水中桩基础施工技术

水中桩基础施工技术（精选8篇）

水中桩基础施工技术 第1篇

关键词：水中钻孔桩,钢护筒,捞渣桶,水下混凝土灌筑

1 工程概况

1.1 工程简介

锦江双线特大桥为跨越滨江大道、 锦江及大明边城外环路的特大桥, 其锦江段水中墩下部结构采用钻孔灌注桩群桩基础, 两级承台, 薄壁空心高墩, 上部结构采用68+128+68m悬臂现浇连续梁。 该桥14# 墩及15# 墩位于锦江河道内, 每个基础设置16 根直径为2m桩基础, 施工时需搭设栈桥和水上平台, 按水中基础施工。

1.2 水文资料

锦江桥址处江面开阔, 水面宽L=188m, 下游有发电站, 水流缓慢, 流量Q=162m3/s, 平均流速V=0.075 m/s, 最大流速V=0.163m/s, 现有水位242.7m, 五年一遇洪水水位为245.15m。按五年一遇洪水位计算, 14# 墩中心处水深11.7m, 15# 墩中心处水深12.7m。

1.3 地质资料 ( 图1)

14# 墩靠河岸侧承台底部地层上层为新修当地观光旅游路的石块堆积层、细沙及卵石层, 厚度为3m, 下层为W3白云岩0.35MPa, 厚度约3.5m, 最下层全部为W2白云岩0.8MPa, 新建的当地旅游观光路到桥墩承台的位置水平距离为11.5m。 该墩靠河中心侧承台底至河床冲刷层最大高度为4m, 下层为2- 5 细砂及2- 10 卵石混合, 厚度为0.6m, 其下层为W3白云岩0.35MPa, 厚度为2.04m, 最下层为W2白云岩0.8MPa。

15 号墩位置河床地势比较平坦, 而且承台底均高于河床约1.5m左右, 靠近河中心侧承台底高出河床1.56m, 河床以下第一层为2- 5 细砂及2- 10 卵石土, 厚度为0.9m, 第二层为W3白云岩0.35MPa, 厚度为8m, 最下层为W2白云岩0.8MPa。 靠近河岸侧承台底高出河床表面1.4m, 河床以下第一层为2- 5 细砂及2- 10 卵石土, 厚度为0.7m, 第二层为W3白云岩0.35MPa, 厚度为5m, 最下层为W2白云岩0.8MPa。

2 施工工艺

2.1 栈桥平台施工

栈桥方向根据桥面布置9m、12m ( 在施工平台处间距调整且小于12m) 选用一排:2 根 ( 钢管横向间距为2.5m) , 钢管桩用打桩锤将桩打入基岩以内。 钢管桩之间利用I18 工字钢做横撑加固, 桩内填充满砂砾。 钢管桩震打到位为后, 安装桩顶横向联系2 根I40b工字钢。 Φ630mm钢管桩桩尖为开口型, 其上焊接 δ20mm厚钢板, 并用 δ10mm设加劲板。 预先在陆上或已搭设好的栈桥上按每组尺寸拼装好, 然后运输到位, 安装在钢管桩顶的I40b工字钢上 ( 桩顶分配梁I40b、δ10mm焊制组合梁) 。 支撑花架将两排贝雷梁桁架之间连接, 使主梁每两排成一整体受力, 支撑架按3 米一道施做。主梁安装完毕后, 现场配焊。贝雷梁架面用I22b工字钢作横向分配梁, 间距50cm, 横桥向在I22b工字钢上布置I10 工字钢, 间距25cm, 再铺10mm花纹钢板。 I10 工字钢与I22b工字钢焊接连接, 在栈桥和施工平台附近打设防撞桩, 并悬挂警示标志和红色警示灯。栈桥靠近河岸一侧采用C25 混凝土桥台, 台身基础开挖至基岩, 台背顺接施工便道, 过渡段处采用夯实处理。

2.2 钢护筒施工

利用用全站仪在栈桥平台上测量放线, 定出钢护筒准确位置。 钢护筒进行分节插打, 分节焊接, 焊接为满焊, 焊缝饱满, 保证护筒焊接质量。钢护筒采用90kw/6t震动锤进行插打, 当振动锤开始大幅度跳动时停止震动, 此时记录钢护筒入岩深度, 确保钢护筒有效起到作用。 桩基施工前潜水员水下摸底, 对钢护筒底部封闭不严密的, 采用砂袋提前进行封堵, 减少钻孔过程出现泥浆外露。

2.3 桩基钻进施工

2.3.1 泥浆循环施工。 在平台搭设及钢护筒埋设完成后, 钻机就位开始钻孔。水中墩采用钢护筒代用泥浆池, 河床面以上的钢护筒长度在3 m或以上, 可套用作相邻桩施工的泥浆净化池。 在钢护筒顶部距平台面20~40cm处开两个泥浆出口, 每个出口均设插板等闸门, 采用钢管或钢槽按一定坡度将相邻两个钢护筒的泥浆出口依头尾顺序相接;同时, 在与成孔施工相邻的钢护筒上吊装泥浆泵。这样, 成孔施工的泥浆流至相邻的钢护筒内, 沉淀后由泥浆泵泵入正在施工的桩孔, 构成泥浆循环回路。 开钻时应慢速钻进, 并不断加粘土造浆, 当钻头全部进去岩层后方可加速钻进, 即提高锤头钻进高度, 在钻进过程中做好钻孔记录并每一米一取渣样, 渣样放入渣样盒。

2.3.2 捞渣桶施工。但在实际施工过程中漏浆现象较为严重, 泥浆根部无法循环排渣, 故采用捞渣桶捞渣, 即钻头直接在清水中钻进, 每钻进1- 2 米捞渣一次, 采用捞渣桶将底部泥浆及沉渣清除, 后继续清水钻进, 循环施工。

2.3.3 施工过程遇到的问题及解决方法。 由于河底岩层高低起伏以及14# 墩河底爆破至岩层产生缝隙, 在施工过程中河沙由护筒底部悬空部位或是岩层缝隙流入护筒内部, 结果造成捞渣捞不净, 无法正常钻进。 解决方法如下: ( 1) 对于护筒底部部分悬空造成河沙进入的, 潜水员摸底, 在护筒底部用沙袋堵漏。 ( 2) 对爆破造成岩层有缝隙而漏沙的, 采用大护筒中间下小护筒。 即用直径2.25 米的锤在2.3 米护筒内钻进2 米, 再用直径2.2 米、长度4 米的小护筒下放至其中, 保证小护筒进入岩层2 米, 高于河底2 米, 然后正常钻进。 ( 3) 在钻孔过程中, 遇到斜岩造成偏孔时, 利用与斜岩硬度相同的混凝土或片石进行回填, 及时纠偏, 重新钻孔, 保证钻孔的垂直度。

2.4 清孔

成孔后, 先利用捞渣桶进行捞渣, 但捞渣桶由于结构构造造成捞渣不净, 每次沉渣厚度均会有10- 15cm, 大于5cm, 故还需要采用空压机及配套的导管进行孔底沉渣清底。

2.5 下钢筋笼及导管

清孔完毕符合要求后开始下钢筋笼及导管, 钢筋笼分节制做, 故现场拼接钢筋笼时采用搭接焊, 焊缝大于10d, 主筋轴线在同一条直线上, 因为水中桩基需要安装声测管, 故声测管焊接于加劲箍筋内侧, 声测管连接采用套筒焊接, 焊缝密实无漏水。 声测管需注满水, 上口用木塞封堵并缠上胶带。 灌注混凝土用的导管直径为30cm, 导管拼接时需现场记录好每节长度, 导管接口位置安装橡胶条, 接口密实无漏水即可。

2.6 浇筑混凝土

灌注前应利用导管进行二次清孔, 沉渣及泥浆比重符合要求后开始灌注, 首批灌注混凝土应有足够的冲击能量把桩底沉渣尽可能的冲开, 并保证导管下口埋入混凝土不小于1 米深为原则, 后续混凝土及时跟进, 导管埋入混凝土的深度一般控制在2- 6 米范围内, 拆除、安装导管的动作要快, 已拆下的导管要排放整齐并清洗干净, 以备下次使用, 灌注过程中技术员做好混凝土灌注记录。

结束语

透水层水中承台沉井围堰施工技术 第2篇

关键词：透水层 水中承台 高低刃脚 沉井施工

1 工程概况

王家漓江双线特大桥起讫里程为D3K424+042.137～D3K425+923.055，长1880.918m，本桥连续梁主墩03#～09#墩为跨越漓江而设。主墩采用钻孔桩承台基础形式，钻孔桩采用φ1.5m形式，承台尺寸均为15.3×10.1m，承台底距水面以下2.5～4.5m。承台全部位于水中，河床面至承台底均为卵石层，承台底以下为弱风化岩层，且岩面起伏较大。

2 施工方案选定

河床为透水性极强的卵石层，采用草袋围堰施工则基坑坑壁和底部水压力大，渗水严重，施工难度大，施工质量无法保证。采用套箱围堰施工则底部无法完全密封，水压力大，无法控制水势。

依据现场地质及施工条件，经论证，从技术、经济、安全等方面综合比较后，决定采用钢筋混凝土沉井围堰进行施工，围堰刃脚顺岩层起伏设成高低不等锯齿状。

3 承台总体施工方案

利用地质雷达探测岩面，根据岩面做出锯齿沉井。待沉井强度达到80%后利用长臂挖机和人工配合下沉，支撑跟进。沉井到位后利用大流量水泵将水面降低至基底，利用土袋在离沉井内壁1m外码一道土袋模，关闭水泵让水位恢复后，利用导管和漏斗进行水下灌注混凝土，使沉井内壁形成一道混凝土墙，即封刃脚。待水下混凝土强度达到80%时，将基坑水抽干开始垫层及承台施工。

承台开挖施工流程为：地质雷达探测岩面→制作高低刃脚沉井→沉井下沉→水下封刃脚→垫层、承台施工。

4 高低刃脚沉井施工

4.1 地质雷达探测岩面

沉井刃脚的高低是随岩面高低的变化而变化的，因此就需要准确地探明沉井刃脚处基岩面高低变化的情况，以便决定刃脚高低的变化。现场采用70t振动锤振动I36a工字钢下沉进行岩面探测。首先测量放样出沉井刃脚轮廓线，沿沉井轮廓线每2m探测1点，若相邻两点高差变化超过0.5m，在两点之间再增加探测点。根据探测情况，绘制岩面图。根据岩面图设计出锯齿沉井图。

4.2 沉井设计

沉井采用C35钢筋混凝土制作。考虑到沉井下沉过程产生偏差，沉井设计尺寸比承台尺寸纵向扩大115cm、横向扩大105cm，利于沉井纠偏；沉井四角设倒角。沉井壁厚均采用80cm厚，沉井内放置两层钢筋网片，拐角处钢筋加强；沉井高度为3m，3m以上为人工码土袋。沉井分两次浇筑，第一次只浇筑沉井刃脚（70cm），第二次浇筑刃脚上部2.3m。

4.3 沉井制作

铺设混凝土垫层：制作沉井处的地基承载力应能满足沉井自重的要求，沉井制作需要150m3砼，自重约为400t。用挖掘机对场地进行平整以后，经测量放样确定沉井位置，将立模范围内下挖至水面以上50cm，浇注混凝土垫层，增强地基的承载力，垫层厚度15cm，宽度120cm。

内侧模：在沉井底部做70cm高的刃脚，顶宽80cm，底宽20cm，利于沉井下沉，刃脚采用土+3cm厚砂浆作为内模，下挖0.7m。刃脚尖根据岩面呈台阶变化。

搭脚手架：沿沉井内、外各搭设2排脚手架，以利于钢筋绑扎和定位。脚手架间距60cm，脚手架上搭设作业平台。

绑扎钢筋：钢筋绑扎一次成型。

立外侧模板：外侧模板均采用1m×1.5m组合钢模，模板全部经打磨处理，并涂刷机油作为隔离剂。外模利用脚手架和方木进行支撑加固。

浇注砼：第一次浇筑沉井刃脚部分70cm高。浇注混凝土时，分层浇注，分层厚度35cm，用振动棒振捣施工，浇注过程中要观察沉井是否有下沉，若发现有下沉现象，应立即停止施工，待沉井稳定以后二次浇注。

沉井接高：待刃脚混凝土达到强度后，开始安装内外膜，外侧模板与内侧模板用拉杆加固，梅花型布置，间距50cm。浇筑混凝土前检查钢筋保护层。

待混凝土浇筑完成后，在沉井顶部安放一部分连接钢筋，以防发生沉井接高。

4.4 沉井下沉

4.4.1 下沉

沉井应连续下沉，减少中途停顿的时间。下沉过程中应掌握土层情况，做好下沉记录，根据不同的土质、沉井大小及沉井下沉深度等，选用最有利的下沉方法，考虑到桩基筑岛施工时，填筑了大量的片石、粘土以及地层为卵石层，人工挖除及用高压水枪很难下沉沉井，所以我部采用长臂挖掘机配合人工分层挖除井内土和卵石使沉井下沉。

沉井下沉时，沉井内除河卵石应先从中间开始，对称、均匀地逐步向刃脚处挖，沉井外侧所受的土压力或水压力要均匀，以免沉井产生不均匀沉降，从而造成沉井的开裂。

下沉过程中随时调整沉井的倾斜和位移，从井内挖出的弃土及时运走。

在沉井下沉过程中派专人检查，一旦发现混凝土有开裂现象立即停止下沉，必要时用Φ630mm钢管桩沿纵桥向安装内支撑进行加固。

当沉井下沉至水面以下时，利用2台400m3/h的污水泵进行抽水，临近承台底时，由于四周水压较大，造成抽水很难使水面下降，人工无法进行刃脚除土。此时开挖集水井进行抽水，使水面下降，沉井下沉，具体集水井数量与尺寸由现场水压而定。最终沉井下沉至承台底标高以下50cm。

4.4.2 纠偏

沉井下沉时，井内除土先从中间开始均匀对称地逐步向刃脚处分层取土，使其均匀下沉，防止偏斜。沉井弃土尽量远离沉井，防止因弃土而造成的偏压，使沉井发生偏斜现象。

如果沉井在下沉过程中发生偏斜可分成几种情况进行纠偏处理：

当沉井入土不深时，可利用偏除土的方法使沉井在下沉过程中逐渐纠正偏差。

当沉井入土一半时，用偏除土的方法无法纠正，可在沉井高的一侧外挖土，挖土的深度、宽度以能纠正沉井偏斜为宜。

如果沉井入土达一半以上时，外侧深挖土不宜采纳时，可在外侧先挖一定深度，再在高的一侧沉井顶面配一定的重量纠偏；必要时采用爆破震动方法，但必须控制爆破位置及装药量，以免其对沉井造成破坏。

如果沉井发生中线位移时，可先有意偏除土使沉井向偏位的方向倾斜，然后沿倾斜的方向下沉，直至沉井底面中心与设计中心位置相合或接近时，再将倾斜纠正或至相反方向倾斜一些，最后调整至倾斜和位移都在容许偏差范围内为止。

4.4.3 允许偏差

沉井顶、底面中心与设计中心在平面纵横向的位移（包括因倾斜而产生的位移）均不得大于沉井高度的1/50；沉井的最大倾斜度不得大于沉井高度的1/50。

4.5 封刃脚

由于处在透水层，当水抽至基底时基坑内外水压差太大，且刃脚处全是高速流水，如果按普通刃脚处理无法将水隔离，所以选择水下混凝土封刃脚。

4.5.1 抽水

选择2台400m3/h水泵进行抽水临近承台底时，四周水压太大，此时开挖集水井进行抽水，使水面下降至基底能作业。

4.5.2 安装土袋模

在填筑平台上装足够的土袋，用长臂挖机运送至基底。人工在距沉井内壁1m以外堆码土袋模，土袋模厚1m（太窄容易被水下混凝土压塌），高度1.5m（锯齿沉井刃脚高度不一致）。堆码时注意土袋交错布置，以增加稳定性。

4.5.3 水位恢复

将水泵关闭并提升至岸边，待水位恢复至河水位。

4.5.4 安装导管和漏斗

导管必须经过气密性实验，导管接头严密不漏水。导管高出沉井面50cm以上，增加落差，保证封底质量。漏斗尽量选用大方量漏斗，大于2.5m3为宜，料斗配底盖方便初灌。导管和漏斗可在岸边组装完毕用吊车吊入。

4.5.5 灌注水下混凝土

混凝土采用C35，利用罐车运输至现场，泵送入斗。待斗内混凝土占漏斗体积的90%时，吊车小钩迅速提起漏斗底盖，同时泵送不停，形成水下混凝土的初灌。在灌注过程中，可用竹竿探测混凝土面和位置。当混凝土面高出土袋模20cm时，停止灌注。根据混凝土位置进行多点灌注，间距2～3m为宜，灌注点尽量加密。

待混凝土强度达到80%时，将水位降至基底，如发现有大股水流，将此处松散混凝土凿除并在此处再次灌注水下混凝土。直至水位降至基底没有大股水流为止，少量水流可以用小流量水泵进行外排。

4.6 沉井下沉监测

沉井下沉过程中，经常观测沉降的倾斜度和刃脚踏面的高程，在刃脚深度未及沉井高度的1/3时，重点观测沉井的倾斜度；当沉井刃脚踏面高程下沉到距设计高度约2m时，加强对踏面高程及下沉量的观测。

5 垫层、承台施工

降水至基底，在承台尺寸外设置排水沟，保证浇筑垫层时，承台范围内没有流水。将基底大致整平，浇筑30cm以上的垫层。垫层混凝土采用C15混凝土。待垫层混凝土强度达到后可进行桩基桩头清理以及承台施工。

6 资源配备

主要设备：混凝土搅拌运输车3辆、混凝土输送泵2台、挖掘机3台、汽车吊2台、空压机3台、污水泵6台、吸泥机5台、抽水机6台、钢筋加工机械3套、振捣棒6台。

主要工种：钢筋工20人、木工10人、混凝土工10人、挖土吸泥工10人、测量工4人、电工2人。

7 结束语

采用混凝土沉井围堰防护施工承台对周边影响较小，相对直接开挖工程量小、质量可靠，相对套箱围堰成本低，且沉井为预制品、缩短了工期，取得了良好的经济和社会效益。

参考文献：

[1]林建业.桥梁工程水中承台采用钢套箱围堰施工介绍[J].中国西部科技，2005（03）.

[2]蔡如松，黄昊，朱崴.水中承台施工探讨[J].山西建筑，2010（13）.

水中平台基础施工方案 第3篇

高海高速公路第五合同段观音山特大桥位于滇池水体内,是昆明市通往西山、观音山、白鱼口、海口等旅游胜地的一个重要组成部分,全桥为25×29.5 m的先简支后连续预应力T形梁,下部为1.6 m钻孔灌注桩,施工处水深为0 m～3.2 m,施工条件复杂。随着社会的发展,人们对环境的保护意识也越来越强。滇池作为国家重点保护水体,共投入资金30亿元对滇池水体进行治理云南省人大专门通过滇池保护条件作为法律依据环保要求非常严格,观音山大桥的任何方案都必须经过滇池管理局批准后方可实施。

2 水中平台基础施工方案的提出

观音山大桥全桥共有基桩114根,其中水中钻孔灌注桩76根,最深桩长为36 m(在实际施工过程中,因部分桩位处地质条件与设计明显不符,我单位及时向指挥部有关部门反映情况后,决定对地质条件较差处做加深处理,最后施工的最深桩长为42 m,最短桩长根据水深人工筑岛为最经济最适用的施工方案但因对滇池污染较严重而不能采用,根据我单位现有的材料,决定用贝雷片搭设施工平台;根据每排孔位处四根基桩间的距离,考虑到钻机施工时所需的空间,水中平台尺寸为27 m×5.2 m,冲击钻机在平台上进行冲孔。因工地实际地形、水深、地质条件等不同,采用单一的平台基础无法满足施工要求,经我项目部有关人员认真分析、研究,将施工平台基础分为以下几种,具体方案分析如下。

2.1 方木

经我项目部试验人员作承载力试验,结果表明3号～8号孔孔位处的地基承载力大于150 kPa,其中水深小于60 cm的桩位处(3号、4号、5号、6号),先由人工对该处地面进行整平,然后用20 cm×20 cm×200 cm的方木,每五根连为一排,用钢筋、扒钉连接稳固,平放到基础处,在方木上搭设施工平台。每个平台在中间及两边共设六个支撑处,每排方木可根据水深需要设置为1层～4层,但应确保贝雷片底部露出水面,以便贝雷片的安装与拆除。

2.2 方木+钢管

对水深超过60 cm的桩位处,其平台基础完全采用方木,因所用材料数量较多同时因水中方木所受的浮力较大,所以施工不便。为解决上述困难,我部采用了方木+钢管作为平台基础。

具体施工方法为:1)基础底部仍采用一层方木,方木的尺寸及施工均与方木基础相同;2)在402 mm、壁厚8 mm的钢管下部焊接厚10 mm、面积为90 cm×90 cm的钢板,以加大钢管与方木之间的接触面积,防止方木因承受局部荷载受损而影响承载力;并在钢板四周钻四个直径18 mm的圆孔,通过螺栓将所焊接的钢板及钢管固定到基础方木上,确保钢管的稳定性;钢管高度以露出水面30 cm左右为宜,六根钢管顶面应为同一水平面;3)在钢管顶面焊接厚10 mm、面积50 cm×50 cm的钢板,为方便施工及保证钢板均匀受力,可在与钢板垂直方向焊接尺寸略小于钢管半径、长25 cm的十字形钢板,在施工时,将十字形钢板插入到钢管内,可不再将钢板与钢管焊接;4)因钢管尺寸较小,且在施工过程中钢管的位置可能会有一定的偏差,为保证贝雷片的稳定,需在钢板上焊接两根对扣在一起的槽钢,槽钢型号为[18(该规格槽钢为我单位在嵩待工地路面工程施工时购买的,在嵩待工地完工后暂时不用,经我单位技术人员计算后用到该处,施工单位也可根据已有的材料采用其他规格的槽钢、工字钢等,但在使用前应认真计算,确保施工安全),槽钢根据实际情况分为两种长度:一种长为6 m,放在两根相邻的钢管上,可将相邻钢管连接牢固;另一种长为1 m,只放在一根钢管上,以保证不影响下部水中系梁施工;5)在槽钢上搭设贝雷片作施工平台。

2.3 钢管桩

对水位较深、地基承载力较弱,不能用上述两种方法施工的桩位,我单位采用钢管桩基础,具体施工方法为:

1)设备。a.船舶。为保证钻机等大型材料、设备在水中的运输,我单位从湖北某军工单位订做了三个军用浮箱,每个浮箱的外观几何尺寸为1 200 cm×300 cm×220 cm。浮箱进场后,由我单位施工人员采用工字钢(Ⅰ25a)、方木(20 cm×20 cm×400 cm)等将三个浮箱连为一个整体,成为水上移动平台。该移动平台可保证25 t吊车在三级风浪的条件下正常作业,其动力装置依靠两台60 kW的雅马哈发动机,可保证移动平台在水中正常行走。b.吊车。根据我单位现有的设备,采用的吊车为四川浦沅生产的最大起重能力16 t的吊车。当吊车上到移动平台后,不管其是否工作,均应采用四个10 t的导链将其与移动平台固定在一起,确保安全振动锤根据钢管桩承载力的要求及现有的设备选用最大激振力可达400 kN的振动锤。2)打入钢管桩。a.由技术人员在水中准确地放出计划打钢管桩的位置;b.用移动平台将16 t吊车运到计划打钢管桩的位置,在移动平台的四个角的方向抛锚,保证移动平台不随风浪有较大的摆动;c.在移动平台上搭设一临时支架,固定准备打入的钢管桩;d.将吊车吊着振动锤套在钢管桩上,将钢管桩与振动锤连接在一起;e.用吊车吊着振动锤、钢管桩准确就位后,接通电源,振动锤开始振动,将钢管桩打入到淤泥中,在振动锤振动过程中,吊车的钢丝绳要放松,以免激振力传到吊车大臂上,损坏吊车;f.当钢管不再明显下沉时,关闭电源,将振动锤取下,准备施工下一根钢管桩;g.当钢管长度不够或过长时,可通过焊接、割短钢管,将一个平台的钢管顶面调整为同一高度,为方便施工,钢管顶面以露出水面20 cm左右为宜;h.钢管顶部焊接钢板、槽钢,搭设贝雷片平台。3)拔钢管桩。在一排基桩、墩柱等施工完毕后,为保证材料周转使用,可及时将钢管桩拔出,因振动锤的激振力较大,超过吊车臂的受力范围,我单位在拔钢管时改用了碎石桩机。拔管的主要工序如下:a.移动平台靠到岸边,将碎石桩机开到移动平台上,将移动平台开到钢管桩处;b.在钢管桩顶焊接法兰盘,通过法兰盘将钢管桩与振动锤连接起来;c.接通电源,振动锤开始工作,拔出钢管桩;d.对个别因时间较长拔不动的钢管可先将振动锤向下振动,等钢管活动后再向上拔管;e.当钢管拔出后,用碎石桩机上的细钢丝绳吊住钢管,拧开螺栓,将钢管放到平台或附近小船上;f.准备拔下一根钢管。

2.4 其他

在施工过程中,14号～16号下行线桩位处乱石较多,钢管桩不能打入,我单位采用了将钢管直接放在乱石堆上、周围现浇混凝土进行固定以加大受力面积的施工方法,但在钻孔过程中钢管有下沉现象,又采取了加垫方木等措施,效果不理想,不宜采用。

另外,在施工过程中,我项目部材料科购买了一批直径277 mm的钢管,该批钢管原计划用于便桥施工,其中部分钢管壁厚达到了8 mm,同时,因钢管桩所需钢管数量较多,原有材料数量不能满足施工要求,经我部有关人员认真计算,将钢管壁厚达到8 mm的部分钢管用到了钢管桩上,同时为了确保安全,将该部分钢管与直径426 mm的钢管混合使用,且直径为277 mm的钢管只用于中间部分钢管桩。

3 结语

在本桥施工中,如不结合实际情况,只采用一种施工工艺,对深水处而言,方木基础因部分桩位处地基承载力较弱及水深等影响,需加大方木用量,施工不便且造价高于钢管桩;而对水浅处来讲,采用钢管桩基础因船吃水深度等影响,同样存在很多困难。

在施工过程中,要根据不同的地形、地质条件,来选择最适用的施工方案。在本桥中,所用钻机均为冲击钻,平台所承受的动荷载较大,为了确保安全,在计算过程中所采用的安全系数较大,若地质条件均为黏土层,钻机为回旋钻机时,平台所受外力主要为静载,钢管桩的长度可大幅度降低。故技术人员必须结合本单位现有的设备、材料等,多提出几种不同的施工方法,从工程造价、施工难度、适用性等多方面进行比较,来选择最终的施工方案,只有这样,才能保证施工质量、加快施工进度,使企业产生较多的利润

摘要：经分析研究,结合观音山特大桥实际特点,将施工平台基础分为方木、方木+钢管、钢管桩多种,并提出具体施工方案,指出在施工过程中应根据不同的地形、地质条件,选择最适用的施工方案,从而保证施工质量。

关键词：平台基础,方木,方木+钢管,钢管桩,施工方案

参考文献

[1]范立础.桥梁工程(上、下册)[M].北京:人民交通出版社,1993.

[2]王建华.桥涵工程试验检测技术[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]傅琼阁.深水基础钢围堰施工技术[J].中外公路,2005(3):18-19.

水中桩基础施工技术 第4篇

【关键词】电吸附；氯离子；去除率

1.实验概况

本实验研究的是电吸附技术去除水中氯离子的可行性，实验用水主要采用河北省某处理厂再生回用生物处理后的出水，其主要水质指标如下：

2.静态实验步骤与实验分析

2.1实验装置

首先进行静态吸附实验。实验装置如图2-1所示。反应容器为1000ml的烧杯，正负电极分别由两块石墨电极（100mm*50mm*5mm）组成，正负极上所施加电压通过一直流电源来控制。吸附在恒温磁力搅拌下进行，并维持反应温度为（20土0.5）℃。

2.2实验流程

将含氯废水放在电吸附实验装置里，将电极置于反应器中，开启电源，使用搅拌器匀速缓慢搅拌含氯废水，整个实验过程是在恒温下进行，电场作用下，水中带正电荷的离子会向阴极迁移，被电极吸附，水中带负电荷的离子会向阳极迁移，被该电极吸附，都储存于电极表面形成的双电层中；随着离子的富集，水中的氯离子浓度会逐渐降低。

实验每隔5min取水样测氯离子的浓度。随着时间的延长，反复测定氯离子浓度，直到浓度不变化，吸附达到饱和状态。关掉电源进行脱附。实验结果都是在平行实验下得到。

2.3 时间对吸附与脱附效果的影响

实验时，将浓度为412mg/l的原水注入电吸附反应器，然后开启电源，不断改变吸附时间，按图 2-1重复进行吸附，观察出水氯离子浓度变化，结果可以看出，出水氯离子浓度在吸附过程随时间的变化规律。当接通电源，电极两端加上电压后，随着反应时间的延长，溶液中氯离子浓度逐渐降低，出水浓度开始下降，15min 后浓度降到205mg/l，趋于平缓，且与20min时剩余氯离子浓度相差不大，而15min时氯离子浓度与25min时的基本相同，这说明当吸附时间为15min时，吸附基本已达到饱和，即便再延长处理时间，溶液中的剩余氯离子浓度基本不发生变化，故将吸附时间定为15min。证明了电吸附法去除水中氯离子的可行性。

随着运行时间延长，实验中将吸附30min时作为脱附的起点，此时实验进入脱附阶段，关闭电源，将正负极短接，仍然选择每隔5min取水样测定氯离子的浓度。根据实验的数据可知，氯离子浓度开始上升，实验进行60min后，氯离子浓度在上升到高峰值410mg/l，此时氯离子浓度基本与原水中氯离子浓度一样，脱附结束。

2.4电压对吸附效果的影响

在吸附时间为15min，进水氯离子浓度为412mg/l，改变加在工作电极上的电压，分别为1V、3V、5V、7V、10V，按图 2-1重复进行吸附实验，测定浓度。当初始浓度为412mg/l、极板间距1.5cm时，调节电压为1V、3V、5V、7V和10V时，分别进行吸附实验。得出水氯离子浓度逐渐降低。随着电压的增加则去除效率增高，因为随着电压的增大，电极表面剩余电荷密度增大，电荷与离子之间静电引力增强，导致离子在双电层处发生富集效果越明显，溶液中离子浓度降低越大。虽然电压越大，去除率越好，但是应考虑经济方面的问题，另外，通过实验现象可以看到，当电压过高（>7V）时可以观察到石墨板壁有小气泡产生，这表明水的电解反应，同时伴随着电压的升高，电极出现溶解现象。所以本实验将工作电压控制在7V以下。

2.5 极板间距对吸附效果的影响

在工作电压为5V，吸附时间为15min，进水氯离子浓度为412mg/l，改变工作电极极板间距，分别进行实验。间距为0.5cm、1.0cm、1.5cm、2cm、2.5cm时按图2-1重复进行吸附实验，测定出水氯离子浓度。结果表明电极间距越小，氯离子去除率越高，最高去除效率是为51.21%。这是因为随着电极间距越小，在相同的电压下产生的双电层就比较厚，吸附容量因而得到提高，电极间距越小，电极间氯离子扩散距离缩短，且湍流度增大，氯离子到达双电层并被其吸附的时间就越短。

2.6进水浓度对吸附效果的影响

根据水厂长期监测的水质指标中，有时氯离子浓度高达677 mg/l，本实验采用分析纯氯化钠固体和蒸馏水按一定比例配制而成接近原水浓度的溶液作为模拟水样。考察不同进水氯离子浓度对吸附效果的影响，分别是350mg/l、400mg/l、450mg/l、500mg/l、600mg/l、650mg/l、700mg/l针对这七种浓度的溶液分别按图 2-1重复进行吸附实验，测定浓度，得出氯离子浓度变化的规律。

结果表明进水氯离子浓度越低，出水水质越好。350mg/l进水浓度时，处理率可达到54.1%，随着浓度的升高，处理率逐渐下降。针对进水氯离子浓度较大的情况，要提高处理率，达到要求就需要在实验中增加电极的对数，本实验在图2-1的实验装置中，又增加了一对同样的电极，通过测定氯离子的浓度，效果有所改观。在实际工程应用中如果为了提高出水水质，需要采用电吸附模块串联来提高处理效率，保证出水水质。

将配置的模拟水样和实际水样在同样的条件下进行实验，将得到结果进行比较，如图2-2所示，从图中可以看出条件相同时，模拟水样的除去率要高于实际水样。本课题没有对其他离子的去除率进行实验研究。因为电吸附吸附离子数量的多少取决于两个因素：一是离子的电荷，一般情况下离子所带电荷越多则离子向电极内部的迁移力越大，则吸附的离子越多；二是离子的体积大小，离子体积越大，则进入电极孔道难度就越大，同时在电极孔道内时，相同的双电层表面积上，由于离子体积越大则能够容纳的离子数量越少。研究表明，阳离子去除率的顺序：Mg2+>Ca2+>Na+，是由于离子电荷造成的，且Mg2+体积小于 >Ca2+，同时在水溶液中Na+含量较高也是一个重要的原因，另外在水溶液中碱金属类的离子会形成溶剂化壳，使得水合Na+的半径较大，不易吸附。阴离子去除率的顺序：CI->SO2-4>HCO-3>NO-3，由于SO2-4，HCO-3，NO-3离子体积较大，进入电极内部难度大，同时，在相同的双电层表面积上，容纳的离子数量相应的较小。

2.7结论

（1）时间是影响吸附和脱附的主要因素，当吸附时间为15min时，吸附基本已达到平衡，即便再延长处理时间，溶液中的剩余氯离子浓度基本不发生变化。

（2）给极板施加不同的电压对电吸附的处理效果影响很大。电吸附量与电压存在一定的关系，电压越大，水中氯离子的吸附率越大，水处理效果越好。

（3）极板间距也是影响电吸附的主要因素之一。电极间距越小，处理效果越好。

水中桩基础施工技术 第5篇

跨舞水河连续梁在跨焦柳铁路特大桥的里程为DK338+745.14～DK339+065.35,墩位为68号～71号墩。桩径为2 m,边墩16根,主墩20根。边墩承台尺寸为14.6 m×14.6 m×3 m,主墩承台尺寸为16.2 m×21.2 m×4 m,墩身为圆端形空心墩,墩高为29.5 m～46 m。跨越舞水1-(80+128+80)m连续梁,水深为8 m～11 m,本桥的重难点为水中承台施工、空心高墩施工(最高墩为46 m),大跨度连续箱梁施工(见图1)。

桥址区地貌类型主要为侵蚀堆积阶地和剥蚀、溶蚀丘陵。地形相对平坦,地形坡度一般0°～15°,局部地段地形坡度稍陡,地形坡度20°～45°。基础范围河床最大高差2 m,覆盖层薄,主要为细圆砾土,σ0=400 k Pa;往下为白云质灰岩,σ0=1 000 k Pa;云母板岩,σ=800 k Pa。舞水河河道宽约220 m,水流流速1.56 m/s。施工水位按206 m考虑,围堰设计水位为最高通航水位214.0 m,水中基础设计标高见表1。

m

2 水中围堰设计计算

2.1 MIDAS水压力荷载下建模计算

MIDAS建模采用实体单元,围堰底部全部固结,在建模的过程中采用1∶1建模,即结构尺寸与实际尺寸相同,模拟实际情况,截面厚度由底部2 m开始渐变,一直渐变到顶部1 m截面厚(见图2,图3)。工况为自重荷载与最不利荷载按11 m水深水压荷载、水流荷载同时施加。

水流速度根据设计图纸取百年一遇洪水流速为1.56 m/s。

2.2 MIDAS计算结果

由图4可以看出,围堰受力最大为1.315 MPa,小于围堰材料的允许应力,表明围堰受力处于安全状态。

由图5可以看出,围堰受力后最大的变形仅为0.94 mm,远小于围堰结构允许变形值,表明围堰变形处于安全状态。

2.3 混凝土围堰配筋计算

综合以上数值模拟计算结果,C30混凝土抗拉强度设计值ft=1.43 MPa,C25混凝土抗拉强度设计值ft=1.27 MPa,底部5 m与其余部分应力分别与混凝土抗拉强度比较,均满足,根据计算结果,结构按构造配筋即可满足要求。

采用Φ16的主筋,间距为25 cm×25 cm,内外各一层,计算总体配筋率为0.41%,满足配筋要求。

2.4 围堰封底混凝土计算

矩形围堰封底,按周边简支支承板的双向板考虑,承受均布荷载时,安全系数K取2.65,单位板宽b取1 m,fct为混凝土抗拉强度设计值,水下混凝土含杂质的厚度取0.5 m。

由公式:

计算得:h=1.7 m,现场施工取2 m。

2.5 围堰抗浮及抗冲击计算

在抗浮计算中,考虑围堰与封底混凝土自重,底部钢护筒粘结力。当h=1.2 m时,满足施工要求,现场施工过程中,底面泥层与混凝土掺杂部分考虑50 cm,现场封底混凝土厚度取2 m,满足抗浮需要。

假设围堰在水中遇到百年一遇洪水流速1.56 m/s的水流作用,围堰的四周锚固应该提供足够的锚固力来固定围堰位置。围堰由四条缆绳锚固,当水流动时,缆绳拉力应平衡掉水流作用力,并有富裕。

3 施工方案

3.1 总体方案

69号墩承台尺寸为:16.2 m×21.2 m×4 m,位于河道内,基础施工采用混凝土围堰施工,围堰总高度为12 m,围堰顶标高为214.842 m,围堰底标高为202.888 m,厚度为单侧收坡2.5 m～1 m和1.8 m～1 m。先填筑一条渗水路基,填筑至墩位处,在围堰5 m外填筑一个环形岛,然后开挖围堰处的河床覆盖物,浇筑围堰施工采用分节浇筑,第一节围堰浇筑完混凝土后插打钢护筒,然后进行封底混凝土施工。钢栈桥与围堰同时施工,围堰混凝土强度达到设计强度的80%以上,进行水上平台施工,钻孔桩施工,拆除平台进行承台施工。边墩68号与主墩70号墩采用混凝土围堰,混凝土围堰高68号墩10 m,70号墩13 m,围堰底部厚度为2 m,高5 m,然后渐变成1 m厚。

3.2 施工步骤

1)填筑70号～69号墩施工便道(搭建68号～69号栈桥)。从70号墩填筑一条渗水路基至69号墩,渗水路基顶宽8 m,高出水面1 m即标高为206.8 m,边坡为1∶1。渗水路基材料:底层采用片石,上面采用碎石,每隔5 m设置一道涵管,涵管直径为1.2 m,埋设涵管时路基先修过去,然后用挖机挖开埋设涵管。

2)69号墩筑岛围堰。渗水路基填筑至围堰位置进行筑岛,筑岛为环形岛,岛的高度与渗水路基相同,填筑材料为片石以及河卵石、碎石。填筑宽度为8 m,高度约为5 m,坡度为1∶1(如图6所示)。

68号,70号墩开挖采用分级开挖,边坡为1∶1,开挖到位后用挖机进行清底。待混凝土围堰接高的同时回填围堰与边坡之间的空隙。

3)水中爆破及浇筑底节围堰。清底采用挖机,清至基岩岩面。在清底的时候遇见石头,局部凸出的孤石可不做处理,若是大面积基岩,且不能保证水下封底混凝土厚度大于1.5 m,则需要进行水下爆破,进行清除。迎水面围堰嵌入岩层。

在混凝土围堰的外侧和内侧搭设脚手架,竖杆直接放置在基岩面上,然后下竹条板(内钉彩条布)作为水下混凝土围堰的模板,竹条板分块下放,每块长约30 cm～50 cm。下放结束后,潜水员安装拉条,再进行水下钢筋的绑扎。

在钢筋绑扎结束以后,使用拖泵来浇筑水下混凝土,在浇筑时应选择下游侧中部一点进行,直至浇筑出水面,然后再补齐余下的混凝土。

4)插打固定钢护筒(护筒内灌粘土),围堰内混凝土封底。基岩清除至基岩面以后开始布设钢护筒,钢护筒之间用2[16槽钢固定并直接立于基岩面上,桩心误差不得大于5 cm。然后进行封底混凝土施工。

5)搭设施工平台。施工平台平面尺寸为24.0 m×27 m,平台面标高为+217 m,由混凝土围堰支承。

混凝土围堰上铺装贝雷梁,贝雷梁上面为双拼Ⅰ40b工字钢,工字钢上面为Ⅰ25工钢,间距为40 cm,上面铺装8 mm钢板。

6)桩基施工。桩基施工采用冲击钻,根据布置情况设5台钻机。在钢平台上安装泥浆池,采用小挖机进行清理泥浆池内沉淀泥浆,运至弃渣场。

已施工完后的孔位或未施工的孔位采用Ⅰ25a工钢于8 mm钢板做的盖子进行防护,根据计划,平台需要上5台钻机,所以盖子只需要加工15个。

在施工过程中,平台上设置泥浆箱,泥浆循环使用,泥浆入孔前通过滤渣机进行过滤,滤渣通过汽车运至弃渣场。施工前保证泥浆池存储泥浆能力满足施工需求,严禁将泥浆排入河中,把环境保护和水源保护作为施工的重点之一。

7)拆除平台。拆除平台时首先应拆除面板,然后再拆除分配梁以及贝雷梁。采用氧气乙炔切割分解平台,吊车装吊人工配合施工。

8)承台施工。承台施工与旱地施工工艺相同,在此不再叙述。承台施工时预埋塔吊基础,塔吊设置在承台上,塔吊使用80塔吊,由于一台与二台之间间距过小,计划塔吊的第一节埋设在一台的混凝土内,施工图见图7。

承台属于大体积混凝土,施工时为了保证内外温差,在承台内预埋冷凝管。冷凝管采用48×3 mm钢管,浇筑混凝土后往冷凝管内循环注水,内外温差保证在15℃内。

4 结语

跨焦柳铁路特大桥舞水河水中基础施工采用了上述的设计计算分析和施工方案,以及具体的施工步骤,在设计计算上准确认真,在施工控制上严格按照既定的施工步骤与相关工艺,严格把握质量关,从现场具体的施工情况上看,取得了良好的效果,为该桥上部结构的施工做好了准备,同时可以为类似的钢筋混凝土深水围堰基础施工工程做参考。

摘要：介绍了跨焦柳铁路特大桥舞水河水中基础施工工程的基本情况,并对水中钢筋混凝土围堰的设计计算做了关键要点的阐述,提出了总体施工方案,为同类钢筋混凝土水中围堰基础施工提供了参考。

关键词：围堰,深水基础,数值计算,施工技术

参考文献

[1]钟振云.深水基础围堰施工方案比选[J].铁道建筑,2009(2):67-69.

[2]胡贺.钢筋混凝土围堰在桥梁承台施工中的应用[J].山西建筑,2007,33(13):322-323.

[3]彭柳圣.混凝土围堰施工技术探析[J].中国高新技术企业,2010(7):111-113.

水中桩基础施工技术 第6篇

青岛海湾大桥位于胶州湾北部,是我国北方寒冷海域一座大型海上桥梁集群工程,主线全长26.767 km,其中跨海大桥25.880 km。青岛海湾大桥土建工程某合同段起点为红岛互通西终点,顺接红岛互通的标准跨径60 m主线非通航孔桥。桥墩采用群桩基础,一个承台下设4根直径为1.6 m钻孔灌注桩,均为摩擦桩,桩长51.0 m～59.0 m,桩底持力层为弱风化安山岩和弱风化角砾岩。承台采用四边形圆倒角承台,顶标高全部为0.30,承台厚3.0 m,平面尺寸为6.9 m×6.9 m;桥墩身均采用花瓶墩。

2 施工方案简介

桩基施工时采用搭设固定式钻孔平台,埋设钢护筒,采用旋转钻机反循环法施工,导管法灌注桩基水下混凝土,混凝土采用搭设栈桥,罐车运送;承台采用钢组合式吊箱围堰进行施工,先在预制厂进行底节混凝土吊箱的预制,然后将上节防浪板和底节进行组合,利用大型浮吊整体吊装,止水后进行常规的承台施工。

3 桩基施工方案

3.1 钻孔平台的搭设

钻孔平台采用固定平台,钻孔平台平面大小为14.5 m×14.6 m,采用ϕ600 mm×8 mm钢管桩作基础,钢管顶安装Ⅰ32a工字钢做分布梁,Ⅰ32a工字钢铺设贝雷架,贝雷架顶铺设Ⅰ25a工字钢及8 mm钢板作为平台工作平面。采用打桩船打桩、浮吊架设上部结构的施工方法,采用运输船进行钢管桩、型钢、贝雷梁、桥面板等的运输。钢管桩下沉采用打桩船施工。钢管桩完成后,采用浮吊安装钢管顶Ⅰ32a工字钢分布梁,然后铺设贝雷架和Ⅰ25分配梁及钢板平台面,最后安装防滑钢筋、护栏立杆、护栏扶手等防护设施。

3.2 钻孔灌注桩施工方法

3.2.1 反循环旋转钻机成孔

选用GPS-25型反循环旋转钻机成孔,钻头采用菠萝钻头,钻机就位对位后,用全站仪进行复核转盘中心与钻架上吊滑轮是否在同一垂直线上,若有偏差进行调整。

开钻前检查是否有弯曲钻杆,弯曲的钻杆不得使用。连接好循环系统,开动泥浆泵循环2 min～3 min,然后开动钻机,在循环沟内放置细砂筛,使泥浆经过筛子过滤后漏回孔中。施工中,按照抽检频率检查泥浆指标情况,确保不塌孔。钻孔过程中应注意观察地质情况并做好原始记录,如果发现地质情况与地质勘探报告不一致,应及时报告,以便采取措施。

3.2.2 清孔

钻孔至设计标高后开始清孔,清孔时,将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除,不得用加深孔底深度代替清孔,同时保持孔内水位在地下水位或河流水位以上1.0 m～1.5 m,防止坍孔。钻孔桩在终孔和清孔后,对孔径、孔型和倾斜度采用专用超声波仪器测定,检测结果上报监理工程师复查。

3.2.3 钢筋笼制安

钢筋下料要准确控制下料长度。钢筋笼制作采用钢筋加工场集中制作,每节长度不大于18 m,对于大于18 m的钢筋笼分节时应考虑主筋接头按规范要求错开及能在一定范围内移动主筋,对接端预留一段螺旋筋不绑扎。桩基主钢筋笼各段之间主筋采用直螺纹吊筒连接。

3.2.4 二次清孔

钢筋笼下放到位固定后,立即安放导管。混凝土导管安放完后,若孔底沉渣厚度不满足设计要求,利用气举反循环进行二次清孔,使沉渣厚度、孔内泥浆性能满足设计及规范要求。清孔时及时向护筒内补充优质泥浆,确保护筒内水头,并取样检测,经监理工程师现场检验合格后,立即拆除吸泥弯头,开始浇筑水下混凝土。

3.2.5 水下混凝土灌注

在灌注混凝土开始时,导管底口到桩底的距离有250 mm～400 mm的空间,首批封底混凝土采用大容量料斗灌注(混凝土量经过计算确定,满足导管初始埋置深度不小于1.0 m),封底成功后改用小容量料斗进行连续灌注,直至完成整根桩的浇筑。

3.2.6 质量检验

混凝土质量的检查和验收,严格符合规范要求,混凝土强度试件每根钻孔桩至少取4组,如换班工作时,每工作班至少制取2组试件。

4 承台的施工方案

4.1 钢筋混凝土组合式吊箱施工

4.1.1 钢筋混凝土组合式吊箱结构组成

钢筋混凝土组合式吊箱主要由以下四部分组成:混凝土吊箱、钢质防浪板、吊挂系统、止水胶囊。

4.1.2 钢筋混凝土组合式吊箱和防浪板的连接

混凝土吊箱属于永久性结构,防浪板属于施工期间围水构件。混凝土吊箱与防浪板的连接采用螺栓栓接,同时为保证海水渗入,在混凝土吊箱与防浪板放置几何尺寸为2 cm×3 cm的遇水膨胀橡胶条,橡胶条受压产生弹性变形,填塞满吊箱和防浪板之间的空隙,其次橡胶条遇水膨胀,完全阻止了海水的渗入。

4.2 钢筋混凝土组合式吊箱的安装

在混凝土吊箱达到吊装强度后,开始安装吊杆和吊架,在安装的过程中根据实测数据微调吊杆的长度,以确定吊架搁放在钢护筒上后,可以满足混凝土吊箱在设计的标高位置。

4.3 吊箱的下放安装

200 t浮吊挂钩提起吊架,通过吊杆将吊箱提起,安装时将吊箱底部高于钢护筒顶1 m～1.5 m左右(安全高度),同时使每个混凝土底板预留孔对准每根钢护筒,然后缓缓、匀速下放吊箱。吊箱吊架支撑到钢护筒顶上后,测量人员立即用全站仪观测吊箱的偏位情况,随时将结果报给指挥人员,以指挥浮吊进行各项微调,保证吊箱的平面位置准确。

4.3.1 吊箱的准确定位

标高的控制:吊箱标高在安装前通过钢护筒标高和吊杆长度控制,安装后即满足要求。平面位置的控制:选择在潮位低于+0 m时安放8个5 t的千斤顶进行精确调位,测量人员在海上测量平台上观测,指挥吊箱的调位。

4.3.2 反压牛腿焊接

吊箱平面位置确定后,在钢护筒上焊接反压牛腿反压在防浪板顶部,防止在止水后吊箱在浮力的作用下上浮,每根钢护筒上焊接两个反压牛腿,共计8个。在高潮位时,单个反压牛腿受载约30 t,根据计算反压牛腿采用2Ⅰ25a加工制作,并焊接2[14a斜撑。

4.3.3 气囊充水止水

反压牛腿焊接完毕后,选择在低潮位进行气囊充水止水,将气囊的气闷管与充水机出水管对接后,开动充水机对气囊充水,依次完成4个气囊的充水。气囊充水应由有施工经验的操作人员完成,防止充水过多导致气囊爆裂,冲水过程中不断停止,不断用压力表测压力,且压力控制在0.3 MPa～0.4 MPa之间。

4.3.4 钢护筒与底板预埋件焊接

在完成砂浆封堵后,立即将钢护筒与混凝土底板固定,利用下料好的厚20 mm连接钢板将钢护筒与混凝土底部上的预埋件焊接,单根钢护筒需焊接16块连接钢板,4根共计64块,焊接工作量较大,配备4台电焊机同时焊接,现场技术员需对焊接质量进行严格检查,焊缝厚度不小于钢护筒壁厚(14 mm),确保焊接质量。

5 承台施工

吊箱在止水完毕后,为承台施工提供了干燥的施工环境,按照传统施工工艺进行施工。承台混凝土采用全断面一次分层推进浇筑完成,混凝土浇筑时按每30 cm一层顺序浇筑,保证在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。混凝土浇筑过程中配备插入式振动棒振捣,保证振捣质量。承台养护完毕后,防浪板拆除采用150 t浮吊的小钩进行整体拆除。

6 主要施工经验

1)深水中采用钻孔平台,要保证钻孔平台基础承载力符合施工设计要求,还要保证钻孔平台的强度、刚度和稳定性。2)大直径钻孔桩施工时,主要是防止坍孔、缩孔、浇筑中断等质量事故。3)混凝土吊箱的预制采用工厂化施工和管理,钢混凝土组合式吊箱安装全部是在无水状态下施工,简单容易控制。单个承台的有效施工时间从21 d缩短到8 d,大大加快承台的施工速度。4)钢混凝土组合式吊箱预制和现场施工均是在无水状态下,易于控制,特别是在海洋气候环境、恶劣天气较多条件下,安全性能多。传统钢吊箱施工部分施工内容是在水下,增加了施工风险。

7 结语

水中基础施工采用水中搭设钻孔平台和钢吊箱施工取得巨大成功,自施工以来未发生过任何因天气、风浪、潮流作用造成的施工事故,同时大大减少安全隐患,加快了施工进度,施工效率有较大提高,取得了显著的效果,对青岛海湾大桥工程安全、优质、高效的建设起到决定性的作用。

摘要：详细介绍了青岛海湾大桥深水高桩水中基础施工技术,指出该水中基础采用搭设栈桥、设置大平面钻孔作业平台、圆形双壁钢吊箱围堰、大块整体钢模板一次立模浇筑成型等方法,施工速度快,保证了施工质量。

关键词：大桥,深水,桩基,钢吊箱,施工

参考文献

[1]于志兵.桥梁深水基础钢围堰与基桩同步施工技术[J].中外公路,2009(4):11-12.

[2]王兴.连江粗芦岛跨海大桥深水基础施工[J].科技情报开发与经济,2007(23):23.

浅析水中承台施工 第7篇

1.1 测量定位

承台的位置是由承台的四个角点确定的, 在施工中, 确定角点的位置需要用坐标放样法来确定。在承台中心立十字线形的护桩, 承台每侧放两根护桩, 同时保证这两根护桩之间的距离至少为20 m。护桩的位置确定下来之后, 用混凝土包桩进行保护, 并作好标记, 使之容易看出。然后, 根据施工图纸上关于开挖深度和坡度的要求, 向外延伸1 m作为施工线, 正式开始作业。

1.2 基坑开挖

(1) 施工开始前准备工作:首先要清理施工场地, 保证场地干净、无垃圾杂物影响施工, 场地要平整。其次, 要准备施工材料、器具、人员, 确保所有设备到位并能够正常使用。 (2) 施工时一定要严格按照交底规定的承台基坑断面的尺寸开展施工, 开始基坑的开挖和防护。 (3) 现代化的施工同样离不开人工, 基坑开挖是人工配合机械的施工。在正式开挖之前, 施工人员要作好基坑顶和基坑底的排水工作。同时, 还需要根据施工现场的具体情况和空间的大小, 安排一两个集水井的位置, 这是为了防止基坑浸水, 保证基底各尺寸和承载力达到设计的规范要求。开挖到最后0.3 m时, 要换机械开挖为人工开挖。 (4) 基坑开挖时注意应该保护周围环境, 不影响下一步施工。开挖出来的土方要集中堆放, 注意留出承台灌注的通道。 (5) 基坑底如果是土层, 夯铺一层石碴或者浇注垫层混凝土加以稳固, 其顶面高程不得高于承台底设计高程。 (6) 基坑平面位置及基底尺寸必须满足设计及施工要求。采用挖掘机放坡开挖, 人工施工坑底的30 cm。

2 拉森桩的施工要求

拉森桩一般安装设计的工作面是基础突出并且边缘外留有支模、拆模;基坑护壁拉森桩要求平面布置整齐, 没有尖锐的转角。在施工的任何程序中, 挖土、吊运、扎钢筋、浇筑砼等施工作业都不得碰撞支撑、不得随意拆除任何支撑、不得对支撑体系进行任何改装, 包括电焊、切割等施工。

基线位置的确定主要根据基坑外围开挖的宽度, 测放出拉森桩打设线, 用红线拉紧标示出拉森桩打设位置。采用单桩打入法对拉森桩进行施工打入, 单桩打入法就是把一块拉森桩视为一组, 对基坑支护的四角逐一打入;在此之前, 要仔细检查锁扣, 保证锁扣没有变形, 然后在锁口周围涂上油脂, 这样是为了防止锁口变形和锈蚀。如果遇到有锁口变形和锈蚀的情况, 要及时矫正, 避免影响施工。严禁不合格锁口进入施工环节。腰梁安装及内支撑设置。完成上面的环节后, 就开始第一层的内支撑施工。首先清理好拉森桩上的杂物和垃圾, 然后采用H500型钢沿拉森桩周边平面在距桩项0.5 m处与拉森桩紧密焊接。具体到腰梁的形状和长度要根据周围的具体情况而定;周边四角用H400型钢作斜撑加固, 并按设计情况加钢管水平撑。然后继续开挖并加撑, 直到满足具体施工需求。构造物施工。开挖并加固后, 要立即对基地硬化进行施工, 同时保留集水井的位置, 这是施工要注意进度, 时间不能拖得过长。拉森桩的拔除。在拉伸装拔除之前, 先对基坑进行回填, 然后采用打拔桩机夹住拉森桩头部振动几分钟, 这样能够使拉森桩周围的土变得松动, 从而减少了拔除拉伸装时周围的摩擦力。然后, 慢慢向上拨出拉森桩。在这个过程中, 如果拉森桩拔不动时, 要在周围晃动几分钟, 然后下捶1 m左右的深度再网上拔。等桩拔出后, 及时将留下的桩孔进行填埋。

3 钢筋绑扎及安装

钢筋的级别、种类和直径按设计要求在钢筋场地集中加工半成品, 并验收合格后, 运到承台施工现场。底层钢筋网片采用点焊, 所有焊点应符合设计要求。钢筋与模板之间用高强砼垫块加塞, 以控制保护层厚度满足要求, 并将垫块与钢筋绑扎牢固, 垫块应交错布臵。绑扎钢筋应注意预埋墩身钢筋, 墩身预埋钢筋与承台钢筋骨架点焊连接, 以防在混凝土浇筑过程中钢筋移位。钢筋焊接采用单面或双面电弧焊, 双面焊是要求搭接长度不小于5D, 单面焊搭接长度要求不小于10D。

4 模板安装

立承台模板的要求是模板表面平整光洁, 无明显裂缝。模板采用组合钢模板, 外侧用型钢支撑, 另设对拉螺杆, 模板与垫层接触面用砂浆或混凝土封堵, 以防混凝土浇筑时漏浆。在浇注混凝土前对保护层进行检查, 检查合格后才能对混凝土施工。

5 砼浇筑和养护

混凝土在拌和过程中, 除对搅拌时间进行控制外, 还应对混凝土拌合物的均匀性进行检查, 保证混凝土颜色一致, 不得有离析和泌水现象。混凝土运至浇筑地点后发生离析、严重泌水现象时不得使用。混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑, 分层浇筑时应在下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土。对混凝土的保温要注意透气性, 混凝土浇筑不能再温度最高时进行, 延缓混凝土凝结的时间。混凝土固结时即在承台表面用湿麻袋覆盖, 初凝后浇水养护。

6 施工原则

6.1 安全施工

保证施工安全, 较少和避免施工安全事故发生是施工的一项重要原则。安全施工不仅指在施工过程中, 施工人员的安, 也指的是施工周围车辆、行人的安全。

6.2 文明施工

文明施工指的是施工的管理规范、作业标准、工作人员的职业作风和职业素养高等。这就需要施工开始前制定合理的施工制度和操作规范, 保证施工环境和施工作业安全可靠, 现场材料管理标准有序, 内业资料齐全无残缺。

6.3 环保施工

水中承台施工的一个重要原则是:不破坏、不污染, 即不破坏周边环境, 包括水资源和周边的生态资源, 同时不污染, 不给环境带来任何的污染物质, 包括噪音污染、空气污染和水污染。

7 结语

总而言之, 我国现行的水中承台施工技术存在一些弊端, 要克服这些弊端就需要我们施工人员在施工时规范施工程序, 严格按照施工图纸和技术指导的要求进行施工, 同时要不断在实际中探索施工技术, 实践出真知, 理论与实际结合才能达到技术不断进步的目的。

摘要：随着经济的发展, 人们的生产生活对桥梁的承重力有了越来越高的要求, 因而, 如何在桥梁施工阶段采取合理的工艺来提升桥梁的荷载力就成了摆在桥梁工作人员眼前的课题。要达到这一目标, 承台的施工质量是关键。文章结合我国水中承台施工现状和自己多年的工作经验, 提出如何做好水中承台的施工。以期和同仁共同探讨, 为我国桥梁事业的进步进绵薄之力。

关键词：基坑,基桩,钢筋,模板,混凝土,振捣

参考文献

[1]高松, 王明, 王亮.水中承台钢板桩围堰施工技术研究[J].山西建筑, 2008 (7) .

铁路桥梁水中基坑开挖施工技术 第8篇

贵广铁路白石绥江大桥全长467.30 m,桥跨布置为6-32 m组合箱梁+(40+56+56+40)m预应力混凝土连续梁+2-32 m组合箱梁,基础采用桩基础和承台组合,桥墩采用双线圆端形实心桥墩,桥台采用双线矩形空心桥台。主桥采用(40+56+56+40)m预应力混凝土连续梁,支承连续梁的7#、8#、9#、10#墩均位于水中。根据墩位处的水文地质情况,经研究决定这4个墩的承台施工均采用钢板桩围堰法施工。各项技术参数如下:最高水位为+23.90 m,设计水位为+22.67 m,设计流速为1 m/s,围堰顶标高为+24.17 m、底标高为+8.17 m,围堰内平面尺寸为12 m(10.8 m)×15.5 m。

2 钢板桩围堰设计

2.1 围堰平面尺寸

横桥向15.5 m,顺桥向12.0 m(10#墩为10.8 m),钢板桩围堰与承台边线的距离为1.2 m,根据以往经验,能满足使用要求。

2.2 结构组成及材料

拉森Ⅳ型钢板桩,腹板厚度为15.5 mm,整个围堰有3层围檩及支撑体系,围檩采用3I45b组合,横撑与八字撑均采用ϕ530×8钢管。

2.3 结构验算

分别对钢板的强度、围檩强度、支撑的稳定性以及真个围堰的抗倾覆性、抗管涌、抗隆起、封底混凝土厚度及抗浮稳定性进行了验算,其结果都满足要求。

3 钢板桩围堰施工

3.1 施工准备

施工前应该做好充分的准备工作,钢板桩插应该作如下好如下准备工作:1)机械、材料、人员准备。打桩前应该根据工程的实际需要平配备足够的施工机械与人员,本工程主要机械设备有:60 t履带吊和一台90 kW液压振动锤组合成钢板桩打桩、拔桩机;一辆25 t汽车吊吊装钢板桩和内部支撑;5台20 kW电焊机,焊接围檩及钢板桩;8个5 t倒链用以辅助安装围檩及支撑。钢板桩进场后,应该对其认真检查,尤其是锁扣质量。2)河床清理。钢板桩施工前对河床面进行清理,避免在钢板桩插打位置遇到障碍物,保证钢板桩能顺利施打到设计标高。3)油膏配置。钢板桩施打前,现场配好黄油或热的混合油膏(质量配合比为:黄油∶沥青∶干锯末∶干粘土=2∶2∶2∶2∶1),主要涂在钢板桩锁口处,用以减少插打时钢板桩相互之间的摩擦阻力,并增加防渗功能。4)钢板桩施打前应做好施工测量工作,核算各控制(钢板)桩坐标及高程并布设临时测量水准点。

3.2 安装导向架

为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙面的平整度,在钢板桩打入时应设置打桩导向架,导向架由导梁及导向桩组成。钢板桩导向架是确保打桩质量的关键之一,导向架必须有足够的强度和刚度,因为打桩时桩的轴线偏差和倾斜控制需要靠导向架来卡住强制导向。钢板桩打设前,分别在钢板桩位置两边施打2根钢板桩作为导向桩,利用现有灌注桩施工平台和栈桥的基础钢管桩作为导向桩加固。钢板桩施打的位置必须准确以保证导向架安装位置的准确。导向桩施打完成后,分别在导向桩上焊接两层导梁,导梁采用工24a型钢。安装导梁时,采用全站仪和水平仪控制和调整导梁的位置及标高。导梁与管桩焊接牢固,不能随着钢板桩的插打而产生变形。

3.3 钢板桩插打

3.3.1 插打方式

钢板桩施打采用屏风式打入法。在选好开始首桩的部位设置一根定位桩,安装限位框架限位,钢板桩就位下插。第一片钢板桩下插是整个围堰的基准。下插时钢板桩紧靠导向架,履带吊钩缓慢下放,待桩稳定、位置正确并垂直后,再振动下沉。

3.3.2 钢板桩校正调直

在插打过程中,钢板桩下端向上挤压,钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大,上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此,每根钢板桩都要进行检查,当发现偏差过大时,就应该采取措施进行纠正,将其倾斜度控制在1/100以内。

3.3.3 钢板桩复打

插桩完成后,进行钢板桩复打,每个工作段从插桩前进方向的末端开始向另一端间隔跳打钢板桩。为了防止打桩时将旁边的桩带下去,采用阶梯形间隔跳打方式。复打时,适当调正桩顶位置,使桩的倾斜度尽可能统一到1/100L,以后每轮复打时尽可能保持相邻桩之间的倾斜度大概一致,使打桩时左右两侧相邻桩之间的锁口阻力大致平衡,以减少相邻桩间的相互影响,从而减少打桩过程的桩位变化和沉桩偏差。

3.3.4 钢板桩合拢

方形围堰有4个结构段,打完的每一片都要保证钢板桩沿导向架的法线和切线方向竖直,插桩时预留10 m左右桩位不插,选定横桥向栈桥和顺桥向栈桥为合拢段。如果距离有差距,可通过调整相邻一边离导向的间距,直到合拢边的距离与设计一至,为了防止合拢处两片桩成异面直线,角桩一定要调整好方向,让其一面锁口与对面的钢板桩锁口尽量保持平行,合拢时若两片桩不在一条直线上,可拔除几根,进行调整。

3.4 围檩制作与安装

围檩在厂内加工好并进行预拼,经检查合格后方能运输至现场使用,每一层围檩加工好的构件应该分别堆放并做标识。

围檩安装时应该先将下面2层的围檩、八字撑、横撑等放入围堰底,然后再从上之下依次安装。

3.5 开挖施工

钢板桩施打完成后,进行围堰内挖泥施工。挖泥标高以封底混凝土底标高控制。开挖分为干挖与水中开挖两部分,干挖比较简单,采取分层开挖的方法进行。干挖至第三道内撑以下60 cm后,往围堰内灌水至与外围水位平衡,进行水下开挖,开挖底标高控制在封底混凝土的底标高。开挖方法是泥浆泵吸泥开挖,配套高压水枪。

受围堰及支撑影响,围堰四周部分地方作业不方便,这部分地方采用潜水员水下利用高压水枪松动土层,泥浆泵吸泥的方法开挖。吸泥泵开挖是从围堰中心向四周开挖,施工顺序先竖向分块,再横向分层作业。

4 混凝土封底

采用导管法浇注水下混凝土:在平台内垂直放入内径300 mm的导管,导管顶部与储料斗相接。灌注前,把储料斗装满混凝土。一切准备工作就绪后,剪掉吊球,混凝土瞬间通过导管压向基底,在导管周围堆成一平坦的混凝土圆锥体,混凝土通过导管源源不断地灌入锥体内,混凝土在水下摊开和升高,直至达到承台底设计标高。主墩承台封底混凝土厚为2.0 m,方量约372 m3,采用一次性封底浇筑。浇注过程中,用测量绳进行砼面标高控制,以提升导管。

5 结 语

钢板桩围堰施工是水中基础施工的关键工序,其施工质量的好坏直接关系到整个基础施工的质量。因此在施工过程中,应该注意好钢板桩围堰的防渗、防漏水处理,以及封底混凝土的质量。

参考文献

[1]常铁良.沪杭高铁钢板桩施工深水围堰技术[J].铁道建筑技术,2010.

[2]温利强.高顺平.浅谈钢板桩围堰的设计与施工[J].山西建筑,2010.