水中樁基開挖施工綜合技術(shù)方案一、工程概況本工程為跨江橋梁水中樁基施工項目，主墩基礎(chǔ)設(shè)計為22根直徑1.8米鉆孔灌注樁，樁長127米，樁端嵌入中風化巖層不小于5米。施工區(qū)域河床高程-8.5米至-12.3米，覆蓋層為2.5米厚淤泥質(zhì)黏土及8米厚礫砂層，下伏中風化花崗巖作為持力層。施工期間最高水位+3.2米，最大流速1.5m/s，通航等級為Ⅲ級航道，需保障施工期間單向通航凈寬不小于25米。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，施工區(qū)域存在以下特殊性：①河床表面淤泥層承載力低（≤50kPa）；②礫砂層滲透系數(shù)達3×10?3m/s，易發(fā)生管涌；③基巖面起伏差達3.8米，需采取特殊鉆進措施。針對上述條件，本方案采用"鋼棧橋+鉆孔平臺+超長鋼護筒"的施工體系，配置4臺沖擊鉆機同步作業(yè)，計劃總工期180天。二、施工總體部署（一）施工平面布置臨時設(shè)施區(qū)：在左岸設(shè)置材料加工區(qū)（30m×50m）、鋼筋籠制作車間（40m×20m）及泥漿處理站，配備2套ZX-500型泥漿分離系統(tǒng)，處理能力達100m3/h。水上作業(yè)區(qū)：主墩施工平臺采用6×8m型鋼桁架結(jié)構(gòu)，通過Φ630×8mm鋼管樁（入土深度25m）搭設(shè)，平臺頂面高程+5.0m，設(shè)置4個鉆機作業(yè)區(qū)及混凝土澆筑作業(yè)帶。交通系統(tǒng)：架設(shè)6m寬鋼棧橋連接兩岸，棧橋基礎(chǔ)采用Φ529×8mm鋼管樁，跨徑12m，橋面荷載設(shè)計為80t履帶吊通行。（二）施工流程規(guī)劃前期準備階段（30天）：完成地質(zhì)補勘、施工平臺搭設(shè)、鋼護筒加工及設(shè)備進場主體施工階段（140天）：鋼護筒插打（20天）鉆孔施工（90天，4臺鉆機同步作業(yè)）鋼筋籠安裝及混凝土灌注（30天）收尾階段（10天）：平臺拆除、場地恢復三、關(guān)鍵施工技術(shù)（一）鋼棧橋及施工平臺搭設(shè)鋼管樁施工：采用DZ90型振動錘沉樁，首節(jié)樁長18m，采用"導向架+全站儀雙控"定位，平面偏差控制在±30mm內(nèi)，垂直度偏差≤1/500。接樁采用坡口焊接，焊縫高度不小于8mm，焊后進行20%超聲波探傷檢測。平臺結(jié)構(gòu)安裝：主梁采用2I56b工字鋼，橫梁為I45b工字鋼，分配梁采用[20槽鋼，頂面滿鋪10mm厚防滑鋼板。平臺周邊設(shè)置1.2m高防護欄桿及防墜網(wǎng)，每50m設(shè)置救生圈及救生衣存放箱。（二）鋼護筒施工專項技術(shù)護筒設(shè)計參數(shù)：采用Φ2200mm×16mmQ355B鋼板卷制，分三節(jié)加工（8m+10m+12m），底部3m范圍內(nèi)壁焊接δ16mm加勁環(huán)，護筒頂口設(shè)置4個吊耳及2個測量控制點。插打施工工藝：導向系統(tǒng)：采用20m長導向架（定位誤差≤20mm）沉樁設(shè)備：80t履帶吊配合DZ90振動錘（激振力900kN）施工步驟：①底節(jié)護筒插打至河床面以下10m②采用全站儀雙向觀測調(diào)整垂直度（≤1/500）③焊接第二節(jié)護筒，焊縫冷卻2小時后繼續(xù)沉樁④終錘標準：最后30分鐘貫入度≤5cm/10min，且總?cè)胪辽疃冗_28m（三）鉆孔施工技術(shù)鉆機選型與配置：選用CJF-20型沖擊鉆機，配備6t十字鉆頭及3m3空壓機，鉆桿采用Φ219×12mm地質(zhì)鉆桿，每節(jié)長度3m。泥漿系統(tǒng)設(shè)計：泥漿配合比：膨潤土8%、純堿0.5%、CMC0.03%、PHP0.02%性能指標：漏斗黏度28-32s，膠體率≥98%，含砂率≤2%，密度1.15-1.20g/cm3循環(huán)系統(tǒng)：采用"護筒-泥漿船-分離器-沉淀池"閉路循環(huán)，泥漿船容量200m3鉆進施工控制：淤泥層：沖程1.0-1.5m，沖擊頻率30次/min，投黏土造漿礫砂層：沖程1.5-2.0m，添加鋼粒（粒徑5-8mm），每小時補砂20kg基巖層：沖程2.0-2.5m，采用"低頻率高沖擊"工藝，每臺班檢查鉆頭磨損量清孔作業(yè)：一次清孔：鉆孔完成后采用換漿法，保持孔內(nèi)水頭1.5m，循環(huán)置換4小時二次清孔：安裝鋼筋籠后，采用導管法氣舉反循環(huán)清孔，控制沉渣厚度≤50mm，泥漿密度≤1.15g/cm3（四）鋼筋籠制作與安裝加工工藝：采用長線法分節(jié)制作（每節(jié)12m），主筋采用Φ25mmHRB400E鋼筋，采用直螺紋連接（I級接頭），接頭錯開率50%。加強箍筋為Φ16mm@2000mm，螺旋筋為Φ8mm@100/200mm。安裝措施：吊裝設(shè)備：80t履帶吊（主吊）+25t汽車吊（副吊）吊點設(shè)置：每節(jié)鋼筋籠設(shè)置4個吊點（采用Φ20mm圓鋼制作）連接工藝：節(jié)段對接時采用導向鋼管定位，直螺紋套筒連接后扭矩扳手檢測（扭矩值≥260N·m）保護層控制：設(shè)置混凝土墊塊（強度C30），每2m設(shè)一道，每道4塊（五）水下混凝土灌注混凝土設(shè)計：C35P8抗?jié)B混凝土，坍落度200±20mm，初凝時間≥8h，采用雙摻技術(shù)（粉煤灰+礦粉），摻量分別為15%和20%。灌注設(shè)備：導管：Φ300mm×3m鋼制導管，絲扣連接，使用前進行水密性試驗（壓力0.6MPa）料斗：設(shè)置1.5m3初灌斗+10m3儲料斗，保證初灌埋管深度≥1.0m灌注工藝：首批混凝土量：V=πD2H/4+πd2h/4=3.14×22×1.2/4+3.14×0.32×15/4≈4.2m3灌注速度：控制在30-50m3/h，導管埋深保持2-6m樁頂控制：超灌高度1.2m，最終樁頂標高+1.5m（設(shè)計樁頂+0.3m）三、質(zhì)量控制措施（一）關(guān)鍵工序質(zhì)量標準鋼護筒施工：平面位置偏差≤50mm垂直度≤1/300焊縫無損檢測合格率100%成孔質(zhì)量：孔徑：≥設(shè)計直徑（允許偏差+50mm，-0mm）孔深：≥設(shè)計樁長+0.5m沉渣厚度：≤50mm（端承樁）混凝土灌注：充盈系數(shù)：1.05-1.15樁身完整性：Ⅰ類樁≥95%，杜絕Ⅲ類樁（二）質(zhì)量通病防治坍孔處理：預防：礫砂層鉆進時提高泥漿黏度至32s，降低鉆進速度處理：輕微坍孔時投黏土塊夾片石回填，靜置24小時后重鉆；嚴重坍孔時采用Φ250mm鋼管跟進護壁斜孔糾正：檢測：每5m測斜一次，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整糾正：采用"低沖程慢沖擊"工藝，偏斜處回填片石（粒徑10-20cm），每沖擊30次測斜一次鋼筋籠上?。侯A防：灌注至鋼筋籠底口1m時，降低混凝土坍落度至180mm，導管埋深控制在2-3m處理：立即停止灌注，采用鋼筋配重（2t）壓持，待混凝土初凝后重新開孔澆筑四、安全生產(chǎn)保障體系（一）專項安全措施高處作業(yè)防護：平臺四周設(shè)置1.2m高防護欄桿，滿掛密目安全網(wǎng)，作業(yè)人員配備雙鉤安全帶，設(shè)置4處應急通道（寬1.2m）。水上作業(yè)安全：配備2艘救生艇（6人座），每50m設(shè)置救生圈及救生繩棧橋設(shè)置限載標識（80t），兩側(cè)安裝LED警示燈帶（間隔5m）施工船舶配備AIS定位系統(tǒng)，夜間開啟通航警示燈特種設(shè)備管理：鉆機定期檢查：每臺班檢查鉆桿連接、制動系統(tǒng)吊機作業(yè)：設(shè)置吊裝警戒區(qū)，配備專職信號指揮員用電安全：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，配電箱安裝剩余電流保護器（30mA/0.1s）（二）應急預案人員落水救援：立即啟動聲光報警，拋擲救生圈，救援人員穿戴救生衣施救醫(yī)療救護組配備急救箱及AED設(shè)備，30分鐘內(nèi)送達就近醫(yī)院設(shè)備傾覆處置：立即切斷電源，設(shè)置警戒區(qū)，采用2臺80t吊機聯(lián)合扶正配備應急物資：200m鋼絲繩、50t液壓千斤頂4臺汛期施工保障：水位監(jiān)測：設(shè)置自記式水位計，預警水位+3.0m防汛物資：儲備編織袋2000條、抽水泵6臺（揚程20m）五、環(huán)境保護措施（一）水環(huán)境保護泥漿處理：采用三級沉淀+機械分離工藝，分離后的干渣含水率≤30%，運至指定棄渣場施工廢水：設(shè)置3個100m3沉淀池，鉆孔廢水經(jīng)處理后回用（回用率≥80%）船舶管理：嚴禁向水體排放油污，施工船舶配備15m3油污收集桶（二）大氣污染防治揚塵控制：材料堆場設(shè)置6m高圍擋，出入口安裝車輛沖洗平臺（壓力≥8MPa）廢氣排放：工程機械安裝尾氣凈化器，鉆孔作業(yè)采用低噪聲鉆機（晝間≤70dB）（三）生態(tài)保護噪聲管理：夜間22:00-次日6:00停止高噪聲作業(yè)，確需施工時辦理夜間施工許可水生生物保護：在通航孔設(shè)置生物通道，禁止在魚類繁殖期（4-6月）進行水下爆破作業(yè)六、施工進度計劃（一）關(guān)鍵線路控制鋼棧橋搭設(shè)（20天）→平臺搭設(shè)（15天）→鋼護筒施工（25天）→鉆孔施工（120天）→鋼筋籠安裝（30天）→混凝土灌注（20天）關(guān)鍵節(jié)點控制：第30天：完成施工平臺驗收第60天：完成全部鋼護筒插打第180天：完成所有樁基混凝土灌注（二）資源配置人力資源：管理人員：項目經(jīng)理1人、技術(shù)負責人1人、專職安全員3人作業(yè)人員：鉆機班組4個（每班組6人）、鋼筋班組20人、混凝土班組15人機械設(shè)備：主要設(shè)備：沖擊鉆機4臺、80t履帶吊2臺、DZ90振動錘1臺輔助設(shè)備：泥漿分離器2套、混凝土輸送泵2臺、發(fā)電機（200kW）2臺七、驗收標準與程序（一）驗收依據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650-2020）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2018）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2017）（二）驗收程序分項工程驗收：鋼護筒施工：每完成5根進行一次中間驗收成孔質(zhì)量：每根