跨环城河大桥水中墩基础施工方案

跨环城河大桥水中墩基础施工方案提要：待封底砼达到要求强度后，抽干套箱内静水，桩头处理好后，进行立模和绑扎钢筋，按陆地上的常规施工方法进行承台基础及水面以下塔身的施工

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　　跨环城河大桥水中墩基础施工方案

　　一、工程概况

　　跨环城河大桥主桥采用36+88+36m自锚式悬索桥，引桥为4孔25m先张法预应力空心板梁，桥宽32m，桥长270m。主桥墩采用钻孔桩加承台基础，桩基为φ150cm钻孔灌注桩，桩底标高-70m，设计要求嵌岩1.5m，承台面低于常水位约60cm，承台结构断面尺寸为29.5×6.7×2.5m，底标高为-1.7m，实测最低水位（也即施工水位）标高为1.5m，河床面标高为-2.3m。主塔高度约29m。根据斟探资料显示，桥位处自上而下地质情况分别为：淤填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土夹粉砂、粉细砂、粘土、粉质粘土、粘土、粉质粘土、中细砂、粉质粘土、粉质粘土夹碎石、弱风化花岗岩、中风化花岗岩。

　　二、施工方案确定

　　3#、4#墩处原设计图中显示的河床面标高为-0.5m，施工常水位标高为1.2m，即按设计水深1.71m采用土围堰筑岛，作为施工作业平台，这对水深只有1.7m，且河流水位相对平稳的条件下，此方案是可行的。但实测桥位处最低水位标高为1.5m，河床面标高为-2.4m（最深处河床底标高约-4m），即实际施工水位达到3.9m（河床淤泥厚达2m左右，最深施工水位达到7.5m），为此原设计大桥3#、4#墩采用“围堰筑岛”施工方案已不可取（若采用围堰筑岛，3#、4#墩同时施工，则基本上堵塞整个河道，是完全不可取的；若按3#、4#墩先后顺序施工，工期将无法保证），需改为“水中平台”施工方案较为合理。

　　三、设计变更方案

　　1、施工便桥

　　水中墩施工必须先修筑河岸码头、搭设施工便桥，方能满足施工要求。

　　2、河道水深提高2m，原“围堰筑岛”施工方案改为“水中平台”施工方案，需增加费用。

　　四、总体施工方案及安排

　　3#、4#水中墩采用“水中平台”施工方案，搭设水中钻孔平台，埋设整体式钢护筒（采用DZJ60型振动式沉拔桩锤沉埋，要求穿过淤泥质粉质粘土），牙轮钻头循环钻机成孔，采用矩形单壁钢套箱围堰（高压射水配合吸泥机吸泥下沉，并采取振动方式配合下沉），C25水下不扩散砼封底，排水后立模，施工承台基础。

　　考虑到河面较宽，搭设一座可以通车的便桥费用太高，砼采用商品砼，泵送接入，拟搭设简易便桥一座，可以过人和泵管，租用15T浮吊船一艘，负责吊运钢筋笼或其它物品。

　　砼采用商品砼，用砼输送车运送至岸边砼泵站，经便桥上台的砼输送管，进入各浇筑部位。水下砼施工采用垂直导管法；水上砼采用插入式振动器捣固。钢筋笼加工场集中加工，现场整体吊装。

　　3#、4#水中墩基础总体施工步骤为：搭设钻机工作平台搭设水上作业便桥钢护筒吸泥、振动下沉钻孔桩施工改装钻孔平台钢套箱拼装下沉水下砼封底箱内抽水承台施工水面以下部分塔身施工。

　　3#、4#水中墩基础安排在秋冬季施工，此间水位较低且水流平稳，每个墩安排2台钻机，共计4台。要求在四个月内将基础及水面以下部分塔身施工完成。

　　五、主要施工方案及施工方法

　　1、便桥

　　采用钢便桥，水上起吊运输租用一条浮吊船，便桥设计主要考虑行人通过以及砼输送泵管架设，便桥设计按2m宽，中间一跨设通航孔，满足常水位通航净空及净宽。

　　上部结构采用贝雷桁架，桥墩采用φ80cm钢管排桩基础、型钢墩身，桥面采用木板满铺。

　　沉桩采用成都C-2型中高频振动锤，采用浮吊船运送管桩并进行施打方案，租用船只进行管桩定位导向。

　　2、钻机工作平台

　　采用固定式平台，由工作桩、贝雷梁、工字钢、锚固加工件及方木铺面等组成。具体布置详见附图1所示。

　　平台面标高按高出施工水位2m考虑。主梁采用贝雷梁，分配梁采用I50a工字钢，布置时要留出钢护筒的位置（护筒顶面标高拟定为3.6m，即高出平台0.2m）。平台面除留出钢护位置外均满铺规格为20*20cm的方木。

　　工作桩采用φ80cm、壁厚8mm钢管桩，采用DZJ60震动沉拔桩施工，简易导向架导向，要求穿过淤泥质粉质粘土，并进入粉质粘土50cm以上。工作桩中心偏位控制在10cm以内，垂直度控制在1.5%以内。

　　3、钢护筒

　　钢护筒顶面标高要求高出施工水位1.5m～2.0m以上，现拟定为3.6m，即高出钻机平台面0.2m。钢护筒底面要求穿过不利于施工的淤泥质粉质粘土，并进入粉质粘土50cm以上。

　　钢护筒内径为φ180cm，利用厚度为8mm的钢板卷制而成，并焊接成整体型式。护筒顶面要焊接与振动锤相匹配的法兰盘，筒身每隔3m左右焊接一道高30cm、厚10mm的加强钢板箍。钢护筒采用DZJ60型振动式沉拔锤沉埋，浮吊船吊装，利用钻孔平台上下二组“井”字导向架导向，中心偏位不大于5cm，垂直度控制在0.5%以内。为稳固钢护筒，护筒口四周利用平台上方木固定。

　　4、钻孔桩施工

　　采用牙轮钻头循环钻机成孔，采用正循环施工，配备泥浆船一条。泥浆比重根据地质情况及所选用的钻机类型和泥浆循环方式而定。

　　5、钢套箱围堰

　　5.1钢套箱结构型式

　　根据水深、地质条件、设计桩位、承台尺寸和埋入深度，对套箱采用圆形和矩形结构进行了分析比较，在受力和空间满足要求的前提下，采用矩形套箱围堰具有吸泥工作量小，封底砼圬工少，套箱加工简单，易拼装拆除等优点。结合以往类似深水基础围堰施工的成功经验及充分的受力检算，决定采用矩形单壁钢套箱围堰。钢套箱主要由壁板、水平大型钢、竖向大型钢、横竖加劲肋和内支撑等组成。套箱结构布置见附图2所示。

　　钢套箱外缘平面尺寸为29.5×6.7m，满足箱内承台及塔身立模的最小尺寸要求。套箱总高7m，按沉入承台以下3m考虑。套箱下沉时采用两只大型浮吊船吊装，套箱总重约60T，加工时制作成2节，每节按长短边分成24块，逐节拼装下沉。在离套箱底层30cm和120cm处分别设置一道劲性骨架内支撑和一道拉模钢筋，以满足套箱下沉过程中可能受到的外侧土体对其的压力和封底时砼的侧压力，确保套箱结构的稳定。

　　水平大型钢间距自下而上从50cm逐渐增大到100cm，平均间距75cm。水平大型钢之间布置壁板横竖加劲肋，间距均为50cm，采用∠50×50×5mm角钢焊接。

　　5.2钢套箱

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