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1、大连市南部滨海大道工程（一标段）基床升浆施工方案一、概况大连市南部滨海大道工程一标段设置跨度为（180+460+180）m的双层钢桁架地锚式悬索主桥，见图1-1。锚碇采用重力式沉箱结构，沉箱基础采取升浆基床形式。图1-1 主桥效果图原设计基床抛石采用10-100kg块石，饱和单轴极限抗压强度不低于50MPa。分层夯实，控制基床承载力不小于800kPa，无非弹性变形。沉箱安装后，采取升浆措施，以消除基床沉降量，砂浆强度为M20。二、拟采取的变更方案根据水运工程混凝土施工规范（JTS202-2011）和水运工程质量检验标准（JTS257-2008）要求，升浆骨料规格应为50200mm，孔隙率要求4
2、0%以上。原设计采取夯实能够保证承载力要求，但夯实后，块石间部分空隙密实，对基床造成不均匀性，阻碍砂浆流动，对升浆效果造成不良影响，基床存在沉降变形。同时，10100kg块石基床造孔困难，升浆不易成孔。另外，目前还没有在10100kg块石基床上先夯实后升浆的实践经验可借鉴。水下预填骨料升浆混凝土施工工艺已非常成熟，在船坞止水围堰中得到广泛运用。目前，船坞湿法施工，即利用沉箱结构坞墙兼作施工围堰，升浆基床已作为主体结构的永久基础，如香炉礁港区新建造船坞工程。建议在锚碇沉箱基础施工中，基床升浆变更如下： 基床抛石为50200mm骨料，饱和单轴极限抗压强度不低于50MPa； 不进行夯实，直接采取升浆
3、工艺； 砂浆强度为M20。以下针对本工程基础的特点，详细描述基床升浆施工关键工艺。三、基床隔断工艺1、土工布隔断在抛石基床外侧覆盖两层土工布，土工布表面采用碎石或砂袋压盖，土工布一直压在沉箱趾底部，防止升浆时水泥砂浆从基床外侧溢出。根据以往施工经验，土工布技术指标如下： a、抗拉强度纵向2500N/m，横向2000N/m； b、等效孔径110-4cm/s； f、土工布拼幅缝制所使用的尼龙线强度不得小于150N； g、土工布拼幅缝接方法采用“丁缝”，缝接线距缝接边的距离不小于100mm。土工布展铺自基床坡肩向坡趾进行，铺设后随即用袋装碎石压稳，压稳土工布的袋装碎石沿基床长度和宽度方向间距为0.8
4、m1.0m，沿土工布铺设方向间距为0.5m0.8m。为防止压在基床坡面上的袋装碎石沿基床坡面下滑，可与基床坡肩上的袋装碎石用尼龙绳串接。土工布必须铺设至坡趾外不小于1.0m处，并用袋装碎石压稳，相邻的一块土工布铺设时，控制两块土工布的搭接长度为1.0m，搭接处必须用袋装石渣压稳。当土工布需要搭接时，相邻两块土工布的搭接长度为1.0m，允许误差为200mm。2、基床施工段划分锚碇沉箱底面尺寸为72m47m（包括沉箱趾），平面尺度较大。根据设计要求，锚碇基础需开挖至强风化岩面，结合地勘资料可知，东侧锚碇基床厚度约13.5m，西侧锚碇基床厚度在1.5m以上，且局部存在溶洞及海沟，海沟深度约15m左右
5、。为保证沉箱基床升浆的质量，平面上将整个沉箱基床划分为若干个施工区域；在立面上以先深后浅的原则进行施工。 西锚碇基床隔断西锚碇平面上划分为4个区域，每个施工区域间采用铺设土工布作为施工隔断，详见图3-1。对于溶洞及海沟位置，先抛填骨料找平，铺设土工布进行隔断；升浆时，首先对此位置对应的孔位注浆。图3-1 西侧锚碇基床顶面隔断示意图 东锚碇基床隔断东锚碇基床较厚，平面上划分为6个区域，有两种隔断方法：石笼隔断法和空心方块隔断法。石笼隔断法基本做法为：制作开口网箱石笼，在笼内填块石，块石填满之后封口，石笼外侧包裹土工布，配合块石共同起到隔断的作用。图3-2 石笼隔断平面示意图为了避免浆液从石笼之间
6、的缝隙中流走，在安装石笼时，要在石笼上下层之间及左右笼之间再加一层土工布条，土工布条可以在包裹石笼的过程中提前留好，安装时将其折起，与已经安好的石笼靠紧即可。石笼绿格网箱（聚酯膜+10%铝锌合金），外侧使用12mm钢筋加固，考虑到起吊要求，单个尺寸定为4m2m2m（约27.2t），如图3-3所示：图3-3 网箱示意图利用100t方驳吊机进行安装。安装时，与基床抛石施工穿插进行，即首先安装第一、二层石笼后，抛石到第二层石笼标高以下20cm，再继续安装三、四层石笼并抛石到相应标高，如此往复，直到基床顶面。石笼共计6层，数量为427个。详见图3-4。图3-4 石笼隔断断面示意图石笼平面布置与沉箱隔墙
7、一致，在基床分块升浆完成后，利用沉箱隔墙上的预埋注浆孔对石笼内进行注浆。空心方块隔断法先抛填空心方块基础，基础四周及顶面铺设土工布隔断；然后逐块分两层安装空心方块，分层安装完成后，空心方块内均匀填满，方块外侧抛填骨料至方块标高以下50cm左右；第二层方块顶部与沉箱间预留50cm厚抛填骨料，抛填前先铺设土工布隔断方块顶部，沿方块轴线堆砌50cm高袋装混凝土进行区域隔断。图3-5 空心方块隔断平面示意图空心方块共52块，规格为9.22m3.5m6.5m，仓格尺寸为4.263m。单个方块重约111t，利用200t吊船进行安装。图3-6 空心方块隔断断面示意图空心方块平面布置与沉箱隔墙一致，且保证注浆
8、管位置在方块中心处，在基床分块升浆完成后，利用沉箱隔墙上的预埋注浆管对方块内进行注浆。与石笼隔断相比，空心方块施工费用较高，但大大减小了水上施工作业量。从工期考虑，宜选择空心方块隔断。四、升浆施工工艺1、升浆施工工艺流程确定施工参数施工准备施工平台搭设造孔压浆液面观测移位材料采购配合比试验制浆图4-1 升浆施工工艺流程图2、施工平台搭设施工平台按施工范围全面铺设，采用固定式施工平台。西锚碇施工平台平面尺寸为50m73m，东锚碇施工平台平面尺寸为57m82m。考虑到沉箱安装阶段，需要沉箱仓格盖板的数量较多，为了避免浪费，升浆施工平台上部使用沉箱仓格盖板作为面板。施工平台底部框架及悬臂梁部分采用型
9、钢制作，悬臂较长端采用外支撑，支撑座落在沉箱外3m部位；施工平台底部型钢与沉箱上预埋升浆管相连。护栏采用50钢管焊接。平台顶高程为+5.2m。详见图4-2。图4-2 施工平台剖面示意图3、造孔 预埋注浆管在沉箱隔墙和外墙上按一定间距预埋注浆管。考虑基床厚度较大，造孔需要套管跟进，预埋注浆管的直径扩大至127mm，壁厚为4mm。详见图4-3。图4-3 沉箱注浆管布置示意图 造孔施工平台就位后，按沉箱上预留的注浆钢管，将钻机及龙门吊架就位。基床升浆混凝土造孔采用地质钻机套管跟进钻孔和锤击造孔方式相结合的方法对沉箱底部基床抛石进行造孔施工。造孔施工前，根据基床清淤后测量所测定的岩面高程或基底标高确定
10、造孔参考的孔底标高及施工区域施工的先后顺序。造孔根据基床的深度不同采用不同的施工工艺，对基床深度大于6.0m的基床需采用地质钻机套管跟进钻孔和锤击造孔方式相结合的方法进行造孔，以保证升浆管达到基床底。施工中，针对岩基基础采用沉管贯入度来控制造孔深度，当造孔接近给定的参考孔深时，记录平均贯入度，平均贯入度=下沉量/锤击数，如平均贯入度小于5mm/次时，即认为已达到岩面。施工中，为保证浆液畅通，冲尖与升浆管连接不宜采用丝扣连接，而应采用脱落式铆钉连接，即升浆管底部出浆；并且升浆管之间采用外接手连接。升浆管顶部与灌浆管路采用孔口连接器连接，孔口连接器顶部设排气孔和提梁。升浆管冲尖采用脱落式冲尖，冲尖
11、与注浆管之间采用铆钉连接；观测管冲尖采用固定式冲尖，冲尖与观测管之间采用丝扣连接。详见图4-4。图4-4 冲尖锚固脱落示意图4、制浆 浆液制备浆液制备采用混凝土拌合站集中制浆，通过栈桥混凝土罐车运送至现场中转站的砂浆高速搅拌机内进行二次搅拌。 水泥砂浆性能良好的流动性和注入性，能完全充填粗骨料的空隙；施工中不能有太大的离析；砂浆采用M20的砂浆。 对制浆材料的要求水泥：所用水泥标号不低于42.5级，为普通硅酸盐水泥，应有出厂证明。水泥受潮结块不得使用，从出厂到用完不得超过3个月，并按标准进行复检；砂：制浆所用砂为中细砂，粒径不大于2.5mm，细度模数为1.62.0；水：制浆所用水应满足拌制水工
12、混凝土用水要求；外加剂：为改善砂浆性能，浆液中掺入适量的减水剂，外加剂应满足其指标。 水泥砂浆性能技术参数（参考值）砂浆流动度为(182)S；砂浆泌水率3%；砂浆初凝时间为1214h；砂浆采用M20的砂浆。 砂浆配合比施工中所拌制浆液应具有良好的流动性和可灌性，拟采用的砂浆配合比为水:水泥:粉煤灰:砂=0.5:0.85:0.15:1，掺入0.6%的高效减水剂。 砂浆检测频率施工中对浆液的温度每隔1h测量一次。施工中对拌合站出口砂浆流动度及经二次搅拌后的砂浆流动度进行检测，砂浆流动度每小时测定一次；对砂浆的秘水率、初凝时间，每个施工段检测一次。灌注砂浆时每300m3，做一组砂浆试件；对砂浆量不足
13、300m3的，亦应做一组砂浆试件。5、注浆施工 施工方法压注砂浆就是将合格的砂浆通过3SNS砂浆泵、灌浆管路、升浆管作纯压式灌浆，在自流压力作用下把砂浆压入50200mm的基床块石空隙内，硬化后砂浆与基床形成具有一定强度的结合混凝土，满足施工期及使用期承载力要求。施工过程中，潜水员配合进行漏浆检查和封堵。本工程升浆采用平升的施工方法，需配备38台砂浆泵（两台备用）进行施工。每个施工区域升浆时应遵循先低后高的原则施工，即低的部位先进行升浆，当浆液液面达到高的部位升浆管底部，高的部位开始施工，最后达到整个区域升浆管全部注浆，整体浆液面均布上升，最终浆液面达到沉箱底，保证基床块石空隙浆液充填饱满。在
14、施工中，应控制升浆管管口的浆液埋深在0.6m2.0m。基床升浆结束标准：通过观测管观测浆面达到沉箱底以上2030cm后，持续灌注1015分钟即可结束升浆。 浆面控制为确保工程质量，在施工过程中，均应进行浆面上升高度观测，施工区域内每4个升浆孔中间设1个观测孔。观测孔为底部带方口的73mm钢管，方口尺寸为10200mm，观测孔的造孔同升浆孔造孔。浆面上升高度采用浮子测锤进行观测，每隔30min测读一次浆面上升高度，以便指导升浆施工。浮子测锤采用20mmPVC管制作，长度为40cm，上部系以测绳。浮子测锤的重量根据砂浆的比重确定，保证浮子测锤能悬浮在砂浆中，上部露出5cm，并且随着浆液面的上升而同
15、步上升，以达到观测浆面的目的。 特殊情况的处理和预防升浆施工中，如浆面长时间不上升，潜水员必须及时进行查找漏点。发现漏浆，潜水员必须及时利用事先准备好的石碴袋、碎石袋、土工布进行止漏处理；同时，发现漏浆应立即停止升浆或进行间歇注浆，但间歇时间不宜超过30min，间歇时间长，注浆管易堵塞，影响升浆质量。如施工中由于外界原因而引起施工中断，两次施工的结合面必须进行高压水冲洗，并且将升浆管沉入已施工的基床升浆混凝土内，使其结合面处的浮浆和沉渣充分搅动悬浮，使两次施工的结合面能够紧密结合。6、升浆施工保证措施 造孔的深度造孔深度是否达到基床底面是影响基床升浆混凝土质量的重要环节，在造孔施工前，必须根据基槽验槽基底标高确定各升浆孔深度，并结合造孔工艺进行施工。对造孔未达到要求深度的升浆孔必须进行扫孔重新造孔，验收合格后方可进行基床
