列斜沟大桥基础及下部结构施工组织设计Word格式文档下载.docx
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桥面系为双线无渣轨道。
桥台采用矩形空心桥台,桥墩全部为矩形空心桥墩,墩高16.5~41.5m,空心墩壁厚0.5m,外坡30:
1,内坡40:
1。
基础均采用12根桩径Φ1.5m钻孔灌注桩,桩长53~58m,全桥共有Φ1.5m桩108根。
2.2地形地貌
列斜沟大桥位于陕西省潼关县高桥乡和秦东镇交界处,上跨列斜沟。
此处沟槽弯曲,沟底纵坡平缓,两岸阶地发育。
桥渡与主流斜交0°
。
DK346+600处有土质便道与线路交叉,便道宽1.5~2.5m。
2.3工程地质
2.3.1地层岩性
列斜沟大桥桥址处地表广布第四系风积砂质黄土,下部发育有粉质黏土、卵石土、粉土、黏土、中砂、细砂。
漫滩、一级阶地卵石层以上砂质黄土具Ⅱ级自重湿陷性,湿陷层厚度达8~11m;
黄土台塬上砂层及粉土以上砂质黄土具Ⅳ级自重湿陷性,湿陷层厚度达20~35m。
2.3.2地质构造
中条山-潼关塬西侧断裂(F10)与华山山前断裂交汇处(观北断层段)历史上有中强震发生,在DK355+810与线路大角度相交,处于隐伏状态。
列斜沟大桥地面调查中,未见由于断层引起的地面变形现象。
由于本段第四系覆盖层厚度远大于200m,可不考虑活动断裂的地表位置对大桥的影响,但要考虑抗震设防和可能的地震液化。
2.3.3地震
根据国家质量技术监督局颁布的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)划分,列斜沟大桥地震动峰值加速度为0.244,基本烈度为八度。
2.4自然特征
列斜沟大桥位于黄土台塬及渭河一、二级阶地区,地表多为农田。
出露地层单一,主要为第四系风积砂质黄土,分属Ⅱ、Ⅳ级自重湿陷性黄土。
地表分布有松软土。
2.5气象特征
本区属暖温带半湿润大陆性季风气候。
四季分明,春秋适宜,夏热多雨,冬寒干燥。
年平均气温13.2~13.6℃,最冷月平均气温-1.2~-0.7℃,最热月平均气温26.1~26.7℃,极端最高气温42.7℃,极端最低气温-18.6℃,年平均降水量581.1~608.9mm,年最大蒸发量1872.6mm,年平均大风(≥8级)天数14.1~19.1天。
最大土壤冻结深度0.44m。
2.6水文特征
列斜河为季节性地表水流,雨水期水量较大,枯水期水量较小,甚至没有水流,受气候变化影响较大。
黄土台塬区斜坡地带地下水位埋深大于40m,沟谷地段水位埋深3~10m,水质良好,对混凝土无侵蚀性。
2.7本工程的特殊性
由于列斜沟大桥桥址地质为第四系风积砂质黄土,具有自重湿陷性。
因此,钻孔桩施工时应特别注意泥浆对失陷性黄土的影响,避免及减少泥浆失水为钻孔施工的重点。
2.8文物古迹
列斜沟大桥桥址暂未发现文物古迹。
2.9技术标准
1、双线铁路桥,位于R=8000m圆曲线上,线间距5.0m;
2、速度目标值:
350km/h;
3、设计活载:
列车竖向荷载采用ZK活载;
4、设计洪水频率:
1/100。
2.10主要工程数量表
本桥主要工程数量见表下表:
主要工程数量表
工程项目
部位
单位
工程数量
桥梁工程
桥全长
m
272.84
墩台
C30钢筋混凝土
墩台顶帽及托盘
m3
376.5
HRB335钢筋Φ>10
kg
51605.8
Q235钢筋Φ≤10
119
桥台台顶及背墙
201.6
26323.8
C30混凝土
台身
174.8
C50钢筋混凝土
支撑垫石
15.3
4461
墩身
3076.8
207041
8649
钢料
空心墩洞内检查设备
22932
承台
加台
676.4
承台
4315.5
129465
钻孔桩
钻孔桩
9288.1
607636
47383
1268
总桩长Φ150
5256
备注:
上表数量为施工设计图工程数量,未含箱梁预制、桥面系及附属工程。
3施工组织情况
3.1施工准备
3.1.1临时工程准备
为满足施工需要需修建的临时工程有:
施工便道、临时房屋、临时供电、临时供水、临时通讯、混凝土拌和站及料场、钢筋存放及加工棚等。
临时工程的布置情况详见“图3-1-1列斜沟大桥施工平面布置图”。
3.1.1.1施工便道
线路所在地区公路交通发达,省道、县道交叉成网,与线路相伴而行的有G310、西潼高速公路,这些公路距线路较近,材料运输主干道可利用既有公路、部分乡村公路拓建作为施工运输便道。
沿该桥线路修建贯通的施工便道,在该桥西安台处修建一条通往该桥的进场便道,一端通往既有高桥隧道进口主便道,另一端与桥位处的施工便道连接。
便道标准为:
路面宽度8m,面层采用泥结碎石,厚16cm,根据地基情况采取适当措施进行加固。
3.1.1.2临时房屋
现场临时生活及办公房屋采用彩色活动板房,生产房屋根据使用性质分别修建,拌和站、钢筋加工棚等采用钢结构棚架进行修建,材料库、水泥库房、混凝土试块养护室等需要封闭、防潮、防冻的房屋采用砖混结构修建。
场内驻扎列斜沟大桥工程队,临时住房、办公室共计占地约1000m2。
3.1.1.3拌合站
本桥修建1座混凝土拌合站,配备2台750搅拌机和电子自动计量配料机,砂石料存放区采用砌筑1.5m高的砖墙隔离,并搭设遮阳遮雨棚,水泥库房采用砖混结构修建。
场地全部采用C15混凝土硬化,浇筑厚度15cm,四周挖设排水沟与列斜沟相连,保证雨水顺利排出。
为保证拌合
图3-1-1列斜沟大桥施工平面布置图
站在失陷性地基上的安全,尤其注意处理好拌合站处地基的防排水工作,重点做好:
地表面的硬化避水、排水。
3.1.1.4施工用电
为保证施工用电,在拌合场地内安装500KVA变压器1座,从10KV供电线接引,经配电室后输送至拌合站、钢筋加工场等处,同时配备300KW发电机一台作为备用电源。
与施工便道平行布置临时供电主电缆,通过配电箱将临时供电支线牵引至施工现场的各个场所。
3.1.1.5施工用水
施工用水采用打井取用地下水,在混凝土拌和站打一眼Φ50cm的水井取用地下水,并在现场设生活及施工用蓄水池各一个,满足工程施工及日常生活的需要。
经检验水质符合饮用水标准,可以使用。
3.1.1.6施工通讯及网络
为保证该桥在施工过程中通讯畅通,工区驻地和各施工队均安装程控电话。
各施工队调度、安全员全部配对讲机。
本桥位所在地区属无线网络服务区,手机可直接用于通信联络。
项目部领导、各部门负责人、各施工队领导均配置手机,以保证对内对外的通讯联络。
3.1.2技术准备
3.1.2.1测量放线
根据设计院提供的交桩资料对导线点、水准点进行复测,并将复测成果报批,根据审批后的成果资料布设导线控制网,控制该桥的测量放样工作。
导线控制网的测设精度要满足要求,控制桩的埋设要设在前后通视且不易被扰动的位置,并采取混凝土包裹加固。
导线控制网定期检查、复核。
在开工前完成该桥的贯通测量,对各主要坐标点认真做好防护、记录、计算,测量无误后,整理成正式资料。
3.1.2.2图纸会审
开工前组织工区技术室的技术主管、工程师对图纸进行详细的审核,并做好审核记录,搞清设计意图,发现图纸中存在的问题及时上报设计院,使每个技术人员彻底了解分管范围内工程的设计情况,并确保并施工图纸准确无误。
3.1.2.3技术交底
根据设计要求备齐所需定型图、参考图及各种相关资料。
施工前由总工程师组织工程技术部对各工区技术人员进行技术交底和岗位技术培训。
技术交底的内容包括:
图纸要求、施工工艺、质量标准、操作方法及要领、安全细则、环保要求、施工规则要求、施工顺序、与前后工序的关系、工种间的配合、预埋件位置、混凝土及砂浆配合比、结构物尺寸、标高、测量桩橛及水准点等。
3.1.3物资准备
根据工程进度计划编制详细的季、月物资需用量计划,超前准备充足、合格的施工材料,同时严把质量关,防止不合格材料进场。
由指挥部统一组织各种材料的采购和供应工作,地材就近购置,并充分利用当地的运输力量,保证材料的运输;
钢材及水泥采用国家大型企业的产品。
各种材料经试验合格并报监理工程师批准后方可使用。
3.2施工队伍部署
该桥由列斜沟大桥工程队施工,负责本桥的基础和下部结构工程的施工。
队伍驻地设在列斜沟沟底、列斜沟大桥左侧阶地平台上。
3.3施工机械、设备安排
根据本桥基础工程的施工任务及施工计划安排,我们拟定投入以下施工机械设备进行施工,主要的施工机械设备及计划进场时间见下表。
主要施工机械、设备供应计划表
序号
名称
规格型号
产地
数量(台/套)
进场时间
1
旋挖钻机
SR220
山东
2
2006.5
挖掘机
WY120
日本
3
装载机
Z40
柳州
4
混凝土拌合机
750
5
混凝土搅拌运输车
6m3
6
吊车
QY-25
四川
7
变压器
500KW
8
发电机
300KW
9
电焊机
BXI-500
10
钢筋切断机
11
钢筋弯曲机
GW40
12
泥浆泵
QXZ-70/110
13
砂石泵
14
自卸车
15
凿桩设备
2006.6
16
振动棒
17
蛙夯
18
卧式输送泵
600
2006.7
19
塔吊
60
20
全站仪
GTS332W
21
水准仪
AL-32
22
泥浆稠度仪
23
量砂筒
表中未含运、架梁设备
3.4总体施工顺序
下部结构总体上按照梁体架设的顺序(西安台→郑州台)进行,即从大里程向小里程方向推进。
具体施工顺序为:
一台钻机从西安台开始施工桩基,逐墩向小里程施工;
另一台钻机从3#墩开始,按照从大里程向小里程的方向逐墩施工至郑州台。
承台及墩台身的施工按照桩基的施工顺序进行。
3.5主要工程工期安排
钻孔桩:
2006.06.01~2006.08.31,计92天。
承台:
2006.07.01~2006.10.15,计107天。
墩台身:
2006.08.01~2007.01.31,计184天。
3.6工期计划进度图
施工进度见图3-6-1列斜沟大桥施工进度横道图
4施工方案
4.1施工方法
4.1.1钻孔桩基础
列斜沟大桥桩基顶部20m以内采用人工挖孔,20m以下采用旋挖钻施工。
人工挖孔、旋挖钻机钻孔、泥浆护壁;
钢筋笼分节加工成型,吊车吊装、孔口焊接接长;
混凝土由拌合站集中拌制,混凝土搅拌运输车运输,导管法灌注水下混凝土。
4.1.2承台
人工配合反铲挖掘机放坡开挖,施工时根据边坡稳定情况采取方木及钢轨桩进行支撑支护。
钢筋在加工场预制成型,现场绑扎;
混凝土分层浇筑。
模板应具有足够的强度、刚度和稳定性,能保证结构物各部形状、尺寸及预埋件位置准确。
模板安装的允许偏差应满足规范要求。
为确保施工质量,本工程大型结构物混凝土外露面均采用新加工制作的大块钢模板或特制模板组拼(每块面积不小于2m2),同时施工期间为加强各种不同类型结构物间模板的周转利用情况,对平面模板的长度、宽度、螺栓拉杆加固孔位采取标准加工制作,以利于不同结构物之间的周转利用,结构物的曲面及特殊部位采取专门加工制作。
4.1.3墩台身
墩台身施工采用大块拼装式钢模板,由工厂分节、分块精加工制作,矩形实体墩墩身较低,采取吊车一次支立模板、混凝土一次浇筑成型;
矩形空心墩混凝土采取分段浇筑,每段浇筑高度不超过3m。
钢筋用汽车吊或塔吊垂直运输,现场绑扎焊接;
混凝土由拌合站集中拌制、混凝土搅拌运输车运输、塔吊(吊车)或混凝土输送泵灌注、振动棒人工振捣。
整个桥梁墩台身计划配备1套整体模板(按最高墩3#墩制作)。
4.2施工工艺
桥梁基础及下部结构施工工艺框图如下:
桥梁基础及下部结构施工工艺框图
4.2.1钻孔桩基础
为达到文明施工的要求,防止泥浆影响湿陷性黄土地基稳定,需对泥浆池进行合理的布置和处理;
为减小钻孔施工施工中对临近桩孔的影响,钻孔施工按照调打方式进行。
见《桥墩桩基施工布置图》。
旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高(全电脑控制)、履带式行走移位方便的特点,该工程桩基的成孔采用旋挖钻机,见《旋挖钻机设备图》。
钻孔桩施工工艺见《桥梁基础及下部结构施工工艺框图》。
旋挖钻设备图
4.2.1.1施工准备
1、资料准备
(1)开工前应具备场地工程的地质资料和必要的水文地质资料,桩基工程施工图及图纸会审纪要。
(2)施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线(高压线、管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑等的调查资料,确保不影响现场的施钻工作。
(3)主要施工机械及其配套设备的技术性能资料,所需材料的检验和配合比试验,对所需的材料必需做材料的试验,试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
(4)具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。
(5)工程地质资料
作好全面的施工准备,施工前对工程的地质情况尤其是对湿陷性黄土的特性进行必要的研究,对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。
2、场地的布置
(1)平整场地
由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度以免沉陷。
(2)施工便道
合理布置施工便道,保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位,方便钻渣的及时外运。
(3)合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施,全面满足施工工作的要求。
3、施工机械设备
旋挖钻机、泥浆泵(排污)、砂石泵(清孔)、混凝土搅拌运输车、铲车(钻渣外运)、自卸汽车(钻渣外运)、运浆车(泥浆外运)、吊车、电焊机、导管、护筒等。
钻头选择:
为保证钻孔的进尺和成孔的质量、安全,在钻孔前根据设计地质柱状图,选取钻具如下:
对一般性黄土、砂土采用旋挖斗,当遇到对粘土中含有大量姜石、砂砾层使用旋挖斗有困难时,可以先使用螺旋钻头再利用钻具钻进。
4、测量放线
采用全站仪精确定位桩孔的位置,根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制护桩为基准控制桩孔位置和钻机的准确就位。
护桩要做好保护工作,防止施工过程中扰动。
4.2.1.2人工挖孔
桩基顶部20m以内采用人工挖孔,采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖,遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎破碎,挖土顺序为先挖中间后挖周边,按设计桩径加20cm控制截面大小。
孔内挖出的土装入吊桶,采用自制提升设备将渣土垂直运输到地面,堆积到指定地点,防止污染环境。
注意挖孔过程中,不得将孔壁修成光面,要使孔壁稍有凹凸不平,以增加桩的摩擦力。
为防止塌方,保证人员操作安全,桩孔每开挖1m即进行护壁施工。
护壁采用C15现浇混凝土,锁口段(地面以下1.5m)护壁厚度为20cm,其它段厚度15cm,模板采用自制钢模板。
模板须具有足够的刚度,尺寸满足桩体设计要求,护壁不作为桩体的一部分,并且护壁混凝土标号低于桩体混凝土标号(C30),施作护壁后的孔径需满足设计要求,不得将护壁侵入桩体净空范围。
如右图所示,护壁模板形式采用等截面模板,上口应留约20~30cm空间作混凝土入口,最后封口可在混凝土初凝后采用小粒径干硬性混凝土填塞密实。
拆除护壁模板应在护壁混凝土具有一定的强度并确保孔壁稳定的情况下方可进行。
4.2.1.3钻机就位
钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好。
保证钻机工作正常。
通过测设的桩位准确确定钻机位置,并保证钻机稳定,通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后,即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。
4.2.1.4泥浆制备
旋挖钻机成孔时无需泥浆循环,泥浆的作用为护壁及悬浮钻渣,旋挖钻机对静切力的要求较高,泥浆中的砂不宜沉淀析出,为控制含砂量,配制时宜选用优质膨润土配制低比重的泥浆。
钻进的过程中泥浆的失水主要表现为初失水和静失水,其形成的泥皮薄,需要的时间长,这在钻进松散地层(砂层)时,易出现护筒周围坍塌现象。
因此对泥浆的配合比、泥浆性能指标要求如下:
泥浆配合比
地层
膨润土
纯碱
CMC
聚丙烯酰胺
水
一般
6~8
0.3~0.5
0.05~0.1
0~0.05
100
漏失
0.1~0.2
泥浆性能指标
比重
漏斗黏度(s)
失水量
(ml·
30min-1)
泥皮厚度
(mm)
塑性黏度
(cp)
10min静
切力般(pa)
动切力
(pa)
PH值
1.04
25~30
≯15
≯1.5
2~4
4~8
8.5~10
1.06
35~45
≯2.0
≯20
6~15
选择优质膨润土,用制浆机拌制泥浆并存入储浆池。
为了使泥浆充分利用,现场设泥浆池及沉淀池串联并用,使循环出的泥浆在沉淀池中得到净化,沉淀池中的沉渣装入泥浆车,外运至指定地点。
钻渣要及时运出工地,弃到弃碴场,以达到环境保护的要求。
钻孔施工时,根据地层情况及时调整泥浆性能指标,以保证成孔速度和质量,施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
桩孔混凝土灌注时,孔内溢出的泥浆排至泥浆池内,利用于下一基桩钻孔护壁中。
4.2.1.5钻孔施工
护筒埋设完毕并注入泥浆后方可开钻。
开钻时,先用低档慢速钻进,钻至护筒下1m后,再调为正常速度。
钻进过程中注意土层变化,以便及时对不同地层调整钻速、钻进压力、泥浆比重。
应控制钻进速度不宜过快,在下挖完成后,应缓慢提升钻头,使泥浆充分补给填充新挖部分,以防由于过快提升,使开挖土体部分出现真空,造成孔壁坍塌;
同时调整泥浆比重在1.1~1.15范围内,防止泥浆比重不足出现的孔壁坍塌。
经常抽出渣样并检查泥浆指标,控制、调整泥浆比重、含砂率等,并做好记录。
在土质地层中,选用螺旋式土钻,以钻头自重加液压力作为钻进压力(即开启钻机的自由落钩装置),初入压力控制在80~90KPa。
1、旋挖钻机的设置及调整
施钻时,将钥匙开关打到电源档,旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面,按任意键进入工作画面。
先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂,即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。
从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。
操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置,在此过程中,旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号,通过数学运算,输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。
实现钻杆平稳同步起立。
同时采集限位开关信号,对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。
在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。
调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。
在钻杆相对零位±
5°
范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;
而钻杆超出相对零位±
范围时,只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。
在调垂过程中,操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态,使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。
2、钻孔作业
钻孔时先将钻斗着地,通过显示器上的清零按钮进行清零操作,记录钻机钻头的原始位置,此时,显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字,操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。
在作业过程中,操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示——动力头压力、加压压力、主卷压力,实时监测液压系统的工作状态。
开孔时,以钻斗自重并加压作为钻进动力,一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度,长条形柱动态显示钻头的运动位置,孔深的数字显示此孔的总深度。
当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,操作回转操作手柄使机器转到土方车的位置,将钻渣装入土方车,清运至适当地点进行弃方处理,以免造成水土流失或农田污染。
完毕后,通
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