埋置式承台施工工艺措施及建议

1、埋置式承台施工工艺措施及建议一、概况：拟建的港珠澳大桥主体工程施工图设计范围为从主线K13+413K35+597.00及珠海澳门口岸人工岛立交工程。涉及到埋置式承台施工的有深水区非通航孔桥K13+413.000K17+633.000长4220m ，K18+563.000K27+363.000长8800m ，K28+137.000K29+237.000长1100m ，共14120米；水深510m，基岩埋置深度6089m,该处位于潮流主通道；浅水区非通航孔桥K29+237.000K33+487.000长4250m ，K34+180.000K35+370.000长1190m ，共5540m ；水深3

2、4m，基岩埋深2455m。珠海澳门口岸人工岛连接桥K35+370.000K35+597.000共227m ；东、西人工岛岛桥结合部非通航孔桥。二、承台结构设计特点1、深水区110m 整墩整幅钢箱连续梁方案：承台及墩身均采用预制安装方案，为减少墩身重量，预制墩身采用空心墩，为保证结构耐久性，承台与首节墩身一体预制及安装，并将墩身接缝设于浪溅区以上。基础采用钢管复合桩，钢管壁厚25mm ，钢管全长范围内浇筑填芯混凝土。低墩区采用6根基桩，有钢管直径200cm ，无钢管的直径180cm ，承台尺寸为9. 9×14.4×4.85m ，预制承台及其上连带墩身重量为2300t ；高墩区

3、采用6根基桩，有钢管直径220cm ，无钢管的直径200cm ，承台尺寸为10. 6×15.6×5.0m ，预制承台及其上连带墩身重量为2600t 。2、深水区150m 整墩整幅钢箱连续梁方案：承台及墩身均采用预制安装方案，为减少墩身重量，预制墩身采用空心墩，为保证结构耐久性，承台与首节墩身一体预制及安装，并将墩身接缝设于浪溅区以上。基础采用钢管复合桩，钢管壁厚25mm ，钢管全长范围内浇筑填芯混凝土。低墩区采用6根基桩，有钢管直径220cm ，无钢管的直径200cm ，承台尺寸为11. 1×15.6×5.0m ，预制承台及其上连带墩身重量为2800t

4、。3、浅水区85m 整墩分幅组合连续梁方案：下部桥墩采用整幅墩方案。墩高小于等于26米的为低墩区，大于26米的为高墩区。基础采用钢管复合桩，钢管壁厚25mm ，钢管全长范围内浇筑填芯混凝土。低墩区采用6根基桩，有钢管直径220cm ，无钢管的直径200cm ，承台尺寸为11. 1×17.8×4.85m ，预制承台及其上连带墩身重量为2800t ；高墩区采用6根基桩，有钢管直径250cm ，无钢管的直径230cm ，承台尺寸为11. 9×18.9×5.0m ，预制承台及其上连带墩身重量为3200t 。4、珠澳口岸人工岛连接桥方案：设计采用分墩分幅预应力混凝

5、土钢桥方案，主线连接段桥梁连续截面渐变，桥面宽度其中等宽段16.30m ，变宽段最宽处为36.71m 。承台为现浇钢筋混凝土承台。三、埋置式承台基本施工工艺措施及项目重点工序1、基本施工工艺11预制安装承台施工工艺：采用高位预制，预制场内不设大型龙门，预制完成后，由台车经滑道从预制台座用千斤顶顶推的方式滑移至存放台座；承台从存放台座通过滑移轨道直至出运码头前端。采用3000t-4000t 浮吊吊装至运输驳船，沿疏浚航道运输至相应墩位处，浮吊起吊安装。1.2现浇承台施工工艺：采用栈桥配合平台方法施工钻孔灌注桩，钻孔灌注桩施工完成以后，搭设围堰拼装平台，散拼围堰，利用钢护筒下沉围堰，围堰吸泥下沉到

6、位后浇筑封底混凝土，利用围堰内壁作为模板施工承台；承台施工完成后，翻模施工墩身，履带吊配合。1.3预制安装承台围堰工艺：采用单壁钢围堰、双臂钢围堰或组合围堰及钢板桩围堰为其创造无水的工作环境。1.4现浇承台围堰工艺：采用单壁钢围堰为其创造无水的工作环境。1.5承台基坑开挖工艺：采用专业的船舶设备开挖。1.6环境保护：采用低污染或无污染的施工工艺及设备。尽可能降低施工对海洋水生生物造成的不利影响，特别是白海豚的保护。2、重点工序2.1预制场地的选择:有足够的可用场地面积满足需要；有足够的海岸线满足配套码头建设的需要，前沿水深尽量满足施工要求，减少疏浚工程量；距离施工现场路程尽量短，减少软基处理工

7、程量。2.2承台(含底节墩身 的预制质量的控制：构件体积庞大，重量大，且承台、墩身预制时为空心，预制质量标准要求高，特别是吊点的设计与施工，尤其重要。2.3预制承台的存放：要有合理的方案。存放台座要有专项设计，对基础沉降特别是不均匀沉降的要求很高，要有专项监控方案；台座的数量满足工期的需要即可，设计时要考虑尽可能减少二次移动及装船时的额外投入。2.4承台施工营造无水的状态：预制安装承台的单壁钢围堰、双壁钢围堰或钢板桩围堰的内围囹与支撑体系要牢固易拆卸且不能影线预制承台的安装；围堰设计要考虑下沉、抽水及回收等几种工况的影响；同时要考虑潮汐的影响及海水流动局部冲刷对围堰结构的影响；现浇承台采用的单

8、壁钢围堰要考虑回收方便并减少可能对承台成品的损害。2.5施工航道的疏浚：要保证浮吊及运输驳船的通行并尽可能减少疏浚数量。四、施工工艺措施1、无底钢围堰拼装施工（适合现浇承台或预制安装承台）1.1方案设计现浇承台的围堰采用单壁无底钢套箱施工。钢围堰是为承台施工而设计的临时围堰阻水结构，其作用是通过侧板和底板上砼围水为承台施工提供无水的施工环境。1.2施工顺序钢围堰制作、预拼、检查-河床清理-钢套箱浮运、就位、下沉及调平加固-开挖、清理套箱内泥土-安装脚手架平台-水下混凝土封底-套箱内抽水、安装内支撑-钢套箱及封底混凝土堵漏-切割钢护筒及凿除桩头及多余封底混凝土表层-安装承台钢筋（冷却降温通水管）

9、、浇筑混凝土-接高墩身施工-拆除钢套箱用于下一个循环。1.3围堰结构、施工方法及工艺措施简要1.3.1钢吊箱围堰结构由钢吊箱使用功能，将其分为底板（封底混凝土）、内支撑、起吊及导向定位系统五大部分，其中侧板、底板（封底混凝土）是吊箱围堰的主要围水结构。本桥承台平面尺寸不大，吊箱吨位较小，吊箱侧壁采用单壁结构，节省材料，加工方便，亦可保证施工安全。1.3.1.1钢吊箱底板根据涌水状态确定封底混凝土厚度。1.3.1.2吊箱侧板吊箱侧板竖楞采用16槽钢，间距50cm ；其它墩吊箱因吊箱不高，面积不大，侧板竖肋采用14槽钢，间距50cm ；吊箱横肋均采用14槽钢，沿侧壁周长方向等间距0.5m 布置一道

10、，以分别形成50cm ×50cm 的网格结构，钢吊箱外围设计为型钢圈梁，增加侧壁刚度和抗变形能力，以提高侧板承受竖向、水平方向荷载能力。1.3.1.3内支撑为了保证吊箱箱体具有足够的刚度，在完成封底砼后，抽干吊箱水时侧壁不致产生较大变形，内支撑由内圈梁、水平支撑柱组成。1.3.1.4上承系统上承系统是由承重梁、导链滑车、精轧螺纹钢筋、连接器、吊点、吊杆、托梁等组成。吊箱顶面上设观测点，控制吊箱平衡下沉。上承系统是以群体复合桩钢护筒为依托，将钢吊箱挂其上进行钢吊箱的下沉、定位、浇筑封底砼等工作。承重梁是由大型钢组成，主要承受吊箱的重量。起吊系统的下沉过程是通过链滑车，吊杆用精轧螺纹钢筋

11、，下端套上螺纹，由螺纹连接器加垫片固定，当吊箱下沉到位，浇注水下封底砼之前，将吊杆另一端通过螺纹连接器和垫片固定在承重梁上。1.3.1.5吊箱定位系统钢吊箱下沉入水后受流水压力的作用，吊箱围堰会漂移。吊箱下放到位后，为防止水流压力、波浪力及靠船等动荷载对自由悬挂的钢吊箱发生扰动，在钢吊箱、钢护筒上设置导向定位系统，导向定位系统由导向钢板、定位孔、定位器(短型钢 及调位千斤顶组成。定位主要利用钢护筒的稳定性，将下沉到位的钢吊箱通过定位器与4个角的钢护筒连成整体，达到钢吊箱的定位。1.3.2施工方法:1.3.2无底钢套箱施工方法1.3.2.1钢吊箱拼装钢吊箱的拼装平台焊制，利用钢护筒焊制牛腿，加固

12、钢护筒，铺装拼装平台。吊箱侧板用浮吊吊装，逐块拼成时，螺栓连接成整体，下沉利用导链进行。并根据测孔资料反映的钢护筒倾斜情况，安装I36a 导向架。吊箱利用钢护筒为依托组装、下沉吊箱。1.3.2.2下沉到位的调整和固定吊箱用8台10T 导链下沉，吊箱下沉到位后，8个吊点索受力应均匀，使箱顶保持水平。下沉到位后进行调整和固定。对于可能存在的海床坡度，吊箱底以边首先下沉着海床，其它边悬于海水中。潜水工下潜水作业，摸清河床情况，抽泥机对吊箱底进行抽泥作业，使套箱底海床平整。当底面至设计标高时，吊箱下沉就位。测量班进行吊箱就位复测。吊箱内反抽泥土至封底砼标高，进行封底砼施工。吊箱定位后，每天两次对吊箱的

13、平面位置和高程进行观测，当平面位置偏差超过5cm ，高程偏差超过3cm 时，用导链进行调整。1.3.2.3吊箱封底对吊箱内进行清理，用大型圆筒形钢丝刷清除封底混凝土高度范围内护筒表面氧化层及附着物，确保封底混凝土与钢护筒之间的粘结。清理合格后即可进行封底砼的灌注，封底砼标号为C20，坍落度控制在1822cm ；为提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间，在砼拌制中可掺加粉煤灰和高效缓凝型减水剂。 封底混凝土厚度由试验确定。为回收方便，封底时要有混凝土与套箱周边的隔离措施。2、无底钢围堰整体吊装施工（适合预制安装承台）桩基施工完毕后，先行由专业开挖船舶挖至混凝土封底标高（要通过试验预留回淤量），

14、由浮吊整体吊钢围堰入水。2.1根据水深情况及抽水后具备安装承台的条件确定采用单壁、双臂钢围堰或组合式围堰，设计合理的不影响安装承台的内支撑。2.2吊箱可在加工场地拼装完成后装在驳船上，用浮吊船吊装下沉到位。下沉过程无箱壁浮力，完全靠吊点悬吊。2.3在海况恶劣的情况下，采取整体吊装套箱可减少海上作业时间，有效降低安全风险，是一种较为科学的方案。2.4套箱下放工作在落潮水流相对平稳后开始，争取半小时完成。2.5首先在套箱顶部观察对位情况，待套箱下降到一定高度后，进入箱内，一人一桩观察对位情况，并将观察结果报指挥员。2.6指挥员根据仪器观测与肉眼观察情况指挥浮吊正确对位后缓慢放入导向架，进而进入护筒

15、顶部，然后停止下放，观察对位情况和整体套箱偏移情况。2.7分析观察情况，如有异常，及时采取相应措施，如无异常情况，以每50cm 为一级逐级下放套箱，直到距设计标高10cm 停止。2.8再次校核套箱位置，无误后下沉套箱到设计位置。2.9经检查套箱就位达到设计要求后，松钩50%。2.10快速安装水平限位装置，待限位装置安装到位后，完全松钩。2.11安装水平限位装置的同时，安装竖向反压装置。2.12清理内套箱内淤泥，水下封底混凝土浇筑。2.13抽水、堵漏，为承台施工创造无水的工作环境。2.14为回收方便，封底时要有混凝土与套箱周边的隔离措施。3、打入钢板桩施工3.1方案设计根据不同的条件，现浇承台与

16、预制安装承台均可采用。3.2总体施工流程现浇承台:施工准备-测量定位-导向桩制作-打钢板桩-钢板桩内支撑1-排水-堵漏-（循环）-钢板桩内支撑n-排水-堵漏-清淤-封底-截除桩头-垫层-绑扎钢筋-模板安装-混凝土浇筑-拆除钢板桩预制安装承台：施工准备-测量定位-导向桩制作-打钢板桩-钢板桩内支撑1-排水-堵漏-（循环）-钢板桩内支撑n-排水-堵漏-清淤-封底-截除桩头-垫层-安装承台3.3施工方案33.1钢板桩的选用选用止水能力强、宽度大、易于施打的优质钢板桩，钢板桩长度根据水深及入土深度确定。首先在钢板桩堆放基地对钢板桩进行分类、整理，选用同型号的钢板桩进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出

17、需要的型号的钢板桩。钢板桩进场前需要检查整理，发现缺陷随时调整，整理后在运输与堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将锁口碰坏。 桩打入前将桩尖处得凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口要涂以黄油或其它油脂，对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整形矫正。转角处采用90度的转角桩。3.3.2打入钢板桩3.3.2.1施工放样与定位将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以保护。利用现有钢管桩进行定位，在钢管桩上焊接工字钢，用工字钢来保证打出的钢板桩在一条直线上。3.3.2.2 钢板桩打入工艺流程 沿围堰中心打入第一片钢板桩， 然后逐步向两边插打， 继而合拢。 最初的一、二片钢板桩打设位置与方向要确保精度，

18、以起到样板 的作用。每完成 3m 校正一次，确保在同一直线上。每根钢板桩 施打完毕后，即与槽钢焊接牢固。根据起吊能力确定逐根插打到 稳定的深度，待全部插打完毕后，再依次打到设计标高。钢板桩 合拢通过精确计算， 确定龙口位置， 配置相应规格的异型钢板桩， 现场实测异型钢板桩的角度与尺寸， 根据实际切割焊接异型钢板 桩，确保整个围堰的密封性。 3.3.2.3 钢板桩打入施工工艺 （1）浮吊（履带吊）侧向施工，便于测量人员观察。挂上振动 锤，升高，理顺油管及电缆。 （2）锤下降，开液压口，拉一根桩到打桩锤下，锁口摸上润滑 油，起锤。 （3）待钢板桩尖离开水面 30cm 时停止上升。锤下降，使桩至 夹

19、口中，开动液压机，夹紧桩。上升锤与桩，至打桩地点。 （4）对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩的自重，压桩 至淤泥以下一定深度不能下降为止。 （5）试开打桩锤 30 秒左右，停止振动。利用锤惯性打桩至坚实 土层，开动打桩锤打桩下降，控制打桩锤下降速度，尽可能使桩 保持垂直，以便锁口顺利咬合，提高止水能力。 （6）板桩至设计标高 40cm 时，停止振动，振动锤以惯性打桩 11 至设计标高。 （7）松开液压夹口，锤上升，打下一根钢板桩，以此类推打完 所有桩。 打桩前应在锁口内涂以黄油、锯沫等混合物，在打完钢板桩后， 开始进行钢板桩围堰内的止水处理。 3.3.3 围堰抽水与支撑 钢板桩围堰封闭后进

20、行抽水， 抽水过程中应严格控制抽水速度和 抽水高度，并在围堰顶端设置一道安全支撑。 当抽水达到预定深度后，应及时加支撑防护。钢板桩全部焊接牢 固到导向槽钢上。 3.3.4 清淤 在抽水及进行内部支撑过程中，用泥浆泵配合高压水枪，将围堰 内的淤泥清除，清除过程中保证内外水头查不要过大，以保证围 堰安全。 3.3.5 封底混凝土 由于采用水下混凝土封底可能造成钢板桩无法拔出，采用先抽 水、支撑，后封底。封底时围堰内侧立模，封底混凝土采用 C20。 3.3.6 防渗与堵漏 打桩前在锁口内涂以黄油、 锯沫等混合物， 当锁口不紧密漏水时， 用棉絮等在内侧塞紧，外侧包裹防水布，抽水时在外侧水中漏处 撒大量木沫或谷糠等混合物，使其由水带入漏点自动堵漏。 4、预制安装承台运输及吊装 12 4.1 驳船的选定:根据承台的重量及海况选定合适的驳船并需考虑 码头及疏浚通道的通行方便。 4.2 浮吊的选定: 根据承台的重量及海况选定合适的浮吊并需考 虑码头及疏浚通道的通行方便。 4.3 装船:承台从存放台座通过滑移轨道直至出运码