南沙大橋橋墩底部施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景南沙大橋位于中國(guó)廣東省珠江口獅子洋水域，連接廣州市南沙區(qū)與東莞市沙田鎮(zhèn)，是廣龍高速公路的關(guān)鍵控制性工程。項(xiàng)目包含兩座超千米級(jí)懸索橋，其中坭洲水道橋?yàn)橹骺?688米的雙塔雙跨懸索橋，大沙水道橋?yàn)橹骺?200米的單跨懸索橋。本方案針對(duì)主橋索塔墩基礎(chǔ)施工，涉及大沙水道橋（193.1米索塔）及坭洲水道橋（260米索塔）的承臺(tái)與樁基工程，施工區(qū)域橫跨珠江入?？诔毕?，最大水深達(dá)25米，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度極大。1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)承臺(tái)結(jié)構(gòu)：采用啞鈴型承臺(tái)設(shè)計(jì)，單個(gè)承臺(tái)尺寸為48.36m×21.6m×6m（長(zhǎng)×寬×高），分為東西兩個(gè)圓形承臺(tái)（直徑21.6m）及中間系梁（9m寬），混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40P8抗?jié)B混凝土，單次最大澆筑方量達(dá)3800m3。樁基工程：每個(gè)承臺(tái)下設(shè)12根直徑2.5m鉆孔灌注樁，呈梅花形布置，樁長(zhǎng)65-85m，嵌入微風(fēng)化巖層不小于5m，單樁承載力特征值18000kN?；A(chǔ)防護(hù)：采用直徑90m、壁厚1.5m的地下連續(xù)墻作為止水帷幕，墻深45m，墻體混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s。二、工程地質(zhì)與水文條件2.1地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察資料，施工區(qū)域地層分布自上而下為：淤泥層：厚10-15m，灰色流塑狀，天然含水量65-80%，十字板剪切強(qiáng)度3-5kPa，壓縮模量1.2-1.8MPa。粉質(zhì)黏土層：厚5-8m，灰黃色可塑狀，含少量貝殼碎屑，地基承載力特征值fak=120kPa。中粗砂層：厚8-12m，飽和松散狀，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=15-25擊，含礫石約10%。強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：厚6-10m，棕紅色，巖芯呈土狀，fak=300kPa。中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：厚15-20m，棕褐色，巖芯呈短柱狀，飽和單軸抗壓強(qiáng)度15-20MPa。微風(fēng)化砂巖：灰色，巖芯呈長(zhǎng)柱狀，飽和單軸抗壓強(qiáng)度30-40MPa，為樁基持力層。2.2水文條件潮汐類型：不規(guī)則半日潮，平均潮差2.3m，最大潮差3.8m。水流速度：平均0.8m/s，最大1.5m/s（臺(tái)風(fēng)期）。水位變化：施工期最高水位+6.4m（黃海高程，下同），最低水位+4.32m。波浪影響：常浪高0.5-1.0m，臺(tái)風(fēng)期最大浪高3.5m。三、施工總體部署3.1施工流程規(guī)劃采用"先地下后地上、先圍護(hù)后開(kāi)挖"的原則，總體流程如下：施工準(zhǔn)備→2.鋼平臺(tái)搭設(shè)→3.地下連續(xù)墻施工→4.基坑降水→5.土方開(kāi)挖→6.樁基施工→7.承臺(tái)澆筑→8.基坑回填→9.平臺(tái)拆除3.2施工分區(qū)將每個(gè)主墩基礎(chǔ)劃分為3個(gè)施工區(qū)：A區(qū)：地下連續(xù)墻及止水帷幕施工區(qū)B區(qū)：鉆孔灌注樁施工區(qū)C區(qū)：承臺(tái)結(jié)構(gòu)施工區(qū)3.3資源配置主要設(shè)備：液壓抓斗成槽機(jī)（德國(guó)寶峨GB34）2臺(tái)旋挖鉆機(jī)（徐工XR460D）4臺(tái)雙壁鋼圍堰（定制直徑23m）2套混凝土輸送泵（三一HBT90CH）4臺(tái)履帶吊（250t）2臺(tái)、浮吊（500t）1艘材料供應(yīng)：鋼筋：HRB400E級(jí)，總量約2800t水泥：P.O42.5R，總量約15000t鋼絞線：1860MPa級(jí)，用于地連墻鋼筋籠吊裝四、關(guān)鍵施工工藝4.1鋼平臺(tái)搭設(shè)鋼管樁施工：采用Φ800×12mm螺旋鋼管樁，單樁長(zhǎng)45m，共設(shè)24根，呈環(huán)形布置。采用DZ90振動(dòng)錘沉樁，樁頂標(biāo)高+7.0m，樁底進(jìn)入粉質(zhì)黏土層不小于5m。平臺(tái)結(jié)構(gòu)：主梁采用2I56b工字鋼，間距1.5m；分配梁采用I40b工字鋼，間距0.8m；面板采用10mm厚花紋鋼板，設(shè)置2%排水坡度。安全防護(hù)：平臺(tái)周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，布設(shè)安全網(wǎng)及救生圈，每50m設(shè)置消防箱，配備4kg干粉滅火器6組。4.2地下連續(xù)墻施工導(dǎo)墻施工：采用C20混凝土現(xiàn)澆L型導(dǎo)墻，截面尺寸1.2m×0.8m（高×厚），導(dǎo)墻凈距91.5m，頂面標(biāo)高+7.5m，內(nèi)墻面垂直度≤1/500。成槽施工：采用"三鉆兩抓"成槽工藝，先采用旋挖鉆預(yù)鉆導(dǎo)孔（直徑1.2m），再用液壓抓斗抓土成槽。槽段劃分：標(biāo)準(zhǔn)槽段長(zhǎng)6m，共分15個(gè)槽段，采用跳倉(cāng)法施工，相鄰槽段間隔時(shí)間≥48h。成槽精度控制：槽段垂直度≤1/300，槽底沉渣厚度≤100mm。鋼筋籠制作與吊裝：鋼筋籠分節(jié)制作，每節(jié)高6m，采用桁架式配筋，主鋼筋Φ32@200mm，桁架筋Φ25@1000mm。采用250t履帶吊主吊+150t副吊雙機(jī)抬吊，吊點(diǎn)設(shè)置4處，起吊角度≤60°，鋼筋籠入槽偏差≤50mm?；炷翝仓翰捎脤?dǎo)管法水下澆筑，導(dǎo)管直徑300mm，壁厚10mm，導(dǎo)管底口距槽底300-500mm。混凝土坍落度200±20mm，初凝時(shí)間≥8h，澆筑速度≥2m/h，墻頂超灌高度500mm。4.3基坑降水與開(kāi)挖降水系統(tǒng)：布設(shè)管井24口，井管直徑Φ300mm，濾管長(zhǎng)度6m，井深50m，間距3m。配備22kW深井潛水泵24臺(tái)，揚(yáng)程60m，單泵出水量≥50m3/h，降水后地下水位需低于坑底1.5m。土方開(kāi)挖：采用分層開(kāi)挖法，共分5層，每層厚度3m，第一層采用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)開(kāi)挖，以下各層采用小型挖掘機(jī)配合自卸駁船運(yùn)輸。基坑周邊設(shè)置1.2m寬環(huán)形排水溝，每隔30m設(shè)集水井（Φ800mm），配備5.5kW潛水泵排水。開(kāi)挖至基底300mm時(shí)改為人工清底，基底鋪設(shè)200mm厚級(jí)配砂石墊層，澆筑100mm厚C20混凝土墊層。4.4鉆孔灌注樁施工成孔工藝：采用旋挖鉆機(jī)干成孔，鉆頭選用牙輪筒式鉆頭，鉆進(jìn)速度控制：淤泥層1.5m/h，砂層0.8m/h，巖層0.3m/h。泥漿護(hù)壁：采用膨潤(rùn)土造漿，泥漿比重1.2-1.4，黏度22-28s，含砂率≤4%。成孔檢測(cè)：采用超聲波孔壁檢測(cè)儀，孔徑偏差±50mm，孔垂直度≤1/300，孔深偏差+300mm/-0mm。鋼筋籠施工：鋼筋籠分3節(jié)制作，主筋采用Φ36mm，通長(zhǎng)配筋，接頭采用直螺紋連接，同一截面接頭率≤50%。安裝聲測(cè)管：采用Φ57×3mm鋼管，每樁3根，底部密封，頂部加蓋，管內(nèi)注滿清水?；炷翝仓簩?dǎo)管選用Φ300mm無(wú)縫鋼管，絲扣連接，導(dǎo)管埋深控制在2-6m，澆筑過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，中斷時(shí)間≤30min?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度C35，坍落度180±20mm，初凝時(shí)間≥10h，單樁澆筑時(shí)間≤8h，超灌高度1.0m。4.5承臺(tái)混凝土施工模板工程：采用18mm厚酚醛覆膜竹膠板，背楞采用100×100mm方木@300mm，橫楞采用雙拼Φ48×3.5mm鋼管@600mm，對(duì)拉螺栓Φ20mm@600×600mm。模板安裝前涂刷脫模劑，拼縫處粘貼5mm厚海綿條，模板垂直度偏差≤1/500，軸線偏差≤15mm。鋼筋工程：承臺(tái)主筋Φ32@200mm，分布筋Φ25@200mm，采用綁扎連接，搭接長(zhǎng)度45d，同一截面搭接率≤25%。預(yù)埋墩身鋼筋采用Φ36mm，伸入承臺(tái)1.5m，外露1.2m，采用型鋼支架固定，定位偏差≤10mm。混凝土工程：采用C40P8抗?jié)B混凝土，摻加粉煤灰（摻量25%）和聚羧酸系高效減水劑（摻量1.2%），初凝時(shí)間≥12h。分3層澆筑：第一層2m，第二層2m，第三層2m，層間間隔時(shí)間≤8h，采用6臺(tái)混凝土輸送泵同時(shí)澆筑，澆筑速度300m3/h。溫控措施：預(yù)埋DTS分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)部溫度，內(nèi)外溫差控制≤25℃，采用循環(huán)冷卻水降溫，通水流量15m3/h。五、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)方法5.1地下連續(xù)墻質(zhì)量控制項(xiàng)目允許偏差檢測(cè)方法檢驗(yàn)頻率墻身垂直度≤1/300超聲波測(cè)壁儀每槽段1次槽底沉渣≤100mm測(cè)繩測(cè)量每槽段1次混凝土強(qiáng)度≥C30鉆芯取樣每5個(gè)槽段1組墻體滲透系數(shù)≤1×10??cm/s壓水試驗(yàn)每10個(gè)槽段1次5.2鉆孔灌注樁質(zhì)量控制成孔質(zhì)量：孔徑≥設(shè)計(jì)值，孔深≥設(shè)計(jì)值，沉渣厚度≤100mm，采用超聲波檢測(cè)儀逐孔檢測(cè)?；炷临|(zhì)量：28d抗壓強(qiáng)度≥35MPa，抗?jié)B等級(jí)≥P8，每50m3留置1組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊，每樁留置1組同條件養(yǎng)護(hù)試塊。樁身完整性：采用低應(yīng)變反射波法100%檢測(cè)，Ⅰ類樁比例≥95%，對(duì)Ⅲ類樁采用鉆芯法驗(yàn)證。5.3承臺(tái)施工質(zhì)量控制鋼筋工程：保護(hù)層厚度偏差±10mm，采用鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)定儀檢測(cè)，每200m2測(cè)1點(diǎn)?；炷凉こ蹋罕砻嫫秸取?mm/2m，軸線位置偏差≤15mm，截面尺寸偏差+8mm/-5mm，預(yù)埋件位置偏差≤10mm。裂縫控制：混凝土表面裂縫寬度≤0.2mm，采用裂縫觀測(cè)儀檢測(cè)，每30m設(shè)置1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。六、安全文明施工措施6.1水上作業(yè)安全防護(hù)設(shè)置環(huán)形防撞墩，采用Φ2000mm×10mm鋼管，內(nèi)置泡沫填充，墩高1.5m，間距5m。施工平臺(tái)配備救生衣50件、救生圈20個(gè)、救生筏2艘，設(shè)置安全警示標(biāo)志30塊，夜間警示燈16盞。船舶作業(yè)配備AIS自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，作業(yè)半徑500m設(shè)置警戒區(qū)，配備2艘警戒艇。6.2高處作業(yè)防護(hù)基坑周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，立桿間距2m，橫桿2道（0.6m、1.2m），欄桿刷紅白警示漆，懸掛安全網(wǎng)。作業(yè)人員必須佩戴雙鉤安全帶，攀登作業(yè)使用固定式爬梯，梯寬600mm，踏步間距300mm，設(shè)置防滑條。6.3環(huán)境保護(hù)措施施工船舶設(shè)置油水分離器（處理能力0.5t/h），生活污水經(jīng)生化處理后排放，排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到《船舶污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3552-83）。鉆孔泥漿采用封閉式運(yùn)輸，運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)處理，嚴(yán)禁排入河道，施工垃圾回收率≥95%，危險(xiǎn)廢物交由有資質(zhì)單位處置。噪聲控制：晝間≤70dB，夜間≤55dB，采用低噪聲設(shè)備，設(shè)置隔聲屏障，敏感區(qū)域噪聲監(jiān)測(cè)1次/2h。七、施工進(jìn)度計(jì)劃與保障措施7.1關(guān)鍵線路工期鋼平臺(tái)搭設(shè)：45d地下連續(xù)墻施工：90d基坑降水與開(kāi)挖：60d鉆孔灌注樁施工：75d承臺(tái)混凝土施工：45d總工期：315d（不含準(zhǔn)備期）7.2進(jìn)度保障措施資源保障：備用旋挖鉆機(jī)2臺(tái)、混凝土輸送泵2臺(tái)，關(guān)鍵材料儲(chǔ)備量滿足15d施工需求。技術(shù)保障：成立專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)小組，針對(duì)復(fù)雜地層成孔、大體積混凝土溫控等關(guān)鍵技術(shù)編制專項(xiàng)方案，開(kāi)展BIM技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)施工全過(guò)程可視化管理。應(yīng)急保障：編制臺(tái)風(fēng)、暴雨、潮汐等應(yīng)急預(yù)案，儲(chǔ)備應(yīng)急物資（抽水泵20臺(tái)、柴油發(fā)電機(jī)3臺(tái)、應(yīng)急照明100套），組織應(yīng)急演練每月1次。八、風(fēng)險(xiǎn)分析與應(yīng)對(duì)措施8.1主要風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)：砂層滲透變形、巖層裂隙涌水、孤石卡鉆。施工風(fēng)險(xiǎn)：鋼筋籠吊裝變形、混凝土澆筑冷縫、基坑管涌。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：臺(tái)風(fēng)侵襲、潮汐變化、船舶碰撞。8.2風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施砂層滲透控制：采用雙液注漿（水泥-水玻璃）加固，注漿壓力0.5-1.0MPa，初凝時(shí)間控制在30-60s。鋼筋籠吊裝：設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，采用"人"字桁