浙江大桥钢护筒承载桩基平台施工方案

浙江省乐清湾大大大桥及接接线工工程乐清湾湾2号桥乐清湾2号桥“钢护筒承承载”桩基平台台施工技术方案浙江省乐清湾大大大桥及接接线工工程乐清湾湾2号桥项目目部部二〇一五年十一一一月浙江省乐清湾大桥及接线工程乐清湾2号桥乐清湾2号桥“钢护筒承载”桩基平台施工技术方案目录HYPERLINK\l"_Toc435648530"一、工程概况111HYPERLINK\l"_Toc435648531"1.1工程简简简介1HYPERLINK\l"_Toc435648532"1.2施工水水水文条件件1HYPERLINK\l"_Toc435648533"1.2.1潮潮潮汐1HYPERLINK\l"_Toc435648534"1.2.2波波波浪1HYPERLINK\l"_Toc435648535"1.3工程地地地质2HYPERLINK\l"_Toc435648536"1.4气象222HYPERLINK\l"_Toc435648537"1.5风况222HYPERLINK\l"_Toc435648538"1.6施工平平平台形式式2HYPERLINK\l"_Toc435648539"二、方案简介及及及比选2HYPERLINK\l"_Toc435648540"2.1、主墩桩桩桩基施工工平台台方案2HYPERLINK\l"_Toc435648541"2.1.1方方方案一2HYPERLINK\l"_Toc435648542"2.1.2方方方案二3HYPERLINK\l"_Toc435648543"2.1.3方方方案比选选分析析5HYPERLINK\l"_Toc435648544"2.2西侧引引引桥墩桩桩基施施工平台台方案案5HYPERLINK\l"_Toc435648545"2.2.1方方方案一5HYPERLINK\l"_Toc435648546"2.2.2方方方案二6HYPERLINK\l"_Toc435648547"2.2.3方方方案比选选分析析7HYPERLINK\l"_Toc435648548"三、平台设计888HYPERLINK\l"_Toc435648549"3.1设计荷荷荷载8HYPERLINK\l"_Toc435648550"3.2主墩桩桩桩基施工工平台台结构形形式88HYPERLINK\l"_Toc435648551"3.3西侧引引引桥墩桩桩基施施工平台台结构构形式100HYPERLINK\l"_Toc435648552"四、施工工艺1110HYPERLINK\l"_Toc435648553"4.1主墩桩桩桩基平台台施工工工艺100HYPERLINK\l"_Toc435648554"4.1.1支支支栈桥及及扩展展平台施施工110HYPERLINK\l"_Toc435648555"4.1.2钻钻钻孔平台台施工工11HYPERLINK\l"_Toc435648556"4.2引桥墩墩墩桩基平平台施施工工艺艺122HYPERLINK\l"_Toc435648557"五、方案实施效效效果12HYPERLINK\l"_Toc435648558"5.1施工效效效果12HYPERLINK\l"_Toc435648559"5.2经济效效效果12HYPERLINK\l"_Toc435648560"六、方案总结1113-PAGE22-乐清湾2号桥“钢护筒承承载”桩基平台台施施工技术术方案案一、工程概况1.1工程简简简介浙江省乐清湾大大大桥及接接线工工程乐清清湾2号桥主线线桩桩号为K2322++570～K2377++220，路线长长度4.65500km。主要工工程程内容为为：海海山大桥桥、海海山互通通（包包括主线线桥和和匝道桥桥、路路基、小小型结结构物等等）、乐乐清湾2号桥。其其中中乐清湾2号桥起讫讫桩桩号为K2333++955～K2377++185，长3.23300km。主桥结构形式为为为双塔整整幅叠叠合梁斜斜拉桥桥，跨径径布置置为（70+9900+3665++90++700）=685米；主梁梁采采用分离离式双双边箱（PK式）流线线型型扁平钢钢箱叠叠合梁，索索塔塔采用钻钻石型型塔身，索索塔塔高145..335m。索塔承承台台采用整整体式式八边形形承台台，尺寸寸为47×2266×6m，承台下下设设置32根直径2.5米的钻孔孔灌灌注桩，梅梅花花形布置置，桩桩长111m。乐清湾2号桥单单单个主墩墩桩基基共32根，直径φ2.5m，呈梅花花形形布置，钢钢护护筒为永永久性性钢护筒筒，直直径2.8m，壁厚2.2ccm，长度51.7755m；西侧非非通通航孔RW022#～RW077#墩共48根桩基，直直直径φ2.0m，钢护筒筒为为永久性性钢护护筒，直直径2.3mm,长度24m～48m不等。所有有桩桩基均采采用C35海工水下下混混凝土，桩桩基基类型为为嵌岩岩桩和摩摩擦桩桩2种；具体体参参数见下下表2.1--1所示。表1.1-1桩基技术术参参数统计计表部位墩号范围桩基数量（根）桩径（cm）桩长（m）桩基类型成孔工艺主墩RZ3#32250111摩擦桩KP3500气气气举反循环钻RZ4#32250111摩擦桩引桥墩RW01#～RRRW033#2620089～99摩擦桩JKL-8冲击击击钻RW04#～RRRW077#3220026～91嵌岩桩JKL-8冲击击击钻1.2施工水水水文条件件1.2.1潮潮潮汐根据工程区域内内内各潮位位站的的观测资资料，潮潮型判别别数值值均小于0.5，在0.23～0.31之间，因因此此乐清湾湾潮汐汐属于正正规半半日潮。乐清湾是我国强强强潮海湾湾之一一，平均均最大大潮差8.099m，最高潮潮位5.277m，最低潮潮位-3.9944m，平均潮潮差5.000m，平均高高潮潮位2.877m，平均低低潮潮位-2.2288m，平均涨涨潮潮历时6小时27分，平均均落落潮历时5小时58分。1.2.2波波波浪桥址区域为我国国国每年热热带期期气旋多多发地地带，对对当地地海浪影影响较较大。乐乐清湾湾内几乎乎不受受外海浪浪影响响，外海海浪只只影响至至玉环环半岛中中部丁丁侧海角角以南南，大小小乌山山以北海海海域域的波浪浪以风风浪占绝绝对主主导。桥桥址区区在同重重现期期条件下下受N-NNNE和SSE--S向风引起起的的波浪较较大，其其西段和和东段段在300年一遇设设计计风速300年一遇高高潮潮位组合合下计计算得到到的有有效波高高为3.0m，100年一遇设设计计风速100年一遇高高潮潮位组合合下有有效波高高为2.5m。1.3工程地地地质跨越乐清湾西汊汊汊，以水水下缓缓坡为主主。上上部分布布厚层层海积淤淤泥、淤淤泥质土土等软软土，厚厚度一一般30～40m；中中下下部分布布冲洪洪积圆砾砾，夹夹海积软软黏土土透镜体体或夹夹层，钻钻孔揭揭示最大大厚度度超过800mm；下伏基基岩岩为熔结结凝灰灰岩，岩岩面起起伏大，岩岩质质较硬。小小里里程侧部部分墩墩台傍山山布置置，横向向地势势起伏极极大，地地基土均均匀性性较差。大大里里程侧桥桥台及及其之前前的一一跨桥墩墩位于于缓坡丘丘陵区区，中风风化基基岩大面面积出出露，岩岩质坚坚硬。1.4气象桥址属亚热带季季季风气候候区，具具有季节节风显显著、四四季分分明、温温暖湿湿润、雨雨量丰丰富、台台风频频发的气气候特特点。年平均气温1777.5℃，极端最最高高气温达35.0℃，极端最最低低气温-5.5℃；多年平均降水量量量15000mmm，年最大大降降雨量25000mmm，年降雨雨量量分布不不均，年年平均蒸蒸发量量12500~~13550mmm，每年冬冬、春春两季多多大雾雾；年相相对湿湿度80%。1.5风况桥址区是典型的的的季风气气候区区，秋冬冬季节节多冷空空气大大风，夏夏季及及秋初多多台风风影响，故故多多大风天天气。桥址区累年各月月月平均风风速在在2.1~~55.6mm/ss之间，年年平平均风速速玉环环为5.0mm//s。年内以10、11月风速较较大大，4~6月风速较较小小。年平平均大大风日数数为35.88d，极大风风速50.44mm/s，出现在1994年8月21日（9417号台风影影响响）。极极大风风速一般般出现现在8月份，主主要要是台风风影响响所致。1.6施工平平平台形式式桩基施工平台采采采用水上上搭设设钻孔平平台，可可选用水水上钢钢管桩承承重平平台与钢钢护筒筒承重平平台两两种形式式。二、方案简介及及及比选2.1、主墩桩桩桩基施工工平台台方案2.1.1方方方案一（钢钢管管桩承重重平台台）（1）支栈桥单孔跨径9m；；；钢管桩桩单排排2根；贝雷3组；I25工字钢间间距75cm；I12..6工字钢间间距40cm；1.2ccm厚钢板。（2）钻孔平台台采用钢管桩承重重重，在钢钢护筒筒间打设设钢管管桩，钢钢管桩桩间距纵纵桥向向5.255m，横桥向3.5m；桩顶安安装3HN66000×22000型钢承重重梁梁，再搭搭设2HN55000×22000纵向分配配梁梁，间距3.5m；利用I25横向分配配梁梁跨过钢钢护筒筒，钢护护筒为为完全独独立状状态，不不受力力；I25工字钢间间距40cm；10mm厚钢板。（3）钢护筒顶标高：+5...0m（以最高高潮潮水位不不超过过钢护筒筒顶面面为标准准）。图2.1.11钢管桩平平台台及支栈栈桥平平面布置置图图2.1.12钢管桩平平台台及支栈栈桥立立面布置置图2.1.2方方方案二（钢钢护护筒承重重平台台）（1）支栈桥单孔跨径9m；；；钢管桩桩单排排2根；贝雷3组；I25工字钢间间距75cm；I12..6工字钢间间距40cm；1.2ccm厚钢板。（2）钻孔平台台采用钢护筒焊接接接牛腿承承重；；牛腿上上铺设设2H50型钢承重重梁梁；I25工字钢间间距40cm；10mm厚钢板。（3）钢护筒顶标高：+7...2m（与平台台标标高相同同）。图2.1.21钢护筒平平台台及支栈栈桥平平面布置置图图2.1.22钢护筒平平台台及支栈栈桥立立面布置置图2.1.3方方方案比选选分析析表2.1.31主墩施工工平平台各方方案优优缺点分分析方案优点缺点方案一1、钢护筒在平平平台施工前前后后均可施施工，施施工选择择性较较多，灵灵活性性大；2、钢护筒可用用浮浮吊配合振振振动锤打打设，也也可用打打桩船船打设，施施工工方法多多；1、平台材料及及及机械投入入较较大，施施工成成本高；；2、平台搭设施施施工周期较较长长；3、桩基施工完完完成后护筒筒间间钢管桩桩拔除除回收较较困难难；4、后续钢套箱箱箱拼装平台台需需重新搭搭设，施施工较复复杂。方案二1、利用钢护筒筒筒受力，平平台台材料使使用较较少；2、施工成本低低低；3、平台搭设时时时间快，周周期期短；4、钻孔平台可可可兼做后续续钢钢套箱拼拼装平平台，平平台上上部结构构可兼兼做钢套套箱底底板。1、桩基钢护筒筒筒参与受力力，改改变桩基基受力力；2、平台只能在在钢钢护筒打设设设完成后后施工工；综合考虑施工成成成本、工工期及及后续钢钢套箱箱施工等等因素素，采用用钢护护筒承重重平台台（方案案二）作作为主墩墩桩基基钻孔平平台。2.2西侧引引引桥墩桩桩基施施工平台台方案案2.2.1方方方案一（钢钢管管桩承重重平台台）（1）支栈桥单孔跨径9m；；；钢管桩桩单排排2根；贝雷3组；I25工字钢间间距75cm；I12..6工字钢间间距40cm；1.2ccm厚钢板。（2）钻孔平台台采用钢管桩承重重重，最大大跨径径9m，单排3根；利用用贝贝雷跨过过钢护护筒，钢钢护筒筒为完全全独立立状态，不不受受力；I25工字钢间间距37.55ccm；1.2ccm厚钢板。（3）钢护筒顶标高：+5...0m（以最高高潮潮水位不不超过过钢护筒筒顶面面为标准准）。图2.2.11钢管桩平平台台及支栈栈桥平平面布置置图图2.2.12钢管桩平平台台及支栈栈桥立立面布置置图2.2.2方方方案二（钢钢护护筒承重重平台台）（1）钻孔平台台采用钢护筒焊接接接牛腿承承重（左左右幅中中间增增设2根钢管桩桩）；；牛腿上上铺设设2H50型钢；I25工字钢间间距40cm；10mm厚钢板。（2）钢护筒顶标高：+7...2m（与平台台标标高相同同）。图2.2.21钢护筒平平台台平面布布置图图图2.2.21钢护筒平平台台立面布布置图图2.2.3方方方案比选选分析析表2.2.31西侧引桥桥墩墩钻孔平平台各各方案优优缺点点分析方案优点缺点方案一1、后续桩基施施施工作业面面大大，钢护护筒在在平台施施工前前后均可可施工工；2、钢护筒可用用浮浮吊配合振振振动锤打打设，也也可用打打桩船船打设，施施工工方法多多；1、平台材料及及及机械投入入较较大，施施工成成本高；；2、平台搭设施施施工周期较较长长；方案二1、利用钢护筒筒筒受力，平平台台材料量量较少少；2、施工成本低低低；3、平台搭设时时时间快，周周期期短；1、桩基钢护筒筒筒参与受力力，改改变桩基基受力力；2、平台只能在在钢钢护筒打设设设完成后后施工工；3、施工作业面面较较小，后续续续桩基施施工时时间相对对较长长；乐清湾2号桥西西西侧非通通航孔孔桥后续续桩基基施工工工期及及承台施施工较较富余，综综合合考虑平平台的的材料投投入与与施工成成本等等因素，采采用用钢护筒筒承重重平台（方方案案二）作作为桩桩基施工工平台台。三、平台设计3.1设计荷荷荷载（1）KP355000型气举举反循环环钻荷荷载：整机机自自重1100t，考虑1.22冲击系数数；；（2）80t履带带吊荷载载：自重70t+吊重30t==1100t，考虑侧侧吊吊偏载120t；（3）10m33混混凝土搅拌拌拌运输车车荷载载：自重重加混混凝土重40t；（4）公路一级级车车辆荷载；；；其中以80ttt履带吊偏偏载载时为最最不利利荷载，为为平平台及支支栈桥桥设计的的主要要荷载。3.2主墩桩桩桩基施工工平台台结构形形式主墩施工平台包包包括扩展展平台台、支栈栈桥及及钻孔平平台。其中RZ4#主主墩墩扩展平台台台宽16..448m，长33.00m，基础采采用Φ800×88mm钢管桩桩，钢钢管桩横横桥向向间距6.0m，顺桥向向间间距9m，平联采采用用直径φ=2733mmm厚度δ=6mm钢管管，钢钢管桩顶顶设双双拼HN500×2200型钢承承重重梁，承承重梁梁顶上采采用5组321型单单层层贝雷梁梁，两两片贝雷雷间距距90cm为一组，贝贝贝雷梁组组间距距210ccm，贝雷梁梁上上横向分分配梁梁采用I2255a工字钢钢，中中心间距距为150ccmm,I2255a工字钢钢分分配梁顶顶部设设I12..66工字钢纵纵向向分配梁梁，中中心间距30cm，面板采采用1cm厚钢板，结结结构布置置如下下图所示示。图3.2-1主墩扩展展平平台平面面布置置图主墩支栈桥沿纵纵纵桥向双双侧布布置。宽8m，长66m，跨径布置置为6×9mm++2×66m，结构由由上上往下依依次为为1.0ccm厚花纹钢钢板板，I12.6工字钢，间间间距30cm，I25a工字钢，间间间距150ccm，横向贝贝雷雷梁，贝贝雷组组间距180ccm，双拼HN5000承重梁，基基基础为φ800×88mm和φ1000×8mm钢管桩桩，平联联为直径φ=2733mmm，厚度δ=6mm的钢钢管管，结构布布置置如下图所所示示。图3.2-2主墩支栈栈桥桥平面布布置图图主墩钻孔平台采采采用钢护护筒焊焊接牛腿腿承重重，单根根钢护护筒横桥桥向对对称焊接2个钢牛腿腿，32根钢护筒筒共共焊接64个牛腿，牛牛牛腿顶面面标高高+6.4444m。牛腿上上搭搭设2HN55000×22000型钢承重重梁梁，牛腿间间型型钢纵桥桥向跨跨径525ccm，承重梁梁两两端搭设设在钢钢管桩顶顶的横横向2HN55000×22000型钢上，间间间距580ccm。承重梁上上铺铺设I25分配梁，间间间距40cm。分配梁梁顶顶为10mm厚钢板。图3.2-3主墩钻孔孔平平台平面面布置置图钢护筒牛腿放置置置于钢护护筒两两侧并与与之焊焊接牢固固，钢钢护筒壁壁厚为为18mmm,采用双面面焊焊，焊脚脚高度度不小于8mm。根据最最不不利工况况（80t履带吊横横桥桥向作业业，一一侧重心心正好好位为牛牛腿重重心，牛牛腿重重心到钢钢护筒筒的距离离为0.355m）计算可可得得：单个个牛腿腿所受集集中力力为618..221kN。每牛腿设4块劲板+垫板，均均采采用1.2ccm厚钢板，每每每块劲板板长60cm，与护筒筒壁壁采用双面面焊焊，焊缝缝宽度度不小于10mm，焊缝长长度60cm。图3.2-4钢护筒牛牛腿腿3.3西侧引引引桥墩桩桩基施施工平台台结构构形式引桥墩平台外部部部轮廓尺尺寸为为27.5555×100m，结构从从下下到上依依次为为：基础础采用用Φ800×88mm钢管桩桩和Φ23000××18mmm钢护筒，平平平联采用用直径径φ=2733mmm，厚度δ=6mm钢管管，钢钢管桩顶顶或钢钢护筒牛牛腿上上设置双双拼HHN5000××200型钢横横梁梁上，横横梁顶顶顺桥向向布置置I25aa工字字钢分配配梁，间间距为40cmm,钻孔平台台面面板采用10mm厚钢板。引桥墩钻孔平台台台钢护筒筒牛腿腿分上下下两层层布置，上上层层钢护筒筒牛腿腿顶面标标高+6.4444m，下层牛牛腿腿顶面标标高+5.9944m。下层牛牛腿腿布置在在横桥桥向护筒筒外侧侧，以达达到加加宽平台台的目目的。牛牛腿结结构形式式与主主墩牛腿腿相同同。图3.3-1引桥钻孔孔平平台平面面布置置图桩基施工时平台台台为一体体。当当承台施施工时时，平台台以中中间双排排钢管管桩为基基准进进行左右右幅分分离。先先拆除除左幅平平台（远远离栈桥桥侧），施施施工左幅幅承台台，此时时可将将临时材材料与与机械存存放在在右幅平平台。待待左幅承承台施施工完成成后，进进行右幅幅平台台拆除及及右幅幅承台施施工。四、施工工艺4.1主墩桩桩桩基平台台施工工工艺4.1.1支支支栈桥及及扩展展平台施施工（1）施工工艺艺：：测量放样→插打打打钢管桩→安装桩间间平平联→安装桩顶顶承承重梁→安装贝雷雷梁→安装分配配梁→安装面板→安装栏杆杆及及其他安安全设设施→进入下一一循循环。（2）钢管桩施施工工：钢管桩采用Q22235钢板在专专业业钢结构构加工工厂制作作，规规格为φ800××88mm，加工长长度度为12m，接桩工工作作在现场场进行行。采用用焊接接接头，避避免免接头处处于局局部冲刷刷线附附近。钢钢管的的连接采采用电电焊对接接，焊焊缝型式式为V字型坡口口焊焊，焊缝缝高度度应高出出钢管管面2mm，焊缝宽宽度度不小于2倍的钢管管壁壁厚。对对接焊焊缝的外外侧沿沿四周加加焊8块加劲块块，加加劲块钢钢板的的厚度不不小于于钢管壁壁厚，长长度不小小于200mmm，宽度不不小小于100mmm，加劲块块与与钢管满满焊连连接。钢钢管桩桩构件运运输，利利用平板板车或或浮吊运运至施施工现场场，在在运输过过程中中应固定定好，防防止滑落落发生生事故。图4.1.11钢管桩打打设设（3）平联施工工：：平台采用Φ27773×66mmm钢管，平平联联底标高高为+1.8855m。平联施施工工选在低低平潮潮时进行行，平平联露出出水面面，便于于吊装装焊接作作业，采采用80t履带吊装装置置进行平平联施施工。图4.1.12平联施工工（4）桩顶承重重梁梁及贝雷梁梁梁安装：：2H500×22200承重梁沿沿桥桥纵轴线线方向向布置，结结合合钢管桩桩偏位位情况及及起重重机械能能力，采采用整体体安装装或者分分节安安装好后后用电电焊联结结成整整体。贝贝雷梁梁根据桩桩位间间距由测测量放放样确定定位置置，根据据运输输能力及及起重重能力的的要求求在后场场拼装装成6m或9m一段，用用平平板车运运到墩墩位处进进行拼拼装。履履带吊吊车首先先安装装一组贝贝雷，准准确就位位后先先牢固捆捆绑在在横梁上上，然然后焊接接限位位器，再再安装装另一组组贝雷雷，同时时与安安装好的的一组组贝雷用用型钢钢和自制制花架架进行连连接。依依此类推推完成成该节贝贝雷梁梁的安装装。图4.1.13贝雷梁施施工工（5）分配梁安安装装：在贝雷梁安装完完完成后，安安装装I25a顺桥向分分配配梁、I12..6横桥向分分配配梁。采采用履履带吊进进行型型钢分配配梁的的安装，履履带带吊按设设计间间距安装I25a横梁，并并用U型卡固定定好好。I25a横梁的支支点点必须放放在贝贝雷梁竖竖弦杆杆或菱形形弦杆杆的支点点位置置，以满满足受受力要求求。平平台纵梁I12..66按设计间间距30cm安放,吊装到位位后后与I25a横梁接触触点点焊接成成整体体，焊缝缝厚度度满足设设计要要求。图4.1.14分配梁施施工工（6）面板系安安装装：I12.6横桥桥桥向分配配梁铺铺设好后后安装装10mm厚面板，然然然后安装装外围围栏杆等等附属属设施。面面板板与纵梁梁接角角点均要要满焊焊，焊缝缝质量量要满足足要求求，每块块面板板间横缝缝设置置2cm的伸缩缝缝，纵纵缝设置15cm的伸缩缝缝，用用于防止止因温温度变化化而引引起翘曲曲起伏伏。4.1.2钻钻钻孔平台台施工工（1）钢护筒打打设设：钢护筒沉入采用用用打桩船船施工工。施工工流程程为：打打桩船船移船→吊点连接→起桩→移船、立立桩→套替打→测量定位→插桩→锤击沉桩桩。使用全站仪从不不不同方位位对钢钢护筒平平面位位置与垂垂直度度进行复复测，辅辅助“海上打桩GPS--RRTK定位系统”精确定位位钢钢护筒。确确保