毕业设计说明书(泰州长江公路大桥塔基施工方案)1~承台施工 14页

徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书悬索桥塔基施工方案1、工程概况泰州长江公路大桥南塔位于扬中段长江西岸大堤外侧滩地，索塔中心距东侧长江边约20m，距西侧大堤中心约180m。滩地平均地面标高+3.0m，在汛期时被江水淹没。索塔承台为哑铃型，分南、北承台和系梁三部分。承台整体尺寸为77.334×32.6×6.0m（长×宽×高），承台顶标高为+4.3m，底标高为—1.7m。承台混凝土为C30，设计方量为13780m³，钢筋为1960.26吨。2、锁口钢管桩围堰设计与施工根据工程结构和地质特点经方案对比，承台施工围堰宜采用锁口钢管桩形式。锁口钢管桩围堰具有抗弯能力强、刚度大等优点，可大大简化围堰的内支撑体系，方便施工。依据水文勘测局提供的2007年扬中三茅镇水文监测资料，围堰计算水位定为+5.5m（计入浪高），围堰顶标高定为+6.0m。滩地地面标高为＋2.8～＋3.0m，最大水深为2.7～2.5m。2.1、锁口钢管桩围堰设计验算按干除土施工验算,主要计算内容如下:①、第一工况：开挖土层至第一道支撑位置以下1m处，支护结构的强度、稳定和变形。②、第二工况：第一层支撑安装完毕后，开挖土层至第二层支撑位置以下1m处且第二层支撑未安装前，支护结构的强度、稳定和变形。③、第三工况：第二层支撑安装完毕后，开挖土层至封底混凝土底标高处，支护结构的强度、稳定、变形。④、第四工况：封底混凝土达到适宜强度后，置换竖向连杆，拆除第二层支撑，支护结构的强度、稳定和变形。⑤、基坑的抗管涌稳定性。⑥、基坑抗隆起稳定性。⑦、承台处封底混凝土厚度；系粱处封底混凝土厚度。支护结构的控制验算：14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书①、锁口钢管桩的强度、稳定和变形：以工况三进行控制。②、锁口钢管柱的入土深度：以工况三和基坑的抗管涌稳定性进行控制。③、支撑系统：第一层支撑以第四工况进行控制：第二层支撑以第三工控进行控制。封底混凝土厚度：承台分两次浇筑，第一次浇筑3.0m,第二次浇筑3.0m，封底厚度以第一次混凝土荷载进行控制验算。2.2、锁口钢管桩围堰结构围堰结构见2-1～2-314 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书2.2.1、钢管桩钢管桩采用φ80×1.0㎝钢管制作，共计240根，单根长度为18.4m。桩顶标高为+6.0m，桩底标高为-12.4m。管桩分标准桩和角桩两种，在承台四角设角桩。2.2.2、支撑系统围堰支撑系统共设两道，第一道在标高+5.0m，第二道在标高+1.3m。支撑结构分四部分：圈梁、水平支撑、竖向支撑和加劲撑。第一道支撑：圈梁采用2HM44×30cm型钢，水平撑杆采用φ60×0.8㎝钢管，加劲撑为φ60×0.8㎝钢管。第二道支撑：圈梁为加强型2HM58.8×30cm型钢，水平撑杆采用φ80×1.0㎝钢管，加劲撑为φ60×0.8㎝钢管。型钢布置见2-4图。为减少撑杆的长细比，水平纵、横撑杆采用十字相连，竖向支撑杆件采用φ63×0.8cm。为保证承台钢筋间距，在承台施工之前，采用竖向桁架置换φ63×0.8cm钢管竖向撑杆。支撑下设置牛腿，以支承支撑系统的自重。2.2.3、止水砂浆锁口止水工艺及原理：地面以下钢管桩锁口内充满泥土，根据地质资料显示，该部分土的渗透系数比较小，可以视为天然止水材料。滩地面向上部分在汛期长江水位上涨后，拟采用止水砂浆止水，其方法及原理如下：①、止水方法在锁口内灌注止水砂浆。止水砂浆的配比见表2-1：止水砂浆配合比（kg/m3）表2-1名称σ28(MPa)粘土水泥粉煤灰特殊掺和剂水14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书止水砂浆（粘土水泥砂浆）0.25514481946.9682②、止水砂浆止水原理灌浆后锁口的四个角均被浆体充实，板结的浆体有效地切断了外界水系进入围堰的路径。2.2.4、封底混凝土封底混凝土标号为C20，按干封底进行计算和分析封底厚度。封底混凝土厚度分承台和系粱两部分：承台处封底混凝土厚度为1.0m；系粱两端桩基间距较大，为减少基底沉降和满足基底应力，系粱处封底混凝土采用加筋混凝土，厚度为1.0m。封底混凝土底部采用10cm厚碎石找平。2.3、锁口钢管桩围堰干施工2.3.1、施工顺序①、打设锁口钢管桩和竖向撑杆。②、在堰外设置10根大口径抽水井降水，堰内设置大口径观测井，观测堰内水位。14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书]14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书3、承台施工3.1、桩头凿除在围堰封底之前，割除无第二层撑杆的护筒至封底底标高处，人工配风镐自上而下凿桩至设计标高-1.5m，桩头废渣作封底垫层。在封底混凝土达到设计强度后，解除第二层支撑系统，割除剩余护筒，凿除剩余桩头至设计标高-1.5m。废渣清出堰外外运。桩顶必须清理干净。3.2、承台模板承台混凝土分块、分层浇筑，并设置后浇带：平面上共分两大块，分块尺寸见图3-1；竖向分两层，每层厚度为3.0m；在塔座施工完毕后，施工后浇带，后浇带一次浇筑完成。依据混凝土竖向分层高度设计模板，使模板的强度、刚度达到规范要求。承台模板分两种：周边采用大面定型刚14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书模，系梁后浇带采用收口模板网。大面模板单块高度为3.0米，面板为6mm钢板，竖肋为【10槽钢，横围檩为双拼【14b槽钢。大面模板的水平支撑采用【10槽钢：一端支撑在模板上，一端支撑于锁扣钢管桩上。在部分拐角处，采用拉条和撑杆结合支撑模板收口模板为免拆模板，埋在混凝土内，勿需拆除。模板网采用0.4mm镀锌钢板加工，单块尺寸为45×220cm（宽×高），共312块左右。收口模板水平围檩采用Ф48×3.5mm钢管，竖向间距100mm，竖肋采用2Ф48×3.5mm钢管，水平间距为60cm。大面模板分块组拼，分两次支立到顶：第一次支模高度为3.0米;在承台周边竖向筋绑扎前，支立第二节模板。模板的布置见图3-2至3-4。收口模板网分两次安装：第一次安装高度为3.0m；在下游承台第一次混凝土浇筑完成后，安装第二节，高度为3.0m左右收口模板埋在混凝土内，勿需拆除。为满足冲毛清渣的要求，在每端承台的四个拐角各预留一块第二节模板不安装。在第一次混凝土冲毛清渣完毕后，再安装剩余模板。承台大面模板外委专业工厂加工制作，出厂前先进行试拼装，确保拼缝严密不漏浆。试拼合格后，运至现场安装。安装前，清除模板上的浮锈及其它杂物，并均匀的涂抹一层脱模剂。14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书3.3、钢筋在桩头凿除、清渣完毕后，测放出承台边线，绑扎钢筋。承台钢筋除面层水平钢筋外均一次性绑扎到位。承台钢筋在场内施工，运至现场安装，钢筋制作与安装严格按照设计与施工规范要求施工。3.3.1、劲性骨架设置为满足承台顶板钢筋的施工需要，采用劲性骨架作承重架。劲性骨架采用框架结构：立杆采用∠75×6mm角钢，斜杆采用∠63×6mm角钢。劲性骨架采用焊接，确保其整体稳定性。承台混凝土分二层浇筑,劲性骨架一次性安装:在第一次混凝土浇筑过程中,按设计位置预埋竖杆底脚连接钢板或短型钢；在混凝土达到适宜强度后，焊接竖杆，焊接顶层桁架，然后施工顶板钢筋。承台劲性骨架详见图3-5到3-6。14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书2.3.2、钢筋制作、安装钢筋在内场加工制作成型后，运至现场安装。钢筋应具有出厂质量证明书和检验报告单，钢筋到场后应做力学性能试验。承台主筋采用滚轧直螺纹接头连接，并严格按照《钢筋等强度滚轧直螺纹连接技术规范》（DBJ/CT005-2002）执行；其余钢筋连接根据规范规定结合施工实际进行焊接或搭接。钢筋加工成型后，根据规范要求按批次进行外观质量、力学性能等检验，经检验合格后再运至现场，进行安装与绑扎。承台底板主筋层数较多（最多处为6层），且层距和水平间距均较小（20cm），施工较为困难。如果不能保证层距和水平间距，将对后期的混凝土的质量留下后患，及混凝土可能不密实、不均匀。所以施工中要严格按图施工，认真仔细定位，确保主筋的层距和水平间距。对承台6＃架立筋及其水平连筋，根据冷却水管的布置，适当调整其水平和竖向间距，以便在其上安装冷却水管。在系梁处，增设加4-1、加4-2钢筋。以满足架设冷却水管的要求。加4-1、加4-2钢筋直径均为Ф16，水平间距为300cm。调整后的架立劲及其水平连筋的布置如图2-7。14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书2．4、混凝土施工承台、系梁为典型的大体积混凝土结构，采用分块、分层浇筑，同时，为防止混凝土有害温度裂缝的产生，施工前进行绝热温升等计算，采用相应的温控措施。2.4.1、混凝土配合比设计针对承台、系梁大体积混凝土施工特点和其技术要求，主要从以下两个方面进行混凝土配合比的设计与试验：其一、降低混凝土水化热，加强保温措施，减少温度应力，防止混凝土出现有害裂缝；其二、减少混凝土的泌水量和含气量，防止混凝土表面出现砂线气泡，保证承台混凝土的内实外光。（1）、配合比技术要求根据承台、系梁混凝土强度（强度C30级）、温控（减少水化热）、施工（泵送）等要求，采用高集料、低水灰比、低水泥用量、并掺加粉煤灰、外加剂进行设计。鉴于大体积混凝土的特殊要求，混凝土配合比采用较高的等级标准,变异系数Cu＜10%，标准差＝4，混凝土设计采用28天强度，掺用粉煤灰采用超量取代发计算。混凝土的性能指标要求如下：①、混凝土抗压强度：混凝土28天强度>设计标号C30②、混凝土弹性模量：混凝土28天E>3.00×104Mpa14 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书③、坍落度：16～18cm④、含气量：<3.5%⑤、初凝时间：40小时左右,终凝时间42小时左右⑥、压力泌水率：<35%（2）、材料优选及配合比确定根据设计要求，对料源进行配合比设计与试验。最终确定的配合比如表1：承台混凝土配合比表1水（kg/m3)水泥（kg/m3）粉煤灰（kg/m3)黄沙（kg/m3)碎石（kg/m3)外加剂（kg/m3)160240108766445+6672.088其中：水泥：采用杨湾海螺P·042.5.粉煤灰：采用镇江谏壁电厂，Ⅱ级灰。黄沙：赣江中砂。粗集料：镇江船山矿，5至16mm40%+16至31.5mm60%，配成5到31.5mm连续级配。水：地下水。外加剂：江苏苏博特生产的PCA（Ⅰ）高性能缓凝减水剂。2.4.2、温控设计与防裂措施本工程将结合大体积混凝土配合比、水泥水化热试验，通过温度计算和温控设计，制定温控标准与温控方案；在施工过程中，通过温度、应力监测等工作指导温控方案的实施，从而保证温控效果，控制温度裂缝的生长。（1）温度计算①、绝热温升计算a、水泥28天的水化热为Q＝293.5KJ/kgb、混凝土比热C＝0.97KJ/(kg.k)：C、计算公式：混凝土绝热温升：14