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1、 中运河大桥15#深水桥墩基础施工方案第一章 沉箱施工方案一、工程概况徐州310国道中运河大桥改建工程，横跨中运河，河床常年流水，每年的10月至次年的6月为枯水季节，流速平缓，主河槽水深7m10m左右。主墩承台为矩形结构，15#主墩承台尺寸为1240770cm,高度300 cm。承台顶标高16.83米,地面标高为24米，常水位标高20.50米。 由于该墩的桩基施工采用了围堰筑岛，根据地质情况以及现场的地理条件,我部对上半部开挖到标高18米，距承台底标高13米还有5米之深，而且地质情况为透水性较好的流砂，通过方案比选采用基坑大开挖配合下沉箱法施工最为适宜。即：利用挖掘机，将原来筑岛围堰面挖至标高
2、为18米处，并在基坑一定位置打上钢桩，整平并夯实基底，放出沉箱位置线，实施沉箱下沉方案。另由于受地理位置限制，我部根据工程的实际情况对沉箱的形式作进一步的革新，采用分节预制钢筋砼沉箱，并预埋螺栓与上部双壁拼装式钢沉箱结合的施工方案，这样减少了对大型重型起重设备的依赖，同时又减少了围堰高度，我们认为较为经济合理。二、围堰施工方案根据施工段中运河水域水流特点，决定对15#墩承台施工采用砼沉箱与双壁钢沉箱结合施工。这种结构具有很好的整体性和刚性，而且自重比较大，下沉时不怕翻砂，施工十分安全可靠等优点。（附方案图）三、组合沉箱施工方法1、组合沉箱构造简介根据组合沉箱的使用功能，可以将整套沉箱分为刃脚、
3、钢筋砼沉箱、组合钢沉箱、吊装系统等几部分。(1)沉箱钢刃脚 沉箱钢刃脚为楔形框架结构，高度为0.1.5米，上口宽度为0.9米，比上部的砼沉箱外周分别宽cm，在下沉过程中可以为上部沉箱的下沉减少一定的摩擦力。充分采用现有的钢模板，面板向外焊成沉箱钢刃脚形式，内部连接采用10#槽钢并在刃脚内部预先焊接与上部砼沉箱连接的结构钢筋，内部浇筑C25砼。（2）钢筋砼沉箱通过受力计算和承台设计尺寸以及考虑沉箱下沉过程中的位置偏差，钢筋砼沉箱平面尺寸比承台四面实际尺寸各大30cm，厚度为80cm。分节预制高度则根据实际施工时的具体情况决定，最后以不超过承台顶设计标高为准。第一节沉箱的钢筋要与下部刃脚的预埋钢筋
4、通过焊接连接，最后一层砼浇筑时需根据上层双壁钢沉箱的螺孔位置预埋两排螺栓。（设计施工图和配筋图见附件）()双壁组合钢沉箱沉箱采用双壁结构，采用现有的钢模板由10槽钢和6mm钢板焊制而成。根据现场起重能力将内模竖向分为上、下二节，二层高度均为2m，每层模板按2m长分块，内模的竖向加劲肋为12槽钢，间距100cm，横向加劲肋为两个背向的12#槽钢，间距80cm。内模面板采用6mm钢板,背肋采用8cm的槽钢夹5mm钢板作为外模的通肋,外模使用材料同内模一样。双壁组合钢沉箱与钢筋砼沉箱之间采用螺栓连接，接缝间设橡胶止水带以防漏水。沉箱内支撑：在沉箱的中部做两道内支撑，两道内支撑的层间距离200cm。内
5、支撑主型钢为两根28-a工字钢，两道内支撑间用角钢做成竖向平面桁架连接成一整体。作为主受力骨架；竖向在沉箱内侧做加劲肋为12槽钢，间距100cm。这是双壁围堰壁板在竖向和水平向的主受力构件。()吊点系统根据现场的起重能力以及起吊角度、位置，确定采用起重能力为16T的吊车进行分片拼装。因此在每片模板上焊接两个吊点，吊点位置应对称，保证模板在吊装拼装过程中保持平衡。2、沉箱结构设计(1) 承台底标高13.0米，常水位标高20.50米，沉箱刃脚须深入承台底80-100cm，沉箱高度至少8.5m，考虑到15#先期桩基础施工采用筑岛围堰。在承台施工时,利用筑岛围堰预制和下放沉箱。钢筋砼沉箱的高度则根据实
6、际施工时的具体情况决定，最后以下面刃脚部分嵌入承台底80-100cm,顶面不超过承台顶设计标高为准，钢筋砼沉箱高度按4.2米考虑。双壁钢沉箱的高度定为2.04.0m。双壁钢沉箱内外壁隔舱距离为：0.6m。沉箱内壁长：13.0m（承台尺寸：12.4m）沉箱内壁宽：8.3m（承台尺寸：7.7m）（2）钢筋砼沉箱主要是考虑它的整体性和刚性好，自身重量大，可以有效地防止侧面的渗水和抵抗外侧的土压力。 (3)钢沉箱隔水模板的形式是双壁形式，双壁的构造主要是考虑钢沉箱的整体钢度和下沉的需要，同时考虑到承台浇筑完成后钢模板可以拆除利用而设计，由于钢沉箱重量轻，在需要入土较深的情况下考虑稳定性和土压力，需对沉
7、箱内壁灌注砂子，以加大自身的自重，因此采用双壁结构。3、沉箱的下放主要施工程序为：平整夯实场地位置放线安防沉箱刃脚预制砼沉箱下放沉箱刃脚及砼沉箱（边下放边抽水、校核沉箱垂直度）砼沉箱分段接高加工钢沉箱并接高及时支护清基封底1）筑岛围堰内的场地的整平夯实将筑岛围堰面挖至标高为18m处时，整平基底，使用人工配合蛙式夯对沉箱下放位置进行夯实处理，保证沉箱在下放时稳定均匀下沉。并在三个迎水面的一定位置打入钢桩。2）沉箱位置放线在整平夯实后的基础上根据沉箱设计尺寸画出刃脚下放准确位置。3）钢筋砼沉箱加工制作钢筋砼沉箱采用在现场平整好的场地上放线定好位置，铺垫好防止下沉的方木然后使用吊车把加工好的刃脚安装
8、到位后，并做好临时支撑：内侧采用斜撑临时支挡，每3米一道；外侧采用缆风斜拉，每3米一道，待成为整体后撤除缆风；保证底沉箱刃脚的垂直度。测量进行复测保证其在同一水平面。完成之后向刃脚内箱室灌注砼。 在刃脚上整体分层绑扎钢筋、支模、浇筑砼。在浇筑砼时要特别注意每层要均匀对称浇筑，以免发生不均匀沉降，造成沉箱位置偏差。在模板的支护方面严禁在地面上支护，因为沉箱在浇筑砼时自重加大，会出现沉箱压断方木突然下沉，造成模板崩落的情况，所以模板一定要在沉箱自身上靠对拉螺杆固定。在浇筑最后一层砼时，每边要根据钢沉箱螺孔位置预埋两排螺栓。4）、刃脚及砼沉箱的下放砼沉箱是以人工配合机械去除刃脚部位的泥土阻挡靠自身重
9、量下沉的。在完成第一段预制砼后，抽取刃脚下的支垫方木下沉预制砼沉箱，此时一定要注意同时对称抽取，防止发生不均匀沉降。方木抽取到一定数量时，钢刃脚会剪断剩余方木，沉箱开始下沉，此时一定要注意施工人员的人身安全，防止被崩出的方木所伤。下沉过程中，应随时掌握土层情况，做好下沉观测记录，分析和检验土的阻力与沉箱重力的关系，选用最有利的下沉方法。正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土。若沉箱底部不能完全到位，视情况而定，沉箱出现倾斜时，在刃脚较高一侧吸泥和高压水枪清除，以减少被动土压力，迫使高侧刃脚下沉，或在高侧进行配重。下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每下沉1米检查一次。合理安排沉箱外弃土地
10、点，避免对沉箱引起偏压。必须备有向箱内补水的设备，保持箱内外的水位相平或箱内略高于箱外水位，防止翻砂。吸泥器应均匀吸泥，防止局部吸泥过深，造成沉箱下沉偏斜。砼沉箱下沉到满足二次接高位置后，停止对内部刃脚部位泥土的掏取工作，对砼顶面进行冲洗和凿毛处理后方可进行砼沉箱的二次接高各道工序施工工作。5）双壁钢沉箱加工制作及运输双壁钢沉箱利用现有的钢模板，在加工成加工按2.0m分块，试拼后编号存放。试拼时要求：上下隔舱板对齐，各相邻水平桁架弦板对齐，上、下竖向加劲角钢允许不对准，但必须和水平桁架弦板焊牢。内外壁钢板拼缝不能对接焊时，允许采用搭接焊或贴板焊接，但必须满焊，并保证全焊水密结构的可靠性。统一编
11、号好后运送到施工现场，做好安装的准备工作后，在现场砼沉箱顶层的预埋螺栓上安装就位。沉箱安装时，应按照事先画好的区域和顺序进行安装。并测量进行高程控制，保证其在同一水平面。底节沉箱要高出水面，以便后续沉箱的接高。6）、钢沉箱的接高在首节钢沉箱锁定后，向其隔仓内灌砂和向夹壁内加抽水等措施以调平沉箱，并予留一定的干舷高度，使其处于待拼次节沉箱的状态。以后每一节段运送到沉箱旁，由吊车起吊与首节或上一节进行连接，每接高一节既均匀下沉，并予留相应的干舷高度，以便接高下一节时施焊作业。7）、沉箱的竖向定向：沉箱着床是沉箱施工中的一道重要关键工序，沉箱着床后的位置和倾斜率对沉箱以后的下沉，乃至沉箱落到设计高程
12、时的质量都有重要影响。本桥墩在桩基础施工施工围有筑岛只需要考虑沉箱在筑岛围堰内部下沉时与土的摩擦力,可以通过灌砂,配重等方法使沉箱下沉到位。当沉箱接高下沉至刃尖距河床0.5米左右即停止往钢沉箱灌注砂下沉，通过反复纠偏以实现沉箱的精确定位。然后均匀灌砂，快速实现沉箱刃脚的着床，继之以均匀吸泥下沉使沉箱下沉到位。8）沉箱偏移和位移的纠正处理、纠偏前，应分析原因，然后采取相应措施，如有障碍物应首先排除。、纠正倾斜时，一般可采取除土、压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方法进行。、纠正位移时，可先除土，使沉箱底面中心向设计中心倾斜，然后在对侧除土，使沉箱恢复竖直，如此反复进行，使沉箱逐步移近设计中心。、
13、纠正扭转，可在一对角线两角除土，在另外两角填土，借助于刃脚下部相等的土压力所形成的扭矩，使沉箱在下沉过程中逐步纠正其扭转角度。9）、沉箱内清基对沉箱沉降经测量检测确认标高满足设计及施工要求后，既可进行清基工作。清基要保证基底平整，并对箱壁上的泥污进行清除，保证封底砼灌注能够有效的对箱角部位进行密封，方可进行水下混凝土封底。10）、沉箱内水下混凝土封底沉箱内水下封底混凝土厚0.51.0米。浇筑封底C25混凝土，塌落度宜控制在150200mm，采用泵送单根导管浇筑封底混凝土，首批砼方量应经过计算，要满足封住管口的需要。在灌注过程中，有钱随工配合将导管随砼的灌注徐徐平移。因封底混凝土数量大，为提高混
14、凝土流动性和延长混凝土的初凝时间，混凝土中掺加适量的缓凝型减水剂（30小时缓凝时间）和粉煤灰。水下混凝土浇筑过程中应注意的事项：用测深锤随时测量混凝土表面标高，将原始资料记录下来，随时告诉现场值班技术员，用以指导各导管提升及下料，要求混凝土均匀上升，以免造成混凝土面高低偏差过大，同时，也避免导管埋置过浅而使导管悬空，混凝土浇筑终结时，尽量调平混凝土表面平整度。在灌注过程中，应注意砼的堆高和扩展情况，正确的调整塌落度和导管埋深，使砼灌注后形成适宜的堆高和不陡于1：10的流动坡度，抽拔导管应严格使导管不能进水。必要时可派专业潜水工在下面检查封底砼的灌注情况。砼面的最终灌注高度，应比设计值高出不小于
15、150mm，待灌注砼强度达到设计要求后，再抽水凿除表面松弱层。封底混凝土达到设计强度后，进行沉箱抽水，边抽水边完成剩余支撑。将封底混凝土表面找平。四、沉箱劳力组织：根据大桥水中墩沉箱施工工期安排和现场实际情况，劳动力组织情况按下表配置：表1 沉箱施工劳力组织表序号劳动力内容人数备 注1施工负责人2李汉江 高峰 2技术负责人2钟强 宋富生3质检工程师1黎道政4安全工程师1毛忠芳5潜水工16揽风及吊装工67电焊工58其他人员159合 计33可根据实际情况调整五、沉箱机械设备配置及材料机械设备配置及材料投入见下表：表2 机 械 设 备 配 置 及 材 料 投 入 表序号设备或材料规 格单位数量备 注1运输车台2现场拼组及运输2汽车吊16T台13电焊机台34气割设备氧气乙炔套25导链5T根56空压机20台37抽水机台48吸泥机台19钢模板m280010发电机120KW台111混凝土生产 及运输设备套
