桥梁围堰排水地基处理施工方案最终版

'33 目录一、工程概况3二、施工部署4三、地基处理及排水方案51、抽水52、钻孔桩施工平台挤淤回填53、墩区间挤淤换填（附图一~四）6四、现浇箱梁支架方案比较6五、泄洪槽施工11六、导流管支架基础加固施工12七、施工进度计划13八、发生的工作量初步统计13附图一：民德桥桥墩钻孔桩工作平台布置图（第一阶段）16附图二：民德桥桥下淤泥清理示意图（第二阶段）17附图三：滕王阁桥桥墩钻孔桩工作平台布置图（第一阶段）18附图四：滕王阁桥桥下淤泥清理示意图（第二阶段）19附图五：工作平台断面示意图20附图六：民德桥与滕王阁桥河床纵断图示意图21附图七：民德桥与滕王阁桥桥梁支架地基处理纵断图示意图22附图八：民德桥桥梁复合地基布桩平面示意图23附图九：滕王阁桥梁复合地基布桩平面示意图24附图十：民德桥梁支架地基处理断面图25附图十一：滕王阁桥梁支架地基处理断面26附图十二：台阶处理大样图27附图十三：泄洪槽平面布置图28附图十四：桥下DN2000导流管加固断面示意图29附图十五：民德桥贝雷桁架横断图（方案对比）30附图十六：民德桥贝雷桁架基础平面布置图（方案对比）31附图十七：民德桥贝雷桁架纵断布置图（方案对比）3233 桥梁围堰排水地基处理施工方案一、工程概况南昌市沿江北大道与沿江中大道连通工程，民德桥梁与滕王阁桥梁工程。其中民德桥为5跨预应力变截面连续箱梁，有4个水中承台，钻孔灌注桩为1.0m的桩径，4个水中承台共有钻孔桩32根；滕王阁桥分左右两幅设置，为钢筋混凝土连续箱梁结构，其水中承台共有3个，钻孔灌注桩为1.5m的桩径共12根。水中承台采用围堰抽水方法施工，按施工方案实施南北两侧围堰于12月1日全部合拢，为保护抚河内景观船只而增设的围堰于12月13日合拢，并于12月14日开始采用4台6寸水泵进行围堰内强排水，于12月17日基本排除围堰内积水后对围堰内淤泥顶标高及深度进行实测实量（详见后附图六）。根据现场实测民德桥纵向须清淤长度为115m，其1号桥墩处淤泥面标高11.80m，淤泥底标高5.30m；2号墩桥墩处淤泥面标高为11.68m，淤泥底标高5.18m；3号墩淤泥面标高11.63m，淤泥底标高4.63m；4号墩淤泥面标高11.73m，淤泥底标高5.72m。滕王阁桥纵向须清淤长度约80m，其1号桥墩处淤泥面标高13.12m，淤泥底标高5.92m；2号墩处淤泥面标高为12.76m，淤泥底标高5.36m；3号墩淤泥面标高13.09m，淤泥标高5.79m。下游泄水后围堰内水位标高为13m，蓄水量较大，根据现场实测围堰内水面长度为278m，平均宽度为90m，平均深度按2.5m计，约62550立方米水量。33 二、施工部署两座桥梁桥墩钻孔灌注桩施工平台，均采用填砂挤於形成，采用重型机械分层压实后，埋设钢护筒。因工期紧张，现浇箱梁支架要同时考虑稳固、快速、成本低等因素，因地制宜制定支架方案，有2个方案可供选择：一是采用少桩贝雷梁支架方案；二是采用满堂填砂与打设木桩形成复合地基加固的满堂支架方案。1、挤淤回填安排现围堰施工已完成，下游泄水后水位标高为13m，围堰内蓄水量较大，将采用大功率抽水泵排水，考虑到河床内淤泥河床较深、淤泥较厚对工期带来不利影响，对此我方将清淤工作分成二个阶段来施工：第一阶段边排水边在桥墩桩位填砂挤淤筑岛方式形成钻孔桩施工平台；第二阶段对墩区间进行再采用挤淤换填。换填材料考虑到市容管理部门对土方车辆的限制，大块石及建筑旧料来源有限，故采用中粗砂换填为主。2、泄水槽设置由于抚河汇水面积较大（40平方公里），考虑到强降雨天气时，引起水位迅速上涨。根据现场情况在船只围堰与桥中间设置泄管与泄洪槽，在滕王阁桥下支架基础上同样设置泄洪槽，并且在便道边增设一座排水坑，设置5~6台抽水机进行强排水。3、打桩加固布置打桩采用直径为200mm的桐木桩，按7.5m桩长设置，33 打入地下砂砾石层。平面桩布置基本按2m*2m方格网布置，具体根据现场范围按施工图沿腹板投影轴线每2m设置一根桩，腹板与腹板之间再设一排桩进行加密，并且在桥边缘线外2米也增设一排桩，间距同样按2米布置。（见附图八、九）三、地基处理及排水方案1、抽水围堰内采用4台NL150-16型（6寸口径）功率为22KW浮球式泥浆泵，放置水中向附近解压井及围堰外同时进行抽水，另2台功率为22KW的固定式抽水机作防汛备用。2、钻孔桩施工平台挤淤回填由于施工工期十分紧迫，而清淤工作量又十分巨大，为加快施工进度，民德桥4个水中承台、桩基施工平台采用黄砂挤淤法施工，即先用挖机挖除部分淤泥，然后填筑粗黄砂并用挖机斗夯实，以尽可能将底部的淤泥用黄沙置换出来，这样一步一步往前推进。施工平台顶宽按10m设置，顶标高比现淤泥面高出50cm，边坡按1：3设置（见附图五）。待平台形成后进行钻孔灌注桩施工时再用同样的方法处理两平台的之间的淤泥。滕王阁桥因考虑桥长及跨径较小，将采用全断面挤淤法施工，其他施工方法同上。钻孔桩护筒采用钢护筒，壁厚为5mm，直径为D1.2m、1.7m，护筒应埋入硬土1m以上，约7m左右（由于深度过深，钻孔桩混凝土浇筑以后钢护无法拔出再利用）。33 根据工程图纸，在施工现场精确测放出实际桩位，并申请现场监理工程师复核（桩位允许偏差应不大于±10mm）。然后将护筒竖起，采用振动装置将护筒打入地下直至硬土。3、墩区间挤淤换填（附图一~四）由于河床底淤泥过厚，性质较稀烂，机械无法进行就地清淤工作，因此在桥墩工作平台形成后，每桥墩间采用中粗砂挤淤回填向前推进，由围堰处开始进行，再安排一部挖掘机将挤出来的淤泥往外清出，填筑时采用6—8t压路机进行来回往复碾压至密实。滕王阁桥清淤同民德桥相似。民德桥北侧待黄沙挤淤厚由新洲路西向东采用大石块进行抛填挤淤，按修便道的方式进行将黄砂边缘的淤泥向北侧挤压，减少淤泥对桥下黄砂基础的影响。其填筑宽度为10米，作为施工便道使用（由于南侧船只围堰在桥梁施工时被挖除，以及材料进出等因素，故无法作为便道）。由于驳岸与河床高差较高，故与便道连接处采用10%坡度设置，河中便道高度应高出淤泥面，设为12m标高。滕王阁桥南侧待黄砂填筑至桥边缘线后也采用大石块进行抛填挤淤，将淤泥挡出影响区域，其宽度按为5米设置。（见附图二、四）四、现浇箱梁支架方案比较1、少桩贝雷梁支架方案（以民德桥为例）①平面布置：（见附图十六、十七）33 跨桥墩间的支架采用双叠贝雷桁架跨越支撑，每1.2m设置一道，上部按支架排距采用槽型16#槽钢平放于桁架上，将其联体进行支撑。桁架支端为C30钢筋混凝土梁台设置，长约28米，宽80cm厚度为80cm，支端梁下按4米间距设一排钻孔灌注桩，其桩径为Ф600内设16根Φ18钢筋笼（桩内含Φ18架筋、Φ8螺旋筋），桩底需打入强分化4m以上。（具体布置见附图十五、十六、十七）②造价（初步统计）Ф600钻孔灌注桩：长11*7根*6排=462米*700元=343400元支端梁C30砼：28*0.8*0.8*6=107.6m3*500=53760元非应力钢筋：（7*6*1+6*8）*6000=540000元槽钢及桁架：约800000元所需费用（民德桥）：约200多万由于造价过高故不在考虑此贝雷桁架具体方案。2、填砂+木桩地基满堂支架方案1)平面布置及测量：黄砂填筑完一定高度后，再次采用压路机碾压密实（或灌水密实法）至预定标高，如民德桥2号与3号墩间黄砂面预定标高为11.8m(见附图七、八、九)。再根据桥梁设计施工图，由仪器在现场定出桥梁每道腹板及桥墩轴线投影位置，采用线绳及毛竹片按每2m进行布桩，腹板轴线桩与轴线桩之间再加密一排（具体布置见附图八、九），桥两侧边缘线外2m处同样按2m布一排桩。当遇到桥墩承台时将布置桩移至承台边。由于桥墩处梁板荷载较大，故对该区进行加密（布置见附图），民德桥共需要桐木桩（桩径Φ200长7.5m）888根，滕王阁桥需要桐木桩（桩径Φ200长7.5m）521根。33 民德桥0号桥台与1号墩以及4号墩与5号桥台之间，部分考虑施工需要现采用大石块挤淤的方式处理。滕王阁桥桥台附近同民德桥。2)、材料选用及制作：木桩采用桩径为150mm~200mm桐木桩，桩长要7.5m以上，选用节疤少、无腐蚀空心、大小头径相差较小、桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、装木1米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材。桩顶应锯平并垂直于桩的轴线。为防止打桩时桩头劈裂，桩顶一般须配戴铁制桩箍，其厚度8-10mm，宽度50mm左右桩箍上径略小于下径，便于安装和卸下。桩尖应削成三棱或四棱锥形，其尖端应在桩轴线上，桩尖长度根据地质面定，较硬土层桩尖长度为桩径1.5-2倍，端部制成钝尖。3）、施工方法及注意事项：①、打桩前先将下端内径略大於桩径之钢制桩帽套入桩头内，以避免因打桩时之转动扭力损坏桩身。当无桩套时应放置硬木垫或粗麻绳组成之桩垫以防桩头被打裂。②、根据现场条件打桩可以采用挖掘机设备，打桩前采用人工配合机械先将木桩竖立至桩位，由人工扶住木桩然后将挖掘机斗缓缓放至桩帽上，并校准桩身的垂直度然后慢慢送入地下。插桩过程中每进入一段由专人指挥让挖掘机斗进行调整桩身。当打到硬层时由挖掘机对桩头使劲锤击或压桩方法进行，将木桩牢牢打入硬层。③、打桩过程中，如遇坚硬地层或触及地下障碍物时，可以移至附件进行打桩避开障碍物，或截桩、移位再加打木桩的方法处理。④、木桩打至规定深度后，应将桩头打毛，并将打破部分采用手锯33 予以水平截齐，使桩顶在规定高程处。木桩长度应足够长，最好不必要做接桩处理。4）、面层硬化处理：①待打桩完成后由仪器定出预先设定的的桩顶标高，将高出部分的木桩进行切除工作。（如民德桥2号与3号墩间的桩顶预定标高为12m）然后对黄砂面进行人工整平，铺填20cm厚的砾石砂或碎石作为垫层，先用挖掘机将填料进行翻送摊铺再平整，并用压路机稳压一遍；再由人工细平：高的地方，铲除突出部分，且对表面进行翻松处理；低的地方，先翻松，然后用填料补平，最后用压路机由两侧向中间进行成型碾压，压至无明显轮迹为止。②最后在垫层上整体铺设两层Φ12@200双向钢筋网片，浇筑20cm厚的C25混凝土，浇筑时必须确保混凝土面的平整度和密实度，保证立杆同基础面接触平整稳固；考虑到排水问题将砼面按1%坡度设置，并且在基础两侧各设一道排水沟，流向泄洪槽内，沟内与边坡采用10cmC25砼进行加固，避免雨水对地基下造成流失现象危害整体稳定。（见附图十、十一、十二）5）、复合地基承载力验算：依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)5.3桩基沉降计算。A.参数信息上部结构传至基础顶面的竖向力F=72000kN；基底以上填土的平均重度=20kN/m3；基础与填土的平均重度0=17kN/m3；基底截面长度l=30m；基底截面宽度b=12m；　基础埋深Hd=0m；总桩数量N=90；桩长L=7.5m；建筑桩基重要性系数1=1；33 桩群边缘矩形面积的长A0=30m；桩群边缘矩形面积的宽B0=12m；桩端硬持力层压力扩散角θ=15(度)；矩形布桩时的短边布桩数nb=6；桩基沉降计算经验系数φ=1；桩截面为圆形，桩直径d=.1m；基底处地基承载力特征值fak=5kPa；计算土层厚度h0=40m。土层参数：─────────────────────────────────────────序号层土厚度hi(m)重度i(kN/m3)桩侧阻qsaik(kPa)压缩模量Ei(MPa)─────────────────────────────────────────1713102─────────────────────────────────────────22189520─────────────────────────────────────────30.8197030000─────────────────────────────────────────430197030000─────────────────────────────────────────B.沉降计算1.基底平均附加压力P0计算:\基础与填土的总重量G=17×30.000×12.000×(0+7.5)=45900.00kN；基底的平均压力P=(72000+45900.000)/(30.000×12.000)=327.50kN/m2；基底处的土中自重压力P1=20×(0+7.5)=150.00kN/m2；基底平均附加压力P0=327.50-150.00=177.50kN/m2。2.分层地基变形量计算:────────────────────────────────────z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)────────────────────────────────────1.504×0.24991.49931.499320.00154.50273.92────────────────────────────────────2.304×0.24982.29820.799030000.00169.70261.41────────────────────────────────────32.304×0.175622.685120.386930000.00739.7077.95σz/σc=0.105≤0.2,所以本层土已满足要求!────────────────────────────────────注：①表中　Z1=zi×ai,Z2=zi×ai-zi-1×ai-1。②表中　土的自重应力：③表中　土的自重应力z:33 3.地基最终变形量计算:最终沉降计算公式如下:其中nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=6。C0,C1,C2──根据群桩不同距径比Sa/d=8.367,长径比L/d=75.000,及基础长宽比Lc/Bc=14.286由规范附录H查得：C0=0.188C1=1.656C2=5.598经计算桩等效系数:e=0.188+(6-1)/[1.656×(6-1)+5.598]=0.548。桩最终沉降量:s=4×1×0.548×177.500×0.076=29.456mm。桩基单桩承载力由桩基承载静载实验结果得出。五、泄洪槽施工1、待黄砂换填以后，在民德桥船只围堰上及桥下施工便道处各预埋1根DN1500钢筋砼管，由于管顶覆土较少，故采用C30砼Φ20@200钢筋双向网片全包封；进水口处理同南侧围堰DN2000导流管，管口平台上采用编制袋装土（粘性黄土）筑坝形式来控制船只水位。（见下附图）2、泄洪槽设置：在对地基进行打木桩加固完成后，沿地基上横向开槽（见附图十三所示），其宽度为3m高度为1.0米，槽面上露出的木桩进行截桩处理，与支架地基一同采用20cmC20砼垫层+20cmC30砼（内置Φ12@200双层双向钢筋网片）进行加固；滕王阁桥下同民德桥横向开槽，槽宽3m，槽深按1.5m设置。33 3、强排集水坑：在支架泄洪槽北端增设一座集水坑，收集泄洪槽内流过来的水进行抽排（小水时由小水泵抽出）。并且安放5~6台22KW大型抽水泵(泵流量每小时250立方米)作强排水备用，预防汛期时对桥梁支架造成严重危害。集水坑长为10m，宽5m，深度为桥下地坪下4m，四面墙厚设置为25cmC25砼，并且设置双层Φ16@200双向钢筋网片进行加固。民德桥与滕王阁桥泄洪槽均向北设置纵坡，流向集水坑内向围堰抽排水。（见附图十三）六、导流管支架基础加固施工33 现浇箱梁满堂支架在DN2000导流管位置基础加固方案，经多方案对比分析，采用外包管基础形式。民德路桥与滕王阁桥因前期便道施工，导流管基础发生不同程度的沉降，引起管节口微量漏水，采用外包管基础好处，重新对导流管基础进行加固，并能克服管节渗漏水对地基承载力的影响。如附图十四所示，采用基础、顶及墙体均采用C30砼包封，并设置双层Ф16@200双向钢筋。七、施工进度计划12月25日完成打桩平台挤淤回填1月15日前完成完成打桩加固。八、发生的工作量初步统计1、抽水：（内容：6台22KW泥浆泵设备，电缆线等）:62550m32、挖淤泥：（内容：1m3反铲挖掘机挖除，先围堰内储存，桥梁施工结束后统一外运）（该项为造价比对，假定需挖淤泥及外运的造价）民德桥：115*(11.80+11.68+11.63+11.73-5.3-5.18-4.63-5.72)/4*36.5=27294.2立方米滕王桥：80*(13.12+12.76+13.09-5.92-5.36-5.79)/3*32.5=18980立方米挖淤泥合计：46274.2立方米3、中粗砂填筑（内容：中粗砂材料、1m3反铲挖掘机翻送，外进材料运距按22公里计，15T自卸车装载）淤泥面高0.5*长115*36.5+0.5*80*32.5+换填46274.2=49673.0立方米33 4、20cm砾石垫层（内容：材料、机械人工平整、机械压实等）(134*（26+2*2）+87*(27.5+2*2))*0.2=1352.1立方米5、20cmC25砼基础（内容：C25砼材料、泵送、边模、人工平整等）(134*（26+2*2）+87*(27.5+2*2))*0.2=1352.1立方米6、钢筋：（内容：Φ12钢筋材料、制作、安装绑扎）10*(134*(26+2*2)+87*(27.5+2*2))*0.888/1000*2=120.067吨7、钢护筒：（内容：钢护筒材料、厚度5mm、加工制作、打入安装等）(1.2-0.005)*0.005*3.1416*7.85*7*32根+(1.7-0.005)*0.005*3.1416*7.85*7*12=50.564吨8、DN1500钢筋砼管：（内容：企口式承插管材、机械吊运及排管、1m3反铲挖机、沟槽开挖及回填、管枕、橡胶圈、黄油等）共24m9、C30砼包封（内容：砼材料、泵送、模板、含洞口处理等）：（DN2000管与DN1500管包封）约720立方米10、钢筋（内容：Φ20钢筋材料、Φ16钢筋材料加工安装绑扎等）（DN2000管与DN1500管包封）约50吨11、泄洪槽（内容：1m3反铲挖机、沟槽开挖、人工修整及进出口防护处理、垫层及钢筋砼计入桥下基础处理）：35+38=73m12、强排集水坑（内容：1m3反铲挖机、沟槽开挖、C30砼约15m3、非应力钢筋2吨、模板等）：共1座13、抽水（内容：小水泵、大抽水机、用电量等）长时间排水具体按现场实际而定14、Ф200桐木桩（桩长7.5m）：33 （内容：木桩材料，桩加工，机械打桩，人工截桩等）：共888+521=1409根15、大石块（挤淤）：（内容：材料、外进材料运距22公里、1m3反铲挖掘机翻送等）约：7万立方米（具体按现场发生的量核实）上海城建（集团）公司二〇一〇年十二月二十七日33 附图一：民德桥桥墩钻孔桩工作平台布置图（第一阶段）33 附图二：民德桥桥下淤泥清理示意图（第二阶段）33 附图三：滕王阁桥桥墩钻孔桩工作平台布置图（第一阶段）33 附图四：滕王阁桥桥下淤泥清理示意图（第二阶段）33 附图五：工作平台断面示意图33 附图六：民德桥与滕王阁桥河床纵断图示意图33 附图七：民德桥与滕王阁桥桥梁支架地基处理纵断图示意图33 附图八：民德桥桥梁复合地基布桩平面示意图33 附图九：滕王阁桥梁复合地基布桩平面示意图33 附图十：民德桥梁支架地基处理断面图33 附图十一：滕王阁桥梁支架地基处理断面33 附图十二：台阶处理大样图33 附图十三：泄洪槽平面布置图33 附图十四：桥下DN2000导流管加固断面示意图33 附图十五：民德桥贝雷桁架横断图（方案对比）33 附图十六：民德桥贝雷桁架基础平面布置图（方案对比）33 附图十七：民德桥贝雷桁架纵向布置图（方案对比）33 33'