水中桩基础承台施工方案

1 1、工程概况 三河大桥是宁淮高速公路马坝至武敦段的一座大型桥梁， 位于洪 泽湖泄洪河三河上。桥梁全长 425m。三河大桥主桥为主跨 65m 的预 应力混凝土连续—刚构变截面箱梁，其跨径组合为（40＋4×65＋40） m。 引桥为 2 联跨径 20m 的钢筋混凝土连续箱梁， 下部结构为桩基础， 双薄壁墩，肋板式桥台，其中水中桩直径φ1.50m，桩长 76m～82m， 60 根。 2、施工流程 测量放线 栈桥及施工平台的搭设 测量放线 钢护筒打 设 水中钻孔灌注桩施工 水中承台吊箱安装 砼封底 抽水 水中承台钢筋施工 水中承台砼浇筑 3、栈桥、钢平台的施工 3.1 栈桥结构形式及布置 使用中的施工栈桥 施工栈桥及施工平台的支架由临时墩立柱(钢管桩),横梁、纵梁、 2 面层木板等部分组成。 栈桥总长为 340m，跨径组成为 16m×21，宽为 1.8m。栈桥下部 采用直径为φ219mm 的钢管桩基础， 栈桥上部结构为纵向采用 I22＃ 工字钢，横向采用[12＃槽钢为横梁，上面铺设 50mm 厚木板。 3.2 吊箱钢平台的搭设 水中承台尺寸为： 10500mm×6500mm×3000mm。 距栈桥边 10m 处的墩位搭设施工钢平台，施工平台的平面尺寸为：13800mm× 8000mm。同时皆做承台施工吊箱的桩基础。 钢平台是由 18 根φ529mm、壁厚 8mm 的钢管，贝雷架，I 40＃ 工字钢等材料组成，下图为搭设完成的施工平台： 搭设完成的施工平台 首先进行初步测量放线将承台桩基底平面位置确定。 采用浮吊打 桩设备进行施工，为保证桩基承载力，采用φ529mm×8mm 的钢管 桩， 入土深度 10m。 钢管桩露出水面部分用 2[18＃槽钢将钢管桩之间 3 以剪刀撑形式进行加固连接形成一个整体。 3.3 单桩承载力的计算 振动锤施工φ529 钢管桩承载力计算，打入深度 10m 左右： 土质 厚度 极限摩擦力 亚粘土 7.231 45Kpa 粘土 5.80 30Kpa 亚粘土 4.20 40Kpa R=μp∑q suiLi/k =(1.66×45×7.23+1.66×30×5.8+1.66×40×4.2)/2 =553.9KN =56.5t 设计钢平台荷载单桩承载力＝30.5 t [56.5 t] 钢平台钢管桩的承载力能满足要求。 3.4 钢平台桩基施工： （1） 、钢管桩施工： ①、施工准备： 首先进行测量定位放线，在水中标出桩心位置。钢管桩由运输船 运至打桩部位。用浮吊吊到桩位插打。为防止桩头在锤击时损坏，打 桩前要在桩头顶部放置特制的桩帽，其上直接受锤击应力的部位，放 置硬木制减振土垫。 ②、打桩时，先用两台经纬仪，架设在桩架的正面及侧面，校正 桩架导线杆及桩的垂直度，并保持锤、桩帽与桩在同一纵轴线，然后 4 空打 1～2m，再次校正垂直度后正式打桩。当沉至一定深度并将复核 沉桩质量良好时，再继续打击。 钢 管 桩 施 工 中 ③、钢管桩每节长 12m，沉桩时需边打入边焊接接长。焊接前， 应将下节管顶部变形、损坏部分修整，上节桩管端部锈、泥砂、水或 油污清除，并打焊接坡口，将内衬箍放置在下节桩内侧的档块上，紧 贴桩管内壁并分段点焊，然后吊节上节管桩，其坡口搁在焊道上，使 上下节管桩对口的间隙为 2～4mm，再用经纬仪校正垂直度，在下节 桩顶端外围安装好铜夹箍，再进行电焊。 ④、贯入深度控制： 钢管桩直接开口打入，土体由桩口涌入桩管内，至一定高度后， 即闭塞封死，其效用与闭口桩相似。 钢管入土深度为 10M，打入持力层深度为桩径的 5～10 倍。锤 击桩顶时对桩产生的锤击应力不超过钢管桩材料允许应力（一般按 80％考虑） 。停打标准以贯入深度为主，并结合打桩时贯入量最后 1m 锤击数和每根桩的总锤击数等综合判定。 贯入度 S≤4mm/击； 最后打 桩时要作好原始记录，记录桩号，打桩日期，桩锤型号，桩规格，打 5 入深度，焊接质量情况，锤击次数，落锤高度，最后贯入度，回弹量， 平面位移，以及打桩过程中出现的问题及处理措施等。 （2） 、钢管桩的焊接： ①、钢管桩接头现场焊接时，第一层用低氢电焊条可以得到好的 结果。焊条的直径必须适合于母材的钢种、板厚、焊缝根部面积及焊 缝根部间隙。使用的焊条直径，一般第一层为 3.2mm，第二层以后为 4～5mm，不要使用 6mm 以上的。 对焊的焊缝根部 板 厚 焊缝根部焊道的焊条直径（mm） 焊缝根部的间隙（mm） 6mm 以下 2.6 1.6～2.6 6mm 以上 3.2 2.0～3.2 ②、焊缝根部间隙定位焊道要临时装上内衬环，同时完成焊缝根 部间隙的定位焊道。 内衬环的厚度 外径（mm） 厚度（mm） φ1016 以下 4.5 φ1016 以上 6.0 焊缝根部间隙的定位焊道数目和焊道长度 桩外径（mm） 焊道数目 焊道长度 φ609.6 以下 4 一道 80mm 以上 φ1016 以下 6 一道 80mm 以上 φ1016 以上 8 一道 80mm 以上 ③、焊接前检查焊接部位是否有水分、锈、泥土、油污、灰尘、 水垢， 如有必须用钢丝刷、 砂轮进行清除。 桩的接头部位是否因搬运、 操作、打入等原因发生变形，必须在焊接前进行校正。焊接前必须对 管口进行打坡口处理。接桩焊接必须保证上、下钢管桩的轴线在同一 线上。焊缝要求饱满不得有夹渣、气孔、焊瘤等缺陷。 6 钢管桩接桩、焊缝、外观允许偏差 项 目 允许偏差（mm） 上下节桩错口 钢管桩外径≥700 3 钢管桩外径700 2 咬边深度（焊缝） 0.5 加强层高度（焊缝） 0～＋2 加强层宽度（焊缝） 0～＋3 4、 护筒施工 4.1 钢护筒的作用： 钢护筒的作用是为了固定桩位，有效地引导钻锥方向，保护孔口 不坍塌，并保证孔内泥浆高出河面水位 1.0m 多，形成静水压力，以 保护孔壁不坍塌。 4.2 钢护筒尺寸的确定： 本工程水下桩径为φ1500，钢护筒内径取 1700，为了克服钢护 筒起吊和振动时的变形，钢护筒采用壁厚为φ12mm 的钢板，钢护筒 两端加焊 600mm 高的加劲箍，加劲箍钢板采用 8mm 厚钢板。 4.3 钢护筒施打： A:施工机具根据地质资料，考虑到钢护筒的直径和长度，振动锤 选择 90KW。 B:振动吊机采用 25t 起吊设备。 C:钢护筒吊放采用 25t 起吊设备 24m 扒杆，7m 回转半径，起重 量为 8t。 4.4 钢护筒下沉： A:平面位置控制： 7 为了保证钢护筒的平面位置和垂直度，设计加工一套导向架。导 向架固定在定位桩上。定位桩采用φ320mm 钢管，露出水面 1m。 焊完桩帽准备施打的钢护筒 正在施打的钢护筒 B:垂直度控制： 在定位桩上焊接钢牛腿用以固定导向架， 导向架固定要求控制平 面位置和平整度。吊机将钢护筒插入导向架内，用两台经纬仪控制， 开始时每入土 1m 校正一次垂直度。钢护筒纠偏采用护筒外测临时焊 接吊耳。配手拉葫芦纠偏，钢护筒倾斜度不大于 1％。 5、水下钻孔灌注桩施工 水下钻孔机械设备用运输船运至施工平台， 利用浮吊将钻孔机械 设备进行就位安装。 5.1 钻进成孔： （1）泥浆控制： 泥