水中基础承台施工方案.doc

水中基础承台施工方案
一、概况
郑西铁路客运专线KHZQ11标灞河特大桥和渭河特大桥主要跨越灞河、沣河和渭河，其中灞河特大桥跨越灞河河堤及主河槽时采用（32.7+48+32.7）m、（1-32＋1-24＋10-32）m和（40.8+64+40.8）m连续梁；渭河特大桥跨越沣河河堤及主河槽时采用2×（32.7+48+48+32.7）m连续梁，跨越渭河河堤及主河槽时采用（75.85+120+75.85）m、2×（75.85+120+120+75.85）m和（75.85+120+75.85）m连续梁。
1、地形地貌及水文地质情况
（1）灞河
桥址处灞河上游400m左右为1号橡胶坝，下游约2km左右为0号橡胶坝，坝址接近灞河、渭河交汇处；灞河断面为U形断面，两侧大堤顶宽为：6m（绿地）＋8m（水泥路面）＋6m（绿地）, 大堤顶高出地面13m左右，边坡系数1：2，中间修建有5.5m的平台。桥址处纵断面图见附图1。
水文：灞河为季节性河流，河床平均比降1‰左右，平时流量较小，水质清澈，汛期时，水流凶猛而急速，为时甚短，洪水陡涨陡落，洪水期间，水流含沙量大；灞河洪水补给主要为暴雨，汛期为7～9月份，径流量占33％左右；Q1％＝3300m，H1％＝367.79m，常年水深2～4m。场地地下水主要为第四系潜水，地下水埋深：灞河河漫滩1～3m，灞河两岸一级阶地10～12m。
地质：灞河内10m以上为松散的粉细砂、中砂。
（2）沣河
沣河为常年流水河流，水位随季节涨落，两侧防洪堤高5m左右，桥址处沣河中河草茂密，部分河段有较大灌木，由于河道取砂现象严重，河槽凹凸不平，河床变化剧烈，河堤防洪标准为五十年一遇洪水，桥址处沣河流量采用Q1％＝1850m3/s。桥址处纵断面图见附图2。

（3）渭河
桥址处属渭河下游，上游主河槽距离陇海铁路桥约350m，下游距渭河沣河交汇处2.5km左右，流量采用 Q1％＝9920m3/s。
桥址处渭河两岸修建有防洪大堤：左侧为耕地，顶宽5m，防洪标准为五十年一遇洪水；右侧紧临市区，顶宽不小于10m，防洪标准为一百年一遇洪水。桥址处纵断面图见附图3。

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2、基础、承台设计情况
（1）灞河
连续梁跨：主墩桩基设计为3×4＝12根，边墩设计为3×3=9根，桩长36～63m；承台厚度均为3m；
简支梁跨：桩基设计为3排共8根，桩长约50m；承台厚度均为2.5m。
（2）沣河
连续梁跨：主墩桩基设计为3×3＝9根，边墩设计为3×2+2=8根，桩长48～56m；承台厚度均为2.5m；
简支梁跨：桩基设计为3排共8根，桩长约48m；承台厚度均为2.5m。
（3）渭河
连续梁跨：主墩桩基设计为4×5＝20根，边墩设计为3×5=15根，桩长48～75m；承台厚度均为4m；
简支梁跨：桩基设计为3×3=9根，桩长48～60m；承台厚度均为2.5m。
二、总体施工方案
水中桩基础采用草袋围堰筑岛施工，筑岛的大小、标高要和施工便桥、钻孔设备、吊装设备等相匹配；桩长55m以下的桩基采用旋挖钻机钻孔，桩长55m以上的桩基采用回旋钻机钻孔；钢筋笼在堤坝外绑扎成型，炮车运输，吊车安装；在河滩上设置泥浆循环系统；
主河槽内承台采用钢板桩或钢筋混凝土围堰施工，河滩地段承台采用木板桩或型钢打入桩施工；采用泥沙泵配合开挖，主河槽内承台开挖后先进行混凝土封底，封底厚度为0.5～1.0m，然后绑扎钢筋，浇注砼，对大体积承台采取冷却降温措施；河滩地段承台开挖后，设置积水井集中排水，然后铺设垫层、绑扎钢筋、浇注砼；
混凝土采用集中拌合站拌合，罐车运输，河滩地段桩基和承台采用输送泵直接浇注，主河槽内桩基和承台通过施工便桥埋设泵管到浇筑地点。
三、桩基础施工方案
1、围堰类型
主河槽采用草袋围堰筑岛，河滩地段采用土围堰筑岛。
2、围堰结构、尺寸及标高
渭河常水位标高为379.65m，计划渭河主河槽中的桥墩基础在汛期前完成，所以确定围堰顶标高高出常水位0.5m，标高定为380.15m； 围堰外侧采用草袋堆码，中间填筑粘土，围堰顶面尺寸为20×30m。土袋上、下层和内、外层应相互错缝，堰顶宽1～2m，迎水面坡度1:1.5，背水面边坡1:1，内侧边坡1:0.5～1:0.2。
3、围堰施工方案
修筑围堰前，先将河床杂质土和透水性较强的土用挖泥船挖除，用草袋或编织带装土七分满，堆码在两边，中间填粘土。
水中堆码草袋可用钢筋焊制铁钩，将草袋送入水中，尽量错缝堆码，草袋间填土可人工用手推车从施工便桥斜向向水中送土至高出水面，逐渐向前推进。围堰修好后，进行抽水，检验围堰漏水情况，开始抽水速度要慢，使其逐渐承受水压力完成预变形，防止抽水过快围堰坍塌。抽水后，堰内填土筑岛，与围堰平齐。
4、钻机选型、数量
渭河中共有桩基40根，长度均为75m以上，根据地层与长度情况，计划采用 QZ1500型的回旋钻机2台。
施工顺序：两个墩同时施工。每个墩桩基施工顺序如下图。

5、泥浆的制备、循环、沉淀及排放
渭河主河槽中有两个墩（即455＃和456＃墩），其中455＃距东边河岸约90m，456＃墩距西边河岸约60m，施工桩基时，在河两岸设置泥浆拌制、循环、沉淀池，沉淀后将沉渣运到指定地点排放。每个桩基配两台泥浆泵。
6、钢筋笼运输、吊装
钢筋笼在河堤外分节加工，炮车运输，吊车在施工便桥平台上吊装钢筋笼，钢筋笼现场焊接。
7、混凝土的运输、灌注
混凝土在4＃拌合站拌合，罐车运输，通过设在施工便桥平台上的混凝土输送泵进行水下混凝土灌注。
四、承台施工方案
（一）钢板桩
1、围堰结构、尺寸及标高
钢板桩围堰尺寸为平面尺寸为16.6 m×20.6 m =342m2，钢板桩型号为：德国拉森Larssen-III型，单根钢板桩长为9米，宽为0.6米。钢板桩插打时顶标高为381.00m，底标高为372.00m。钢板桩围堰比承台四周扩大一米，在承台顶面以上设型钢内支撑。
2、钢板桩围堰施工方案
（1）钢板桩的选用
根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用的拉森Ⅲ型钢板桩，拉森Ⅲ型钢板桩宽度适中，抗弯性能好，其主要技术参数为：W=1600cm3，g=6 0kg/m，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度9～12M长，要求钢板桩入土深度达桩长0 .5倍以上。
（2）打桩设备
投入钢板桩打拔桩机2台用于施工。打拔桩机为挖掘机（KATO1250）加振动锤改装而成 ，振动锤为日本产NPK－HP－7SXB型，激振力200kN。
3、承台基坑开挖方案
开挖采用高压水枪配合泥浆泵吸泥至设计标高。土方开挖应分层分区连续施工，并对称开挖，土方开挖至板桩顶以下1米处，进行围囹支撑施工。（共设两道围囹支撑）围囹的安装随着抽水的深度逐层实施。
4、封底
封底施工前基坑底应平整，设集水坑，排出基坑内积水。然后浇筑C20混凝土封底，厚度为0.5～1m。
5、钢筋工程
承台基坑封底施工完成后。钢筋绑扎应在底层砼达到设计强度75%后进行。在底层面上弹出钢筋的外围轮廓线，并用油漆标出每根钢筋的平面位置。承台钢筋在钢筋加工厂集中加工，现场进行绑扎，底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固；搭设钢管架绑扎、定好上层承台钢筋和预埋于承台内的墩身钢筋。
6、混凝土的运输、灌注
混凝土在4＃拌合站拌合，罐车运输，通过设在施工便桥平台上的混凝土输送泵进行混凝土灌注。
7、混凝土养生
在混凝土浇注完成并初凝后，予以洒水养护，保证混凝土表面经常处于湿润状态为准，养生期应符合规范要求。在混凝土表面盖上保持湿润的塑料薄膜等能延续保持湿润的材料，养护用水及材料不能使混凝土产生不良质量影响。
8、大体积混凝土冷却降温措施
承台尺寸为14.6m×18.6m，承台厚4.0m，混凝土方量1086m3。由于承台直径较大，在混凝土的凝结过程产生水化热，易造成承台混凝土表面温度裂缝，导致抗氯离子渗透能力减弱，影响结构安全和混凝土的美观。在施工过程中采取在承台内部埋设降温管路施工工艺，通过循环水以达到降温防裂目的。
冷却水管路的布设：上、下两层降温循环回路，两层间距1．10 m，每个回路水平回转间距按0．85 m布设。
冷却水管路的固定：上层冷却水管路采用 8钩固定，下层管路采用 l6钢筋支架，吊钩和钢筋支架间距暂按2．0 m布置。为避免水平移动，利用钢管脚手进行固定。浇注混凝土后拔除。混凝土浇注时避免混凝土直接冲击上层钢筋和冷却水管路，防止变形。
冷却降温：混凝土灌注完成后对混凝土采用草栅覆盖。并在24 h后开始间隔2—3 h通过测温管测量混凝土内部温度，并随时做好记录。当混凝土温度达到25℃以上时开始采用自来水循环冷却降温。循环降温可采用小型离心泵配合助力循环。当循环储水池水温超过20℃时，需及时更换循环水。