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1、1深水区桥梁基础施工深水区桥梁基础施工渝怀铁路沿线经过重庆市、贵州省和湖南省，山高坡陡，溪河纵横，地形、地貌、地质条件非常复杂，使沿线桥隧分布较密，而且高桥、特大桥、多线桥、复杂桥以及长大隧道等分布较广。本线桥梁基础分为扩大基础和桩基础两大类。其中深水区桥梁基础施工方案叙述如下：一、工程概况一、工程概况深水区桥上跨水位较深的河流，该桥桥墩位于深水中，设计为钻孔桩桩基础，设计为高桩承台。上部为预应力混凝土箱梁。二、总体施工方案二、总体施工方案据我单位以往的深水区桥梁基础施工经验，总体方案设计如下：方案一：搭设以钢管桩为支撑的施工平台形成水上施工场地。利用双壁钢围堰围水进行水下圬工的施工。采用施工
2、便桥和舟船运输两条线路相结合的运输系统。方案二：采用双壁钢沉箱浮运方案。三、双壁钢围堰方案三、双壁钢围堰方案1主要施工顺序为：搭设施工平台 桩基础施工 双壁钢围堰围水 承台及墩身浇筑 拆除2施工平台2结构形式施工平台的结构形式设计时不仅要考虑水上桩基的施工问题，而且还要考虑到下步双壁钢围堰拼装下沉及水下圬工的施工问题。本方案施工平台采用矩形平面，长（ ）米，宽（ ）米。见下图。平台顶面标高（ ）米=洪水位（ ）米+浪涌（ ）米+安全高度 0.8 米。平台基础采用 325 钢管桩支撑，网格型布置，每根长度为（）米，共计（ ）根，支撑桩端部设置在（ ）地质层上（据具体情况个别设计） 。平台上部采用
3、 I32a 型工字钢做为纵横联，与支撑钢管焊接相连。平台顶面铺设 5cm 的车行板，外围设防护栏杆。平台搭设施工工艺a.施工准备：施工机具：使用打桩船、水上浮吊、运输船等水上施工设备,采用电动打桩锤施打平台支撑桩， 根据施工需要，加工所需的桩帽、桩卡、替打和位位位位位位位I32a位位I32a位位位位位位位位位位位位位位20水上施工平台示意图位位位3253送桩器等。测量放样：在岸边测设大地四边形，计算墩位等相关数据，利用两台经纬仪，采用交会法准确测出每根支撑桩桩桩位。纵向经纬仪控制桩及桩架的纵向垂直度，横向经纬仪控制导向桩及桩的预留斜度和横向垂直度；二者交会则定出桩位中心点。并随时监控打设误差。
4、桩的检查：按施工平台设计要求进行复查，复核编号、尺寸等。b.基桩施工方法及操作要点运输：在临时码头，利用吊车顺序吊装钢管桩至运输船上，运输船行至打桩船附近锚碇。 吊桩：利用浮吊和打桩船吊钩同时将桩起吊，然后浮吊上提，打桩船吊钩所系桩尖下放，直至浮吊承受全部桩重为止，松掉桩尖吊钩作喂桩准备。喂桩：采用垂直喂桩法，即利用替打两侧的扁担吊点，浮吊将桩垂直吊起就位，打桩机落锤，进一步调整桩位。桩位预留值：根据河水流速、河床坡度的大小，确定桩位的水平距离预留值和斜度预留值。插桩和纠偏：桩准确就位后，桩锤击桩下沉，桩尖入土约 5 米时（河床为淤泥积层）停止下沉，进行桩位检查，发现桩位偏移，进行偏。纠偏时，
5、调节幅度为倾斜值的一半。施打：桩位纠正、稳定后，即可开锤施打。施打时，保持桩锤、桩帽、4桩的中心线相互重合，以免击偏。桩穿越硬土层时，控制打桩锤动能，使桩逐渐下沉以保证沉桩质量。接桩：当打至桩顶距桩卡一定位置时，及时进行接桩。接桩时下两节桩的轴线要对准，采用焊接接桩。送桩：送桩器和桩的中线重合。如果基桩偏斜，适当调整送桩器，即顺着桩的偏斜方向调节偏斜值的二分之一。 c.平台顶面施工平台支撑钢管桩打设完毕后即可进行平台顶面施工。首先按设计平台顶面标高要求统一找平支撑钢管桩顶面。利用浮吊、运输船等配合作业，焊接施工平台的纵横联。安装围栏、车行板等。再在施工平台上设置龙门吊以便配合桩基施工作业。按设
6、计要求设置加固杆件等。d.注意事项此方案涉及水上作业较多，加强职工安全教育。水上行船严格按船务规则操作，并在施工区域设置助航标志。施工平台支撑桩施打过程中密切观察，分析是否与设计要求相符，并及时调整。3运输系统本方案采用施工便桥和舟船运输两条线路相结合的运输系统。5施工便桥下部采用钢管桩基础，上部采用军用梁。见附图。舟船运输设备及设施主要为：浮吊，运输船，趸船，拖船及临时码头等。4施工平台上的钻孔桩施工施工平台上的钻孔桩施工与陆地钻孔桩施工大同小异，施工中采取如下措施。a.施工中利用测量控制网进行桩位精确定位。b.钢护筒安置采用自制的导向架辅助定位，用 60t 电动桩锤使之下沉到稳定土层。钢护
7、筒顶面标高参照施工平台顶面标高。c.钻孔桩施工采用深水多层岩溶地区桩基施工方法深水多层岩溶地区桩基施工方法，施工中严密监测河水水位变化和护筒内的水位变化。5双壁钢围堰施工位 位 位 位 位 位 位位位位位位位位1.5位6结构形式本方案的双壁钢围堰采用园形平面，见附图。a.半径 R（米）= 承台半径（米）+1.0 米。b.钢围堰高度 H（米）= 平台顶面标高（米）-（承台底标高（米）-2.5 米）c.壁厚 B=1.0 米d.分节分片预制，每片重 t = 3.0 吨，计（ ）片，总重（ ）吨。施工工艺双壁钢围堰的施工流程见下图。钢围堰加工a.按方案设计分节分片加工，要求尺寸准确，编号存放，并在加工
8、场地预拼。b.每节每片拼装前注水检查其牢固及密闭性。双壁钢围堰示意图7双壁钢围堰的施工流程图清理河床作业前认真调研河床相关资料，配合潜水员对河床内的施工障碍物进行彻底清除。钢围堰施工辅助设施利用水上施工平台，加工、设置拼装双壁钢围堰用的托架、起吊和下沉用的起吊架和用于定位的导向架、定位船等辅助设施。a.托架为双壁钢围堰拼装时的主要承重结构，托架是在水上施工平台安装导向架，施打钢管桩连接导向架安装托架和吊架铺设垫木放线定位拼第一节钢围堰吊起钢围堰上游定位船定位抽水、灌筑承台养 生灌注封底混凝土封底前准备双壁钢围堰下沉就位依次下沉第二、三节钢围堰拆除垫木、垫梁及托架清理河床加工双壁钢围堰加工导向架
9、8的支撑钢管桩距水面 0.5 米处加设槽钢并铺设方木而形成的。b.起吊架为双壁钢围堰下沉时的主要起重设施，起吊架是利用水上施工平台的支撑钢管桩做为基础，其上加设槽钢横梁而形成，起吊架均布，共计设置 16 组起吊架。起重设备主要采用 100KN 和 50KN 手动葫芦。c.导向架是双壁钢围堰水中准确定位的主要辅助设施，它是由预先打入水中钢管焊接而成，每个导向架由四根钢管组成，主要设置在河的上游，共计十二组，上游设置六组，其它每侧各两组。d.定位船是双壁钢围堰水中准确定位和顺利下沉的主要辅助设施，定位船设置在墩位的上游，通过钢丝绳与双壁钢围堰连接，并设调节长度用的辘轳和手动葫芦。钢围堰拼装利用浮吊
10、、托架、起吊架等设施按编号逐片逐节对称进行拼装。第一节钢围堰在施工平台的托架上拼装，其它各节待第一节下水稳定后在其上拼装。（若一次拼装高度可一步到位） 钢围堰下沉第一节拼装的钢围堰检查完漏水和连接等情况后，即可准备入水下沉。a.利用起吊设备将双壁钢围堰从托架上吊起 5 厘米，检查起重结构受力、钢围堰的变形等情况是否符合要求。b.调整定位船与钢围堰间的钢丝绳，撤除托架上的垫梁和方木，在统9一指挥协调下，缓慢下沉钢围堰，直至入水浮稳。c.第一节钢围堰入水浮稳，注水下沉至预定位置并临时固定后，即可进行其它各节钢围堰的组拼、下沉，直至钢围堰全部组拼完毕。d.组拼全部完成的钢围堰按设计的下沉标高缓慢注水
11、下沉到河床顶面后，利用吸泥机清理辅助钢围堰下沉，直至符合封底厚度要求。钢围堰封底钢围堰内进行灌注水下混凝土封底施工除满足常规方法和技术规定外，根据双壁钢围堰的特点注意以下几点：a.封底前的准备工作拆除钢围堰内的不必要的构件。清理钢围堰底部杂物。由潜水员用袋装粘土对钢围堰的刃脚缝隙进行封堵。在钢围堰侧壁开设一个窗口以平衡钢围堰的内外水位，减少水位变化对封底混凝土的影响。b.灌注封底混凝土采用导管法灌注封底混凝土。由于受封底面积大及水下桩基等的影响，导管的作用半径按 23 米考虑，施工时加强量测，确保达到设计要求。凝土工作量大，且需一气呵成，因此施工时作业面均布三套导管设备进行封底。10抽水抽水前
12、在钢围堰顶部加设“井”字形支撑，待封底混凝土达到规定强度后，即可抽水。6承台和墩身施工钢围堰内的水抽干后，在无水状态下修建承台和墩身。四、双壁钢沉箱浮运方案四、双壁钢沉箱浮运方案首先通过水下爆破，抓斗挖泥船挖掘出渣至预定深度并进行平整，接着将钢制沉箱由工厂浮运至现场，沉设在预定位置，然后在沉箱上搭设钻机施工平台进行钻孔桩施工，再用混凝土生产船向沉箱中、内浇筑混凝土进行封底，如下图所示。检桩后进行桥墩施工，然后拆除钢沉箱。设置沉箱基础示意图设置沉箱基础示意图沉箱采用圆形设计的双壁结构，利用双壁产生浮力，下沉时，向双壁部分注水使其下沉。沉箱顶部的架台上安装临时锚锭、下沉、定位等用途的各种附属设备。
13、1结构设计沉箱的两层钢壁间距根据墩基础、水深、沉箱自重、容许应力增大系数等因素设计，是产生浮力的结构部分。11沉箱在预定的位置沉设后，沉箱内下部根据实际情况浇筑混凝土进行封底，封底混凝土内渗絮凝剂，以保证封底的质量，絮凝剂掺量根据规范和现场实际需要确定。双层钢壁内部，不留浇筑缝连续浇注。沉箱顶部的内层钢壁围成的内核心部分，设置了支持安装附属设备和浇筑混凝土用的设备井字形桁架构造，称为内核部支撑。2构件的配置功能及设计内、外层钢壁：承受水平荷载时按板计算，按承重壁计算抵抗竖直荷载；隔板：对于水平荷载，作为腹板，对于竖直荷载按承重壁计算。按以竖肋和水平支撑支持，四过固定的矩形板进行强度设计。作用于
14、钢壁的铅直荷载有自重和附属设备等的重量，水平荷载为混凝土的侧向压力和静水压力，均作为板的面外荷载处理。肋板：是内、外层钢壁和隔板的加劲构件。作为支持于水平支撑上的无限连续梁设计。竖直梁：与钢壁和隔板构成一个整体支持铅直荷载，提高壁板12的刚性，防止面外变形。作为支持于水平径向支撑和斜杆的无限连续梁设计。水平支撑：约束钢壁面外变形的呈放射性布置的构件。作为用隔板和竖直梁支持的无限连续梁设计。二轴应力状态的校核：设计钢壁、板体系构件时，应进行梁和梁直交部位的二轴应力状态的安全校核。此外，还应进行作为梁的应力和板的应力重合的二轴应力状态的安全性校核。3杆件设计水平面体系构件一般某高度的水平面体系构件
15、，中间水平面中的水平加劲环杆、水平斜杆、水平径向支撑的内内，按平面刚架计算。内、外钢壁间由上述杆构成的面即水平支撑面，如下图示，抵抗作用于支撑的间距宽的水平支撑上钢壁的水平荷载。混凝土的侧压产生的应力，在每个浇注阶段都应计算，而后迭加，混凝土在由隔板分割开的一个区域一个区域顺序浇注，正在浇注的区域，应计算混凝土侧压产生的应力，已浇注完毕混凝土的区域，由于混凝土已硬化而应作为固定边界，变化各浇注阶段的支持条件，计算各杆件的应图3.7水平面的计算模式13力。上部水平面体系杆件的计算和上述一般部分的水平面无本质区别，但应考虑以下外力：内核部支撑应力、外围脚手架的荷载、自然条件如波浪压力等、由于内核部排水而产生的外力。铅直面体系构件一般内、外钢壁之间构成铅直面的竖直梁、铅直支撑斜杆、水平径向支撑的应力，由平面刚架分析得出。铅直支撑面如图示。根据铅直支撑斜杆的设置间隔，沿圆周方向将沉箱等分为若干
