一工程有限公司王金权内容提要:象山县三门口跨海大桥南门桥位于东海近海海域,其水中 墩基础采用钻孔灌注桩,最大水深达42m本义介绍了水中墩基础施工时 施工栈桥、钻孔桩施工平台的方案选择、设计及施工方法,超长大直径钻 孔桩施工,深水承台施工等关 键 词:钻孔桩 平台 栈桥施工 深水承台施工1.工程概况三门口跨海大桥工程位于浙江省象山县石浦镇西南约15公里处的三 门口地区,连接象山县石浦镇和高塘岛,是石浦港的西门口其南门桥桥 位区水深最大达42m,河床高程-1.5~-42m,潮差最大6.63m,为北边相 对较陡,南边较缓的不对称“V”型谷该桥最长桩基础102.5 m (平台高 +5m,桩底为.97.5m),是国内少有的深水桩基础桥梁主桥为60 m+2X 110 m +60m预应力混凝土连续刚构,引桥采用5孔30m简支T梁,桥面 连续,桥面宽度12.5m三个主墩共计16根桩(19#、20#、21#),其中 19#墩4根桩,采用1.8m桩径,位于大于45度陡坡裸岩地段;20#、21# 墩各6根桩,桩径2.5m, 20号墩水深42m,覆盖层不到10m,主要为粘 土夹砾石层;21号墩覆盖层厚度30m,最长桩长为102.5m,是国内少有 的深水桩基础。

      桥址海域属于热带季风区,气候温暖湿润,雨量集中在4~9月份,本海域四季分明,全年冬季多西北风,夏季多东南风,台风季节最大风力 达12级以上由于本工程位于海中,风、浪、流等自然条件十2.施工用水从岛上的水库中引用本海域为半日潮,潮差6.63m,涨 潮潮水流速达2m以上,平时浪高可达lm桥址海域属于热带季风区,气 候温暖湿润,多年平均最高气温35.3C,平均最低气温・4.7C,雨季集中在4〜9月份,以春雨、梅雨、台风雨为主,7—10月为台风期,最 大风力达17级 本区全年海水盐度一般在10.0%〜32 %之间变化,不宜用来拌制混凝土3.地质情况地质情况见表1表1 地质情况--览表土层编号①②1②2②3③1③2④lw3④lw2地层名称填筑土淤泥亚粘土粘土亚粘土粘土颜色杂色灰色灰色灰色灰黄色灰黄色灰黄色弱风化含角砾晶紫灰、紫红夹玻屑凝灰岩灰黄色层厚 1.5〜3ml.8〜6m3〜6m9m 小于 lm4~18m0.3~26m0.7~9m地层简述成份主要是片石流塑,顶部成流动状且含较多碎石软塑,质不甚均,局部夹粘泥硬塑, 局部软塑,质不均,局部为亚粘土坚硬,局部硬塑,为坡积土,结构松散, 含碎石及植物根硬塑,土质不甚均,局部含角砾岩石风化严重,多呈土夹岩块状或砾砂状,土质较硬,原岩结构尚可辨,岩块岩质较软斑状结构,块状构造,部分矿物风化质变成灰白或灰黄色,岩-石裂隙较发育,以完整性较差,岩石岩质较坚硬。

      斑状结构,块状构造, 斑晶多为1〜3cm,岩石多呈大块状,高角度裂隙教发育,多为密闭型, 裂面光滑,局部裂面为铁锈色侵蚀,岩石岩质坚硬,锤击不易碎④lwl微风化含角砾晶紫灰及浅肉红玻屑凝灰岩色8~65m4. 工程难点4.1施工条件恶劣由于本工程在海中施工,施工条件相当恶劣不利气象因素主要有大 风(台风影响最为严重,2004年以来超过十二级的大风有4次)、雾、雨、 及高温(2005、2006年最高气温达41C)、寒流等气象条件不利的水文 条件主要为浪和潮汐,影响到钻孔桩施工作业的天数为168天,相应作业 天数为197天,给工程的施工和管理带来了较大的难度施工场地狭小, 海边只够做钢筋加工场地,混凝土拌合站距海边400m,混凝土泵送距离 过长,增大了施工难度和风险4.2施工技术难度大4.2.1平台搭设19号墩位于大于45度的斜坡裸岩地段,平台搭设、成孔十分困难; 20号墩水深42m,覆盖层不足10m,主要为粘土夹砾石,平台钢管桩入泥 不超过6m,平台和便桥搭设是最大难点4.2.2桩基施工21号墩水深38m,覆盖层厚度在30m以上,在风、浪、流的作用下 护筒底脚产生扰动,造成塌孔,成孔极其困难;单桩钢筋笼重量达90t, 总长95m左右,分4节对接,单节接头168根,这给吊装和连接带来极大 困难;本墩成桩长度84〜94.5m,单桩混凝土数量最大达550m,灌注时间 超过24h,在30C以上温度下灌注混凝土风险极大。

      4.2.3承台施工木桥有8个墩在水中,承台施工需要做吊箱,如何做好套箱定位、固 定以及如何解决水浮力问题,是本工序一大难点5. 主要施工方案5.1平台搭设工艺流程图平台搭设工艺流程见图23图2平台搭设工艺流程图5.2钻孔灌注桩工艺流程图钻孔灌注桩工艺流程见图3图3钻孔灌注桩工艺流程图5.3承台施工工艺流程图承台施工工艺流程见图4图4承台施工工艺流程图5.4施工工艺选择本工程采用正循环泥浆护壁,冲击钻进成孔,分节制作钢筋笼,钢筋 笼在平台孔口处采用单面帮条焊连接后吊装入孔,水下灌注混凝土成孔的 施工方法整个工艺分成孔与成桩两部分,成孔部分包括冲击钻进成孔, 泥浆护壁和一次清孔,成桩部分包括钢筋笼制作,钢筋笼吊放,导管安装, 二次清孔,混凝土灌注由于主墩的钻孔深度在100m左右,最深的达102.5m,直径为2.5m, 穿过地层复杂多变,桩底进入微风化岩石较深(超过4m),在钻进过程中 必须维持孔壁稳定与及时排渣,因此采用正循环钻孔方式用气举反循环 法二次清孔,对孔壁稳定彻底清孔非常有利根据我们施工经验积累和总 结,在这种超长,超大直径灌注桩施工中,跟进护筒是最理想的,可不受 地域、地层等各种因素影响(苏通大桥钻孔也采用跟进护筒的方法)。

      承台均处于海水中,因此采用双壁钢围堰施工钢围堰采用吊箱施工 法6. 主要工序6.1施工平台打设6.1.1方案选择根据以往的施工经验和相关深水基础施工资料,水上施工既可采用导 向船作水中浮动平台,利用拖轮、驳船、浮吊进行施工,也可采用施工栈 桥变水为岸的施工方案经过充分考虑,认为前者使用的机械设备多、工 作面少、工期长、阻水面积大、施工比较复杂、成本较高,且要设一个水 上起重码头,这种方案只适用于离岸较远且墩距较大的情况,不适于本桥 的情况,故采用栈桥方案栈桥方案又经过单、双线栈桥的比较双线栈桥龙门吊机方案,具有 结构稳定、施工方便、可靠性好,但施工的辅助时间长,需用的机具、材 料、设备、人员几乎是单线栈桥的2倍,因此造价也是单线栈桥的2倍, 从工期和经济的角度考虑决定采取单线栈桥方案6.1.2单线栈桥及平台设计单线栈桥有两种构思:一个是上面可以通过重型汽车,例如混凝土罐 车,以方便灌注混凝土时应用;二是上面只能通过人力车和轻型物品,例 如人力推车推土,推片石时应用经过方案比选,考虑第一种方案需要材 料多,工期长,对桥面系的要求很高,并且利用率不高,所以选择了后一 种,栈桥桥面宽度定在l.5m。

      栈桥搭设在平台的一侧,由两根栈桥桩与平台桩连成整体,这 样既节省了材料,又能增加平台的横向稳定性,利用率高栈桥及平台实 体见图5o图5栈桥及平台实体图栈桥基础为01000 mm的钢管桩(6=10mm)桩基结构钢管桩桩长 在28〜50 m之间桩之间用工字钢或槽钢连接(剪刀撑形式),桩顶(桩顶 标高为5m)下4 m用工字钢或槽钢连成桩基连接系,使其成为整体桩顶 布置32或40工字钢作为联系和承重梁,并连成整体上部铺设5cm厚的 木板制成桥面系在确定这个方案之前对栈桥使用的各种工况及钻孔平台 受力状况进行过大量的计算,计算的结果表明有一定的储备系数经过2 年来的使用,特别是经受了 2004年和2005年多个台风的考验,本桥栈桥 及平台结构未出现任何变化6.1.2.2 平台平台经过了单线栈桥护筒平台与单线栈桥辅助墩位平台之间的比较 前者是在栈桥施工时在墩位处直接插打孔位处钢护筒,将钢护筒连成整体 后在其上焊接牛腿作为钻孔平台的支撑,这种方案使用的机械设备多、工 作面少、工期长、阻水面积大、施工比较复杂、成本较高,且对护筒定位、 钻孔防塌提出了严格要求后者是在施工栈桥的同时在墩位处打入临时辅 助桩(亦平台桩),这些辅助桩与栈桥桩连成一体,在其上构筑施工平台供 护筒、吊箱施工及钻孔作业之需,增加了工期和造价,但这种方案增加了 栈桥的横向稳定性,由于施工平台面与栈桥同处一水平面,因而施工比较 方便。

      经过比较,最后选用单线栈桥辅助墩位平台进行钻孔灌注桩施工6.1.2.3单线栈桥及平台施工栈桥及平台采用海吊水中抛锚定位,兼做导向船法施工施工采用的 起重设备为海吊,吊机最大吊重25t,臂长25m,吊高20 m (后吊机换成 吊重100t,臂长37m,吊高27m)o施工步骤如下:a. 测量人员指挥海吊初步抛锚定位,再通过船上四台卷扬机进行微调, 以保证位置的准确性海吊锚固示意图见图6图6海吊锚固示意图b. 在船的一侧焊导向架(此处节省一艘浮船),将钢管桩吊起放入导向 架中下沉,钢管桩顶部往下lm左右位置(这个高度较适合工人进行焊接) 焊吊耳,使其吊在导向架上,取下吊钩,吊下一根钢管桩这里需要注意 的是,第一根钢管桩要尽量的长,那样可以减少焊接接头,但受吊船尺寸 的局限性,钢管桩乂不可能太长,否则在吊船上无法起吊经过大量的研 究试验,我们将钢管桩提前接长,用钢丝绳吊在吊船的侧面,吊装时将其 横放在吊船上在下端四分之一桩长的位置用钢丝绳软连接在马桩上,这 样桩的两端都可以悬臂四分之一左右在起吊桩的上端,解除软连接的钢 丝绳,调入导向架在前一•根钢管桩顶部用钢筋或钢板条焊四个导向,指 挥吊车精确对位,再用销子销紧使上下钢管桩接口吻合,然后进行焊接, 此时关键是焊缝和备板的质量。

      C.按此工序进行接长,钢管桩长度达到设计值时测量海水深度,吊放 钢管桩至覆盖层顶,由测量人员控制桩的位置和竖直度(进行微调),下 沉钢管桩因为本桥所处海域潮差较大,水流较急,所以要在平潮时下沉 钢管桩,这样才能保证下沉桩的质量经过一段时间的实践和总结,我们 在潮水不是很急时,向水流的逆向作预偏,通过水流的作用使钢管桩进入 泥层时竖直度满足规范要求钢管桩安装见图7.图7钢管桩安装实体图d. 安装桩帽和打桩锤,启动打桩锤下沉钢管桩,将钢管桩下沉到位(控 制贯入度)拆除临时导向框架,做软连接,进行下一根钢管桩的施工 超过两根时进行临时连接,保证其竖直度和稳定性不受潮起潮落的影响e. 钢管桩施工后用剪刀撑连接,再制作桩基连接系,使其成为整体铺设平台顶部及栈桥顶部工字钢,使其顶部也连成整 体实体图见图8图8打钢管桩实体图22#墩〜21#墩间距为60m,栈桥上部施工时经过大量计算论证,采 用双层贝雷片做主梁,12号工字钢作连接横梁设计长度51m (17节X 3m),理论挠度1.7m,实际挠度20cm在经受2005年台风“麦莎”的洗礼后安然无恙搭设完成的平台实体见图9o图9搭设完成的平台实体图6.1.2.4注意事项a. 开始时钢管桩下沉竖直度和位置控制的不够精确,后来测量人员在 入泥前进行复测,控制其竖直度和位置,使竖直度和位置的准确性得以保 障。

      b. 在栈桥及平台打桩过程中,由于钢管桩桩位地质情况不清楚(设计 只给了钻孔桩的地质图),所以用贯入度控制,效果很好6.1.3斜坡裸岩平台的搭设6.1.3.1 概况象山县三门口跨海大桥19#墩位于南门水域,距万金山南岸15〜20m, 水下地形为北高南低的斜坡,坡角3〜50地面高O-7.5~-10.5mo墩 位区覆盖为淤泥质亚粘土,厚约1.5m;靠岸边基岩裸露,基岩为含角砾晶 玻屑凝灰岩,弱风化层厚0.2〜1.0m,微风化基岩岩面高程・8.5〜・13.0m, 岩石倾向与坡向一致微风化基。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.