流江河大橋深水樁基礎施工技術(shù)

1、<p>　　流江河大橋深水樁基礎施工技術(shù)</p><p>　　摘要：由成都大西南鐵路監(jiān)理有限公司負責監(jiān)理的達成鐵路擴能改造工程流江河1、2、3號特大橋深水樁施工為本監(jiān)理管段內(nèi)的重點控制性工程，在工程質(zhì)量、進度、安全等各方面均提出了較高的要求，在施工過程中結(jié)合現(xiàn)場地形、地質(zhì)、地貌情況，先后采用了填充式雙壁鋼圍堰、鋼管找平支腿鋼圍堰、鋼管樁平臺鋼吊箱圍堰、單壁鋼圍堰等施工技術(shù)，筆者親身經(jīng)歷并監(jiān)理了此工程，受

2、益非淺，所以推薦此施工技術(shù)作為在今后監(jiān)理類似工程項目提供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：監(jiān)理工程概況 深水樁基礎 施工技術(shù) </p><p>　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A文章編號： </p><p>　　1. 主要施工方案綜述 </p><p>　　由于三座深水橋基礎位置處地形、地質(zhì)、地貌條件復雜，水上施工所需的重型設備無法

3、進入，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況和總體進度計劃要求，根據(jù)不同情況分別采用如下四種施工方案： </p><p>　　1.1 填充式雙壁鋼圍堰 </p><p>　　流江河1號特大橋8#、9#墩及流江河2號特大橋3#、4#墩設計為鉆孔樁基礎，樁徑150cm，低樁承臺，承臺結(jié)構(gòu)尺寸10.9×13.6m。其中墩位處水深15米左右，河床表層為強風化泥巖，基巖裸露無任何覆蓋層，表面相對高差約2.5m

4、。施工時采用填充式雙層薄壁鋼圍堰法，圍堰采用圓形鋼結(jié)構(gòu)，設計高出常水位1.5m，直徑較承臺結(jié)構(gòu)尺寸對角線每側(cè)大50cm，雙壁間厚度80cm,內(nèi)外壁鋼板厚度為3mm,主龍骨采用∠75×75×8、∠63×8角鋼，平面分四塊（塊間用6mm厚鋼板設置隔倉板），分節(jié)預制高度4m，單塊圍堰吊裝重量約25噸。 </p><p>　　施工工藝為：鋼圍堰在鋼結(jié)構(gòu)廠內(nèi)分塊預制完成后，底節(jié)用汽車吊在岸邊拼

5、裝成整體，20T浮吊配合汽車吊吊運下水；然后利用浮吊將頂節(jié)鋼圍堰分塊拼裝到位；拼裝完成的鋼圍堰依靠自身的浮力加適當?shù)耐饬恳炼瘴惶帲辉阡搰唠p壁間灌水，利用浮吊及雙壁間隔倉內(nèi)灌水重量調(diào)節(jié)，使鋼圍堰緩慢下沉就位；進行水下混凝土封底，搭設鉆孔樁作業(yè)平臺同時填充內(nèi)外壁間混凝土；鉆孔樁施工完成后，抽干圍堰內(nèi)的水，鑿除承臺范圍內(nèi)的封底混凝土（及部分河床巖石），直至開挖到設計承臺底標高；按常規(guī)工藝施工承臺；承臺施工完成后采取爆破法拆除鋼圍堰。 &

6、lt;/p><p>　　該項施工的技術(shù)關(guān)鍵在于：鋼圍堰下沉就位、水下混凝土封底、承臺基坑開挖。 </p><p>　　運用于流江河1#雙線特大橋8#、9#墩，流江河2#雙線特大橋3#、4#墩。主要施工方案為采用雙層薄壁鋼圍堰，在鋼結(jié)構(gòu)廠內(nèi)分塊預制完成后，岸邊拼裝成整體，靠自身的浮力加適當?shù)耐饬恳臀?，灌水下沉并進行水下混凝土封底，搭設鉆孔樁作業(yè)平臺同時填充內(nèi)外壁間混凝土，水中墩施工完成后爆破

7、拆除鋼圍堰。 </p><p>　　1.2 鋼管找平支腿鋼圍堰 </p><p>　　運用于流江河3#雙線大橋3#、6#墩。針對墩位處河床高差較大這一特點，采用常規(guī)的高低刃腳雙壁鋼圍堰不能滿足施工要求，故在原定的雙壁鋼圍堰施工方案的基礎上，在鋼圍堰內(nèi)外壁上焊接φ300mm的鋼管做為找平支腿，在支腿間焊接少量鋼板進行必要的圍堵并分層灌注封底混凝土（層厚不大于1.0m）直至承臺底標高。施工樁基

8、、承臺、墩身后爆破拆除鋼圍堰。 </p><p>　　1.3 鋼管樁平臺鋼吊箱圍堰 </p><p>　　運用于流江河3#雙線大橋4#墩、5#墩。針對墩位處河床高差較大的特點以及滿足河流的泄洪要求，在承臺尺寸外2m處布設2排（單排5根）φ600mm的鋼管，焊接型鋼形成作業(yè)平臺。鉆孔樁施工完成后下沉鋼吊箱圍堰并封底，施工承臺、墩身后爆破拆除鋼吊箱圍堰以及鋼管樁。 </p>&l

9、t;p>　　1.4 單壁鋼圍堰 </p><p>　　運用于流江河1#雙線特大橋7#墩、流江河2#雙線特大橋2#墩。針對上述兩墩位處均在河岸陡坡處且一半在岸上、另一半在深水中的特點，采用單壁鋼圍堰進行施工。先施工岸上鉆孔樁并埋設地錨，潛水員水下作業(yè)，清除河床表面雜物并安放φ80mm的抗滑鋼軸，水上浮吊配合陸地吊車起吊拼裝鋼圍堰，下水就位，利用∠75角鋼將鋼圍堰頂部與岸邊地錨連接成整體連接牢固，潛水員水下作業(yè)

10、進行局部封堵，分100cm/次灌注封底混凝土至設計承臺底標高，上部分采用分層回填透水性材料至外側(cè)圍堰標高，樁基施工完成后開挖岸邊土方，施工承臺，最后拆除外側(cè)鋼圍堰。 </p><p>　　2. 填充式雙壁鋼圍堰施工方法及監(jiān)理控制要點： </p><p>　　下面主要對填充式雙壁鋼圍堰進行介紹，對鋼管找平支腿鋼圍堰、鋼管樁平臺鋼吊箱圍堰、單壁鋼圍堰施工技術(shù)及監(jiān)理控制要點基本相似； </

11、p><p>　　2.1施工組織設計方案審查 </p><p>　　按照監(jiān)理程序，首先審查了施工單位提供的施工組織設計方案，重點審查了質(zhì)量、安全、投資、進度、環(huán)保及水保控制目標；施工場地布置及文明施工； 施工方案、施工方法、施工工藝；投人現(xiàn)場的施工機械設備、人員；質(zhì)量、安全、環(huán)保水保管理體系；安全、消防措施；施工過渡方案；工程承包單位內(nèi)部簽認制度等，同時對填充式雙壁鋼圍堰施工圖進行了審查無誤后，

12、同意進入下步工序施工。 </p><p>　　2.2 施工專項方案審查： </p><p>　　監(jiān)理工程師主要審查內(nèi)容有《1.工程概況：危險性較大的分部分項工程概況、施工平面布置、施工要求和技術(shù)保證條件。2.編制依據(jù)：相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范性文件、標準、規(guī)范及圖紙、施工組織設計等。3.施工計劃：包括施工進度計劃、材料與設備計劃。4.施工工藝技術(shù)：技術(shù)參數(shù)、工藝流程、施工方法、檢查驗收等。5.

13、施工安全保證措施：組織保障、技術(shù)措施、應急預案、監(jiān)測監(jiān)控等。6.勞動力計劃：專職安全生產(chǎn)管理人員、特種作業(yè)人員等。7.計算書及相關(guān)圖紙?！?。 </p><p>　　2.3主要施工步序及監(jiān)理工程師主要控制方法 </p><p>　?、旁诎哆吋庸S按照設計圖紙要求加工各分塊鋼圍堰；監(jiān)理工程師主要控制是否按照施工圖加工制作。 </p><p>　?、其搰吒黜椫笜藱z驗合格

14、，運至河岸邊棧橋上；監(jiān)理工程師主要督促檢查各種鋼材及原材料試驗檢測報告單是否合格。 </p><p>　　⑶拼裝第一節(jié)雙壁鋼圍堰，整體吊裝下水；監(jiān)理工程師主要控制施工中人身安全。 </p><p>　?、壤酶〉跗囱b頂節(jié)鋼圍堰，整體浮運就位，檢測平面位置；監(jiān)理工程師主要控制施工精確測量工作。 </p><p>　　⑸雙壁內(nèi)灌水下沉，刃腳入河床；監(jiān)理工程師主要控制水下

15、作業(yè)人身安全 </p><p><b>　　工作。 </b></p><p>　?、蕶z驗圍堰的平面位置，合格后灌注填壁混凝土; 監(jiān)理工程師主要控制施工精確測量工作。 </p><p>　　⑺圍堰內(nèi)高壓射風沖河床，清理圍堰基底，潛水員下水檢查圍堰底部與河床的接觸情況，必須全部清除卵石、孤石、淤泥等雜物，確保封底混凝土與河床面粘結(jié)良好，防止?jié)B水；監(jiān)

16、理工程師主要控制水下作業(yè)人身安全工作。 </p><p>　?、檀蛟O鉆孔作業(yè)平臺；監(jiān)理工程師主要檢查鉆孔作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)件和焊接質(zhì)量。 </p><p>　?、皖A埋鉆孔樁鋼護筒,嚴格檢查護筒平面位置；監(jiān)理工程師主要檢查護筒平面位置是否符合橋梁墩臺鉆孔樁施工設計圖要求。 </p><p>　?、卧俅吻謇砗哟脖砻?；監(jiān)理工程師主要控制水下作業(yè)人身安全工作。 </p&g

17、t;<p>　　⑾澆筑封底混凝土（C15水下混凝土）；監(jiān)理工程師主要檢查砼沙石原材料是否檢驗合格，施工配合比，砼輸送泵到位，封底混凝土預埋管的位置是否達到圍堰一次性封底混凝土的要求。 </p><p>　?、蟹獾谆炷吝_到設計強度后進行鉆孔樁施工；監(jiān)理工程師主要控制鉆孔樁施工工序，孔徑、孔深、垂直度、基底承載力是否滿足設計要求；因水中墩鉆孔樁較深，鋼筋籠的制作吊裝是鉆孔樁的控制要點，特別是鋼筋籠拼接

18、的接頭焊接質(zhì)量、垂直度的控制；砼的灌注，主要控制沙石原材料是否檢驗合格，施工配合比，砼輸送泵到位，混凝土輸送管的安裝，灌注砼施工工藝，特別是砼的坍落度控制要求要到位。 </p><p>　?、殉楦蓢邇?nèi)的水，鑿除承臺范圍內(nèi)的封底混凝土（及部分河床巖石），直至開挖到設計承臺底標高；監(jiān)理工程師主要檢查承臺底標高是否滿足設計要求。 </p><p>　?、也鸪@孔樁鋼護筒；監(jiān)理工程師主要控制作業(yè)

19、人身安全工作。 </p><p>　?、鱼@孔樁成樁檢測合格；監(jiān)理工程師主要旁站三方檢測和檢查樁基檢測報告是否達到設計要求。 </p><p>　?、粤⒛仓信_混凝土; 監(jiān)理工程師主要按程序進行砼施工縫鑿毛，大體積砼冷卻管安裝，模板安裝，鋼筋安裝，承臺混凝土澆筑報驗及隱蔽工程檢查的控制和旁站監(jiān)理工作。 </p><p>　?、斩丈砘炷翝仓瓿?，強度達到設計要求；監(jiān)

20、理工程師主要檢查混凝土外觀質(zhì)量。 </p><p>　　⒅拆除鋼圍堰。監(jiān)理工程師主要檢查作業(yè)人身安全工作。 </p><p>　　具體施工專項方案如下： </p><p><b>　?、?施工準備 </b></p><p>　　鋼圍堰加工場地在橋區(qū)址區(qū)河岸邊，應盡量選用具有深水的河岸灘涂地，以利于下階段鋼結(jié)構(gòu)下水浮運。考

21、慮同時加工兩個圍堰，面積不小于3000m2。 </p><p>　　簡易碼頭修建，在鋼結(jié)構(gòu)加工廠臨近河流側(cè)修建簡易碼頭。 </p><p>　　施工所需的各種電力設施、加工設施、起吊設施，管理人員、技術(shù)人員及施工人員進場。 </p><p><b>　　⑵ 胎模制作 </b></p><p>　　為滿足工廠化施工要求，提

22、高鋼圍堰加工精度，形成規(guī)模化流水線生產(chǎn)在鋼結(jié)構(gòu)加工場地內(nèi)布置四個胎膜。胎模底座設計成水平，在場地硬化時預埋地腳螺栓，頂部以鋼圍堰外直徑加工成弧度，縱橫向間用∠75×75×8角鋼焊接成整體。 </p><p>　?、?鋼圍堰結(jié)構(gòu)布置 </p><p>　　鋼圍堰在岸邊加工廠進行加工與局部拼裝，按照設計要求進行分段分節(jié)加工。圍堰總體高度根據(jù)各墩位處河床以及水面高程確定，為全

23、焊水密結(jié)構(gòu)，為使圍堰底與巖面吻合，在圍堰四周巖面高差在100cm以內(nèi)時設置平刃腳，巖面高差大于100cm時根據(jù)現(xiàn)場實際條件設置高低刃腳。其主要結(jié)構(gòu)如下： </p><p><b>　　a.井壁 </b></p><p>　　圍堰周圍由內(nèi)外兩層鋼壁組成，內(nèi)外壁鋼板厚度均為3mm，沿周圍布置豎向角鋼，同一平面上內(nèi)外豎向角鋼之間用角鋼形成水平環(huán)行珩架，使內(nèi)外壁形成整體。 &

24、lt;/p><p><b>　　b.隔倉 </b></p><p>　　為保證圍堰在水中懸浮階段于井壁內(nèi)灌水下沉時的穩(wěn)定，以及沉落至河床時能分倉灌水或灌混凝土，以適應河床面的高差和調(diào)整圍堰的傾斜度，在單個圍堰環(huán)向分為4塊，兩端頭設置隔倉板，在平面上分成4個互不相通的倉。隔倉板刃腳壁厚6mm，并用水平角鋼進行加勁。 </p><p><b>

25、;　　c.刃腳 </b></p><p>　　圍堰底部150cm設置刃腳，底部用∠16角鋼包角。 </p><p><b>　　d.頂部支座 </b></p><p>　　考慮下階段施工支承平臺，使上部荷載能夠均勻經(jīng)過圍堰傳遞到基底，在圍堰頂部設置有8個支座。 </p><p><b>　　e.其他

26、配置 </b></p><p>　　※吊點，在每塊圍堰上部設置加強吊點，用它整體起吊入水，或圍堰進入河床時進行必要的糾偏； </p><p>　　※兜纜錨耳，在圍堰底部距離刃腳250cm處外壁上焊接錨耳，用它攏住前后兜纜，防止兜纜松弛時被刃腳壓住或互相纏繞； </p><p>　　※內(nèi)外連通管，為保持圍堰在下沉、封底和鉆巖施工作業(yè)時內(nèi)外水位的平衡，在最低

27、水位附近和承臺頂面以上的圍堰下游方向，穿透內(nèi)外井壁設置兩個φ250mm的鋼管，鋼管與井壁間密焊。鋼管伸入圍堰端設有法蘭并配有鋼板堵頭，可根據(jù)工序需要由潛水員開閉堵頭板。 </p><p>　?、?雙壁鋼圍堰加工、拼裝與浮運雙壁鋼圍堰 </p><p>　　鋼圍堰加工精度、焊接強度應滿足要求。整體拼裝前應對鋼圍堰塊件進行驗收，按設計圖紙要求對結(jié)構(gòu)焊縫進行檢查，內(nèi)、外壁板對焊接縫通過煤油滲透試

28、驗，否則滲漏處必須補焊。施焊成型并經(jīng)逐層檢查焊接質(zhì)量并做水密性試驗后方可下水。 </p><p>　　鋼圍堰的拼裝在岸邊加工廠進行，利用陸上吊車逐塊起吊焊接拼裝；對橫向、豎向分塊接縫利用厚度1cm的橡膠墊片填縫，并用高強螺栓連接成整體；先用汽車吊拼裝第一節(jié)圍堰，檢驗合格后利用汽車吊和浮吊共同起吊下水，頂上各節(jié)直接利用浮吊分塊對稱拼接完成。 </p><p>　　鋼圍堰浮運主要利用自身的浮力

29、，通過牽引拖船施加拉力浮運至樁位處，經(jīng)測量定位后下錨固定。 </p><p>　?、?鋼圍堰灌水下沉落底 </p><p>　　圍堰就位后，采用大功率抽水機分別往圍堰四個倉內(nèi)灌水使其下沉至河床，同時安排潛水員進行水下作業(yè)檢驗鋼圍堰刃腳的著床情況，必要時采取措施進行清基或封堵，確保圍堰的就位穩(wěn)定與施工安全。當圍堰定位準確、落底完成后，使用纜繩、拉纜以及圍堰下段的前、后兜纜對圍堰位置進行調(diào)整，

30、使圍堰精確定位和刃腳底口準確對中，落底穩(wěn)固后兜纜抽出、回收。圍堰定位、落底的最后允許誤差如下： </p><p>　　※ 傾斜度不得大于圍堰高度的1/50； </p><p>　　※ 中心位移不得大于高度的1/50+25cm； </p><p>　　※ 平面扭角不得大于2°。 </p><p>　?、是寤惭b施工作業(yè)平臺及鉆孔樁鋼

31、護筒、封底 </p><p>　　a 清基，安排專業(yè)潛水員進行水下作業(yè)，對圍堰刃腳處進行清理、封堵，以保證封底質(zhì)量。 </p><p>　　b 預埋鉆孔樁護筒，要求護筒盡可能插入河床內(nèi)。為保證在封底混凝土澆注過程中不至于發(fā)生護筒移位需設置護筒導向架。采用[12上下兩層，縱橫向交叉焊接，與鋼圍堰構(gòu)成整體。施工過程中隨時注意檢查、控制護筒的傾斜度，確保滿足規(guī)范要求。 </p>&

32、lt;p>　　c 鉆孔樁作業(yè)平臺，施工平臺主梁采用貝雷片，橫向栓接在圍堰上部，主梁上部鉆孔機械停放位置處采用[20槽鋼鋪設，其余次要部位采用竹排板滿鋪。 </p><p>　　d 封底混凝土灌注 </p><p>　　封底混凝土厚度不少于200cm，采用剛性導管C15水下混凝土灌注，要求泵送混凝土且緩凝時間為24h，坍落度為18～22cm，為保證封底混凝土質(zhì)量，要求混凝土供應連續(xù)不間

33、斷進行并且在盡可能短的時間內(nèi)完成。封底面積較大，施工時在圍堰內(nèi)布置至少20個測點，在灌注過程中隨時用測繩進行測量，掌握混凝土的流動情況便于及時調(diào)整導管的埋深。 </p><p><b>　?、耸┕ぬ畋诨炷?</b></p><p>　　圍堰落底就位，檢查平面位置符合要求后，進行水下灌注混凝土雙壁鋼圍堰內(nèi)填壁施工。砼強度為C20（泵送），坍落度為18～22cm，緩凝時

34、間為24h，一次澆筑完成。施工時間采用全站儀進行全過程監(jiān)測，若存在圍堰偏位時可通過調(diào)整4個倉內(nèi)混凝土灌注進度進行適當?shù)钠胶庑哉{(diào)整。直至混凝土灌注全部完成。 </p><p><b>　?、蹄@孔樁施工 </b></p><p>　　水中鉆孔樁施工基本同陸上工序，考慮環(huán)保要求泥漿不得直接排入河道內(nèi)，需要在泥漿船上循環(huán)，施工完成后需要進行特殊無害化處理。 </p>

35、;<p><b>　?、蜆俄敵信_施工 </b></p><p>　　樁頂承臺施工前抽水是雙壁鋼圍堰施工重要工序之一，抽水前應認真計算鋼圍堰自重及浮力差，避免因浮力作用造成圍堰變形或上浮進而導致不良后果。先安排潛水員封堵內(nèi)外連通孔，抽干圍堰內(nèi)積水過程及時觀測圍堰平面位置、高程等變化情況，發(fā)現(xiàn)情況應及時給予制止。 </p><p>　　樁基檢測合格，立模澆注

36、樁頂承臺混凝土，其工藝同常規(guī)。 </p><p><b>　　⑽頂節(jié)鋼圍堰拆除 </b></p><p>　　a墩身混凝土澆筑完成并達到強度后，拆除墩柱模板； </p><p>　　橋梁墩柱下段位于河流常水位以下，為確保墩柱施工的順利進行，施工時切勿在底節(jié)墩柱拆模前拆除雙壁鋼圍堰。 </p><p><b>　

37、　b拆除頂節(jié)鋼圍堰 </b></p><p>　　進行水下作業(yè)拆除上下節(jié)之間、平面四塊之間的連接螺栓，并在預先設置在連接處環(huán)向范圍孔洞內(nèi)安裝少量炸藥進行控制爆破，解除上下層之間的混凝土連接，形成單節(jié)內(nèi)平面分塊之間4個獨立的混凝土環(huán)板，利用錨固在岸邊的卷揚機加力拆除。 </p><p>　　3. 技術(shù)、經(jīng)濟效益分析 </p><p>　　3.1 技術(shù)合理可

38、行 </p><p>　　從上述方案的制訂上分析，采用雙層填充式薄壁鋼圍堰替代目前常規(guī)的全鋼圍堰，大大減少鋼圍堰自重，采用薄壁結(jié)構(gòu)并加強焊接質(zhì)量得以利用自身浮力浮運就位。 </p><p>　　3.1.1 有利于現(xiàn)場規(guī)?；魉鳂I(yè)，大大加快施工進度。 </p><p>　　采用圓形薄壁結(jié)構(gòu)，只需要提前做好胎模便可以進行流水化作業(yè)，減少各種工序之間的交叉作業(yè)互相干擾，

39、大大加快施工進度。 </p><p>　　3.1.2 采用圓形結(jié)構(gòu)滿足結(jié)構(gòu)受力要求 </p><p>　　圓形結(jié)構(gòu)設計，內(nèi)部填充混凝土后可以充分利用混凝土的抗壓性能，結(jié)構(gòu)環(huán)向受力穩(wěn)定。 </p><p>　　3.1.3 輕型結(jié)構(gòu)減少大噸位起吊設備的投入 </p><p>　　由于該橋位于不與外部通航的內(nèi)陸河流，大型的起吊設備、掏渣設備無法進入

40、的特點，采用輕形結(jié)構(gòu)利用施工現(xiàn)場普遍具有的汽車吊，自拼裝浮吊等設備就可以輕易吊裝。 </p><p>　　4. 經(jīng)濟效益顯著 </p><p>　　節(jié)約鋼材約50%，即使考慮填充混凝土所增加的費用綜合計算，也可節(jié)約工程造價30%，經(jīng)濟效益顯著。 </p><p><b>　　5. 施工安全 </b></p><p>　　

41、由于采用薄壁結(jié)構(gòu)并分塊預制，大幅度減少結(jié)構(gòu)的吊裝重量，避免因大型設備起吊引起的各種安全隱患。另外充分利用結(jié)構(gòu)自身的浮力進行就位拼裝，減少水上作業(yè)帶來的糾偏等工作難度。 </p><p><b>　　6. 結(jié)束語 </b></p><p>　　目前流江河三座橋梁已建成通車，特別是流江河深水樁基礎《其中流江河1#雙線特大橋、流江河2#雙線特大橋總計4個深水基礎》施工方案的