吹砂围堰施工工法

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1、 涌潮条件下吹砂围堰 水中承台施工工法 工法内容材料 二一一年六月十日 1 目 录 1前言 . 2 2工法特点 . 2 3适用范围 . 2 4工艺原理 . 2 5施工工艺流程及操作要点 . 3 5.1 施工工艺流程 3 5.2 操作要点 3 5.3 劳动力组织 8 6材料与设备 . 9 6.1 工程材料 9 6.2 工程机械设备 9 7质量控制 . 10 7.1 质量控制要求 . 10 7.2 质量控制措施 . 10 8安全措施 . 11 9环保措施 . 12 10效益分析 . 12 11应用实例 . 13 2 涌潮条件下吹砂围堰水中承台施工工法 浙江省交通工程建设集团有限公司 周联英 蒋红星

2、 姜锡东 周 锋 1前言前言 吹砂围堰作为一种施工简便、快速、低成本的围堰形式在江浙沿海地区被广泛应用于水利工 程建设中。近年来，吹砂围堰作为一种快速筑岛法也逐渐被应用于公路桥梁基础建设中，但是涌 潮条件下吹砂围堰作为桥梁工程水中承台施工的大型围堰方法却很少被应用于工程实践。我公司 研究形成了涌潮条件下吹砂围堰水中承台施工技术，并应用于杭州钱江七桥（之江大桥） 、象山 港大桥的工程实践中，取得了良好效果，总结编制成该工法。 2工法特点工法特点 2. 1 施工成本低。采用该工法进行水中承台围堰，可就地取材，施工工艺简单、投资小。 2. 2 施工简便。采用该工法进行围堰只需投入中小型设备即可完成大

3、围堰施工，操作简单、 施工快且拆除方便。 2. 3 施工环保。该工法涉及的细砂和水，可以就地取材。而且拆除时，只需划破土工膜袋， 细砂可随自流的江河海水回归自然，而土工膜袋也是环保产品，不会污染水源。 3适用范围适用范围 适用于江河海等具有广阔水域（局部围堰对过水断面影响小）且水深小于 3.5m 的桥梁工程 水中承台围堰施工，尤其适用于有抛石漂石河床水中承台的施工。 4工艺原理工艺原理 该工法充分利用砂土混合物易排水固结，即利用高压泵将细砂、土和水混合物充压进土工模 袋，边滤水边冲进，砂浆最后排水固结形成砂枕。根据设计围堰尺寸（上下底宽、坡率和长度） ， 由下至上分层分段吹砂形成一个个砂枕（类

4、似于堆积木）建成围堰，达到阻水效果，然后在围堰 内排水，开挖基坑，修筑承台墩身至出水面后拆除围堰。 3 5施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 施工工艺流程见图 5.1-1 所示 图 5.1-1 施工工艺流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 围堰结构设计 设计原则：在涌潮条件下，砂袋围堰结构要在充分考虑涌浪力、流水力、水压力等荷载作用 下，进行结构验算，从而确定砂袋的平面尺寸，以满足抗冲刷、抗稳定的要求。同时保证在计划 工期内不因阳光辐射而腐蚀损坏导致坍塌等不安全事故的发生，每条砂袋质量均需满足施工要 求。 根据工程所在水文地质条件和水中承台结

5、构尺寸，进行吹砂围堰结构设计，确定围堰高度和 坡率，确定每层围堰模袋宽度。 为了保证围堰在施工期处于稳定状态，砂袋围堰坡度分两种：围堰在上下游、靠江侧的外侧 坡度为 1：1.5；围堰靠大堤侧的外侧及所有内侧坡度为 1：1。承台基坑开挖坡度为 1：2。围堰 内壁底部到承台表面须留有足够的安全距离，一般至少 15m（如图 5.2.1-1） 。 围 堰 结 构 设 计 钢 管 支 护 铺 模 袋 并 吹 砂 基 坑 抽 水 围 堰 降 水 基 坑 开 挖 浇 筑 承 台 垫 层 砼 拆 除 井 点 降 水 装 置 堰 体 破 除 驳船就位，布置泥浆泵 施 工 准 备 承 台 施 工 4 图 5.2.

6、1-1 围堰结构设计图 5.2.2 施工准备 5.2.1.1 施工机械配置 根据吹砂围堰工工艺和规模，配备适当数量的驳船、泥浆泵、砂水混合物输送胶皮管和高压 水枪、钢管支架、土工模袋和井点降水设备。 5.2.2.2 施工测量 测量人员按施工图纸进行平面位置和高程的控制。用涂上明显标志的钢管在围堰范围内插设 标记，明确砂袋围堰位置。 当地面标高起伏过大时利用机械和人工对地面标高做相应调整，以提高围堰阻水效果；并对 模袋位置进行河床整平。 5.2.2.3 充填试验 砂袋吹砂正式施工前应先进行充填试验，摸索管袋、土质在充灌时的各项技术参数，如迸浆 压力、迸浆时间、固结速度、沉积率等，供施工时掌握。充

7、填的土料应是无树皮、草根、芦苇、 贝壳、 石渣等有害物质的砂性土壤， 在施工前经鉴定合格方可使用。 施工实践证明砂： 土应在 85% 以上充填效果最优。 5.2.3 钢管支护 钢管搭设主要为铺设土工袋设置， 钢管施工必须在低潮位期间施工， 这时潮水冲击力比较小， 便于钢管固定在江水中。一般纵向钢管，间隔 1m 设置 1 根，要求深入泥土 2.0m 以上。在围堰四 周两侧打设钢管，钢管长度根据水位和围堰高度选定。横向搭接钢管采用 6m 管，每 5 根纵向钢 管用 1 根横向钢管搭接（可设当加密） ，形成井字型，确保架子牢固（如图 5.2.3-1） 。其中土工袋 内侧搭设的 2 排钢管在中间填土完

8、成后，立即拔除。钢管与钢管间用铁筘件进行固定，以保证有 足够的支护力。 5 栈 桥 钻 孔 桩 工 作 平 台辅 助 栈 桥 I 操 作 平 台 图 5.2.3-1 土工袋定位钢管平面布置图 5.2.4 铺模袋并吹砂 在进行第一层围堰施工时一定选择低水位时进行。 如果有涨落潮， 则必须选在低潮位时进行。 船舶定位后，安装好泥浆泵，利用水泵抽水冲砂，开启泥浆泵将砂水混合物抽至已安放好的 砂袋中并封口，砂浆在砂袋（编织袋）中滤水，边滤水边冲进砂浆，排水固结形成砂枕。鉴于砂 袋较长（45m） ，难以一次形成砂枕，整条砂袋按 4 至 5 段逐段抽砂成枕，由于砂袋吹砂排水固结 的不均匀性， 需要对砂袋内

9、凹部进行回冲砂， 以确保整体的砂枕的均匀性 （如图 5.2.4-1、 5.2.4-2） 。 每 2 层砂袋吹砂施工前预埋好尼龙绳，用于勒紧竹竿压实土工布，从而增强围堰的抗风浪、冲刷 能力，确保围堰的耐久性。砂袋围堰的砂袋及两侧砂袋之间同步吹砂。吹砂过程中，测量组放样 并监控标高。 砂袋围堰的施工顺序为靠江侧上下游侧离江侧。袋体应逐层加高，不许在局部堤段一次 性加高两层，两层袋体的充填时间间隔易大于 24h。 6 图 5.2.4-1 施工中的砂袋围堰 图 5.2.3-2 施工完毕的砂袋围堰 5.2.5 基坑抽水 吹砂围堰至设计标高后，即可进行基坑抽水。抽水时，需严格控制水位降幅，每天 50cm

10、左 右，注意堰体脱水、渗水通道，避免集中渗水，形成管涌。 5.2.6 围堰降水 围堰降水采取明沟排水与井点降水相结合。 在基坑上部四周设排水沟，阻断围堰内地表水流向坑内并排走；在基坑开挖时增加坑内明沟 排水，即边挖基坑、边排水的办法；在基坑底部四周开挖排水沟，并在坑内四周设集水井，然后 用水泵抽出坑外并排走。井点管降水需用组数根据河床土质渗透系数、围堰尺寸和井点降水管长 度等进行计算。 滤管和井点管采用 48mm，壁厚 3mm 无缝钢管或镀锌管，总管采用 89mm，壁厚 4mm 无 缝钢管或镀锌管，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水，抽水设备采用真空泵。在井点降 水前必须根据井点布置图先进

11、行放线，保证管井的位置不能偏离基坑太远，不利于降水，管井不 能处于基坑内，影响基坑土质的稳定，管井至基坑边不小于 1.5m。管井成型后立即进行降水（如 图 5.2.6-1、5.2.6-2） ，降水四天后测量地下水下降的位置，当地下水低于基坑底 500mm 时，进行 基坑开挖工作。 图 5.2.6-1 井点滤管 图 5.2.6-2 井点降水 7 5.2.7 基坑开挖、浇筑垫层砼 当降水达到设计标高后， 利用挖掘机进行基坑开挖， 开挖必须分层开挖， 不可一次开挖到位， 开挖过程中须对围堰进行监控，发现塌方、围堰变形等及时进行处理。也可采用高压射水吸砂工 艺挖至承台垫层砼设计标高，然后浇筑垫层砼。

12、5.2.8 桩头凿除 垫层砼达至设计强度后，割除钢护筒，并进行桩头凿除（如图 5.2.8-1） 。 图 5.2.9-1 桩头凿除后 5.2.9 承台钢筋绑扎 钢筋根据下料单统一在加工场制作，待承台边线用全站仪放出后，然后用钢尺在基础上放出 主筋具体位置，进行钢筋绑扎成型（如图 5.2.9-1） 。 承台钢筋施工顺序为：底层钢筋侧面钢筋架立钢筋混凝土的冷却水管、中间钢筋网片 面层钢筋墩身预埋钢筋预埋件。同一平面内，主筋接头数不超出 50主筋数，钢筋接头不 避开弯矩最大位置；钢筋绑扎接头满足搭接长度要求。承台外箍筋净保护层采用圆饼状混凝土垫 块，其强度与主体结构同一个等级，外观美观密实、尺寸准确，

13、形状均匀。施工过程中加强检查 保护层垫块的位置、数量及紧固程度，提高保护层厚度尺寸的施工质量保证率。 图 5.2.9-1 承台钢筋绑扎 8 5.2.10 承台混凝土浇注 浇灌混凝土前， 全部支架、 模板和钢筋预埋件按图纸要求进行检查， 并清理干净模板内杂物， 使之不得滞水，保持清洁。混凝土浇注水平分层，每层厚度约 30cm，上层混凝土浇筑在下层混 凝土初凝前进行；混凝土振捣时做到“快插慢拔”严禁过振和漏振。砼浇捣完成后，对混凝土的 裸露面进行修整、抹平，承台表面收浆须在三遍以上，使混凝土表面平整，轮廓线条直顺，并若 局部表面砂浆较厚时，清除部分浮浆，以免收浆后该部分表面出现收缩裂缝（如图 5.

14、2.10-1、 5.2.10-2） 。 图 5.2.10-1 承台砼浇筑 图 5.2.10-2 施工完承台 5.2.11 堰体破除 承台施工完成或墩柱出水后，拆除井点降水装置，然后对堰体进行破除。拆除堰体时，只需 划破土工膜袋，自流的江水将细砂冲归江中，而土工膜袋也是环保产品，不会污染水源。 5.3 劳动力组织劳动力组织 表 5.3-1 劳动力组织表 序号 工程 人数 责任范围 1 项目经理 1 人 全面协调 2 技术负责人 1 人 施工技术、质量控制等 3 专职质检员 1 人 现场质量控制检查、施工记录、数据整理等 4 测量员 3 人 现场施工放样 5 试验员 3 人 试验及检测工作 6 安

15、全员 1 人 现场安全管理 7 作业工人 25 人 吹砂围堰 8 起重工 5 人 现场起重工作 9 浇捣工 10 人 现场浇捣工作 10 电焊工 8 人 现场承台电焊工作 11 钢筋工 15 人 现场钢筋加工工作 9 6材料与设备材料与设备 6.1 工程材料工程材料 主要工程材料见表 6. 1-1。 表 6. 1-1 主要工程材料 序号 材料名称 规格 序号 材料名称 规格 1 钢筋 、级 4 碎石 516mm、1025mm 2 水泥 P.O 42.5 5 粉煤灰 级 3 黄砂 细度模数 2.47 6 土工模袋 宽 10、8、6、4、2 m 6.2 工程机械设备工程机械设备 见表 6. 2-1

16、 水中承台吹砂围堰施工主要施工机械设备和表 6. 2-2 水中承台吹砂围堰施工主要 施工试验设备。 表 6.2-1 水中承台吹砂围堰施工主要施工机械设备 设备名称 单位 型号 数量 设备名称 单位 型号 数量 吹砂船 艘 小型 4 履带吊 台 25t 1 泥浆泵 台 22kW 20 平板车 台 20t 1 钢管支架 m 45mm 2500 电焊机 台 BX-500 15 井点降水 组 6m 8 砼输送泵 台 HBT-60 3 射水枪 支 5 10 表 6.2-2 水中承台吹砂围堰施工主要施工试验设备 设备名称 型号规格 数量 设备名称 型号规格 数量 万能材料试验机 WE-600B 1 台 案秤 AGT-10 1 台 压力试验机 NYL-2000 型 1 台 磅秤 TGT-100 型 1 台 水泥胶砂搅拌机 JJ-5 1 台 烘箱 101-3 1 台 水泥胶砂振实台 ZT-96 1 台 标准石子筛 0.07553mm 2 套 水