[浙江]大橋鋼護筒承載樁基平臺施工方案

1、浙江省樂清灣大橋及接線工程樂清灣2號橋樂清灣2號橋“鋼護筒承載”樁基平臺施工技術(shù)方案浙江省樂清灣大橋及接線工程樂清灣2號橋項目部二一五年十一月浙江省樂清灣大橋及接線工程樂清灣2號橋 樂清灣2號橋“鋼護筒承載”樁基平臺施工技術(shù)方案目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc435648530 一、工程概況 PAGEREF _Toc435648530 h 1 HYPERLINK l _Toc435648531 1.1 工程簡介 PAGEREF _Toc435648531 h 1 HYPERLINK l _Toc435648532 1.2 施工水文條件 PAGEREF _

2、Toc435648532 h 1 HYPERLINK l _Toc435648533 1.2.1 潮汐 PAGEREF _Toc435648533 h 1 HYPERLINK l _Toc435648534 1.2.2 波浪 PAGEREF _Toc435648534 h 1 HYPERLINK l _Toc435648535 1.3 工程地質(zhì) PAGEREF _Toc435648535 h 2 HYPERLINK l _Toc435648536 1.4 氣象 PAGEREF _Toc435648536 h 2 HYPERLINK l _Toc435648537 1.5 風(fēng)況 PAGEREF

3、_Toc435648537 h 2 HYPERLINK l _Toc435648538 1.6 施工平臺形式 PAGEREF _Toc435648538 h 2 HYPERLINK l _Toc435648539 二、方案簡介及比選 PAGEREF _Toc435648539 h 2 HYPERLINK l _Toc435648540 2.1、主墩樁基施工平臺方案 PAGEREF _Toc435648540 h 2 HYPERLINK l _Toc435648541 2.1.1 方案一 PAGEREF _Toc435648541 h 2 HYPERLINK l _Toc435648542 2.

4、1.2 方案二 PAGEREF _Toc435648542 h 3 HYPERLINK l _Toc435648543 2.1.3 方案比選分析 PAGEREF _Toc435648543 h 5 HYPERLINK l _Toc435648544 2.2 西側(cè)引橋墩樁基施工平臺方案 PAGEREF _Toc435648544 h 5 HYPERLINK l _Toc435648545 2.2.1 方案一 PAGEREF _Toc435648545 h 5 HYPERLINK l _Toc435648546 2.2.2 方案二 PAGEREF _Toc435648546 h 6 HYPERLI

5、NK l _Toc435648547 2.2.3 方案比選分析 PAGEREF _Toc435648547 h 7 HYPERLINK l _Toc435648548 三、平臺設(shè)計 PAGEREF _Toc435648548 h 8 HYPERLINK l _Toc435648549 3.1 設(shè)計荷載 PAGEREF _Toc435648549 h 8 HYPERLINK l _Toc435648550 3.2 主墩樁基施工平臺結(jié)構(gòu)形式 PAGEREF _Toc435648550 h 8 HYPERLINK l _Toc435648551 3.3 西側(cè)引橋墩樁基施工平臺結(jié)構(gòu)形式 PAGEREF

6、 _Toc435648551 h 10 HYPERLINK l _Toc435648552 四、施工工藝 PAGEREF _Toc435648552 h 10 HYPERLINK l _Toc435648553 4.1 主墩樁基平臺施工工藝 PAGEREF _Toc435648553 h 10 HYPERLINK l _Toc435648554 4.1.1 支棧橋及擴展平臺施工 PAGEREF _Toc435648554 h 10 HYPERLINK l _Toc435648555 4.1.2 鉆孔平臺施工 PAGEREF _Toc435648555 h 11 HYPERLINK l _Toc

7、435648556 4.2 引橋墩樁基平臺施工工藝 PAGEREF _Toc435648556 h 12 HYPERLINK l _Toc435648557 五、方案實施效果 PAGEREF _Toc435648557 h 12 HYPERLINK l _Toc435648558 5.1 施工效果 PAGEREF _Toc435648558 h 12 HYPERLINK l _Toc435648559 5.2 經(jīng)濟效果 PAGEREF _Toc435648559 h 12 HYPERLINK l _Toc435648560 六、方案總結(jié) PAGEREF _Toc435648560 h 13 -

8、 PAGE 17 -樂清灣2號橋“鋼護筒承載”樁基平臺施工技術(shù)方案一、工程概況1.1 工程簡介浙江省樂清灣大橋及接線工程樂清灣2號橋主線樁號為K232+570K237+220，路線長度4.650 km。主要工程內(nèi)容為：海山大橋、海山互通（包括主線橋和匝道橋、路基、小型結(jié)構(gòu)物等）、樂清灣2號橋。其中樂清灣2號橋起訖樁號為K233+955K237+185，長3.230km。 主橋結(jié)構(gòu)形式為雙塔整幅疊合梁斜拉橋，跨徑布置為（70+90+365+90+70）=685米；主梁采用分離式雙邊箱（PK式）流線型扁平鋼箱疊合梁，索塔采用鉆石型塔身，索塔高145.35m。索塔承臺采用整體式八邊形承臺，尺寸為47

9、266m，承臺下設(shè)置32根直徑2.5米的鉆孔灌注樁，梅花形布置，樁長111m。樂清灣2號橋單個主墩樁基共32根，直徑2.5m，呈梅花形布置，鋼護筒為永久性鋼護筒，直徑2.8m，壁厚2.2cm，長度51.75m；西側(cè)非通航孔RW02#RW07#墩共48根樁基，直徑2.0m，鋼護筒為永久性鋼護筒，直徑2.3m,長度24m48m不等。所有樁基均采用C35海工水下混凝土，樁基類型為嵌巖樁和摩擦樁2種；具體參數(shù)見下表2.1-1所示。表1.1-1 樁基技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計表部位墩號范圍樁基數(shù)量（根）樁徑（cm）樁長（m）樁基類型成孔工藝主墩RZ3#32250111摩擦樁KP3500氣舉反循環(huán)鉆RZ4#322501

10、11摩擦樁引橋墩RW01#RW03#262008999摩擦樁JKL-8沖擊鉆RW04#RW07#322002691嵌巖樁JKL-8沖擊鉆1.2 施工水文條件1.2.1 潮汐根據(jù)工程區(qū)域內(nèi)各潮位站的觀測資料，潮型判別數(shù)值均小于0.5，在0.230.31之間，因此樂清灣潮汐屬于正規(guī)半日潮。樂清灣是我國強潮海灣之一，平均最大潮差8.09m，最高潮位5.27m，最低潮位-3.94m，平均潮差5.00m，平均高潮位2.87m，平均低潮位-2.28m，平均漲潮歷時6小時27分，平均落潮歷時5小時58分。1.2.2 波浪橋址區(qū)域為我國每年熱帶期氣旋多發(fā)地帶，對當(dāng)?shù)睾＠擞绊戄^大。樂清灣內(nèi)幾乎不受外海浪影響，外

11、海浪只影響至玉環(huán)半島中部丁側(cè)海角以南，大小烏山以北海海域的波浪以風(fēng)浪占絕對主導(dǎo)。橋址區(qū)在同重現(xiàn)期條件下受N-NNE和SSE-S向風(fēng)引起的波浪較大，其西段和東段在300年一遇設(shè)計風(fēng)速300年一遇高潮位組合下計算得到的有效波高為3.0m，100年一遇設(shè)計風(fēng)速100年一遇高潮位組合下有效波高為2.5m。1.3 工程地質(zhì)跨越樂清灣西汊，以水下緩坡為主。上部分布厚層海積淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土，厚度一般3040m；中下部分布沖洪積圓礫，夾海積軟黏土透鏡體或夾層，鉆孔揭示最大厚度超過80m；下伏基巖為熔結(jié)凝灰?guī)r，巖面起伏大，巖質(zhì)較硬。小里程側(cè)部分墩臺傍山布置，橫向地勢起伏極大，地基土均勻性較差。大里程側(cè)橋臺及

12、其之前的一跨橋墩位于緩坡丘陵區(qū)，中風(fēng)化基巖大面積出露，巖質(zhì)堅硬。1.4 氣象橋址屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有季節(jié)風(fēng)顯著、四季分明、溫暖濕潤、雨量豐富、臺風(fēng)頻發(fā)的氣候特點。年平均氣溫17.5，極端最高氣溫達35.0，極端最低氣溫-5.5；多年平均降水量1500mm，年最大降雨量2500mm，年降雨量分布不均，年平均蒸發(fā)量12501350mm，每年冬、春兩季多大霧；年相對濕度80%。1.5 風(fēng)況橋址區(qū)是典型的季風(fēng)氣候區(qū)，秋冬季節(jié)多冷空氣大風(fēng)，夏季及秋初多臺風(fēng)影響，故多大風(fēng)天氣。橋址區(qū)累年各月平均風(fēng)速在2.15.6m/s之間，年平均風(fēng)速玉環(huán)為5.0m/s。年內(nèi)以10、11月風(fēng)速較大，46月風(fēng)速較小。年平

13、均大風(fēng)日數(shù)為35.8d，極大風(fēng)速50.4m/s，出現(xiàn)在1994年8月21日（9417號臺風(fēng)影響）。極大風(fēng)速一般出現(xiàn)在8月份，主要是臺風(fēng)影響所致。1.6 施工平臺形式樁基施工平臺采用水上搭設(shè)鉆孔平臺，可選用水上鋼管樁承重平臺與鋼護筒承重平臺兩種形式。二、方案簡介及比選2.1、主墩樁基施工平臺方案2.1.1 方案一（鋼管樁承重平臺）（1）支棧橋單孔跨徑9m；鋼管樁單排2根；貝雷3組；I25工字鋼間距75cm；I12.6工字鋼間距40cm；1.2cm厚鋼板。（2）鉆孔平臺采用鋼管樁承重，在鋼護筒間打設(shè)鋼管樁，鋼管樁間距縱橋向5.25m，橫橋向3.5m；樁頂安裝3HN600200型鋼承重梁，再搭設(shè)2H

14、N500200縱向分配梁，間距3.5m；利用I25橫向分配梁跨過鋼護筒，鋼護筒為完全獨立狀態(tài)，不受力；I25工字鋼間距40cm；10mm厚鋼板。（3）鋼護筒頂標(biāo)高：+5.0m（以最高潮水位不超過鋼護筒頂面為標(biāo)準(zhǔn)）。圖2.1.1-1 鋼管樁平臺及支棧橋平面布置圖圖2.1.1-2 鋼管樁平臺及支棧橋立面布置圖2.1.2 方案二（鋼護筒承重平臺）（1）支棧橋單孔跨徑9m；鋼管樁單排2根；貝雷3組；I25工字鋼間距75cm；I12.6工字鋼間距40cm；1.2cm厚鋼板。（2）鉆孔平臺采用鋼護筒焊接牛腿承重；牛腿上鋪設(shè)2H50型鋼承重梁；I25工字鋼間距40cm；10mm厚鋼板。（3）鋼護筒頂標(biāo)高：+

15、7.2m（與平臺標(biāo)高相同）。圖2.1.2-1 鋼護筒平臺及支棧橋平面布置圖圖2.1.2-2 鋼護筒平臺及支棧橋立面布置圖2.1.3 方案比選分析表2.1.3-1 主墩施工平臺各方案優(yōu)缺點分析方案優(yōu)點缺點方案一1、鋼護筒在平臺施工前后均可施工，施工選擇性較多，靈活性大；2、鋼護筒可用浮吊配合振動錘打設(shè)，也可用打樁船打設(shè)，施工方法多；1、平臺材料及機械投入較大，施工成本高；2、平臺搭設(shè)施工周期較長；3、樁基施工完成后護筒間鋼管樁拔除回收較困難；4、后續(xù)鋼套箱拼裝平臺需重新搭設(shè)，施工較復(fù)雜。方案二1、利用鋼護筒受力，平臺材料使用較少；2、施工成本低；3、平臺搭設(shè)時間快，周期短；4、鉆孔平臺可兼做后續(xù)

16、鋼套箱拼裝平臺，平臺上部結(jié)構(gòu)可兼做鋼套箱底板。1、樁基鋼護筒參與受力，改變樁基受力；2、平臺只能在鋼護筒打設(shè)完成后施工；綜合考慮施工成本、工期及后續(xù)鋼套箱施工等因素，采用鋼護筒承重平臺（方案二）作為主墩樁基鉆孔平臺。2.2 西側(cè)引橋墩樁基施工平臺方案2.2.1 方案一（鋼管樁承重平臺）（1）支棧橋單孔跨徑9m；鋼管樁單排2根；貝雷3組；I25工字鋼間距75cm；I12.6工字鋼間距40cm；1.2cm厚鋼板。（2）鉆孔平臺采用鋼管樁承重，最大跨徑9m，單排3根；利用貝雷跨過鋼護筒，鋼護筒為完全獨立狀態(tài)，不受力；I25工字鋼間距37.5cm；1.2cm厚鋼板。（3）鋼護筒頂標(biāo)高：+5.0m（以最

17、高潮水位不超過鋼護筒頂面為標(biāo)準(zhǔn)）。圖2.2.1-1 鋼管樁平臺及支棧橋平面布置圖圖2.2.1-2 鋼管樁平臺及支棧橋立面布置圖2.2.2 方案二（鋼護筒承重平臺）（1）鉆孔平臺采用鋼護筒焊接牛腿承重（左右幅中間增設(shè)2根鋼管樁）；牛腿上鋪設(shè)2H50型鋼；I25工字鋼間距40cm；10mm厚鋼板。（2）鋼護筒頂標(biāo)高：+7.2m（與平臺標(biāo)高相同）。圖2.2.2-1 鋼護筒平臺平面布置圖圖2.2.2-1 鋼護筒平臺立面布置圖2.2.3 方案比選分析表2.2.3-1 西側(cè)引橋墩鉆孔平臺各方案優(yōu)缺點分析方案優(yōu)點缺點方案一1、后續(xù)樁基施工作業(yè)面大，鋼護筒在平臺施工前后均可施工；2、鋼護筒可用浮吊配合振動錘打

18、設(shè)，也可用打樁船打設(shè)，施工方法多；1、平臺材料及機械投入較大，施工成本高；2、平臺搭設(shè)施工周期較長；方案二1、利用鋼護筒受力，平臺材料量較少；2、施工成本低；3、平臺搭設(shè)時間快，周期短；1、樁基鋼護筒參與受力，改變樁基受力；2、平臺只能在鋼護筒打設(shè)完成后施工；3、施工作業(yè)面較小，后續(xù)樁基施工時間相對較長；樂清灣2號橋西側(cè)非通航孔橋后續(xù)樁基施工工期及承臺施工較富余，綜合考慮平臺的材料投入與施工成本等因素，采用鋼護筒承重平臺（方案二）作為樁基施工平臺。三、平臺設(shè)計3.1 設(shè)計荷載（1）KP3500型氣舉反循環(huán)鉆荷載：整機自重 110t，考慮 1.2 沖擊系數(shù)；（2）80t 履帶吊荷載：自重70t+

19、吊重30t=100t，考慮側(cè)吊偏載120t；（3）10m3 混凝土攪拌運輸車荷載：自重加混凝土重 40t；（4）公路一級車輛荷載；其中以 80t 履帶吊偏載時為最不利荷載，為平臺及支棧橋設(shè)計的主要荷載。3.2 主墩樁基施工平臺結(jié)構(gòu)形式主墩施工平臺包括擴展平臺、支棧橋及鉆孔平臺。其中RZ4#主墩擴展平臺寬16.48m，長33.0m，基礎(chǔ)采用8008mm鋼管樁，鋼管樁橫橋向間距6.0m，順橋向間距9m，平聯(lián)采用直徑=273mm厚度=6mm鋼管，鋼管樁頂設(shè)雙拼HN500200型鋼承重梁，承重梁頂上采用5組321型單層貝雷梁，兩片貝雷間距90cm為一組，貝雷梁組間距210cm，貝雷梁上橫向分配梁采用I

20、25a工字鋼，中心間距為150cm, I25a工字鋼分配梁頂部設(shè)I12.6工字鋼縱向分配梁，中心間距30cm，面板采用1cm厚鋼板，結(jié)構(gòu)布置如下圖所示。圖3.2-1 主墩擴展平臺平面布置圖主墩支棧橋沿縱橋向雙側(cè)布置。寬8m，長66m，跨徑布置為69m+26m，結(jié)構(gòu)由上往下依次為1.0cm厚花紋鋼板， I12.6工字鋼，間距30cm，I25a工字鋼，間距150cm，橫向貝雷梁，貝雷組間距180cm，雙拼HN500承重梁，基礎(chǔ)為8008mm和10008mm鋼管樁，平聯(lián)為直徑=273mm，厚度=6mm的鋼管，結(jié)構(gòu)布置如下圖所示。圖3.2-2 主墩支棧橋平面布置圖主墩鉆孔平臺采用鋼護筒焊接牛腿承重，單

21、根鋼護筒橫橋向?qū)ΨQ焊接2個鋼牛腿，32根鋼護筒共焊接64個牛腿，牛腿頂面標(biāo)高+6.44m。牛腿上搭設(shè)2HN500200型鋼承重梁，牛腿間型鋼縱橋向跨徑525cm，承重梁兩端搭設(shè)在鋼管樁頂?shù)臋M向2HN500200型鋼上，間距580cm。承重梁上鋪設(shè)I25分配梁，間距40cm。分配梁頂為10mm厚鋼板。圖3.2-3 主墩鉆孔平臺平面布置圖鋼護筒牛腿放置于鋼護筒兩側(cè)并與之焊接牢固，鋼護筒壁厚為18mm,采用雙面焊，焊腳高度不小于8mm。根據(jù)最不利工況（80t履帶吊橫橋向作業(yè)，一側(cè)重心正好位為牛腿重心，牛腿重心到鋼護筒的距離為0.35m）計算可得：單個牛腿所受集中力為618.21kN。每牛腿設(shè)4塊勁板

22、+墊板，均采用1.2cm厚鋼板，每塊勁板長60cm，與護筒壁采用雙面焊，焊縫寬度不小于10mm，焊縫長度60cm。圖3.2-4 鋼護筒牛腿3.3 西側(cè)引橋墩樁基施工平臺結(jié)構(gòu)形式引橋墩平臺外部輪廓尺寸為27.5510m，結(jié)構(gòu)從下到上依次為：基礎(chǔ)采用8008mm鋼管樁和230018mm鋼護筒，平聯(lián)采用直徑=273mm，厚度=6mm鋼管，鋼管樁頂或鋼護筒牛腿上設(shè)置雙拼HN500200型鋼橫梁上，橫梁頂順橋向布置I25a工字鋼分配梁，間距為40cm,鉆孔平臺面板采用10mm厚鋼板。引橋墩鉆孔平臺鋼護筒牛腿分上下兩層布置，上層鋼護筒牛腿頂面標(biāo)高+6.44m，下層牛腿頂面標(biāo)高+5.94m。下層牛腿布置在橫

23、橋向護筒外側(cè)，以達到加寬平臺的目的。牛腿結(jié)構(gòu)形式與主墩牛腿相同。圖3.3-1 引橋鉆孔平臺平面布置圖樁基施工時平臺為一體。當(dāng)承臺施工時，平臺以中間雙排鋼管樁為基準(zhǔn)進行左右幅分離。先拆除左幅平臺（遠(yuǎn)離棧橋側(cè)），施工左幅承臺，此時可將臨時材料與機械存放在右幅平臺。待左幅承臺施工完成后，進行右幅平臺拆除及右幅承臺施工。四、施工工藝4.1 主墩樁基平臺施工工藝4.1.1 支棧橋及擴展平臺施工（1）施工工藝：測量放樣插打鋼管樁安裝樁間平聯(lián)安裝樁頂承重梁安裝貝雷梁安裝分配梁安裝面板安裝欄桿及其他安全設(shè)施進入下一循環(huán)。（2）鋼管樁施工：鋼管樁采用Q235鋼板在專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工廠制作，規(guī)格為8008mm，加工長

24、度為12m，接樁工作在現(xiàn)場進行。采用焊接接頭，避免接頭處于局部沖刷線附近。鋼管的連接采用電焊對接，焊縫型式為V字型坡口焊，焊縫高度應(yīng)高出鋼管面2mm，焊縫寬度不小于2倍的鋼管壁厚。對接焊縫的外側(cè)沿四周加焊8塊加勁塊，加勁塊鋼板的厚度不小于鋼管壁厚，長度不小于200mm，寬度不小于100mm，加勁塊與鋼管滿焊連接。鋼管樁構(gòu)件運輸，利用平板車或浮吊運至施工現(xiàn)場，在運輸過程中應(yīng)固定好，防止滑落發(fā)生事故。圖4.1.1-1 鋼管樁打設(shè)（3）平聯(lián)施工：平臺采用2736mm鋼管，平聯(lián)底標(biāo)高為+1.85m。平聯(lián)施工選在低平潮時進行，平聯(lián)露出水面，便于吊裝焊接作業(yè)，采用80t履帶吊裝置進行平聯(lián)施工。圖4.1.1

25、-2 平聯(lián)施工（4）樁頂承重梁及貝雷梁安裝：2H500200承重梁沿橋縱軸線方向布置，結(jié)合鋼管樁偏位情況及起重機械能力，采用整體安裝或者分節(jié)安裝好后用電焊聯(lián)結(jié)成整體。貝雷梁根據(jù)樁位間距由測量放樣確定位置，根據(jù)運輸能力及起重能力的要求在后場拼裝成6m或9m一段，用平板車運到墩位處進行拼裝。履帶吊車首先安裝一組貝雷，準(zhǔn)確就位后先牢固捆綁在橫梁上，然后焊接限位器，再安裝另一組貝雷，同時與安裝好的一組貝雷用型鋼和自制花架進行連接。依此類推完成該節(jié)貝雷梁的安裝。圖4.1.1-3 貝雷梁施工（5）分配梁安裝：在貝雷梁安裝完成后，安裝I25a順橋向分配梁、I12.6橫橋向分配梁。采用履帶吊進行型鋼分配梁的安

26、裝，履帶吊按設(shè)計間距安裝I25a橫梁，并用U型卡固定好。I25a橫梁的支點必須放在貝雷梁豎弦桿或菱形弦桿的支點位置，以滿足受力要求。平臺縱梁I12.6 按設(shè)計間距30cm安放,吊裝到位后與I25a橫梁接觸點焊接成整體，焊縫厚度滿足設(shè)計要求。圖4.1.1-4 分配梁施工（6）面板系安裝：I12.6橫橋向分配梁鋪設(shè)好后安裝10mm厚面板，然后安裝外圍欄桿等附屬設(shè)施。面板與縱梁接角點均要滿焊，焊縫質(zhì)量要滿足要求，每塊面板間橫縫設(shè)置2cm的伸縮縫，縱縫設(shè)置15cm的伸縮縫，用于防止因溫度變化而引起翹曲起伏。4.1.2 鉆孔平臺施工（1）鋼護筒打設(shè)：鋼護筒沉入采用打樁船施工。施工流程為：打樁船移船吊點連接起樁移船、立樁套替打測量定位插樁錘擊沉樁。使用全站儀從不同方位對鋼護筒平面位置與垂直度進行復(fù)測，輔助“海上打樁GPS-RTK定位系