主6号墩承台安全施工专项技术方案

文摘   2024-12-05 20:05   湖北  

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1、工程概况

XXX大桥南索塔主6号墩位于长江南岸岸边台地,地势平坦开阔。主6号墩基础设计为钻孔灌注桩、承台结构,承台平面尺寸为42×23.25m,承台顶标高21.0m,底标高13.0m,高8m,分两次浇筑完成。承台区原地面标高为20.506~21.139m。

6号墩承台混凝土标号为C35,共计7785m3,钢筋606.181t,承台底铺设30cm厚C20混凝土垫层,垫层混凝土方量为292m3

根据施工进度安排,基坑预计于6月上、中旬开挖,6月底浇筑第一层承台,7月初浇筑第二层承台。

2、承台施工安全形势分析

①由于主6号墩承台是在深约8m的基坑内施工,从基坑开挖至完成承台混凝土浇筑,历时2个多月,且是长江高水位期,因此基坑的稳定是承台安全施工的关键;

②承台施工中,塔吊是关键的吊装施工设备,模板安装、拆除,钢筋的安装,混凝土浇筑平台的搭设和拆除等工序作业时,所有重物的搬运均依靠塔吊,从塔吊基础设置至塔吊的安装,必须经权威部门进行安全认证后,方能投入使用,确保安全;

③承台施工期间,进入基坑的施工人员较多,为预防紧急情况,必须要求进出基坑的通道畅通。

3、基坑安全保证

3.1基坑设计及其稳定性验算

3.1.1设计条件

①设计水位

钢板桩施工期:12.91m(取4月份平均水位)

基坑开挖期:17.29m(取6月份平均水位)

承台施工期:19.65m(取7月份平均水位)

②地下水位

根据地质资料以及与主6号墩相邻的主7号墩承台基坑开挖情况看,基坑开挖时土层无承压水,且隔水性良好,从安全角度考虑在计算时取地下水位为+17.0m。

③原地面标高:20.748m

④基坑顶面无堆载

3.1.2设计依据

①《XXX长江公路大桥施工图阶段长江大桥主桥工程地质说明书》

②《干船坞设计规范》(JTJ252-87)

③《建筑工程基坑支护规范》(JGJ120-99)

3.1.3水文、地质

根据主塔墩地质资料,基坑及钢板桩入土深度范围内的土层单一,为软塑状态的亚粘土。

亚粘土主要物理力学指标

3.1.4基坑尺寸

承台设计底标高为13m,其下为30cm的C20混凝土垫层,考虑混凝土垫层下的找平厚度,基坑底标高取+12.60m,平面尺寸46m×27.25m。

基坑四周边坡按1:1.5放坡。

承台基坑开挖时,基坑江侧边坡形成土堤,与钢板桩墙共同形成挡水围堰。钢板桩距承台外边线16.5m,在桥轴线上下游各50米处与原始岸坡相接,钢板桩墙总长度约为110米。基坑平面图和在桥轴线上的断面图如图3-1和图3-2所示。

3.1.5基坑边坡稳定性验算

基坑边坡稳定性验算方法采用条分法,土的抗剪强度指标采用快剪值,根据对主6号墩承台横桥向7排桩所对应的7个边坡断面测量的结果,采用Slip程序进行边坡稳定验算,具体验算过程详见施工方案。考虑地下水渗流的影响(偏安全),边坡最小抗力分项系数K如下:

①岸侧边坡:K=1.103

②江侧围堰土坡基坑侧:K=1.28

③江侧围堰土坡江侧:K=1.233

经计算岸侧和江侧边坡最小抗力分项系数均大于1.1,满足规范要求。

3.1.6钢板桩围堰稳定验算

钢板桩稳定验算包括三个方面:

①钢板桩墙位置的确定:以围堰在高水位作用下,钢板桩墙后土体(基坑侧)能承受被动土压力为原则。

②钢板桩的入土深度:应满足规范要求。

③钢板桩的强度和变形:应在施工允许范围内。

验算过程详见《主6号墩承台施工实施细则》,计算结果均满足规范规定和施工要求:

①板桩墙轴线距离承台外边缘线16.5m。

②hpΣEp-1.2r0haΣEa=519.68>0,板桩入土深度满足要求。

③钢板桩的最大应力为20Mpa;钢板桩的最大变形为2.4cm,坡顶处(标高18.0m)钢管桩的变形为1.7cm;桩底的位移量仅为1毫米,基本可视为嵌固。

3.1.7 渗流稳定计算

计算渗流断面图如下:

引入长江。截水沟平面布置图见图3-1,断面图详见图3-4。

3.2.2基坑排水

①排水量计算

排水量主要考虑基坑渗流量和降雨量。

根据“3.1.8钢板桩渗透量计算”,流入基坑的渗透量总量为0.51 m3/h。

根据水文资料提供的日最大降水量及基坑顶口汇水面积计算降雨量为53.82m3/h。

故排水量Q=0.51+53.82=54.33 m3/h。

②排水设备选择

排水设备的总排水量V=1.5Q=81.5 m3/h,每台水泵排水量q≤0.5Q=27.2 m3/h,选用6台流量为20 m3/h、扬程为30m的潜水泵,能满足基坑排水的要求。

③基坑排水系统布置

基坑开挖过程中及开挖到位后,在承台四周挖设一条50×50cm的排水沟,并沿承台纵、横轴线分别设置一条相同截面的盲沟,盲沟两端与排水沟相连。排水沟设1%的纵坡,以利于集水。

在排水沟四周设置6个直径70cm的集水坑,每个集水坑设一台潜水泵抽水。

3.2.3基坑边坡防护

由于主6号墩承台施工周期较长,基坑边坡长时间暴露,为防止雨水冲刷造成边坡浅层坍塌,在基坑形成后,在坡面上先满铺一层彩条布,再在彩条布上铺设一层土工布,对边坡进行防护。在坡面上采用插打木签固定彩条布和土工布。详见图6-1所示。

由于基坑采取分层开挖,边坡的防护也需要分层进行。在第一层开挖至标高15.6m后,立即对第一层边坡进行防护,待上层边坡防护完成后,接着进行标高15.6m以下的基坑开挖,随即进行下层边坡防护。

3.3基坑安全监测

为保证基坑内施工安全,对基坑边坡和钢板桩围堰的稳定进行监测,边坡稳定监测的方法是在基坑岸侧和上下游侧的坡顶各设置两个沉降位移观测点,对边坡稳定进行监测。钢板桩围堰的监测点设置在钢板桩上。

4、基坑内施工安全通道

在基坑的上下游侧的边坡上,各设置一条安全通道。安全通道利用基坑开挖时的施工便道以及承台施工脚手架形成。

6号墩承台深约8m,分两层开挖,第一层开挖至标高+15.6m后,在上下游侧分别修筑一条施工便道,以便运土车辆通行,施工便道宽5m,坡度1:8,表面铺筑二片石及对边坡作局部硬化处理。

承台钢筋施工时,侧面竖向钢筋一次安装到位,由于钢筋高度约8m,为防止其倾覆,在承台轮廓线外搭设脚手架,脚手架作为钢筋绑扎、模板安装的操作平台,也是侧面钢筋的定位框架。

将施工便道与承台施工脚手架之间用脚手架连接,并在相应位置安装栏杆、爬梯和安全网,形成基坑内安全施工通道。如下图所示。

5、承台施工安全措施

5.1基坑开挖

①在基坑开挖之前,进行详细的基坑开挖技术交底,明确责任。实现定机定人定岗,进行有序作业。

②在基坑开挖前和开挖时做好地下水控制工作,保持土体干燥。降水使用的潜水泵在使用前和使用过程中,对潜水泵的绝缘性能进行认真检查,确保泵体绝缘性能良好,防止发生触电事故。

③基坑施工期间基坑边缘堆置材料或沿基坑边缘移动运输车辆和机械应距基坑上部边缘不少于3m,土方及时运走,不得堆积在基坑边缘。

④在基坑外沿设置防护栏,并且采取防止落物的安全措施;坑内上下梯道设置护栏扶手,坑沿进行围护,设置警示标志,夜间应设红色警示灯。

⑤合理选择、布置施工机械位置,使各种施工机械作业时在平面和空间内不相互干扰;设置现场指挥人员进行运土车辆的调度、指挥。根据基坑边缘荷载安全要求,合理调度运土车辆并保证运土道路畅通;基坑出土时,设置专人监督取土机械回旋区域内禁止人员通过和站人。

5.2桩头凿除

①对桩头处理作业的空压机、风镐进行认真检查,保证性能良好,空压机的压力显示表、安全阀、防护罩齐全有效。风管各连接部位绑扎牢固。风镐使用前和使用过程中,应对风管接头、阀门进行检查、防止风管脱落伤人。

②桩头处理作业人员在作业时要求系挂好安全带和穿戴好必须的个人劳动防护用品(如防尘口罩、防护眼镜等)。

5.3 钢筋绑扎及模板安装、拆除作业

①向基坑吊送钢筋材料或施工机具前,检查起重机械和吊具的安全性和可靠性,吊物下方不得站人或通行,吊物下放至距作业面1m时,作业人员方可靠近操作。

②吊运钢筋时,钢筋的规格和长度要一致,不准长短混吊,不准单绳一点捆吊,吊运钢筋下方严禁站人。

③在2米以上高度从事支模、绑扎钢筋等施工作业时必须有安全可靠防护的施工作业面,并设置安全稳固的爬梯。无安全稳固的作业面作业时,作业人员必须系挂好安全带。

④脚手架的搭设及所用构件符合国家规范。钢管脚手架应用外径48--51毫米,壁厚3--3.5毫米,无严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹的钢管。

⑤脚手架打设的基础平整坚实,确保不沉陷。其架体必须支搭在底座(托)或通长脚手板上。脚手架施工操作面满铺脚手板,脚手板用铁丝绑扎牢固,行走通道设护栏、挂安全网。

⑥在2米以上高度从事支模、绑扎钢筋等施工作业时,设置安全可靠的施工作业面,并设置安全稳固的爬梯。在无安全稳固的作业面作业或高处临边作业时,作业人员要求系挂安全带。

⑦模板及其支撑系统在安装和拆卸过程中,采取临时固定措施,防止倾覆。

5.4施工用电、起重吊装作业

①加强现场安全用电的管理,电源线全部采用电缆线。负荷端部配电箱安装漏电保护器并且采取有效的接地保护措施。

②夜间施工,现场配备足够的照明设施。

③临时用电配电线路按规范架设整齐;各类配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨,箱内无杂物;手持电动工具的使用,依据国家标准的有关规定采用类、类绝缘型的手持电动工具。工具的绝缘状态、电源线、插头和插座要求完好无损,维修和检查应由专业人员负责。

④施工现场的起重吊装必须由专业人员进行,起重指挥人员必须持证上岗。起重吊装作业前应根据施工组织设计要求,划定施工作业区域,设置醒目的警示标志和专门的监护人员。

⑤起重作业前,要求专人对钢丝绳进行检查,凡表面磨损、腐蚀、断丝超过标准的,或打死弯、断股、油芯外露的不准使用。

⑥氧气、乙炔瓶制作专用的吊筐,分别装筐吊运,制止使用钢丝绳捆吊;作业前对氧气、乙炔瓶的显示压力表、防回火装置进行检查,所以安全装置齐全有效,在使用或存放时,保持安全距离。

⑦在施工区域设定明显的防火标志,并配备一定数量的消防器材。

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