橋梁圍堰排水地基處理施工方案最終版

PAGEPAGE33目錄一、工程概況 3二、施工部署 4三、地基處理及排水方案 51、抽水 52、鉆孔樁施工平臺擠淤回填 53、墩區(qū)間擠淤換填（附圖一~四） 6四、現(xiàn)澆箱梁支架方案比較 6五、泄洪槽施工 11六、導流管支架基礎加固施工 12七、施工進度計劃 13八、發(fā)生的工作量初步統(tǒng)計 13附圖一：民德橋橋墩鉆孔樁工作平臺布置圖（第一階段） 16附圖二：民德橋橋下淤泥清理示意圖（第二階段） 17附圖三：滕王閣橋橋墩鉆孔樁工作平臺布置圖（第一階段） 18附圖四：滕王閣橋橋下淤泥清理示意圖（第二階段） 19附圖五：工作平臺斷面示意圖 20附圖六：民德橋與滕王閣橋河床縱斷圖示意圖 21附圖七：民德橋與滕王閣橋橋梁支架地基處理縱斷圖示意圖 22附圖八：民德橋橋梁復合地基布樁平面示意圖 23附圖九：滕王閣橋梁復合地基布樁平面示意圖 24附圖十：民德橋梁支架地基處理斷面圖 25附圖十一：滕王閣橋梁支架地基處理斷面 26附圖十二：臺階處理大樣圖 27附圖十三：泄洪槽平面布置圖 28附圖十四：橋下DN2000導流管加固斷面示意圖 29附圖十五：民德橋貝雷桁架橫斷圖（方案對比） 30附圖十六：民德橋貝雷桁架基礎平面布置圖（方案對比） 31附圖十七：民德橋貝雷桁架縱斷布置圖（方案對比） 32橋梁圍堰排水地基處理施工方案一、工程概況南昌市沿江北大道與沿江中大道連通工程，民德橋梁與滕王閣橋梁工程。其中民德橋為5跨預應力變截面連續(xù)箱梁，有4個水中承臺，鉆孔灌注樁為1.0m的樁徑，4個水中承臺共有鉆孔樁32根；滕王閣橋分左右兩幅設置，為鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結構，其水中承臺共有3個，鉆孔灌注樁為1.5m的樁徑共12根。水中承臺采用圍堰抽水方法施工，按施工方案實施南北兩側圍堰于12月1日全部合攏，為保護撫河內(nèi)景觀船只而增設的圍堰于12月13日合攏，并于12月14日開始采用4臺6寸水泵進行圍堰內(nèi)強排水，于12月17日基本排除圍堰內(nèi)積水后對圍堰內(nèi)淤泥頂標高及深度進行實測實量（詳見后附圖六）。根據(jù)現(xiàn)場實測民德橋縱向須清淤長度為115m，其1號橋墩處淤泥面標高11.80m，淤泥底標高5.30m；2號墩橋墩處淤泥面標高為11.68m，淤泥底標高5.18m；3號墩淤泥面標高11.63m，淤泥底標高4.63m；4號墩淤泥面標高11.73m，淤泥底標高5.72m。滕王閣橋縱向須清淤長度約80m，其1號橋墩處淤泥面標高13.12m，淤泥底標高5.92m；2號墩處淤泥面標高為12.76m，淤泥底標高5.36m；3號墩淤泥面標高13.09m，淤泥標高5.79m。下游泄水后圍堰內(nèi)水位標高為13m，蓄水量較大，根據(jù)現(xiàn)場實測圍堰內(nèi)水面長度為278m，平均寬度為90m，平均深度按2.5m計，約62550立方米水量。二、施工部署兩座橋梁橋墩鉆孔灌注樁施工平臺，均采用填砂擠於形成，采用重型機械分層壓實后，埋設鋼護筒。因工期緊張，現(xiàn)澆箱梁支架要同時考慮穩(wěn)固、快速、成本低等因素，因地制宜制定支架方案，有2個方案可供選擇：一是采用少樁貝雷梁支架方案；二是采用滿堂填砂與打設木樁形成復合地基加固的滿堂支架方案。1、擠淤回填安排現(xiàn)圍堰施工已完成，下游泄水后水位標高為13m，圍堰內(nèi)蓄水量較大，將采用大功率抽水泵排水，考慮到河床內(nèi)淤泥河床較深、淤泥較厚對工期帶來不利影響，對此我方將清淤工作分成二個階段來施工：第一階段邊排水邊在橋墩樁位填砂擠淤筑島方式形成鉆孔樁施工平臺；第二階段對墩區(qū)間進行再采用擠淤換填。換填材料考慮到市容管理部門對土方車輛的限制，大塊石及建筑舊料來源有限，故采用中粗砂換填為主。2、泄水槽設置由于撫河匯水面積較大（40平方公里），考慮到強降雨天氣時，引起水位迅速上漲。根據(jù)現(xiàn)場情況在船只圍堰與橋中間設置泄管與泄洪槽，在滕王閣橋下支架基礎上同樣設置泄洪槽，并且在便道邊增設一座排水坑，設置5~6臺抽水機進行強排水。3、打樁加固布置打樁采用直徑為200mm的桐木樁，按7.5m樁長設置，打入地下砂礫石層。平面樁布置基本按2m*2m方格網(wǎng)布置，具體根據(jù)現(xiàn)場范圍按施工圖沿腹板投影軸線每2m設置一根樁，腹板與腹板之間再設一排樁進行加密，并且在橋邊緣線外2米也增設一排樁，間距同樣按2米布置。（見附圖八、九）三、地基處理及排水方案1、抽水圍堰內(nèi)采用4臺NL150-16型（6寸口徑）功率為22KW浮球式泥漿泵，放置水中向附近解壓井及圍堰外同時進行抽水，另2臺功率為22KW的固定式抽水機作防汛備用。2、鉆孔樁施工平臺擠淤回填由于施工工期十分緊迫，而清淤工作量又十分巨大，為加快施工進度，民德橋4個水中承臺、樁基施工平臺采用黃砂擠淤法施工，即先用挖機挖除部分淤泥，然后填筑粗黃砂并用挖機斗夯實，以盡可能將底部的淤泥用黃沙置換出來，這樣一步一步往前推進。施工平臺頂寬按10m設置，頂標高比現(xiàn)淤泥面高出50cm，邊坡按1：3設置（見附圖五）。待平臺形成后進行鉆孔灌注樁施工時再用同樣的方法處理兩平臺的之間的淤泥。滕王閣橋因考慮橋長及跨徑較小，將采用全斷面擠淤法施工，其他施工方法同上。鉆孔樁護筒采用鋼護筒，壁厚為5mm，直徑為D1.2m、1.7m，護筒應埋入硬土1m以上，約7m左右（由于深度過深，鉆孔樁混凝土澆筑以后鋼護無法拔出再利用）。根據(jù)工程圖紙，在施工現(xiàn)場精確測放出實際樁位，并申請現(xiàn)場監(jiān)理工程師復核（樁位允許偏差應不大于±10mm）。然后將護筒豎起，采用振動裝置將護筒打入地下直至硬土。3、墩區(qū)間擠淤換填（附圖一~四）由于河床底淤泥過厚，性質較稀爛，機械無法進行就地清淤工作，因此在橋墩工作平臺形成后，每橋墩間采用中粗砂擠淤回填向前推進，由圍堰處開始進行，再安排一部挖掘機將擠出來的淤泥往外清出，填筑時采用6—8t壓路機進行來回往復碾壓至密實。滕王閣橋清淤同民德橋相似。民德橋北側待黃沙擠淤厚由新洲路西向東采用大石塊進行拋填擠淤，按修便道的方式進行將黃砂邊緣的淤泥向北側擠壓，減少淤泥對橋下黃砂基礎的影響。其填筑寬度為10米，作為施工便道使用（由于南側船只圍堰在橋梁施工時被挖除，以及材料進出等因素，故無法作為便道）。由于駁岸與河床高差較高，故與便道連接處采用10%坡度設置，河中便道高度應高出淤泥面，設為12m標高。滕王閣橋南側待黃砂填筑至橋邊緣線后也采用大石塊進行拋填擠淤，將淤泥擋出影響區(qū)域，其寬度按為5米設置。（見附圖二、四）四、現(xiàn)澆箱梁支架方案比較1、少樁貝雷梁支架方案（以民德橋為例）①平面布置：（見附圖十六、十七）跨橋墩間的支架采用雙疊貝雷桁架跨越支撐，每1.2m設置一道，上部按支架排距采用槽型16#槽鋼平放于桁架上，將其聯(lián)體進行支撐。桁架支端為C30鋼筋混凝土梁臺設置，長約28米，寬80cm厚度為80cm，支端梁下按4米間距設一排鉆孔灌注樁，其樁徑為Ф600內(nèi)設16根Φ18鋼筋籠（樁內(nèi)含Φ18架筋、Φ8螺旋筋），樁底需打入強分化4m以上。（具體布置見附圖十五、十六、十七）②造價（初步統(tǒng)計）Ф600鉆孔灌注樁：長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元非應力鋼筋：（7*6*1+6*8）*6000=540000元槽鋼及桁架：約800000元所需費用（民德橋）：約200多萬由于造價過高故不在考慮此貝雷桁架具體方案。2、填砂+木樁地基滿堂支架方案1)平面布置及測量：黃砂填筑完一定高度后，再次采用壓路機碾壓密實（或灌水密實法）至預定標高，如民德橋2號與3號墩間黃砂面預定標高為11.8m(見附圖七、八、九)。再根據(jù)橋梁設計施工圖，由儀器在現(xiàn)場定出橋梁每道腹板及橋墩軸線投影位置，采用線繩及毛竹片按每2m進行布樁，腹板軸線樁與軸線樁之間再加密一排（具體布置見附圖八、九），橋兩側邊緣線外2m處同樣按2m布一排樁。當遇到橋墩承臺時將布置樁移至承臺邊。由于橋墩處梁板荷載較大，故對該區(qū)進行加密（布置見附圖），民德橋共需要桐木樁（樁徑Φ200長7.5m）888根，滕王閣橋需要桐木樁（樁徑Φ200長7.5m）521根。民德橋0號橋臺與1號墩以及4號墩與5號橋臺之間，部分考慮施工需要現(xiàn)采用大石塊擠淤的方式處理。滕王閣橋橋臺附近同民德橋。2)、材料選用及制作：木樁采用樁徑為150mm~200mm桐木樁，樁長要7.5m以上，選用節(jié)疤少、無腐蝕空心、大小頭徑相差較小、樁木全長的彎曲矢度不大于樁徑之半、裝木1米范圍內(nèi)木紋的扭轉不大于樁木圓周之半的木材。樁頂應鋸平并垂直于樁的軸線。為防止打樁時樁頭劈裂，樁頂一般須配戴鐵制樁箍，其厚度8-10mm，寬度50mm左右樁箍上徑略小于下徑，便于安裝和卸下。樁尖應削成三棱或四棱錐形，其尖端應在樁軸線上，樁尖長度根據(jù)地質面定，較硬土層樁尖長度為樁徑1.5-2倍，端部制成鈍尖。3）、施工方法及注意事項：①、打樁前先將下端內(nèi)徑略大於樁徑之鋼制樁帽套入樁頭內(nèi)，以避免因打樁時之轉動扭力損壞樁身。當無樁套時應放置硬木墊或粗麻繩組成之樁墊以防樁頭被打裂。

②、根據(jù)現(xiàn)場條件打樁可以采用挖掘機設備，打樁前采用人工配合機械先將木樁豎立至樁位，由人工扶住木樁然后將挖掘機斗緩緩放至樁帽上，并校準樁身的垂直度然后慢慢送入地下。插樁過程中每進入一段由專人指揮讓挖掘機斗進行調整樁身。當打到硬層時由挖掘機對樁頭使勁錘擊或壓樁方法進行，將木樁牢牢打入硬層。③、打樁過程中，如遇堅硬地層或觸及地下障礙物時，可以移至附件進行打樁避開障礙物，或截樁、移位再加打木樁的方法處理。

④、木樁打至規(guī)定深度后，應將樁頭打毛，并將打破部分采用手鋸予以水平截齊，使樁頂在規(guī)定高程處。木樁長度應足夠長，最好不必要做接樁處理。4）、面層硬化處理：①待打樁完成后由儀器定出預先設定的的樁頂標高，將高出部分的木樁進行切除工作。（如民德橋2號與3號墩間的樁頂預定標高為12m）然后對黃砂面進行人工整平，鋪填20cm厚的礫石砂或碎石作為墊層，先用挖掘機將填料進行翻送攤鋪再平整，并用壓路機穩(wěn)壓一遍；再由人工細平：高的地方，鏟除突出部分，且對表面進行翻松處理；低的地方，先翻松，然后用填料補平，最后用壓路機由兩側向中間進行成型碾壓，壓至無明顯輪跡為止。②最后在墊層上整體鋪設兩層Φ12@200雙向鋼筋網(wǎng)片，澆筑20cm厚的C25混凝土，澆筑時必須確?；炷撩娴钠秸群兔軐嵍?，保證立桿同基礎面接觸平整穩(wěn)固；考慮到排水問題將砼面按1%坡度設置，并且在基礎兩側各設一道排水溝，流向泄洪槽內(nèi)，溝內(nèi)與邊坡采用10cmC25砼進行加固，避免雨水對地基下造成流失現(xiàn)象危害整體穩(wěn)定。（見附圖十、十一、十二）5）、復合地基承載力驗算：依據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ94-94)5.3樁基沉降計算。A.參數(shù)信息上部結構傳至基礎頂面的豎向力F=72000kN；基底以上填土的平均重度=20kN/m3；基礎與填土的平均重度0=17kN/m3；基底截面長度l=30m；基底截面寬度b=12m；基礎埋深Hd=0m；總樁數(shù)量N=90；樁長L=7.5m；建筑樁基重要性系數(shù)1=1；樁群邊緣矩形面積的長A0=30m；樁群邊緣矩形面積的寬B0=12m；樁端硬持力層壓力擴散角θ=15(度)；矩形布樁時的短邊布樁數(shù)nb=6；樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)φ=1；樁截面為圓形，樁直徑d=.1m；基底處地基承載力特征值fak=5kPa；計算土層厚度h0=40m。土層參數(shù)：─────────────────────────────────────────序號層土厚度hi(m)重度i(kN/m3)樁側阻qsaik(kPa)壓縮模量Ei(MPa)─────────────────────────────────────────1713102─────────────────────────────────────────22189520─────────────────────────────────────────30.8197030000─────────────────────────────────────────430197030000─────────────────────────────────────────B.沉降計算1.基底平均附加壓力P0計算:\\基礎與填土的總重量G=17×30.000×12.000×(0+7.5)=45900.00kN；基底的平均壓力P=(72000+45900.000)/(30.000×12.000)=327.50kN/m2；基底處的土中自重壓力P1=20×(0+7.5)=150.00kN/m2；基底平均附加壓力P0=327.50-150.00=177.50kN/m2。2.分層地基變形量計算:────────────────────────────────────z(m)基礎計算中點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,所以本層土已滿足要求!────────────────────────────────────注：①表中Z1=zi×ai,Z2=zi×ai-zi-1×ai-1。②表中土的自重應力：③表中土的自重應力z:3.地基最終變形量計算:最終沉降計算公式如下:其中nb──矩形布樁時的短邊布樁數(shù)，取nb=6。C0,C1,C2──根據(jù)群樁不同距徑比Sa/d=8.367,長徑比L/d=75.000,及基礎長寬比Lc/Bc=14.286由規(guī)范附錄H查得：C0=0.188C1=1.656C2=5.598經(jīng)計算樁等效系數(shù):e=0.188+(6-1)/[1.656×(6-1)+5.598]=0.548。樁最終沉降量:s=4×1×0.548×177.500×0.076=29.456mm。樁基單樁承載力由樁基承載靜載實驗結果得出。五、泄洪槽施工1、待黃砂換填以后，在民德橋船只圍堰上及橋下施工便道處各預埋1根DN1500鋼筋砼管，由于管頂覆土較少，故采用C30砼Φ20@200鋼筋雙向網(wǎng)片全包封；進水口處理同南側圍堰DN2000導流管，管口平臺上采用編制袋裝土（粘性黃土）筑壩形式來控制船只水位。（見下附圖）2、泄洪槽設置：在對地基進行打木樁加固完成后，沿地基上橫向開槽（見附圖十三所示），其寬度為3m高度為1.0米，槽面上露出的木樁進行截樁處理，與支架地基一同采用20cmC20砼墊層+20cmC30砼（內(nèi)置Φ12@200雙層雙向鋼筋網(wǎng)片）進行加固；滕王閣橋下同民德橋橫向開槽，槽寬3m，槽深按1.5m設置。3、強排集水坑：在支架泄洪槽北端增設一座集水坑，收集泄洪槽內(nèi)流過來的水進行抽排（小水時由小水泵抽出）。并且安放5~6臺22KW大型抽水泵(泵流量每小時250立方米)作強排水備用，預防汛期時對橋梁支架造成嚴重危害。集水坑長為10m，寬5m，深度為橋下地坪下4m，四面墻厚設置為25cmC25砼，并且設置雙層Φ16@200雙向鋼筋網(wǎng)片進行加固。民德橋與滕王閣橋泄洪槽均向北設置縱坡，流向集水坑內(nèi)向圍堰抽排水。（見附圖十三）六、導流管支架基礎加固施工現(xiàn)澆箱梁滿堂支架在DN2000導流管位置基礎加固方案，經(jīng)多方案對比分析，采用外包管基礎形式。民德路橋與滕王閣橋因前期便道施工，導流管基礎發(fā)生不同程度的沉降，引起管節(jié)口微量漏水，采用外包管基礎好處，重新對導流管基礎進行加固，并能克服管節(jié)滲漏水對地基承載力的影響。如附圖十四所示，采用基礎、頂及墻體均采用C30砼包封，并設置雙層Ф16@200雙向鋼筋。七、施工進度計劃12月25日完成打樁平臺擠淤回填1月15日前完成完成打樁加固。八、發(fā)生的工作量初步統(tǒng)計1、抽水：（內(nèi)容：6臺22KW泥漿泵設備，電纜線等）:62550m32、挖淤泥：（內(nèi)容：1m3反鏟挖掘機挖除，先圍堰內(nèi)儲存，橋梁施工結束后統(tǒng)一外運）（該項為造價比對，假定需挖淤泥及外運的造價）民德橋：115*(11.80+11.68+11.63+11.73-5.3-5.18-4.63-5.72)/4*36.5=27294.2立方米滕王橋：80*(13.12+12.76+13.09-5.92-5.36-5.79)/3*32.5=18980立方米挖淤泥合計：46274.2立方米3、中粗砂填筑（內(nèi)容：中粗砂材料、1m3反鏟挖掘機翻送，外進材料運距按22公里計，15T自卸車裝載）淤泥面高0.5*長115*36.5+0.5*80*32.5+換填46274.2=49673.0立方米4、20cm礫石墊層（內(nèi)容：材料、機械人工平整、機械壓實等）(134*（26+2*2）+87*(27.5+2*2))*0.2=1352.1立方米5、20cmC25砼基礎（內(nèi)容：C25砼材料、泵送、邊模、人工平整等）(