城市桥梁深大基础工程施工工法

312-城市桥梁深大基础工程施工工法一、前言随着我国经济的繁荣，我国大城市的规模得到了快速发展，城市人口总量急聚增长，交通车辆大大幅度增加，城市的交通拥挤问题已成为制约城市经济发展的瓶颈问题。为给城市经济提速，各大城市相继修建互通式立交桥和高架桥，以缓解日益繁忙而拥挤的交通问题，而城市桥梁施工具有施工场地狭小、施工干扰大、施工组织困难等特点，如何安全快速的完成施工任务，满足建设单位对质量、工期、安全愈来愈高的期望，总结一套合理的施工工法，对今后在类似工程施工有着重要意义。本工法是针对天津集疏港公路二期重点工程海河大桥主塔承台的施工实践总结形成。二、工法特点1、注重施工规范的严格执行，解决了特殊环境下深大基坑支护、止排水、开挖弃土等诸多困难问题。2、注重抢工期的科学性，解决了承台模板和基坑支护体系安全转换问题。3、注重工程实体质量，解决了大体积混凝土浇筑温控防裂问题。4、注重场地的合理化分配，通过对施工工序的合理化安排，解决了狭小场地下，材料运输和多家是施工队伍的施工协调配合问题。三、使用范围本工法可以广泛于城市桥梁基础工程，尤其适用于施工场地狭小的深大基础工程。四、施工工艺（一）、工艺流程（二）、施工准备1、图纸审核1.1熟悉设计图纸，了解工程特点和设计意图，查找施工图纸中存在的问题。1.2复核图纸工程数量和主要材料的材质、型号是否满足施工需要。1.3进行现场测量放样复核，核对施工图的几何尺寸、平面位置、标高等是否与实际环境相符合。1.4全面细致查阅图纸有无特殊施工要求，技术上有无困难，能否保证施工安全和工程质量。2、工程调查2.1调查工程施工所需的机械设备、工程材料供货源，选择合格材料并组织进场。2.2勘察施工现场地质是否与设计地质勘察资料相符。2.3掌握工程所处地区气象、水文、天气变化情况。2.4详细查看工程址周边生活环境、交通环境和施工环境，选择合理有效地施工通道。3、场地布置3.1基坑支护与开挖同步进行交叉作业，根据周边交通情况设置土方运输道路，合理布置挖机、吊车及施工材料堆放场地位置。3.2针对混凝土方量大，空间狭小的情况布置混凝土泵车位置，选择合理的交通路线，确保混凝土运输、浇筑顺利（如下图所示）。混凝土浇筑施工平面布置图4、技术准备4.1在工程全线导线控制网的基础上建立独立闭合导线控制网，精确测量放样定位。4.2针对特殊施工环境情况，编制基坑支护、土方开挖专项施工组织设计。4.3针对实际地质情况，对基坑支护进行详细计算复核，确保工程施工安全。4.4选择确定混凝土拌合站，提前确定混凝土配合比，统一原材料、外加剂以及掺和料。（三）、施工步骤和方法1、基坑支护承台尺寸为46.5×34.5×5m，地面高程3.4m，承台底高程为-3.163m，承台底距原地面6.56m，地下水位高。基础拟采用钢板桩围堰施工。钢板桩采用拉森=4\*ROMANIV型钢板桩，长度为15m，设两层内支撑，竖撑、直撑采用Φ630×10mm螺旋钢管，斜支撑采用工字钢。（如下图所示）。第一道平面支撑第二道平面支撑2、基坑开挖及内支撑安装2.1基坑平面尺寸为49.6m×37.6m深7.163米（自地面标高3.4m至基坑底标高-3.763m），需挖方13358.713。用3台挖机同时开挖，翻斗车外运土方。地质资料：基础开挖处土层为粉质粘土，内摩擦角为23°，容重为20kN/m3，土层粘聚力C＝8kPa，施工荷载按照40kN/m2。地下水位标高－1.6m，土压力和水压力按水土分算原则计算。稳定坡角θ的确定，依据《简明施工计算手册》（第三版）人工边坡的确定计算公式：式中土的内聚力（kN/m2）边坡的坡度角（°）土的内摩擦角（°）γ土的重度（kN/m3）施工荷载按照40kN/m2，折算成粉质粘土为h=40/20=2m总高度H=3.4+4+2=9.4m将已知h=9.4m、=8kN/m2、=23°、γ=20kN/m3代入公式得：=51°为了安全考虑我们取=45°2.2基础开挖和支撑分两层进行，每层均采用盆式开挖，先将中间部分开挖至基坑封底底面，四周开挖至第一层支撑下方50cm处，见下图中Ⅰ所示。2.3安装好第一道支撑后，进行第二次开挖时要进行对称分块开挖，防止支撑偏心受力造成安全隐患。第二次开挖基坑周边余留阻止钢板桩变形土堤，堤面高度低于第二道支撑50cm,还可以作为加工第二道支撑的平台，坡脚仍按45°角放坡，地下水位保持原水位。(见上图中Ⅱ所示)安装第二层支撑，进行最后一次采用长臂挖机开挖剩余土方(见上图中Ⅲ所示)，人工进行修边和清底施工，然后进行封底作业。开挖过程中要有专人指挥，以免碰撞内支撑，开挖出的土方要及时运走，不要堆放在基坑外围，减小基坑侧压力。开挖过程中要随时注意钢板桩变形情况，发现异常应立即停止作业，采取加固措施。2.4桩头处理：桩头高出标高部分采用机械、人工相结合的破凿方案，注意保护有效桩长部分，避免损伤桩顶混凝土。2.5可能遇到的问题及相应措施：钢板桩插打时可能遇到地层中海挡施工时抛填的片石、木桩等障碍物，可采取先用挖机挖除障碍物，再用素土回填后继续插打钢板桩。土方开挖时由于内支撑特别是角支撑及桩头间的土挖机无法开挖时，采用人工开挖放入料斗，吊车吊出外运。3、基坑降水在钢板桩围堰周围设置排水沟，以防止周围雨水流入基坑内。由于基坑围护采用明挖法，开挖时需及时疏干开挖范围内土层的地下水。采用集水坑，集水沟潜水泵降水做到开挖作业面范围内不积水。基坑开挖完成后在基坑周边设盲沟排水，基坑四周设集水井。4、封底及垫层混凝土垫层厚度为80cm，强度等级C15。混凝土垫层施工根据土方开挖区域，进行分区施工。每个区域土方开挖到位后，首先进行排水、人工找平、测量标高后，进行垫层混凝土的施工，提前预埋好模板固定钢筋。特别注意在浇筑钢板桩与垫层混凝土接触部位混凝土时，为了保证钢板桩拔桩的顺利进行，首先要在钢板桩与混凝土接触面上，涂刷脱模剂。控制好垫层顶面标高，为钢筋安装及承台骨架安装提供良好的平台。5、模板为保证承台混凝土浇筑质量和钢板桩内支撑体系的转换，模板拟采用砌筑24砖墙，分两次浇筑承台混凝土。第一次浇筑高度为2.5m，砖墙模板砌筑完成后，在其内部绑扎钢筋、布设冷却管和架立支撑角钢，等分层钢筋安装成型后，用砂子回填砖墙与钢板桩间的空隙，浇筑承台第一层混凝土。待内支撑拆除后，砌筑第二层砖墙模板，浇筑第二层混凝土。6、钢筋综合考虑，钢板桩内支撑布置形式密集、钢筋的尺寸及规格大、机械和劳力受场地限制等诸多因素，钢筋采取在加工场集中下料加工，分批分类堆放标识；半成品通过履带吊或汽车吊垂直运输至基坑，基坑内人工小范围转运至工作面；钢筋分层次进行安装绑扎，等强直螺纹连接接头，在不宜操作部位采用手工电弧焊接头。7、混凝土7.1根据实际工况确定混凝土分两次浇筑，每次浇筑方量为4010m3，采用商品混凝土拌和站集中供料连续浇筑。7.2通过温度计算，确定混凝土拌合温度、出机温度、水化热温升值以及入模温度，加强现场温度测量和坍落度量测，确保混凝土浇筑质量。7.3选择合理畅通的运输路线缩短混凝土水平运输时间，采用混凝土输送泵泵送入模，分层、均匀连续浇筑。7.4根据规范要求，采用内散外蓄的方法严格控制大体积混凝土内外温差不超过25℃，通过硅电阻测温仪测温记录数据、制温度变化和内表温差曲线，及时调整温控措施。7.5散热管及测温管使用完毕后用与承台混凝土强度等同的水泥浆压浆封闭。8、围堰拆除钢板桩内支撑的拆除遵循“先撑后拆”的原则。在体系转换稳定后进行拆除，拆除过程当中注意观察钢板桩的变形，发现变形及时停止拆除，分析原因并采取处理措施后方可继续拆除。五、机具设备主要设备一览表序号设备型号数量备注1拌和站JS1202160m3/hh2拌和站JS1202160m3/h3履带吊QUY50a250t4振动锤60a2905汽车吊QY25325t6挖掘机EX40047套丝机GJG4068电焊机BX1-3000109钢筋切割机GQ40A610砼输送泵TS11042台备用11离心泵ISG-2000（I）72台备用12发电机250KW2备用13砼输送车10m32014自卸式翻斗车20六、劳力组织劳动力安排表施工内容工种单位数量基坑支护焊工人10力工人10起重工人8基坑开挖挖掘机司机人4运土车司机人40力工人40承台施工焊工人20钢筋工人40起重工人8木工人20混凝土工人30力工人70合计300七、质量控制1、加强材料质量控制，严格供应商资质审查，实行市场准入制度，按规定程序和频率，对进场材料进行检验，不合格材料坚决不准进场。2、加强现场质量监督，严格“三检”制度，真实填写检查记录，严格过程质量检查，强化关键工序旁站，及时到现场进行检查，并履行签字认可手续，切实抓好工序质量。3、加强施工过程控制，加大现场技术服务力度，依靠测量、试验的科学手段对工程原材和半成品进行检测，及时纠正问题，确保工程实体质量。4、针对季节性施工的特点，提前与气象部门联系，掌握恶劣天气变化情况，合理安排工序施工，降低质量隐患出现机率。八、安全措施1、建立健全安全生产保证体系，按照抓生产必须抓安全的原则，成立以项目经理为组长的安全领导小组，项目部设安全管理部门和安全检察长,坚持经常性的施工安全检查和监督指导。2、强化对职工安全生产和安全常识教育，牢固树立安全第一的思想。认真学习《施工技术安全规则》。对操作人员进行技术培训经考试合格方能上岗，同时要做到，安全教育要经常化、制度化。3、做好安全施工技术交底，加强安全防护，现场设置醒目的安全防护标志。4、建立安全生产检查制度，做到班组每日、队每周、项目部每月进行一次安全教育和检查，安全生产警钟长鸣，常抓不懈。九、技术经济分析城市桥梁深大基础工程施工工法解决了市政工程特殊环境下的施工难题，为今后类似工程施工提供了可借鉴的经验，天津集疏港公路二期海河大桥采用本工法安全、快速、高质量地完成了主塔承台施工任务，不仅缩短了施工工期，降低了施工成本，还受到了建设单位以及市区政府的高度赞誉，取得了良好的社会效益。十、工程实例天津集疏港公路二期中段1标段海河特大桥，位于天津市塘沽区，全长2033.048m，桥面全宽23m，由南引桥、主桥和北引桥组成。主桥长490m，是一座主跨长310m（钢箱梁）的独塔双索面斜拉桥，配跨长180m（50m+50m+40m+40m现浇预应力钢筋