水下樁截面加大施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與現(xiàn)狀本工程位于XX市XX區(qū)XX河道內(nèi)，涉及3座橋梁共計(jì)12根水下樁基的截面加大處理。原樁基為鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)，直徑1.2m，樁長(zhǎng)35-45m不等，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30。根據(jù)檢測(cè)報(bào)告顯示，受水流沖刷、水質(zhì)侵蝕及基礎(chǔ)不均勻沉降影響，6#、8#、12#墩位樁基存在保護(hù)層剝落、鋼筋銹蝕等病害，樁身有效截面損失率達(dá)15%-22%，承載力下降約30%。經(jīng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，需通過截面加大處理將樁徑擴(kuò)大至1.6m，新增混凝土體積約280m3，設(shè)計(jì)采用C40水下不分散混凝土，要求加固后單樁承載力提升至原設(shè)計(jì)值的1.2倍。1.2水文地質(zhì)條件施工區(qū)域河道寬約80m，正常水位3.5m，最大水深5.2m，水流速度1.2m/s，河床覆蓋層為2-3m厚淤泥質(zhì)黏土，下部為中風(fēng)化砂巖。施工期間需保障河道30m凈寬通航要求，最高通航水位4.8m，最低枯水位2.1m。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，樁基持力層為中風(fēng)化砂巖，樁端進(jìn)入巖層深度不小于3m，地下水位與河流水位基本一致，對(duì)混凝土施工無腐蝕性。1.3工程技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目原結(jié)構(gòu)參數(shù)加固后參數(shù)施工控制指標(biāo)樁徑1200mm1600mm孔徑偏差≤50mm混凝土強(qiáng)度C30C4028d抗壓強(qiáng)度≥40MPa鋼筋保護(hù)層70mm100mm厚度偏差±5mm樁身垂直度≤1%≤0.5%傾斜度≤1/200新增鋼筋-Φ25@150（環(huán)向）焊接長(zhǎng)度≥10d二、施工總體部署2.1施工分區(qū)與流程規(guī)劃根據(jù)樁位分布特點(diǎn)，將工程劃分為A、B、C三個(gè)作業(yè)區(qū)：A區(qū)（6#墩）采用鋼板樁圍堰施工，B區(qū)（8#墩）采用鋼平臺(tái)作業(yè)，C區(qū)（12#墩）實(shí)施土袋圍堰結(jié)合鋼棧橋方案?？傮w施工流程遵循"先上游后下游、先淺水區(qū)后深水區(qū)"原則，單個(gè)墩位施工周期控制在45天，具體流程為：施工準(zhǔn)備→圍堰/平臺(tái)搭設(shè)→樁身處理→鋼筋安裝→模板工程→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)拆除→驗(yàn)收檢測(cè)。2.2施工平面布置施工總平面布置采用"三區(qū)三通道"格局：在河道兩岸設(shè)置材料加工區(qū)（30m×20m）、混凝土攪拌區(qū)（配備JS500攪拌機(jī)2臺(tái)）及設(shè)備停放區(qū)，通過3座臨時(shí)鋼棧橋（寬4m，荷載等級(jí)20t）連接水上作業(yè)區(qū)。每個(gè)作業(yè)平臺(tái)配置獨(dú)立的泥漿循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)置3個(gè)沉淀池（串聯(lián)布置，總?cè)莘e50m3），廢水經(jīng)處理后濁度≤100NTU方可排放。2.3施工資源配置機(jī)械設(shè)備配置：水上施工設(shè)備：30t浮吊1臺(tái)、PC200挖掘機(jī)2臺(tái)、振動(dòng)錘（90kW）2臺(tái)、高壓射水泵（壓力15MPa）1套樁基施工設(shè)備：GPS定位系統(tǒng)、液壓鉆孔機(jī)（直徑1.8m）3臺(tái)、超聲波檢測(cè)儀2臺(tái)混凝土設(shè)備：輸送泵（HBT60）2臺(tái)、布料桿（半徑15m）1套、水下振搗器（頻率150Hz）4臺(tái)人力資源配置：管理團(tuán)隊(duì)：項(xiàng)目經(jīng)理1人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、安全員2人、質(zhì)量員2人作業(yè)班組：樁基施工組（12人）、水下作業(yè)組（持證潛水員4人）、鋼筋班組（8人）、混凝土班組（10人）特種作業(yè)：焊工6人（持壓力容器焊接證）、起重工3人、測(cè)量工2人三、關(guān)鍵施工技術(shù)與工藝3.1水上作業(yè)平臺(tái)構(gòu)建3.1.1鋼板樁圍堰施工采用SP-IV型拉森鋼板樁（長(zhǎng)度9m，寬度400mm，厚度15mm），單組圍堰平面尺寸6m×6m，采用"矩形+內(nèi)支撐"結(jié)構(gòu)。施工步驟：導(dǎo)向架安裝：采用25a工字鋼制作雙層導(dǎo)向架，定位偏差控制在±30mm內(nèi)鋼板樁沉放：使用90kW振動(dòng)錘逐根沉樁，入土深度6m，樁頂高出施工水位1.2m內(nèi)支撐設(shè)置：安裝2道環(huán)形支撐（I36b工字鋼），節(jié)點(diǎn)處采用10mm厚肋板加強(qiáng)封底處理：采用0.5m厚C20混凝土封底，埋設(shè)4臺(tái)Φ100mm排水泵降水至封底以下50cm3.1.2鋼平臺(tái)搭設(shè)對(duì)水深超過5m的8#墩位采用鋼平臺(tái)施工：鋼管樁基礎(chǔ)：Φ630×10mm螺旋鋼管，單樁入土深度8m，采用全站儀定位，偏差≤50mm承重結(jié)構(gòu)：主梁采用2I45b工字鋼（間距2m），分配梁為I28b工字鋼（間距0.6m）面板鋪設(shè)：5mm厚防滑鋼板，焊接固定并設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，欄桿間距≤1.5m附屬系統(tǒng)：平臺(tái)四角設(shè)置Φ500mm防撞墩，頂部安裝LED警示燈（閃光頻率60次/min）3.2樁身處理工藝3.2.1水下清障與鑿除潛水作業(yè)準(zhǔn)備：潛水員配備水下對(duì)講機(jī)、水下攝像機(jī)及應(yīng)急供氧系統(tǒng)，作業(yè)水深≤6m時(shí)采用空氣潛水表面清理：使用高壓水槍（壓力8MPa）清除樁身附著物，局部硬殼層采用液壓破碎錘處理病害處理：對(duì)露筋部位進(jìn)行除銹（Sa2.5級(jí)），采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)蜂窩麻面，深度≥50mm的缺陷需植入Φ16鋼筋網(wǎng)片界面處理：沿樁身全高鑿毛處理，形成凹凸不小于5mm的粗糙面，每㎡鑿點(diǎn)數(shù)量≥50個(gè)3.2.2植筋施工鉆孔工藝：采用水鉆鉆孔，孔徑Φ32mm，孔深20d（d=25mm），傾斜角度15°，孔距150mm環(huán)向均勻布置清孔處理：先用高壓風(fēng)（0.6MPa）吹凈孔內(nèi)碎屑，再用丙酮沖洗2次，孔內(nèi)干燥度≤3%膠粘劑灌注：采用A級(jí)植筋膠，注入孔深2/3，膠體混合比例（A:B）=3:1，攪拌時(shí)間≥3min鋼筋植入：鋼筋表面涂刷阻銹劑，旋轉(zhuǎn)插入孔內(nèi)至設(shè)計(jì)深度，固化時(shí)間≥72h，期間避免擾動(dòng)3.3鋼筋與模板工程3.3.1鋼筋骨架制作材料要求：新增主筋采用HRB400EΦ25鋼筋，屈服強(qiáng)度≥400MPa，延伸率≥16%，每批進(jìn)行力學(xué)性能復(fù)試加工工藝：鋼筋在岸上加工棚分節(jié)制作，每節(jié)長(zhǎng)9m，采用滾軋直螺紋連接（I級(jí)接頭），絲頭長(zhǎng)度28±2mm骨架安裝：采用浮吊整體吊裝，節(jié)段間采用法蘭盤臨時(shí)固定，焊接時(shí)采用對(duì)稱施焊，焊縫高度≥8mm保護(hù)層控制：設(shè)置環(huán)形混凝土墊塊（強(qiáng)度C45），每2m設(shè)一道，每道4個(gè)均勻布置3.3.2鋼模板施工模板設(shè)計(jì)：采用6mm厚鋼板定制弧形模板，分8塊拼裝，面板背后設(shè)[10槽鋼加勁肋，間距300mm安裝工藝：模板分節(jié)高度3m，采用螺栓連接，接縫處粘貼5mm厚遇水膨脹止水條，安裝偏差≤3mm支撐系統(tǒng)：每節(jié)模板設(shè)置4組可調(diào)斜撐，采用Φ48×3.5mm鋼管，調(diào)節(jié)范圍±150mm密封處理：模板底部設(shè)置200mm高橡膠止水帶，與原樁身接觸部位采用水下環(huán)氧膩?zhàn)用芊?.4水下混凝土施工3.4.1配合比設(shè)計(jì)C40水下不分散混凝土配合比（kg/m3）：水泥：P.O42.5水泥420kg（膠凝材料總量500kg）摻合料：粉煤灰（Ⅰ級(jí)）60kg，硅灰20kg骨料：5-25mm碎石1080kg，中砂620kg外加劑：聚羧酸系高效減水劑（摻量1.2%），水下不分散劑（摻量0.8%）水膠比：0.42，坍落度：220±20mm，擴(kuò)展度≥550mm3.4.2澆筑工藝導(dǎo)管法施工：采用Φ250mm鋼導(dǎo)管，壁厚5mm，絲扣連接，底部距孔底300mm，首次埋管深度≥1.2m澆筑控制：混凝土上升速度≥2m/h，導(dǎo)管埋深控制在2-6m，每次拆管前反抽50cm確認(rèn)混凝土面高度連續(xù)作業(yè)：?jiǎn)蝹€(gè)樁體澆筑時(shí)間≤8h，供應(yīng)中斷超過30min時(shí)需設(shè)置施工縫，接縫處植入Φ16@300抗剪鋼筋樁頂處理：超灌高度≥1.0m，澆筑完成后24h內(nèi)采用機(jī)械鑿除，確保樁頂混凝土強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值的85%四、質(zhì)量控制體系4.1原材料質(zhì)量控制鋼材：每60t為一批次進(jìn)行力學(xué)性能和重量偏差檢驗(yàn)，鋼筋原材、焊接接頭、機(jī)械連接接頭分別取樣送檢混凝土：水泥、粉煤灰等膠凝材料每200t檢測(cè)一次，砂石骨料每400m3檢驗(yàn)級(jí)配和含泥量，外加劑儲(chǔ)存期不超過3個(gè)月防水材料：止水條、密封膠等防水材料需提供耐水壓力≥1.5MPa的檢測(cè)報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)抽樣進(jìn)行拉伸性能試驗(yàn)4.2施工過程控制4.2.1測(cè)量監(jiān)控平面控制：采用雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行定位，平面位置偏差≤30mm，每根樁施工前進(jìn)行三次復(fù)核高程控制：使用DS3水準(zhǔn)儀進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)，每2h記錄一次，混凝土澆筑時(shí)同步測(cè)量導(dǎo)管埋深垂直度監(jiān)測(cè)：采用測(cè)斜儀每5m測(cè)量一次樁身傾斜度，發(fā)現(xiàn)偏差超過0.3%立即進(jìn)行糾偏4.2.2工序檢驗(yàn)工序名稱檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)方法合格標(biāo)準(zhǔn)樁身處理表面粗糙度目測(cè)+深度尺凹凸深度≥5mm植筋施工拉拔力抽檢3%抗拔力≥60kN鋼筋安裝間距、保護(hù)層鋼尺測(cè)量偏差±10mm模板安裝接縫寬度塞尺檢查≤2mm混凝土澆筑坍落度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試200-240mm4.3檢測(cè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)混凝土質(zhì)量：采用超聲波檢測(cè)樁身完整性，檢測(cè)數(shù)量100%，Ⅰ類樁比例≥90%截面尺寸：采用水下攝像配合聲吶掃描，每2m測(cè)量一個(gè)斷面，直徑偏差≤50mm承載力驗(yàn)證：選取3根代表性樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，最大試驗(yàn)荷載為設(shè)計(jì)值的1.5倍耐久性指標(biāo)：混凝土抗?jié)B等級(jí)≥P8，抗凍等級(jí)≥F200，氯離子滲透系數(shù)≤1.0×10?12m2/s五、安全與環(huán)保措施5.1水上作業(yè)安全防護(hù)個(gè)人防護(hù)：潛水員配備應(yīng)急浮力背心，水下作業(yè)時(shí)間不超過60min/次，水面設(shè)置監(jiān)護(hù)人員2名設(shè)備安全：起重設(shè)備設(shè)置力矩限制器和高度限位器，鋼絲繩每周檢查一次，斷絲率超過10%立即更換防火防爆：施工現(xiàn)場(chǎng)配備4組干粉滅火器（4kg/組），氧氣瓶與乙炔瓶間距≥5m，距明火點(diǎn)≥10m5.2施工安全管理危險(xiǎn)源管控：對(duì)圍堰坍塌、觸電、溺水等7類重大危險(xiǎn)源建立臺(tái)賬，每周進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)急準(zhǔn)備：編制專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，配備救生艇1艘、急救箱2套，每月組織一次應(yīng)急演練安全培訓(xùn)：特種作業(yè)人員持證上崗，每日開工前進(jìn)行15分鐘安全技術(shù)交底，留存影像記錄5.3環(huán)境保護(hù)措施水污染控制：施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀+絮凝處理后排放，油污水采用隔油池處理，含油率≤10mg/L噪聲控制：破碎機(jī)、振動(dòng)錘等設(shè)備設(shè)置隔音罩，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB，超標(biāo)時(shí)采取限制作業(yè)時(shí)間固廢處理：建筑垃圾分類存放，危險(xiǎn)廢物（廢機(jī)油、焊條頭）交由有資質(zhì)單位處置，回收率100%六、施工進(jìn)度計(jì)劃與保障6.1進(jìn)度計(jì)劃安排施工階段持續(xù)時(shí)間開始時(shí)間關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工準(zhǔn)備15d第1d設(shè)備進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收圍堰平臺(tái)30d第10d6#墩圍堰完成樁身處理45d第35d8#墩植筋完成鋼筋模板60d第60d12#墩鋼筋籠安裝混凝土施工30d第100d全部澆筑完成驗(yàn)收撤場(chǎng)20d第140d竣工驗(yàn)收6.2進(jìn)度保障措施資源保障：建立材料儲(chǔ)備庫(kù)，鋼材、水泥儲(chǔ)備量滿足15d用量，混凝土攪拌站備用1臺(tái)發(fā)電機(jī)技術(shù)保障：成立專項(xiàng)技術(shù)小組，對(duì)植筋膠固化、混凝土流動(dòng)度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行24h監(jiān)測(cè)組織保障：實(shí)行周進(jìn)度考核與獎(jiǎng)懲制度，延誤超過3d時(shí)啟動(dòng)趕工措施（增加作業(yè)班組或延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間）七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程7.1驗(yàn)收內(nèi)容與方法隱蔽工程驗(yàn)收：植筋質(zhì)量、鋼筋連接等隱蔽項(xiàng)目需留存影像資料，監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后方可進(jìn)入下道工序分項(xiàng)工程驗(yàn)收：每個(gè)墩位施工完成后進(jìn)行分項(xiàng)驗(yàn)收，包含混凝土強(qiáng)度、截面尺寸等12項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)竣工驗(yàn)收：整體工程驗(yàn)收包含承載力試驗(yàn)、耐久性檢測(cè)及外觀質(zhì)量檢查，需提供完整的施工技術(shù)資料