某跨海大桥承台钢套箱施工技术方案(借鉴分享)

文摘   2025-01-18 20:05   广西  
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1、编制说明(略)

2、工程概况

2.1、工程简介

跨海特大桥全长2638.5m,主桥采用(70+2×125+70)m连续刚构,引桥为预应力砼连续箱梁,跨径布置为5×30m+(30+50+2×30)m+4×(5×50)m+(70+2×125+70)m+6×50m+2×(5×50)m+5×30m。


该跨海特大桥共计承台54个,均采用倒圆角矩形承台,具体如下表所示:
表2.1-1 承台数量一览表

2.2、水文地质条件

2.2.1、水文特征

本工程所处海域潮汐属半日潮,一昼夜两潮,潮汐特征如表2.2.1-1所示。

海湾全年呈现两个波向:东-东南向波浪,频率为52%;北-东北向波浪,频率为36%。根据温州港务局崎头站观测资料显示,最大波高为1.8m,一般波高0.2m~0.3m。

表2.2.1-1 潮汐特征表

2.2.2、工程地质


跨海特大桥桥址区水域面积开阔,海底标高在0.00~-12.0m范围内。桥址区上部为厚层的海积软土,中下部主要为粘土及粉质粘土。洞头峡两岸陆域上部为残坡积岩,下部为基岩。低丘表部残坡积层厚度较薄,下伏基岩。基岩岩性为凝灰岩或花岗岩。

2.2.3、风况


工程区域受季风气候影响,风向和风速季节性变化明显,但同时还受海陆和周边复杂地形的影响,差异较大。夏季多为SW向大风,春秋季节多为偏S向或偏N向大风,又以偏N向大风为主,冬季盛行NNE向大风。

对气象站20041月~20079月实测风速资料分析显示,该站风向为NNE向,频率合计48.4%,其中NNE向出现频率最大为17.1%。强风向为NNW向,最大风速为31/秒,次强风向为N向,风速为24.3/秒,均出现在2004812日“云娜”台风期间。

观测站进行过短期的风速观测(1990.121992.9),现对1991年的资料进行统计:长风向为NNE,频率为55.1%,次风向为SSW,频率为21.2%,强风向为NE,最大风速为17.5/秒。

2.3、施工平面布置

项目地理位置及施工平面布置如图所示:

3、施工工艺

3.1、总体思路

3.1.1工艺选择

1)陆地承台采用放坡开挖施工。
2)水中承台采用钢套箱围堰施工:
7#墩、8#墩位于海堤抛石区,46#墩~53#墩海床顶高程较大,均使用无底单壁钢套箱施工。其中5.4m×5.4m承台不再单独加工套箱,利用6.6m×6.6m承台的施工套箱做挡水围堰,在套箱内设置承台模板;其余引桥承台采用有底单壁钢套箱施工。主墩、过渡墩承台采用有底双壁钢套箱施工,其中31#墩利用防撞套箱施工。

3.1.2设备选型

陆地承台采用16t汽车吊配合施工。水中承台中,引桥承台采用50t履带吊分块拼装套箱;过渡墩采用80t履带吊拼装套箱。主墩钢套箱考虑采用80t履带吊、150t浮吊或100t龙门吊施工,对比如下表所示:
表3.1.2-1 主墩钢套箱施工设备比选方案

经安全、成本、进度等方面综合分析后,考虑作业队伍特点,选用80t履带吊施工。

3.1.3套箱投入计划


为保证经济效益最大化,在保证工期的前提下,尽量利用公司某大桥既有套箱改装后进行施工。结合工期要求,计划投入套箱6套,具体如下表所示:

表3.1.3-1 套箱投入计划表

3.2、陆地承台施工工艺

3.2.1工艺流程

陆地承台施工工艺流程如图3.2.1-1所示:

图3.2.1-1 陆地承台施工工艺流程图

3.2.2、基坑开挖


钻孔桩施工完毕并经检测合格后,可进行承台施工。测量放出承台位置,基坑采用挖掘机开挖,人工配合,开挖方式为超挖,视地质条件确定开挖坡度及地基处理和边坡防护方案,人工以混凝土修饰至承台底标高。在基坑四周设置排水沟和集水井,根据实际施工中的地下水水位情况确定抽水机的数量,保证承台的正常施工。

0#台~4#墩位于路基填筑范围内(如图3.2.2-1所示),且开挖深度小于3m,直接用挖掘机按照1:1的坡度放坡开挖。

5#墩、6#墩位于围垦区,且开挖深度大于3m,为防止边坡滑塌,适当放缓边坡,并采用台阶式放坡,每级台阶高度设置为0.5m。若有地下水出现,要边抽水边进行开挖,并设置木桩及竹排等进行防护;若地质条件过差,则采用钢板桩进行防护,在机械开挖至1.5~2m深度时,随着开挖加深逐步向下插打,根据基底土层情况确定钢板桩最终入土深度,必要时设内支撑进行加固。

图3.2.2-1 0#台~6#墩平面位置示意图

基坑底标高要比承台底标高低10cm左右,用于混凝土垫层找平;基坑四边各放宽50cm,预留足够的施工空间,以方便承台钢筋绑扎、模板拼装及混凝土浇筑等后续工序。

机械无法开挖的死角,采用人工配合开挖,当到达基底标高时,采用人工清底找平。基底过于松软的地方用宕渣或碎石等进行换填,保证基底具有一定承载力。

3.2.3破除桩头砼

基坑开挖完成后,利用风镐破除桩头,控制标高为高出承台底标高15cm,保证桩身嵌入承台的高度符合设计要求。施工过程中应注意对钢筋的保护,并保证桩顶平整、清洁、凿毛到位。桩头破除完毕后报请监理检验,留存正视、侧视、俯视三个角度的影像资料后方可进行下道工序的施工。

3.2.4基底处理及砼垫层浇注

开挖结束后,根据现场试验得出的地基承载力,确定基底处理方式。若地基承载力满足施工需要,则直接浇筑10cm砼垫层至承台底标高作为施工承台的底模;若不能满足,则换填40cm厚的碎石并夯实,然后再浇筑垫层混凝土。垫层浇筑时应用水准仪严格控制标高,严禁高出承台底。垫层尺寸应比承台尺寸略宽,并且保证平整度,以方便承台模板的拼装。

3.2.4-1 承台基坑开挖及基底处理示意图

3.2.5钢筋工程

钢筋在钢筋加工场地按照施工图放样配料,半成品钢筋的存放须按使用工程部位、名称、编号、加工时间挂牌存放,不同级别的钢筋半成品要分别储存,并设以标志,以便于检查和使用。

钢筋使用前应将其表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,保证钢筋平直、无局部弯折,成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。

承台底面受力钢筋采用滚轧直螺纹连接工艺,首先对钢筋端头进行加工,再利用套丝机对钢筋端头进行套丝,最后利用螺纹套筒将钢筋连接接长。钢筋的滚轧、套丝及螺纹套筒的一端套接均在加工场完成,螺纹套筒的另一端套接则利用管钳在安装现场完成。施工质量严格按照JG 163-2004的要求进行检查,不合格者坚决予以返工处理,注意以下事项:

①丝头表面不得有影响接头性能的损坏及锈蚀;

②牙顶宽度大于0.3P的不完整螺纹累计长度不得超过两个螺纹周长;

③标准型接头的丝头有效螺纹长度应不小于1/2连接套筒长度,且允许误差为+2P;

④钢筋连接完毕后,标准型接头连接套筒外应有外露有效螺纹,且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2P;

⑤对于Ф25钢筋,钢筋连接完毕后拧紧力矩值应不小于230N·m,对于Ф28、Ф32钢筋,应不小于300N·m。

半成品以平板车运输至施工现场,汽车吊或履带吊配合吊装。为保证钢筋连接的顺利进行,加工好的钢筋在运输及吊装过程中须加强保护,尤其是钢筋的外露螺纹及套筒的内螺纹。

由于钢筋用量较大,钢筋网格、层次较多,为保证设计钢筋的正确放置和混凝土浇注质量,除架立钢筋外,用短钢筋头架立各层钢筋网片,做到上下层网格对齐,层间距正确。

为确保钢筋保护层厚度在允许误差范围之内,必须设置好钢筋保护层垫块。底面钢筋保护层采用高强砂浆垫块,侧面采用塑料垫块,垫块间距设置为1m。顶面保护层主要控制好钢筋的安装高度及砼浇注高度。

承台钢筋安装的质量检验标准如下表所示:

表3.2.5-1 钢筋安装质量标准

3.2.6模板工程

陆地承台以砼垫层作底模,侧模采用竹胶板。

模板安装前对承台边线进行精确放样,并以水泥钉标示,安装模板时保证模板内缘与承台边线重合。技术人员测量垫层顶标高,对不符合设计要求的位置进行打磨处理,调整到位。

模板采用15mm厚的防水竹胶板;100mm×100mm方木竖肋,间距300mm2φ48×3.5mm钢管横肋,间距600mm;φ18mm圆钢拉杆,竖向间距600mm,水平向间距900mm;模板外侧加设钢管支撑系统。

模板加工时,竹胶板板面及连接位置应保护良好,不得有明显划痕或焊疤;模板拼接前,切除边缘不规则部分,加工中采取可靠措施防止拼接位置产生较大变形或缝隙;注意模板平面尺寸偏差控制在±5mm以内,表面局部不平控制在3mm以内,变形较大、表面损伤严重的竹胶板应予以废弃,不得周转使用。

采用16t汽车吊安装模板,以绷线法调直,掉锤球法控制其垂直度。先调整模板底部至设计位置,临时加固,再通过拉杆和支撑钢管调整模板至设计位置;模板板面之间应平整,接缝严密,不漏浆。具体质量标准如表3.2.6-1所示。

安装就位后,对拉杆、钢管支撑进行检查,确保模板稳定牢固、尺寸准确。

承台侧模为非承重模板,当混凝土达到2.5MPa后即可进行拆模工作。模板拆除遵循先支后拆、后支先拆的顺序,严禁野蛮施工、抛扔模板,并注意对成品混凝土的保护,防止模板、支撑件撞击模板致使混凝土表面或棱角损伤。

3.2.6-1 模板安装质量标准

3.2.7混凝土工程

混凝土浇注前,清理模板内杂物、积水和钢筋上的污垢,检查支架、模板、钢筋和预埋件位置。

陆地承台混凝土设计为C35海工混凝土,一次浇注成型,混凝土在拌和站集中拌和,砼罐车运输至施工现场,使用汽车泵进行浇注。

采用分层浇注方案,按每30cm厚水平分层布料,注意控制浇注时间,确保下一层混凝土在前一层初凝前浇注。

混凝土振捣采用插入式振捣器。现场安排足够的振捣人员,划定每个人的振捣区域。振捣时,振捣器的振动深度不超过棒长的2/3~3/4,快插慢拔,以便振捣密实,减少混凝土表面气泡。浇注上层混凝土时,振捣棒须插入下层混凝土5~10cm,移动间距不超过振捣半径的1.5倍。混凝土密实以不再冒出气泡、表面出现平坦泛浆为准,不得过振、漏振。施工过程中,不得以振捣棒驱赶下料口堆积的混凝土;振捣棒移动时,不得在混凝土上拖动;振捣棒应与侧模保持5~10cm距离,严禁触碰模板、钢筋和预埋件。

浇注过程中,安排专人检查承台模板的加固与支撑。若发生跑模、胀模现象,应立即停止浇注,进行加固处理,合格后方可继续浇注。

承台平面尺寸较大,混凝土方量也较大,浇注时间长,混凝土有一定泌水现象出现,施工时除应及时将泌水排出模板以外。顶层混凝土振捣完毕后,立即修整、抹平混凝土裸露面,定浆后再抹第二遍并压光。抹面时严禁洒水,并防止过度操作影响表层混凝土质量。

混凝土浇注完成后,及时采用塑料薄膜覆盖养生,待混凝土终凝后更换土工布进行洒水保湿养生。

3.3、主墩承台施工工艺

3.3.1工艺流程

图3.3.1-1 主墩承台施工工艺流程图

3.3.2施工准备

3.3.2.1、钢套箱设计

施工前根据设计图、地质水文条件进行钢套箱设计,详见设计计算书及相关图纸。

30#墩、32#墩套箱设计尺寸为21.3m×15.5m×7m,底板采用I25a工字钢主肋,[10槽钢副肋,8mm钢面板;侧板采用6mm钢面板,I32a工字钢竖肋,曲线段外侧横肋为∠100×63×8mm角钢,内侧横肋为[10槽钢,直线段内外侧均采用∠100×63×8mm角钢横肋;围囹采用双拼I45a工字钢;内支撑采用φ426×8mm钢管。

31#墩利用防撞套箱进行施工,底板采用I32a工字钢主肋,[10槽钢副肋,8mm钢面板;侧板根据设备起重能力进行分块调整,具体如下图所示:

图3.3.2.1-1 防撞套箱原分块设计

3.3.2.2、钻孔平台拆除、辅助平台搭设

钻孔桩施工完毕、经检测合格后,拆除钻孔平台、以80t履带吊配合振动锤拔除钢管桩,保留工作平台,并重新安装护栏等防护设施,为承台施工提供场地。具体拆除方案参见《栈桥及作业平台施工技术方案》,此处不再详述。

钻孔平台拆除后布置如下图所示,其中30#墩与31#墩除承台边缘至工作平台边缘距离不同外基本相似,不再重复示出:

图3.3.2.2-1 30#墩、31#墩平台拆除示意图

31#墩防撞套箱最大分块重量为24t,在靠近通航孔一侧套箱侧板拼装时,履带吊起重能力不足(如图3.3.2.2-3所示),须利用护筒搭设临时辅助平台(如图3.3.2.2-4所示),平台顶面标高与栈桥一致,取+7.0m。相关验算见后文31#墩承台施工计算。

图3.3.2.2-3 80t履带吊性能参数

图3.3.2.2-4 辅助平台布置图

通航孔侧套箱侧板拼装完毕后,拆除辅助平台,安装悬吊系统。

3.3.3钢套箱拼装与下放

3.3.3.1、底板拼装

30#墩、32#墩施工时,在钢护筒上焊接牛腿,牛腿焊接完毕后安装底承重梁、悬吊系统,并将拉杆预紧。在承重梁上拼装底板。

底板在后场按设计分块制作成型,运输至现场吊装组拼,底板分块如图3.3.3.1-1所示。为方便回收,预留钢丝绳与主肋端头连接,并在套箱侧板拼装完毕后,在侧板外侧焊接钢板钩,悬挂钢丝绳。

底板安装就位后,对板间接缝、底板与护筒之间的缝隙进行处理,并注意按照设计要求设置连通孔。

3.3.3.1-1 底板分块示意图         图3.3.3.1-2 连通孔设置

31#墩通航孔一侧套箱侧板拼装时,须利用护筒搭设辅助平台,无法安装悬吊系统。为保证施工安全,须在通航孔一侧加设型钢牛腿,牛腿顶标高设置为0m。待该部分侧板拼装完成、拆除辅助平台后,安装悬吊系统。同时为保证施工安全,侧板拼装过程中利用钢护筒设置反压装置,防止底板侧翻。

型钢牛腿采用双拼I45a工字钢,牛腿与护筒焊接部位需开45度坡口满焊,焊缝高度不小于10mm,焊接质量满足规范及设计要求。为保证牛腿焊接质量,钢护筒外壁的残余物或铁锈用钢丝刷清除、高压水冲洗干净,施焊前用气割将其上水分烘干。牛腿焊接时,配备应配备适当数量熟练焊工,保证牛腿焊接冷却前不受潮水淹没。

3.3.3.2、侧板拼装

30#墩、32#墩套箱侧板优先考虑由公司瓯江大桥项目调入,以驳船运输至工地后,卸至后场加工场地按照设计图纸进行改装,平板车分块运输至主墩平台;若套箱调入时间不满足本项目工期需要,则委托具备相应资质的厂家进行加工,经检测合格、试拼满足要求后运输至现场。

31#墩防撞套箱在厂家分14个节段加工,完成防腐涂装、经业主及监理认可的检测单位检测合格后,分块运输至施工现场。

底板安装完毕后,由测量队对套箱内边线进行精确放样,在底板上测量画出侧板位置控制线。根据控制线在护筒上焊接定位、导向系统。

套箱侧板按以下步骤进行拼装:

①以油漆在套箱外侧(防撞套箱在内侧)对每块套箱进行编号,以避免拼装过程中因螺栓位置偏差导致连接困难;

②采用80t履带吊起吊至安装位置,下放侧板并定位,以手拉葫芦调整其垂直度,以千斤顶调整其平面位置;

③每块侧板安装到位后,在顶、底部以I25a工字钢分别与护筒、底板、平台固定,防止套箱在水流及风力作用下移位;

④相邻侧板就位后,安装连接螺栓,并以扭矩扳手逐个检查,保证受力均匀;

⑤按照以上工序逐块拼装。

3.3.3.2-1 侧板拼装

侧板拼装过程中,严密关注潮水及气候情况,选择合适的时间施工;吊装时设置牵引绳以保证侧板的稳定,兼起调节方向的作用;6级风以上不得进行吊装作业。

侧板拼装完毕后,在外侧焊接钢板钩,通过钢丝绳与底承重梁、底板主分配梁连接,以便于底板回收。

3.3.3.3、钢套箱下放

钢套箱拼装完成后,割除牛腿,采用千斤顶下放。悬吊系统及下放装置如下图所示:

3.3.3.3-1 悬吊系统及千斤顶下放装置

下放步骤如下:

①在底端将精扎螺纹钢锁死,顶端放松;

②顶升千斤顶,保证各台千斤顶行程一致;

③在顶端将精扎螺纹钢锁死,底端放松;

④千斤顶卸压,均匀、缓慢地下放套箱;

重复①至④步,直至套箱下放至设计标高。

套箱下放选择在低潮位时进行,尽量减小水流、波浪对套箱的影响;下放过程中指派专人统一指挥,严格保证各吊点下放速度一致,以避免因下放不同步导致各吊点的受力重新分配,对结构造成不利影响;严密监控套箱平面位置及下放高程,保证满足设计要求;注意套箱拼缝处防水材料的安装。

3.3.4封底砼浇注

30#墩、32#墩封底厚度设计为1m,封底底面标高为-1.5m31#墩考虑防撞套箱设计,封底厚度设为2m,封底底面标高为-2.5m;封底均采用C20混凝土。

为加强封底承载性能、确保施工安全,在护筒周边设置锚筋(如下图所示)、环向抗剪钢筋;为固定套箱侧板、防止套箱在波浪力及流水作用下晃动造成摩阻力损失,在侧板与封底间设置对拉钢筋、锚固筋,详见后附计算书封底验算的相关内容。

3.3.4-1 锚筋设置示意图

31#墩因使用永久防撞套箱施工,无须考虑周转,浇注封底前在套箱内侧焊接型钢作为锚固件。

为保证封底质量,选择低潮位时间干封施工。

通过对潮汐的连续观测结果可知,工程所处水域潮汐情况与海事部门提供的潮汐表中黄大岙的潮汐情况相似,每月农历初三、十八前后,约有8天时间最低潮水位在-3.0m以下,最低可达-3.5m。期间潮水从落至-2.5m到涨回-2.5m,约有2个小时的时间;潮水位在-1.5m以下的时间约有4个小时。根据该情况,30#墩、32#墩封底混凝土施工时间宜控制3个小时以内;31#墩宜控制在5h以内。

30#墩、32#墩封底设计方量267m³,一次性浇注完成,每小时浇注方量为53.4m³;31#墩封底设计方量为534m³,分两次干封完成,每次浇注1m,则首次封底时每小时浇注方量为89m³,第二次封底时每小时浇注方量为53.4m³。

项目设有90型、60型拌和机各一套,可保证90m³/h的生产能力;主墩施工计划投入5台砼罐车,容量均为12m³,至31#墩、32#墩运距约为1.3km,单车来回(含搅拌、放料时间)约30min,具备90m³/h的施工能力;至30#墩运距约为12km,单车来回(含搅拌、放料时间)约90min,施工能力为40m³/h

由上可知,项目自拌混凝土满足32#墩封底施工需要;在30#墩、31#墩施工或非大潮时间施工时,需利用商品混凝土或协调6标配合施工。其中6标因砂石料、胶凝材料均与我标段一致,优先考虑与6标合作。

封底浇注前,利用低潮位时间清除钢护筒上的附着物,按照设计要求焊接锚筋、环向抗剪钢筋,设置侧板对拉钢筋、锚固钢筋,并检查套箱分块之间的连接情况、防水及止浆情况。

在潮水低于底板顶面标高后,以高压水枪冲洗底板,清除护筒、锚筋、环向抗剪钢筋上的附着物,然后安装底板连通孔。

封底混凝土采用汽车泵配合溜槽浇注。布料时遵循由边角到中心的顺序,优先保证边角部位充满;浇注过程中及时以振捣棒振捣并找平(振捣工艺参见陆地承台混凝土施工);严格控制封底浇注厚度,其顶面标高宜高出设计标高3~5cm,以利于后期清除表面浮浆、进行凿毛处理,保证封底施工质量。

3.3.4-2 溜槽设置

封底混凝土施工受潮汐影响较大,施工前应掌握潮汐规律,优化施工组织,各部门、各工区紧密配合,在混凝土调度方面优先保证封底施工。同时,应加强对拌和站的管理,做到提前备料、发料,并保证混凝土质量。

3.3.5套箱内清淤、封闭

当封底混凝土强度达到设计强度的90%以上时,选择低潮位封闭套箱。潮水位低于封底底面标高、套箱内海水经由底板连通孔流出后,以高压水枪对套箱侧板、封底顶面进行清理,杂物由连通孔排除。清理完毕后,安装连通孔顶部盖板,封闭套箱。

套箱第一次封闭后,在涨潮过程中派设专人随时观测结构变形情况,若发现问题及时联系技术组制订加固方案并处理。

3.3.6桩头凿除

封底砼强度达到设计要求后,拆除悬吊系统,改由封底砼利用摩擦力及锚筋承受竖向荷载。受力体系转换完毕后,割除多余钢护筒,注意保证护筒的完整性,割缝平直,以利于周转利用。

钢护筒割除后,采用风镐配合人工凿除桩头至承台底面标高以上15cm,保证桩身嵌入承台的高度。桩头破除至设计位置后,对其顶面进行修平、凿毛及清理,恢复桩基钢筋,并留存正视、测试、俯视三张照片作为影像资料,交由档案室统一命名、归档。

桩头凿除完毕后,将砼废料清理出套箱,由运输车运至指定地点处理。选择低潮位开启连通孔,再次对套箱内部进行清理,为后续施工做好准备,清理完成后安装盖板,封闭连通孔。

3.3.7模板工程

有底套箱兼作承台施工模板。

套箱加工过程中即应考虑其作为模板使用的功能,保证板间错台、大面平整度等符合规范及设计要求。

套箱进场后由工程部、质检部、材设部、作业队伍及套箱加工方进行联合验收,确认满足要求后方可投入使用;周转套箱在拆除后由承台作业队伍进行保养与维修,经质检部验收合格后继续使用。

钢筋安装前,对套箱侧板进行清理、打磨,并涂刷脱模剂;钢筋加工过程中应注意对内侧壁板的保护。

3.3.8钢筋及冷却管施工

3.3.8.1、钢筋施工

承台钢筋在钢筋加工厂加工成半成品,由平板车运至施工现场,使用履带吊吊放至套箱内进行现场绑扎。具体施工工艺参见陆地承台钢筋工程一章。

3.3.8.1-1 钢筋施工

3.3.8.2、冷却管施工

冷却管采用热传导性能好、并具有一定强度的输水管(Ф42×3.5mm),按照设计图纸,从每一层的一侧依次接长连接水管,用铁丝将其固定在承台架立筋上。为确保冷却水管连接牢固不漏水,每个接头顺螺纹方向缠绕3-5圈生胶带。冷却水管安装完成后,进行试通水,以检查接头的密封情况,发现漏水及时处理。冷却管施工完毕后,灌浆封孔并将伸出承台顶面部分割除。

3.3.8.2-1 主墩冷却管布置图

3.3.9混凝土浇注及养生

为确保施工安全,30#墩、32#墩分三次浇注,首次浇注1m,第二、三次分别浇注2m31#墩分两次浇注,首次浇注2m,第二次浇注3m

混凝土浇注前对涨落潮时间进行连续观测,与潮汐表相对比,掌握其规律。在此基础上加强施工组织,尽量保证在高潮位时完成浇注,以增加安全系数。

混凝土在拌和站集中拌和,砼罐车运输至施工现场,采用汽车泵泵管输送与溜槽输送相结合的方式入模。从承台横桥向对称布料,分层浇筑,层厚控制在30cm左右,混凝土整个大面层厚需均匀,高差不大于15cm,在混凝土入模并达到分层高度后立即进行振捣以免出现漏振。承台底部由于钢筋较密,坍落度采用试验中坍落度较大值。分层浇注需严格控制入模混凝土堆积高度,承台的下料口需按浇注过程中现场要求尽可能多的布置,在承台整个浇注面每层砼布设完成并经过振捣后随即进行上一层浇注,上层砼振捣时振捣棒须插入下层砼5~10cm,使上下层砼连接良好。

采用插入式振捣棒进行振捣。振捣器布置原则:在每个浇注带的前后布置两道振捣棒,第一道布置在泵管砼出料口,主要解决上部砼的振实;由于底层钢筋间距较密,第二道布置在砼坡角处,以确保下部砼密实。随着浇注的推进,振捣器也相应跟上,以确保整个高度上砼的振捣质量。现场严禁用振捣棒对砼进行拖料。

具体振捣工艺参见陆地承台混凝土施工。

承台大体积砼平面尺寸大,砼方量也较大,浇注时间长,砼有一定泌水现象出现,施工时除应及时将泌水排出模板以外,初凝之前应先采用木制抹挫浆后采用铁制平抹进行2~3次收浆抹面,用于闭合砼的收缩及干缩裂缝。待初凝后立即进行塑料薄膜覆盖防止混凝土表面水份挥发产生收缩裂缝,在塑料薄膜上再覆盖土工布进行保温。

第一级砼采用木抹抹面,待初期养护满足要求后,人工凿毛砼面(混凝土强度需达到2MPa),并用水冲洗干净;第二级砼初凝前,先用木抹子收浆抹面2~3次,之后用铁抹抹面收浆压平,平整度控制在5mm之内。

当承台混凝土的强度达到2.5MPa 时,水平施工缝采用人工凿毛,高压气或高压水枪进行清洗混凝土表面的方法进行处理。在浇注上层砼之前,务必保证接合面清理干净、湿润。

混凝土养护包括湿度和温度两个方面。结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护。因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。湿养护时间应视混凝土材料的不同组成和具体环境条件而定。特别是低水胶比又掺有大量矿物掺和料的混凝土,为减少早期自收缩,保证表层混凝土有密实的微结构,充分的潮湿养护过程尤其重要。

暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时进行水养护。承台混凝土上表面因没有钢吊箱保护,分层面采取土工布保湿,永久暴露面应覆盖塑料薄膜和土工布或表面蓄水养生保湿,人工直接洒水易造成混凝土表面干湿循环,产生干缩裂缝。养生用水采用淡水,由拉水车从陆地拉入,施工现场设置蓄水箱。严禁使用海水养生。

承台混凝土浇筑完后,采用冷却水管通水降温。

3.4、过渡墩承台施工工艺

过渡墩采用双壁钢套箱施工,套箱由主墩套箱改装而成,详见后附设计图。封底采用1m厚C20混凝土;承台分两次浇注,第一次浇注1.5m,第二次浇注2m。具体施工工艺与主墩类似,不再详述。
3.5、引桥水中承台施工工艺

引桥水中承台采用单壁钢套箱施工。其中7#墩、8#墩、46#墩~53#墩采用无底套箱,其余墩采用有底套箱。套箱结构详见后附图纸。

3.5.1有底套箱施工

6.6m×6.6m承台施工时,钢套箱采用原位拼装,不再使用悬吊系统。首先利用低潮位时间在钢护筒上焊接牛腿,牛腿顶面控制标高为-1.65m;然后安装2I32a双拼工字钢底承重梁,铺设底板;在底板上拼装套箱。6.6m×6.6m承台封底厚度为0.5m,10.6m×6.6m承台、12.0m×7.5m承台封底厚度设置为0.7m;承台高度方向均分两次浇注,首次浇注1m,第二次浇注2m。其余施工工艺与主墩相似,不再详述。

3.5.2无底套箱施工

7#墩~8#墩位于海堤镇压层抛石区(如下图所示),原设计承台顶面标高即为抛石顶面标高,后因水利部门提出开挖对海堤稳定不利,承台标高整体上提。施工时,利用低潮位时间破除桩头,对套箱平面位置进行测量放样。在抛石区顶面浇注C20砼调平垫层,然后利用低潮位时间在垫层上拼装套箱。套箱拼装完毕后,设置型钢支撑对套箱进行有效固定。

图3.5.2-1 抛石区

52#墩、53#墩墩位处地质条件以残坡积岩为主,钻孔桩采用筑岛法施工,承台施工顺序如下:

(1)以挖机将回填的宕渣开挖至封底底面标高,回收钢护筒,整平压实;

(2)利用低潮位时间破除桩头砼;

(3)测量放样,在套箱投影线30cm宽范围内浇注C20调平垫层;

(4)分块拼装套箱;

(5)浇注封底混凝土。

图3.5.2-2 52#墩钻孔桩采用筑岛法施工

46#墩~51#墩墩位处海床顶部为淤泥层,施工顺序如下:

(1)拆除钻孔平台;

(2)在钢护筒上焊接牛腿、导向定位系统;

(3)利用低潮位时间,在牛腿上分块拼装套箱;

(4)套箱拼装完毕后,采用8个5t的手拉葫芦以钢护筒为支点起吊套箱,割除牛腿;

(5)利用手拉葫芦整体下放套箱,令套箱在自重作用下沉入海床,套箱下放到位后,以型钢将其与护筒固定;

(6)采用履带吊配合抓斗清除套箱内淤泥至封底底面标高以下5cm,人工进行细部清理,然后以砂袋配合竹制格栅、彩条布对基底进行处理;对于50#墩、51#墩海床顶标高高出封底底面较多的情况,为防止套箱下沉困难,可先以抓斗降低海床标高,再拼装套箱;

图3.5.3-3 抓斗清淤       图3.5.3-4 竹制格栅

(7)清除护筒周边附着物,焊接锚筋、环向抗剪钢筋,浇注封底混凝土;

其余工艺与有底套箱施工类似,不再详述。

3.6、大体积砼温控

海工混凝土的耐久性非常重要,内、外表面裂缝的有效控制,是质量控制的重中之重。因此,在本工程大体积混凝土配合比设计工作中,除了混凝土拌和物工作性、强度等指标外,应必须考虑提高混凝土耐久性,降低胶凝水化热,减小混凝土的绝热温升,减少混凝土的化学收缩和干缩,提高其抗收缩性能,提高混凝土本身的抗变形、抗开裂等性能。

为了更好的控制新浇混凝土温度,防止因混凝土温度上升过快而产生温度裂缝,主墩、过渡墩承台施工中在承台各层混凝土之间布置冷却水管。除采用冷却水管施工外,承台混凝土施工还应对浇筑温度进行控制,并及时对浇筑完成后的混凝土进行保温养护。

(1)混凝土原材料选择及质量控制

水泥:选用符合招标文件要求且经过监理工程师书面认可的合格货源。水泥散装入场,水泥使用温度不得超过50℃,否则须采取措施降低水泥温度,如可要求水泥生产厂家放置一段时间后发货。水泥入场后应按品种、标号、出厂日期分别存放,同时应采取措施防止受潮。水泥应分批检验,质量应稳定。若存放期超过3个月应重新检验。

掺合材料:满足设计图纸要求的I级粉煤灰及S95级矿粉;

细骨料:采用福建砂,含泥量≤2%,细度模数2.5~2.9符合Ⅱ区颗粒级配,其它指标必须符合规范《水运工程混凝土施工规范》JTJ268-96及《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275-2000的规定

粗骨料碎石,粒径5~25mm且级配良好,来源应稳定。石子必须分批检验并严格控制其含泥量不超过0.5%。如果达不到要求,必须用水冲洗合格后才能使用,其他指示标必须符合规范要求。

外加剂:混凝土施工掺入钢筋阻锈剂及减水剂;减少剂采用新型聚羧酸高性能缓凝型减水剂;外加剂应分批检验,品质应稳定,如发现异常应及时报告。

水:拌和用水的水质需通过严格检验并符合有关规范规定。

(2)混凝土配比优化

大体积混凝土配合比设计,除满足普通混凝土所要求的强度和耐久性等指标外,更重要的是控制混凝土的内外温差,以防止温度裂缝的发生。为此在进行配合比设计时,主要应考虑以下几个方面:

大体积混凝土的内部温升,主要是水泥水化热引起的,因此要严格控制水泥的C3A含量。用矿物掺合料代替部分水泥。矿物掺合料具有一定活性,而且水化热低,通常用粉煤灰、矿粉、火山灰等掺合材料。延长混凝土设计龄期。为了减少水泥用量,降低水化热峰值,充分发挥矿物掺合料后期强度优势选用粒径较大且连续级配的粗骨料。大体积混凝土一般钢筋并不密集,选用较大的石子粒径, 可以减少用水量,进而节约水泥,减少水化热温升,连续级配的粗骨料,可以避免或减少混凝土拌合物离析现象的发生,提高混凝土质量。使用缓凝型高效减水剂。缓凝高效减水剂既可以减少用水量,进而减少水泥用量,减小水化热峰值,还可以延缓水化热的释放,使水化热释放趋于平缓,避免混凝土中心温度急剧上升导致温差增大。控制混凝土坍落度。大体积混凝土一般采用泵送施工, 在满足泵送的条件下,坍落度不宜过大。

(3)混凝土浇注温度控制

混凝土出拌和机后,经运输、平仓、振捣诸过程后的温度为浇注温度,控制在25℃以内。在每次混凝土开盘之前,试验室要量测水泥,砂、石、水的温度,专门记录,计算其出机温度,并估算浇注温度。当浇注温度超过上述控制标准时,必须利用夜间浇注混凝土,在夜间20时以后开盘,次日8时以前浇注完;如果浇注施工要经历午间高温期,应当在采取遮阳措施下进行施工。炎热季节施工时应避免日光曝晒及混凝土在运输过程之中由于摩擦而导致混凝土温度升高。

必须严格控制混凝土原材料的温度;其中水泥的温度不得高于50℃,否则必须要求水泥厂家在水泥出厂前放置一段时间或采取其它降温措施;砂、石料要采取遮阳措施,防止太阳直晒;石子温度不超过30℃,砂温度不超过32℃,粉煤灰温度不超过35℃;必要时须对石子采取冷水冲洗及风冷降温等措施。 

4、质量保证措施

4.1、质量目标及创优计划

质量目标:交工验收评分90分(含)以上;

创优计划:争创省优质工程。

4.2、质量保证体系

图4-2 质量保证体系

4.3、具体措施

(1)营造浓厚的质量管理氛围,提高参建人员质量意识

通过开展“质量月”活动、不定期召开质量专题会等措施,结合现场宣传设施,加强思想教育工作,将“质量是品格,质量是生命”的企业质量理念灌输到每个参建人员心中。

(2)建立健全质量管理制度,保障质保体系的有效运行

狠抓制度建设与执行。在公司既有制度的基础上,结合项目特点,制订细致、可行的质量管理制度,并通过严格的奖惩措施提高执行力,籍此保障项目质保体系的有效运行。

(3)广泛开展各类培训活动,夯实技术基础

经常性组织施工技术培训、现场观摩等活动,提高技术人员业务能力;不定期组织技术交流、技术研讨会,在实质性解决施工问题的同时,提高技术人员发现问题、分析问题、解决问题的能力。

(4)精细化管理,标准化作业

制订《项目质量精细化管理手册》;在分项工程开工前,严格按照公司要求进行技术交底,重点向技术人员、作业班组阐述各道工序的质量要求;坚持执行首件总结制,大胆暴露首件施工存在的问题,紧盯整改,树立施工质量标准。

(5)加强原材料质量控制,从源头保证工程质量

做好试验检测工作,加强原材料质量控制,杜绝不符合规范及设计要求的材料用于工程施工的现象。

(6)推行内部监理制度,落实质量责任制,加强过程控制力度

执行现场技术人员自检合格后向质检部报检、质检部按照《项目质量精细化管理手册》要求验收后向监理报检的程序,每月对工序责任人的一次报检合格率进行统计,并计入月度绩效考核结果。同时通过质量巡检、质量月检实时对施工质量进行检查,加强过程控制。

(7)积极开展QC活动,持续提高工程质量

结合工程开展情况,分阶段、有针对性地开展QC活动,通过PDCA循环不断提高质量控制水平,进而提高工程质量。

5、安全保证措施

5.1、安全目标

杜绝任何死亡事故,消除大、重大事故、火灾事故、交通事故等,年负伤频率控制在2‰以内,确保安全生产,创建浙江省平安示范工地。

5.2、安全生产保证体系

图5.2-1 安全生产保证体系

5.3、具体措施

详细安全保证措施、应急措施参见《承台施工安全专项方案》,本文针对边通航边施工、承台作业面安全防护仅作简要阐述。

(1)边通航边施工的安全保证措施

本工程栈桥搭设过程中在主桥第31孔预留临时通航孔一个,航道净宽93m。工程区域内雾天、大风天较多,周边船舶碰撞事故频发,为有效保证通航条件下的施工安全,先行实施永久性拦阻体系施工,同时通过安装航标、警示灯等一系列措施保证通航安全。

图5.3-1 拦阻体系设计

(2)承台施工作业面安全防护措施

①水上作业平台分为工作平台和钻孔平台两部分,钻孔桩施工完毕、钻孔平台拆除后,应及时安排护栏施工,并在靠近承台一侧设置80cm宽的活动门,作为作业人员的通行通道。

②在各平台设置承台施工现场警示标志。

③在套箱周边设置安全网。

④以钢管、型钢焊接80cm宽的长梯作为作业人员下往套箱的通道,梯子两边设置120cm高的栏杆,护栏外侧、梯子底部设置安全网。

⑤工作平台周围严禁堆放杂物,保持现场清洁,防止杂物落入套箱导致人员物体打击伤害。

图5.3-2 承台施工安全防护

6、环境保护措施

6.1、环境保护目标

减少对陆域、水域的生态破坏,减少水土流失,避免水域环境的污染。实现外界零投诉。

6.2、具体措施

(1)认真学习地方有关法律法规,结合项目特点制订相应的管理措施和办法,由安保部负责监督落实。

(2)对施工中的建筑垃圾、机械油污、生活污水、生活垃圾等事先合理规划排放处理地点,严禁焚烧垃圾,不得污染当地水源和环境。

(3)文明施工,保持施工现场的清洁,并派设专人对施工便道、栈桥进行洒水和清扫,防止扬尘。

(4)承台、封底浇注过程中剩余的混凝土不得随意排放,作业平台面上的混凝土需及时清理,砼废料运输至指定地点统一处理。

(5)陆地承台施工完毕后,对基坑进行回填、整平,作良好处理,不破坏地方既有景观。
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