水中桩基础施工技术（共9篇）
水中桩基础施工技术 篇1
1 工程概况
某特大桥设计为34-30 m装配式预应力混凝土连续箱梁桥, 中心桩号为K0 + 483处, 全长1 027 m, 路线跨越漳泽水库, 大桥基础位于水中, 由于水中施工周期长、环境差、风险大, 所以该项工程是全线施工重点。结合现场考察, 地表水大致在K0 + 510 ~K0 + 910段, 其中, K0 + 510 ~ K0 + 660段水深0. 5 m ~ 1. 5 m, K0 + 660 ~ K0 + 910段水深1. 5 m ~ 5 m, 但水深受漳泽水库蓄水影响大, 为减小水库蓄水影响, 顺利进行桩基础和承台施工, 项目部认为最好在雨季过后, 水库泄洪完成并开始蓄水时组织施工, 到来年雨季前完成水中桥基、承台等作业, 对此, 提出了围堰筑岛进行桩基施工的施工方案。
2 围堰筑岛施工
2. 1 K0 + 660 ~ K0 + 910 段
1) 按路线前进方向, 在桥的右侧 ( 即上游) 距离桥面边线5 m外填出一条顶部宽10 m的围堰, 围堰起点在现有便道的小桥边, 终点大致在K0 + 920右侧中线外30 m处。围堰底部采用片石和矿渣作填料, 以利挤淤, 围堰两侧填矿渣, 中间1. 5 m ~ 2 m填土石混合料, 以利压实后有效阻隔渗水, 尽量减少渗水对桩基和承台施工的影响。围堰高度以现有便道为准 ( 可根据水库蓄水情况加高) 。
2) 围堰填好后, 将围堰与便道围起来的水溏抽干。
3) 顺着桥的前进方向填出一条50 m宽的干岛, 干岛右边紧靠围堰, 填筑高度至承台顶面标高或高出淤泥0. 5 m。干岛底部用片石和矿渣作填料, 以利挤淤, 淤泥以上可用矿渣或土石混合料作填料, 分层填筑压实, 以利钻孔。
2. 2 K0 + 510 ~ K0 + 630 段
1) 按路线前进方向, 在桥的左侧 ( 即下游) 距离桥面边线5 m外填出一条顶部宽10 m的围堰, 围堰起点大致在K0 + 560左侧中线外30 m处, 终点大致在现有便道的小桥边。围堰底部采用片石和矿渣作填料, 以利挤淤, 围堰两侧填矿渣, 中间1. 5 m ~ 2 m填土石混合料, 以利压实后有效阻隔渗水, 尽量减少渗水对桩基和承台施工的影响。围堰高度以现有便道为准 ( 可根据水库蓄水情况加高) 。
2) 围堰填好后, 将围堰与便道围起来的水溏抽干。
3) 顺着桥的前进方向填出一条50 m宽的干岛, 干岛左侧边紧靠围堰, 填筑高度至承台顶面标高或高出淤泥0. 5 m。干岛底部用片石和矿渣作填料, 以利挤淤, 淤泥以上可用矿渣或土石混合料作填料, 分层填筑压实, 以利钻孔。
2. 3 两条围堰结合部 K0 + 630 ~ K0 + 660 段
1) 为不影响流水, 两条围堰先各自围至便道桥头, 空出K0 +633和K0 + 663两桥基部位不填, 确保水流顺畅。
2) 优先安排K0 + 573和K0 + 603两墩桥基和墩柱施工, 在此二墩墩柱及垫块施工完成后, 将K0 + 550 ~ K0 + 630段围堰改至K573附近, 将河道改至K0 + 573 ~ K0 + 603之间通过。
3) 河道改道完成后, 针对K0 + 633和K0 + 663二桥墩基础, 进行围堰筑岛施工。直接用片石和矿渣沿桥面方向填出一条50 m宽的小岛, 岛的顶部与便道顶部高度一致, 并根据水流情况考虑是否在小岛的迎水面增加草袋围堰。
3 钻孔灌注桩基成孔
本桥桩基全部采用回旋钻钻孔, 水中桩全部采用水下灌注混凝土施工作业。
3. 1 泥浆制备与泥浆池设置
根据施工经验以及现场勘查的地质条件, 本桥址地层岩性为粉质土、粉土及粉细砂, 局部为粉质粘土。粉土呈中密状, 粉细砂呈中密 ~ 密实结构, 饱和状态, 粉质粘土呈硬塑状态。在不同地层采用不同泥浆性能指标, 见表1。
泥浆池设置在墩位附近, 以便泥浆循环使用。泥浆池包括沉淀池与循环池, 开挖平面尺寸为6 m×6 m, 深度原则上不超过地下水位线, 泥浆池内侧敷设塑料膜, 防止污染地下水。
3. 2 钻机布设及就位
钻机正确就位, 钻头中心线和桩设计中心线在同一铅垂线上, 其偏差不大于2 cm。钻机调整就位后, 要牢固固定钻机以避免在钻孔过程中因振动而影响钻杆垂直度和平面位置, 从而造成成孔位置、孔位等不满足设计要求。
3. 3 钻进
钻孔前, 绘制钻孔地质剖面图, 以便按不同土层选用适当的钻进压力、钻进速度和泥浆性能指标。当钻机就位后先开机调试, 待泥浆形成循环后方可开始进尺先低速钻, 当钻头完全进入土层后, 方可进行正常钻进速度, 防止塌孔。钻进过程始终采用减压钻进并随时检查钻杆倾斜度, 保证小于1‰, 以免斜孔、歪孔。当钻进深度达到设计要求时, 检查孔深、孔径、孔位和孔型, 满足设计要求后, 立即清孔。
3. 4 钢筋笼制作与下放
钢筋笼制作在钢筋加工区内进行, 钢筋笼分节制作, 分节钢筋笼在墩上孔位处竖直对接, 为避免钢筋笼在吊装过程中产生变形, 在钢筋笼上设置“十”字撑以加强整体刚度, 下放时将其割掉。在钢筋笼下放前要严格按照设计图纸在钢筋笼设置定位筋, 在钢筋笼结长、下放过程中, 钢筋骨架要保持垂直、居中, 每节结长要顺直, 接头焊接牢固, 同一断面接头数量不超过总根数的1 /2。同时在钢筋笼下放过程中, 尽量避免钢筋笼碰撞孔壁。
3. 5 灌注水下混凝土
钢筋笼下放好后, 立即下放导管, 导管安装完毕后进行二次清孔, 清孔合格后, 立即进行水下混凝土灌注。混凝土灌注连续进行, 不得中断。当混凝土开始灌注时, 导管底部距离孔底保持25 cm ~ 40 cm的空间, 首批灌注混凝土的量要满足初次导管埋深不小于1 m和填充导管底部距离孔底的间隙, 在随后的整个灌注过程中, 导管埋深始终控制在2 m~6 m之间, 以防止泥浆混入导管中形成夹泥层。混凝土灌注过程中, 要勤测量孔深, 及时掌握导管埋深, 确定继续灌注还是拆除导管。导管拆除前要准确测量混凝土顶面至基准面的高度, 计算导管埋深, 确定拆管长度。灌注混凝土完成时孔内混凝土全截面要高出桩顶设计标高0.5 m~1 m左右, 以保证混凝土的强度, 多余部分在接桩前凿除。
4 成桩质量检测
根据业主的作业指导书, 成桩后桩基质量符合现行《公路工程基桩动测技术规程》的要求。
5 结语
通过本工程的实践证明, 围堰筑岛施工有效的解决了水中桩基施工的各种困难, 并且成桩后桩体质量符合设计和规范要求, 为以后类似工程施工提供借鉴。
摘要：以某特大桥水中桩基施工实践为例, 通过围堰筑岛施工方案, 将水中施工条件变为陆地施工, 优化了特大桥水中桩基施工工艺, 从而有效解决了水中桩基施工环境差、难度大、费用高等问题, 达到了安全、经济和高效的目的。
关键词：水中桩基,围堰筑岛,桥梁,路线
水中桩基础施工技术 篇2
[关键词]水中墩；施工技术；绍兴特大桥
1.工程概况
1.1基本情况。浙江绍兴特大桥起讫里程DK47+985.250～DK65 +704全长17.719km，设计为正线双线客运专线桥,呈双线布置。孔跨布置为：简支梁492孔，440孔32m＋52孔24m；悬臂连续梁和膺架现浇梁特殊结构17处，(60+100+60）m连续梁+(48+80+48）m连续梁+6×(40+64+40）m连续梁+ (40+56+40）m连续梁+6×(32+48+32）m连续梁+2×40m简支梁；下部结构为：空心桥台、双线直坡哑铃状矩形实体桥墩，整体式矩形承台，钻孔桩群桩基础。绍兴特大桥在水中、靠岸边的桥墩有118个，水深约1.0m～4.5m，处于凹地、高水位的桥墩约87个，经设计勘察对水中、水边及凹地多水的桥墩承台基础采用钢板桩围堰的施工设计方案。
2.总体施工方法
2.1搭设平台钢板桩围堰法。跨河面较宽、水较深的水中墩采用平台钢板桩围堰法，先搭临时栈桥接近墩位，搭设水上施工平台，施工平台打φ500钢管桩作基础，桩顶用I40a工字钢作横梁，横梁上铺设8根I40a工字钢，顶上再满布方木。工作平台的平面尺寸与承台(长am×宽bm)尺寸相同,在平台上安装钻机进行钻孔桩施工，孔桩施工完成后，沿承台周围打插钢板桩围堰，钢板桩围堰尺寸为(长(a+3)m×宽(b+3)m),拆除施工平台，对围堰进行支撑加固、抽泥浆至承台底以下的标高，对承台底以下50cm用C25砼进行封底，施工承台、墩身，钢板桩围堰用拉森式Ⅳ型钢板。
2.2钢板桩围堰填土筑岛法。在河面较宽、水不很深的桥墩处，用浮吊在桥墩承台周围打插钢板桩，钢板桩围堰完成后，在水面高处对钢板桩四周外围用I40a型钢内拉钢筋进行加固，在钢板桩围堰内埋设钢护筒，回填黏土或砂土，土层上铺设钢板或方木，在围堰内形成施工平台，安装钻机进行孔桩施工，待桩基完成后，把围堰内的泥土用泥浆泵吸至浮船上运到指定弃点。同时解除钢板桩四周的加固，对钢板桩内侧进行支撑加固，开挖至承台底标高，施工承台和墩身完毕后，对河道进行清理恢复原貌。本工程水中墩施工方案主要介绍水中墩钢板桩围堰的施工方法和钢板桩围囹支撑的安全检验。
3.钢板桩围堰施工方法
3.1插打钢板桩。钢板桩采用逐块插打到底，矩形围堰先插上游边，在下游合龙。钢板桩平面尺寸应在承台长宽尺寸上各加1.5m×2，在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大2cm，第一根钢板桩插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将吊钩缓慢下放。这时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。钢板桩打桩前进方向的锁口下端用木栓塞住，防止泥砂进入锁口内，影响以后插打。
3.2合拢。合拢前的准备，在即将合拢时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，按此确定下一步钢板桩如何插打。合拢时桩的调整处理，为了便于合拢，合拢处的两片桩应一高一低。方形钢围堰有4个面，打完的每一片钢板桩都要沿导向架的法线和切线方向垂直，合拢应选择在角桩附近（一般离角桩4～5片），如果距离有差距，可调整合拢边相邻一边离导向架的距离。
3.3安装内支撑。施工承台前，对围堰内的水和泥土用吸浆泵进行抽排，或人工配合挖机进行围堰内的土石方清理，同时进行钢板桩围堰内支撑的安装，以防水压力过大影响围堰内的施工安全。 内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置三层围囹支护，一边抽水，一边安装，根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑周边梁顶层采用双拼2I40a工字钢，底下两层采用2I50a工字钢,中间纵向支撑采用外径φ400mm壁厚10mm的圆钢管，按一定间距布置，四角采用圆钢管或工字钢斜撑。支撑拟采用三道，上下间距视实际工况而定。
3.4砼封底。钢板桩围堰的砼封底，应分为水下封底和干灌砼封底，若地质淤泥层厚或钢板桩长不足够长，围堰清淤至基底时，易造成基底隆起、管涌时，则采用水下砼封底法施工；若基坑清除至设计基底标高以下约50cm时,基坑抽干水后，不发生基底隆起、管涌时，可进行干灌砼封底，砼封底的平面尺寸若与承台底相同,应待砼强度达到要求时，用短支撑和横梁与封底砼连成一体取代第三道支撑。同时观察围堰挡水止水效果：若钢板桩围堰内表面出现少量渗漏水，可用棉絮进行局部堵塞。
3.5施工承台和墩身。凿除桩头、桩基检测，破桩头前，应在桩体侧面用红油漆标注高程线，以防桩头被多凿，造成桩顶伸入承台内高度不够。破除桩头时应采用空压机结合人工凿除，上部采用空压机凿除，下部留有10～20cm由人工进行凿除。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。严禁用挖掘机或铲车将桩头强行拉断，以免破坏主筋。将伸入承臺的桩身钢筋清理整修成设计形状，复测桩顶高程，桩基检测合格后进入承台施工。
承台钢筋集中加工，现场进行绑扎，底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固；搭设钢管架绑扎、定好上层承台钢筋和预埋于承台内的墩身钢筋。安装冷却水管，预埋墩身钢筋、综合接地线等，在特殊结构的桥墩承台位置处，应在承台上提前预埋现浇支架的定位预埋钢筋或其它预埋构件。安装承台模板，加固通过型钢、方木、拉杆与基坑四周坑壁挤密、撑实，确保模板稳定牢固、尺寸准确。检验合格后，浇注承台砼。
本桥实体墩墩身较低（10m高左右），采用大块钢模板一次浇筑成型（墩身和墩帽），混凝土通过泵车泵送入模，墩身模板和钢筋采用汽车起重机垂直吊装作业。浇筑完成后先带模浇水养生，拆模后覆盖塑料膜养生。
3.6拔桩。水中墩身施工结束，拔除钢板桩采用振动锤拔桩，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。拔桩时先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生液化，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，先振动1～2分钟后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复既可将桩拔出来。
结语
水中墩一般在枯水季节施工，人力设备投入较多;但必须有先后轻重之分，施工准备必须充分且要提前；施工期间要根据工期要求周密设计、合理组织、精心施工，切实加强现场管理。
参考文献
[1]叶书麟.地基处理工程实例应用手册.中国建筑工业出版社,北京,1998.
[2]尚久胭.桥渡设计.中国铁道出版社,北京，1992.
[3]曾祥熹.钻孔护壁堵漏原理.地质出版社,北京,1986.
[4]叶可明.南浦大桥施工技术.上海践,桥梁建设第2期,1991.
水中桩基础施工技术 篇3
1 工程概况
小溪塔大桥位于宜昌市夷陵区,跨越葛州坝库区黄柏河。该桥主桥上部结构为预应力斜拉桁架式连续刚构,下部结构为水中ϕ2.4 m钻孔灌注桩。主桥桩位场地属河流侵蚀地貌,在较为开阔的河谷中,宽约330 m,河谷两侧为陡崖。该河段属于葛州坝库区,最大水位差达3 m,水流平缓河上有大小船只来往。
小溪塔大桥为宜昌市长江市场开发基础性工程和宜昌市标志性工程,而桩基施工是本桥施工的重点和难点,其栈桥的搭设和钢护筒的打设采用简易浮筒式龙门吊进行,操作简便,施工安全。
2 工艺特点
1)采用简易浮筒式龙门吊进行桩基钢护筒施工,设计构思新颖、结构合理、经济效益明显。2)本工艺采用的在浮筒上组装龙门吊作为打桩船结构简单,不需特殊设备,只需在现场加工浮筒,利用已有的龙门吊和振动锤等工具即可完成。3)施工操作简单,便于掌握,一般工人经过短期培训即可达到熟练程度。4)简易浮筒式龙门吊进行桩基钢护筒和栈桥施工可达到精确安装要求且施工过程十分安全。
3 施工方案比选
拟采用的桩基钢护筒施工有三种方案:1)搭设人行栈桥,租赁浮吊施工;2)逐跨搭设大型栈桥,租赁大吨吊车进行施工;3)搭设人行栈桥,简易浮筒式龙门吊施工。第1)种方案浮吊的运费和租费很高且运输困难;第2)种方案搭设大型栈桥同样存在费用高的问题;而第3)种方案只需购买少量的钢板在现场卷制加工,利用已有龙门吊在水中组装,既方便又节省,故选用第3)种方案。
4 简易浮筒式龙门吊
4.1 结构
在施工现场用钢板卷制钢管做浮筒,再在浮筒上安装立柱和横梁及卷扬机形成简易浮筒式龙门吊。浮筒式龙门吊浮筒由6条直径1 600 mm,壁厚σ=12 mm,长L=14 m的钢管组成,立柱利用现有的万能杆件组拼,截面为2 m×2 m,立柱上的横梁由4片贝雷片组成,主要器材包括浮筒、鞍马座、连接系、锚碇设备、升降动力设备、万能杆件、贝雷片等。
该浮筒式龙门吊组拼顺序:将6条浮筒用鞍马座焊接成2组大浮筒(每组各3条),大浮筒下水后用连接系杆件将2组大浮筒连接成浮船。在浮船上安装T形鞍马座并焊接好,在其上拼装截面2 m×2 m,高12 m的万能杆件立柱,要求万能杆件立柱支腿与鞍马座焊接。同时通过型钢临时将两立柱连成一体,防止立柱倾覆。最后安装贝雷片横梁和横梁上钢轨,卷扬机坐落在钢轨上。浮筒加工:现场用壁厚12 mm钢板通过卷板机卷制成每段2 m,直径1.6 m的钢管,再将2 m钢管焊接成长14 m的两端密闭的浮筒,然后进行气密性试验,试压达0.06 MPa。鞍马座加工:T形鞍马座的面板和腹板焊接时,要采取措施防止焊接变形发生。龙门架拼组:将万能杆件拼组成2 m×2 m框架,龙门架高12 m,安装风缆8道。横梁组拼:采用贝雷片拼装成4榀长18 m,宽2.3 m的横梁。卷扬机安装:将钢轨安装于横梁上并将卷扬机坐落于轨道上,确保卷扬机卷筒中心线与浮船中心线重合,并防止卷扬机与龙门吊立柱相碰,安装固定并要求牢固。锚碇设置:浮筒式龙门吊浮筒上安装4台绞盘,牵拉至河中锚碇。
4.2 稳性计算
浮筒式龙门吊作为水中浮体,首先是要满足浮体漂浮在水面上,最重要的是要满足稳定性的要求,本浮筒式龙门吊按5级风力进行校核。
根据浮体稳定的概念可知:要保证浮体的稳定,必须满足以下两个条件:
1)稳性高度:p-a>0。
2)稳安全系数:K≥2,tgα=KM/[γv(ρ-a)]。
其中,p为定倾半径;a为重心至浮心的距离;v为排水体积;γ为水的比重;M为外力矩;α为倾斜角。
故可推断:保证浮体稳定的条件是α≤5°～7.5°。
荷载:浮筒总重52.7 t;浮筒排水体积v=168.8 m3。
立柱自重W1=W2=8.5 t;横梁自重W2=15 t,吊重25 t,天车吊钩W3=5 t;则浮筒式龙门吊总重W=89.7 t。
4.2.1 浮力计算
水对本龙门吊浮筒的浮力为:F浮=ρ水gv排=1 654.24 kN(v排取6个浮筒的总体积计),而浮式门吊在吊最大重量情况下共重W′=1 124.06 kN,由F浮=1 654.24 kN和W′=1 124.06 kN比较,6个ϕ1 600 mm,δ=12 mm,L=14 m浮筒能够提供足够的浮力。
4.2.2 稳性安全系数的计算
1)重心高度:
该浮式门吊总重89.7 t(除吊重以外)。
则距筒底的重心高度为:Y=∑Giyi/∑Gi=5.3 m。
2)浮筒吃水:
吃水深度为0.85 m。
3)水线面截面性质:
水线面面积为134.14 m2,排水体积为89.7 m3,惯性矩Ix=Ix′+a2A=2 191.42 m4(其中,Ix,Iy是以浮心为坐标原点),Iy=Iy′+b2A=8 747.61 m4。
故:定倾半径ρx=Ix/v=24.43 m;ρy=Iy/v=97.52 m。
4)稳性高度:
hx=19.93 m;hy=93.02 m。
稳性高度均大于(0.15×水线顶面宽+1 m)计算值。
5)稳性安全系数K和倾角α。
考虑风力矩和偏心距的影响,计算纵横向稳性系数Kx和Ky,即:Kx=γv(ρ-a)×tgα1/Mx;Ky=γv(ρ-a)×tgα2/My。
a.求纵向稳定性。
纵向所受外力矩为风力对浮式门吊的力矩(5级风力计算)。
根据风力公式P=FK1K2W各部纵向风力对浮心的合力矩为:M=42.86 t·m。
当纵向稳定系数取K=2时:
tgα1=KM/[γv(ρ-a)]=0.039。α1=2.2°<5°(满足要求)。
b.求横向稳定系数。
横向所受外力矩为风力对浮心的力矩为:
外力(F=25 t)对浮心产生的力矩(力矩公式M=PL)为:
则合力矩为:M合=175.87 t·m。
5应用
浮式龙门吊搭设栈桥和插打桩基钢护筒:完成浮式龙门吊组拼后,利用绞盘牵拉至桩位处,通过龙门吊附吊钩起吊栈桥、桩基钢护筒,待准确对位后,再将龙门吊主吊钩上的600 kN振动锤夹住钢护筒并往河床中锤击,钢管桩平均入土深度达3 m～4 m。再插打下根钢护筒时利用绞盘调整浮式门吊位置再准确定位即可。
6结语
目前战备浮箱储备量少,租赁费用高,工程浮箱制造工艺复杂,不利于平时的大规模推广使用;而浮筒的加工工艺简单,成本低,实用,与其相关的折板和卷板技术在我国已十分普及,为浮筒的大规模推广使用奠定了良好的技术基础和生产条件。
摘要：结合宜昌市夷陵区小溪塔大桥水中桩基施工,系统的介绍了简易浮筒式龙门吊在水中桩基施工中的应用,解决了水中栈桥的搭设和桩基钢护筒打设的问题,并获得了良好的效果。
关键词：桥梁工程,浮筒式龙门吊,桩基,应用
参考文献
水中桩基础施工技术 篇4
关键词：硝基苯胺类化合物；酶免疫化学；分析技术；液相色谱；气相色谱
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0049-02
硝基苯胺类化合物有着很大的毒性，能够经皮肤以及呼吸道吸收。如果吸收量过大便会诱发产生高铁血红蛋白，从而使人体出现缺氧以及紫绀等症状，这对于整个神经系统会带来较大的危害，如果中毒进一步加深将会直接威胁到生命安全。硝基苯胺类化合物还会诱发溶血性贫血。随着我国农业、工业的不断发展，硝基苯胺类化合物的使用范围也越来越广，在医药、农药、工业染料等方面都有着十分广泛的作用。因此硝基苯胺类化合物的检测也被越来越重视。在传统的检测中主要是以色谱柱技术为主，包括了GC、HPLC、GC/MS以及HPLC/MS。相对而言色谱柱技术检测时间较长、操作较为繁琐同时需要较高的经济成本，这就让硝基苯胺类化合物检测的效率受到了一定的影响。近年来随着酶免疫化学分析技术的不断成熟，酶联免疫吸附受到了很大的关注，其应用领域也在不断延伸。通过将硝基苯胺类化合物检测与酶联免疫吸附结合起来，可提高硝基苯胺类化合物检测的精确度并达到缩短检测时间的目的。
1 实验器材、试剂以及动物
实验试剂：戊二醛、4-硝基苯乙胺、牛血清白蛋白和卵清蛋白、兔血清、四甲基联苯胺、羊抗兔IgG-HRP、弗氏完全佐剂和弗氏不完全佐剂（试剂均为分析纯）。
实验器材：磁力搅拌、高速冷冻离心机、酶联免疫检测仪、紫外分光光度计、96孔酶标板。
实验动物：雄性大白兔。
2 实验步骤
2.1 合成完全抗原
图1 4-硝基苯乙胺、BSA偶联
将戊二醛以及BSA进行反应，保证戊二醛过量，让酶分子仅与其中的一个醛基进行结合。反应以后用凝胶过滤层进行过滤，得到BSA-戊二醛复合物，再加入4-硝基苯乙胺进行偶联，如图1所示。包被抗原制备与上述方法一致，将BSA更替为OVA，并加入过量的赖氨酸让过量醛基反应。
2.2 完全抗原性能鉴定
利用紫外分光光度计对硝基苯乙胺以及BSA偶联进行相应的鉴定，在波长为200～400nm的紫外光照下测定相关的吸光值，并对其进行激光解吸附电离飞行时间质谱（需要紫外扫描计算基质辅助）来测定偶联物中4-硝基苯乙胺与蛋白的摩尔比。在整个偶联反应过程中会出现多聚物甚至是沉淀，所以在分析的过程中也需要对副反应程度进行分析。在此基础上采用SDS-PAGE凝胶电泳对硝基苯乙胺完全抗原的构成进行测定。
2.3 抗体制备
采集免疫血清之前雄性大白兔的血样作为对照，以PBS对免疫原复合物（4-硝基苯乙胺-BSA）进行稀释，得到梯度浓度（100ug/只、150ug/只、200ug/只），然后再给予注射。在第一次注射的过程中，将等体积完全福氏佐剂加入到4-硝基苯乙胺之中（1mL）以达到乳化效果，之后再进行注射，隔周以后加强免疫注射，共加强三次，若最后得到的抗血能够超过1∶1×104就可以提取使用。需要注意的是，在进行血液采集之前应该先让雄性大白兔禁食，避免血脂过高。采集血液之后静置1小时，之后对血液凝集进行离心，分离出血清，装管。离心温度为4℃，转速为5000～7000r/min，时间控制在10～15min。
2.4 抗体纯化
经过离心得到的抗血清以辛酸-硫酸铵进行纯化，再通过电泳法来测定多克隆抗体分子量区间。
2.5 酶联免疫吸附操作流程
主要步骤为包被抗原→洗涤→添加封闭液→添加检测血清→添加羊抗兔IgG→添加入四甲基联苯胺溶液→添加终止液。
2.6 效价评定
对抗血清与对照血清进行逐级稀释，对照血清中加入100uLPBS，并以酶联免疫吸附方法来测定相关效价，多次测定后以最大稀释倍数作为最终效价。
2.7 构建ic ELISA方法
将4-硝基苯乙胺-OVA在缓冲液当中稀释，浓度为0.5ng/L。将稀释之后的4-硝基苯乙胺-OVA加入到酶标板上（每孔50uL），在密封之后除去包被抗原，并进行洗涤。添加封闭液温育，加入梯度4-硝基苯乙胺以及抗体，抗体量为60uL，再次进行温育（温度控制在37℃，时间为1小时），将抗血清除去并进行洗涤。之后加入了酶标二抗工作液（每孔100uL），温育1小时，温度为37℃。以Logistic模型来确定检测范围。
2.8 特异性检测
采用以下公式来测定交叉反应率：
交叉反应率=4-硝基苯乙胺抑制率50%时所需的浓度/结构类似物50%时所需的浓度×100%
结构类似物包括了邻硝基苯胺、间硝基苯胺、对硝基苯胺、甲苯、苯胺。
3 结果评测
图2 4-硝基苯乙胺棋盘实验
采用以下公式对半抗原与载体的结合比进行计算：摩尔消光系数（ε）=吸光值/摩尔浓度；结合比=[ε280（偶联物）-ε280（载体蛋白）]/ε280（半抗原）；另外还可以通过飞行时间质谱来进行结合比的计算：结合比=（完全抗原分子量-载体蛋白分子量）/半抗原分子量。
上述公式中ε280为完全抗原和载体蛋白在280nm的紫外吸收值的变化及半抗原在该波长处的摩尔消光系数。通过多克隆抗体纯化效果鉴定以及多克隆抗体效价测定来分析得到相关的血清效价检测结果，具体如下：
通过方阵实验来确定酶联免疫吸附方法的工作条件，首先应该将反应控制在灵敏区域，也就是说抗原出现变化时，吸光值将会呈现出相应的变化。将反应控制在抗原浓度较小的区域，从而达到节约试剂的效果，并且也可以从一定程度上降低特异性吸附作用。通过处理得到以下
曲线：
图3 4-硝基苯乙胺间接竞争ELISA标准曲线
4 结语
在整个实验过程中其核心是建立相关的酶联免疫吸附方法，并以该方法为基础对硝基苯胺类化合物进行测定。此方法操作较为简便并且周期较短，重复性以及灵敏性都处于较高的水平。其整体稳定性相对来说要优于色谱法，在水环境下可以对硝基苯胺类化合物进行较为迅捷的
检测。
参考文献
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类除草剂残留检测技术的研究进展[J].农药，2011，
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水中深基坑施工技术 篇5
1 工程概况
北京市轨道交通首都国际机场线07标段温榆河节点桥为跨越温榆河而设，桥梁布置形式为37.20+53+37.16m连续刚构。桥梁主墩139#、140#墩位于温榆河中，采用筑岛施工，承台结构尺寸为10.2×10.2×3.1m,两主墩距离两岸约30m，河宽115m。每墩基础为9根φ120cm钻孔桩，桩长38m。承台顶面标高139#墩为13.095m,140#墩为13.175m，河床底标高为17.8m，常水位为20.92m，洪水期水位可达22m左右。墩位处地质情况如下：
(2)-6层，淤泥，γ=17.8KN/m3，φ=18°，厚1.1m;(施工中筑岛换填清淤)
(2)-4层，中粗砂，γ=19.5kN/m3,c=0,φ=30°，层厚1.4～1.7m;
(4)-3层，粉细砂，γ=20kN/m3,c=0,φ=30°，层厚7.0～7.2m;
(4)层，粉质粘土，γ=20kN/m3,c=30kPa,φ=20°，层厚1.8～2.6m。
再往下为粘土和粉土层，层厚8m。
由于温榆河主墩承台下方有机场光缆3条,受到拆迁的影响,直到2006年5月28日业主才通知我部已经改移完成,可以进行温榆河桥的施工,施工时正值北京片区的雨季和汛期之间,错过了施工承台的黄金时间。为了保证工期进展，必须采取强力有效的措施快速有效安全的完成任务显得尤为关键。
2 基坑支护方案选择和设计与验算
⑴对一具体深基坑工程设计出的支护方案要确保坑壁稳定、施工安全;确保临近建筑物、构筑物和管线的安全;有利于挖土及地下结构物的建造。为了达到这些要求，必须选择合理的施工方案，而影响基坑支护方案的因素很多，主要因素有基坑的工程地质条件及水文地质条件、基坑的几何尺寸和基坑的周围环境。基坑工程地质及水文地质条件主要指土层的力学参数和地下水的分布，它是直接影响基坑支护方案的关键因素之一。土压力和水压力是作用在支护结构上的主要外荷载。
⑵根据承台的设计情况、墩位处工程地质水文条件和工期要求，通过对北京市及附近地区进行机具设备调查，需要快速施工、经济比较等。通过整体分析考虑，决定先采用围堰筑岛，将筑岛顶面顶标高为21.42m。施工钻孔桩后，在工字钢后0.2m左右φ70cm水泥喷桩相互咬合进行止水帷幕，深度必须达到不透水的粘土层，止水帷幕桩形成一个封闭框施工完毕之后再插打I36b钢板桩。同时在筑岛面内止水帷幕内先进行管井降坑内水位，然后采取加长臂挖机进行开挖，边开挖边加设围檩和钢支撑。由于采用了管井降坑内水后,可以直接开挖到基坑垫层底，然后灌注封底垫层混凝土。待垫层混凝土达到一定强度后，进行承台底找平、清底、凿桩头、桩基检测，然后施工承台和墩身，墩身高出围堰顶标高后，对承台基坑进行回填砂土和填土分层夯实，然后抽拔钢板桩。
如果水位上升时,则增高和扩大筑岛高、宽度,分台阶进行草袋、砂袋围堰和塑料布包裹覆盖进行挡水即可,必要时采取打木桩进行挡护支撑。
⑶止水帷幕桩和钢板桩围堰的设计。
每个承台采用12m×12m的单层I36b工字钢矩形围堰。钢板桩采用I36b工字钢钢板桩，高b=360mm，宽h=138mm，采取组合型式入图1。
钢板桩围堰上下设二道支撑，支撑位置分别为距桩顶0.5m和2.5m处。横向和纵向各加设三道支撑。(具体见图2)
⑷钢板桩围堰设计与验算。
(1)计算参数选择。
根据地质资料和现场调查情况,本承台尺寸为10.2×10.2m,拟定采用插打I36b工字钢形成12×12m钢板桩围堰,然后进行水泥搅拌桩施工止水帷幕,钢板桩长度单根长取12m,宽b=360mm，高h=138mm，每米宽惯性矩为Ix=3×16530cm4，截面抵抗矩为W=3×919cm3,A=83.5cm2，单根重量为64.6kg/m。
围檩和支撑均采用热轧工字钢。其设计抗弯强度为：f=215MPa，抗剪强度为：fv=125MPa。安全系数取k=1.5。土压力计算钢板桩基坑围堰。
土层的平均容重：r=19.46KN/m2，平均内摩擦角为：φ=21.73°。
平均粘聚力为：c=5.58kPa。
被动土压力系数为：
主动土压力系数为：
初步考虑钢支撑竖向设二道，分别位于内层钢板桩距桩顶0.5m处和2.5m处。横向和纵向各设三道，根据计算确定考虑墩身位置施工时影响。
筑岛平台考虑均布荷载40kN/m2的施工荷载。
(2)钢板桩入土深度和桩长计算。
根据公式：-Kp-Ka-x2-KaHx-KaHL5=0计算桩入土深度X。
其中：
钢板桩入土厚度计算图如图3:
H为最下一道支撑距地面距离：H=2.5m,
L5为最下一道支撑距基坑底距离：L5=3.6m，求解得：X=1.92m。
根据入土部分的固定点未1.92×2/3=1.28m,所以钢板桩的总长度至少为：
6.1+1.28+0.5=7.88m，考虑顶伸出0.5m。
为考虑到封闭水如果有渗水时可能会加深采取封底混凝土.取桩长为12m以策安全。
(3)最不利荷载组合及受力计算：
根据拟定的施工方案，最不利的受力情况有以下二种：
降水后开挖到3.0m深，安装支撑前;
安装第二层支撑后直接开挖到垫层砼底面标高时。
根据二种受力情况中最大受力分别计算钢板桩、围檩和支撑的强度和变形。
首先对砂性土侧压力用水土分算法进行验算。假定施工荷载在坑的边缘。
1点:施工荷载q1=40×0.4596=18.4KPa;
2点:q2=(40+19.46×0.5)×0.4596=22.9KPa;
3点:q3=(40+19.46×3.0)×0.4596=45.22KPa;
位于垫层混凝土底时：
第一种情况验算(支撑未安装前开挖在3m时)：受力示意如图图4;
受力计算：
如果两道都不安装时按照悬臂计算：
最大变形量发生在距桩顶x=0m;f=3.2mm≤L/400=3000/400=7.5mm,
最大弯矩为143.1kN.m，发生在x=3.0m;
第二种情况验算,降水后支撑安装好后开挖到封底砼底面标高时：
受力示意图如图5:
受力计算：
最大变形量为3.8mm<4880/400=12mm，发生在x=5.2m;
最大正弯矩为177.3kN.m，发生在x=2.5m;
最大负弯矩为170.5kN.m，发生在x=5.4m;
最大剪力为218.7kN，发生在x=2.5m;
第一道围檩支撑受力为R1=63.2kN;
第二道围檩支撑受力为R2=350.8kN。受力检算分析：
第二道围檩支撑受力为R2=350.8kN。受力检算分析：
二种不利受力情况中，钢板桩和围檩支撑最大受力为：
钢板桩最大弯矩为Mmax=177.3kN.m(第二种情况中);
钢板桩最大剪力为Qmax=218.7kN，(第二种情况中);
第一道围檩支撑受力为R1max=63.2kN(第二种情况中);
第二道围檩支撑受力为R2max=350.8kN(第二种情况中)。
(4)钢板桩计算。
型钢钢板桩的最大拉弯应力为：
σ=Mmax/W=64.3MPa<[σ]=145MPa，所以安全。
型钢钢板桩最大剪应力τ=Qmax/(A)=8.73MPa<45MPa，安全。
(5)钢围檩和钢支撑计算。
第一道围檩和支撑计算：
第一道围檩选用2I22a工字钢，wx=2×309cm3,Ix=2×3400cm4,A=42cm2，每米重33.0kg。横向和纵向各设三道，间距如下图支撑长12m。
第一道支撑同样选用2I22a工字钢。支撑处按简支，两端转角处按固定端，计算图如图6。
经计算：最大变形为2.4mm
围檩最大弯矩Mmax=60.9kN.m;
最大剪力Qmax=115.1kN;
钢支撑的内力Nmax=216.7kN。
围檩弯应力σ=Mmax/W=98.54MPa<[σ]=145MPa，所以安全。
围檩剪应力τ=Qmax/(A)=13.7MPa<[τ]=45MPa，所以安全。
钢支撑为轴心受压杆件，
查得φ=0.517。
σ=Nmax/(φA)=49.8MPa<[σ]=145MPa，可以。
(实际由于钢围檩有一定的高度，钢支撑的长度要小于12m，取12m计算偏于安全;另外由于钢支撑两端是焊接，可以按固定端考虑。)
第二道围檩和支撑计算：
第二道围檩选用2I45b工字钢，wx=2×1500cm3,Ix=2×33760cm4,A=111cm2，每米重87.4kg。横向和纵向各设三道，支撑长12m。
第二道支撑同样采用2I45b工字钢,支撑处按简支，两端转角处按固定端，计算图如图7:
经计算：最大变形为1.4mm
围檩最大弯矩Mmax=338.3kN.m;
最大剪力Qmax=639kN;
钢支撑的内力Nmax=1202.8kN。
围檩弯应力σ=Mmax/W=112.8MPa<[σ]/k=145MPa，所以安全。
围檩剪应力τ=Qmax/(A)=28.8MPa<[τ]=45MPa，所以安全。
钢支撑为轴心受压杆件：
σ=Nmax/(φA)=63.6MPa<[σ]=145MPa，可以。
3 主要施工工艺和方法
3.1 基坑施工工艺流程图
(见图8)
3.2 场地平整
顶面平整,测量放线,承台位置各加宽0.9m,使钢板桩内框为12×12m,按所放的边线洒上白灰,以便施工水泥搅拌桩和钢板桩时定位。
3.3 水泥搅拌止水帷幕桩施工
由于承台基坑底全部位于砂土层,其透水性极强,采取插打I36b工字钢后封闭水性差,采取措施在基坑外面钢板桩位置后，采取打一排水泥搅拌桩(水泥含量为15%)来加固砂土形成止水帷幕桩起到止水作用，止水帷幕桩直径φ70cm,桩长10m按照考虑在承台封底混凝土底内,桩底标高取12m，桩中间距离按照500mm,相互咬合排列,桩体相互搭接200mm,以形成一个整体，桩底标高在直接进入不透水粘土层,按照6.0m控制,水泥搅拌桩深度按照14m考虑。水泥搅拌桩内侧距离钢板桩外侧200mm,以利于以后拨除钢板桩,并且施工时必须先施工水泥搅拌桩。其水泥搅拌止水帷幕桩施工工艺为:机械设备定位→预拌下沉到设计位置→喷桩搅拌提升→原位重复搅拌下沉、提升→搅拌完毕。
搅拌桩主要采用水泥,掺入量采取加固土体的15%,每加固1m3掺水泥约110～160kg左右，必要时掺入外加早强剂来加快搅拌桩的增长速度。
施作水泥搅拌桩时应连续施工,避免咬合困难造成截水效果差。
3.4 钢板桩施工
承台基坑为满足施工需要设置为12×12m,在承台四周插打12m36b工字钢。先进行测量放线，放出钢板桩平面位置，设备进场后,先进行水泥搅拌桩施工,再进行插打钢板桩施工
采用1台钢板桩打拔桩机用于施工。打拔桩机为挖掘机加振动锤改装而成，激振力200kN，功率90KW。该桩锤采用液压原理固定桩端，牢固可靠，不易损坏桩顶，且可插打任意形式的板桩，辅助设施简单，操作方便，振动力大，施工速度快，噪音小。
插打前，应在上下层导框的内导梁上放出每块板桩的位置线。插打时应尽量将板桩贴靠内导梁，并严格控制好桩的垂直度，尤其第一根桩要从两个相互垂直方向同时控制，确保垂直不偏。
钢板桩插打时按现先承台四周中间往两边开始在角合拢,以便调整之间的相互距离。
3.5 管井降封闭坑内水施工
经过筑岛施工孔桩后,基坑范围处止水帷幕水泥搅拌桩与钢板桩施工完成后，由于止水帷幕桩桩底进入了粘土层，故一旦基坑开挖后，止水帷幕水泥搅拌桩起到围闭河水的作用，而钢板桩和围檩支撑基坑各种侧压力起到稳定基坑作用，为了便于施工，在开挖过程中保持坑内为无水状态，首先考虑在开挖之前将坑内先施作2～3个管井对坑内水先抽出，保持开挖后处于干燥无水状态，以便及时的运走坑内土，这同时保证运输方便，则设置管井降坑内水，管井半径r=0.15m,在每个井管内安装一个潜水泵进行抽水.在开挖过程中始终保持管井内水位比开挖面低0.8～1m以上，可以通过管井观测水位变化。由于施作了止水帷幕桩到粘土层，在施工过程中，管井施工抽水后水量只有坑内水部分。
3.6 支撑安装和基坑开挖
在止水帷幕和钢板桩插打合拢以及坑内井点抽水降水后，采用加长臂挖机进行基坑开挖，先开挖到第二道支撑位置后，用吊车进行吊装安装,人工进行配合安装支撑。支撑连接采用螺栓后焊接。支撑考虑墩柱施工的需要设置支撑布置见图1所示。
值得注意的是支撑与钢板桩的连接，由于钢板桩在插打过程中受多方面的影响，整个围堰的侧面顺直度较差，工字钢安装后与钢板桩之间有较大的间隙。为防止围堰的变形，要求将支撑工字钢与钢板桩之间的间隙全部用型钢焊接支撑连接，围堰的四个角更应加强。
待支撑安装好后,基坑开挖到封底混凝土底,进行人工清底.开挖后的渣土应及时的用装载机装用运输车运到岸边指点位置堆放覆盖或运走。
待顶层、第一和第二道支撑安装好后,检查各点支撑是否顶紧、板桩与支撑框架间是否挤紧，在开挖过程中要随时观察围堰的变化情况并做出相应处理,过程中如遇上有漏水情况,则应采取板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏缝处侧水中撒下大量炉渣与锯末或谷糠等随水夹带至漏缝处自行堵塞。在承台四周设置汇水井后用抽水机进行抽出,保证承台封底混凝土在干的状态下灌注.最后施作垫层后开始承台其他工序施工。
4 施工监测
4.1 钢板桩施工中监测
在钢板桩施工中，打设的允许误差一般为：桩顶标高偏差±100mm;钢板桩轴线偏差±100mm;钢板桩垂直度偏差为1%。在打设过程中，应监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。
4.2 支撑系统的监测
在钢板桩施工完成、封底以后，就开始支撑的施工。在施工支撑及承台的过程中，应对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。测量工程师按围堰平面布置图中的平面数据，计算围堰角点坐标，将导点敷设到墩位近旁，对围堰桩墙角点施工进行动态观测，确保围堰的安全和承台基础平面位置的正确。在施工过程中可能出现如下的情况：
⑴钢板桩弯曲变形严重。这主要是钢板桩断面选用偏小，土压力计算偏低，基坑超挖或支撑间距过大等原因造成的。
⑵基坑底部涌水严重。主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好，出现开裂、夹泥等情况引起的。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用，而须要进行二次封底。
⑶支撑弯曲。这往往是由于支撑断面不够或受力不均造成，可增加支撑解决。
⑷围堰整体位移。这主要是钢板桩入土深度不够，地质情况有较大的出入等原因造成的。
4.3 监测结果分析
对本基坑钢板桩、支撑及围堰观测结果表明：变形、位移末超出设计要求，围堰能满足施工的要求。在监测过程中也发现，钢板桩在第二层与第三层支撑之间有稍大的弯曲变形。分析原因主要是，在施工过程中，安装好环形导梁后，没有及时把导梁和钢板桩连接，达不到支撑的效果，致使钢板桩发生弯曲。
5 钢板桩的拔除及整理
⑴钢板桩拔出前，应先将基坑内回填一定高度的河砂或回填分层夯实使内外水压平衡，围堰内的支撑及其他设施从下到上陆续拆除，使板桩挤压消失，拔桩设备采用打拔桩机，用长卡环扣在拔桩孔上作为吊点。
⑵先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，先振动1～2min后再往下锤0.5～1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。
6 结束语
由于设计合理，施工认真，支护工程不但安全而且可干作业施工。有效保证承台和水下部分墩身顺利完成。在狭窄施工现场采用该方案是安全可靠的，经济效益和社会效益上取得了一定的效果。见完成后照片图9。
⑴以准确的支撑刚度设计来控制围堰变形，可以实现安全、经济的设计目标。
⑵合理的支撑布置可以给挖土带来极大的方便。
⑶可靠的管井降水措施给挖土和控制基坑变形创造了有利条件。
⑷在平面面积不大的基坑中，利用长臂挖机，能迅速实施挖土、运土施工。深基坑开挖，必须采取有效措施来保证施工安全。
⑸但随着社会对环境保护的要求日益严格，对废弃水泥搅拌桩的处理变得越来越困难，这也是以后的工作中需要攻关的课题。
水中承台施工探讨 篇6
关键词：水中承台,钢板桩,围堰,施工,管理
1 工程实例
1)承台概况。
主墩下设置大小为32.1 m×11.9 m×4 m承台,承台呈哑铃形布置,中间设连系梁,钢筋混凝土结构,混凝土采用C30混凝土。
2)地质概况。
主墩承台位置河床底标高-1 m～-2 m,河床以下16 m～30 m均为淤泥质黏土。
2 施工前准备
1)人员:投入项目管理、技术、质检及各类施工人员按承台施工顺序依次进入现场、统筹安排、各司其职组织好各项施工顺利进行。2)材料:材料采购应根据设计图纸及相应规范要求,严格控制材料的等级标准;应加强材料检验工作及标准:供应方必须提供正式的出厂合格证及质保书,同时做好原材料试验鉴定工作,符合标准后进场,对进场的材料要完善收、发料签证制度,做好标识,防止混入未经检验的材料。3)主要机械设备:为了保证机械在施工中顺利完成承台施工,应对机械进行常检查、常检测。对运转声音不正常、常出故障的机械,应及时整修。承台施工主要投入的机械有:拌和楼(1.5 m3)、混凝土运输车(8 m3)、装载机(5 t)、发电机(150 kW)等。为了防止中途机械出现故障而中断施工事件,对于重要且不能使用其他机械代替的机械,施工之前应有备用机械。
3 主要施工工艺
3.1 钢板桩围堰钢板准备及检查
1)锁口检查:用一块长约2 m的同类型、同规格的钢板桩作标准,将所有同型号的钢板桩作锁口通过检查。检查方法:采用卷扬机拉动标准钢板桩平车,从桩头至桩尾作锁口通过检查,对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。2)宽度检查:对于每片钢板桩分为上、中、下三部分用钢尺测量其宽度,使每片桩的宽度在同一尺寸内,每片相邻数差值以小于1 cm为宜;对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量,对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。 3)钢板桩其他检查:对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查,并采取相应措施,以确保正常使用。4)锁口润滑及防渗措施:对于检查合格的钢板桩,为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔,并增加钢板桩在使用时防渗性能,每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油,其体积配合比为黄油∶干膨润土∶干锯沫=5∶5∶3。
3.2 钢板桩围堰施工
考虑到水流冲刷、水位较高以及施工时干处作业,墩基坑开挖时采用钢板桩围堰,钢板桩长度为12 m。钢板桩围堰采用方形结构,内平面尺寸为33.6 m×13.6 m,见图1围堰平面图和图2立面图,钢板桩顶标高为+2.5 m,底标高为-9.5 m,施工封底时内设2道围囹支撑。
1)钢板桩运输。2)钢板桩插打及其过程控制。采用起吊设备配合振动打设设备(DZ45型振拔锤)进行逐片插打:将加工好的定位桩(钻孔平台上钢管桩)精确垂直安设于上游中心,并与导梁工字钢焊接牢固,确保插打第一片钢板桩的垂直度。第一片钢板桩以导梁为定位、垂直插至设计标高。其余各钢板桩,则以已插好的钢板桩为准,起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口,然后用振动锤振动下沉。插打过程中,须遵守“插桩正直,分散即纠,调整合龙”要点,振拔锤初始采用点振下沉,待板桩垂直度符合要求后连续振入下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一片或几片后,将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。3)钢板桩的插打顺序及合龙。钢板桩的插打顺序是从上游中心开始,下游尾部直线端结束。插打时尽可能先用标识完好的钢板桩,合龙段选择符合同一标准尺度的钢板桩插打。4)围囹设置。钢板桩围堰共设置上下2道围囹:待钢板桩施工完毕,可立即进行抽水,抽水至中心标高+2.25 m时进行第一道围囹架设,采用双拼45a工字钢;抽水至中心标高-0.75 m时进行第二道围囹架设,采用双拼36c工字钢。各围囹斜撑采用同等级的工字钢制作,施工时按设计高程预先焊好∠125×125×10角钢短牛腿作为临时支撑,待各围囹安装并连接就位后,再与钢板桩焊接牢固,围囹合龙段按实际丈量长度在现场加工改制。5)支撑制作步骤。在支撑位置施焊三角限位钢板→安装支撑→设围堰上限位钢板→支撑与围框加焊,支撑制作完成后用硬木楔塞紧板桩与围框之间的间隙。
3.3 封底混凝土施工
1)清泥。待第二道围囹及斜撑施工完后,采用射水、吸泥、抓泥交替进行施工。首先采用高压水枪将土冲松后,用4台水下吸泥机同时吸泥,清理淤泥至承台底标高下1.0 m;清泥结束后,对围堰底进行详细检查,特别注意板桩槽内和桩周土必须清除干净,基底必须平整。在清泥过程中专门派人值班,密切注意板桩变形及堰内外水位差,以便及时处理和补水。2)封底施工。完成围堰及围堰内清泥后,采用水上挖机进行宕渣铺设,宕渣铺设要均匀,铺设厚度为50 cm,并用挖机的挖斗压实。宕渣采用清宕渣,含泥量控制在10%以内,以利于排水。最后宕渣上浇筑50 cm C25混凝土,振动棒振捣密实。封底混凝土量228 m3,按有效供应量60 m3/h计,共需浇筑3.8 h。根据混凝土供应能力及抽水时间、施工要求,对混凝土性能提出了如下要求:5 d强度不小于20 MPa,混凝土坍落度为180 mm～200 mm,混凝土初凝时间6 h～8 h。3)选用泵车。根据堰内平面尺寸、施工栈桥位置及浇筑混凝土的实际要求,采用车载泵浇筑进行混凝土浇筑,按从远到近的原则进行浇筑。封底前对使用机具进行检修和保养,以保证封底施工顺利进行。4)浇筑顺序与工艺。施工前在钢板桩上做标志,另在横向5 m,纵向3 m布置测点。标高基准点设于测点上,以严格控制封底厚度及顶面高程。封底混凝土浇筑时采用从上游向下游的方向进行连续浇筑,封底混凝土顶面标高按-2.0 m,控制允许偏差0 cm～-5 cm。5)抽水后拆除第二道支撑。封底混凝土达到设计强度后抽水,抽水利用4台水泵连续不断的进行,在抽水过程中需派专人负责观测及堵漏工作:主要观测钢板桩的变形,同时配备好堰外备用水泵,以免发生问题及时向围堰内回水,做好堵漏工作;对于大的缝隙由潜水工下水利用棉絮塞缝,对于小的缝隙利用煤渣、黄油、木屑的混合物在板桩外侧随水流夹至漏缝处自行堵塞。当抽水完毕后,拆除第二道围囹。6)封底检验。为了封底底模能够承受承台的重量,进行静压试验,其沉降及强度、刚度、稳定性满足施工规范要求。
3.4 承台施工
1)钢筋与冷却管施工。
承台轮廓线放出后,首先将基桩钢筋予以嗽叭形成型,再按照设计图纸及有关规范要求进行绑扎钢筋。钢筋在加工场集中制作,运至现场绑扎。钢筋施工顺序:承台底层钢筋→承台架立钢筋→承台侧面钢筋→冷却管→承台顶层钢筋→墩柱预埋钢筋→施工预埋件。冷却管布置按设计图纸要求施工,承台顶层钢筋绑扎时,预留若干个1.2 m×1.2 m的人孔以便施工,冷却水管采用软管接头;当冷却管与塔柱预埋钢筋有矛盾时,可适当调整冷却管位置。
2)模板支立。
承台侧模板使用组合钢模板,外侧用型钢围囹,模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间接缝贴海绵条密封。采用浮吊配合进行模板安装,模板采用竖向布置双拼10号槽钢作围囹,围囹间距为1.2 m,采用直径16 cm圆钢作拉条,拉条80 cm一道。
3)混凝土施工。
优化混凝土配合比:掺入适量优质粉煤灰,减少水泥用量,即减少混凝土水化热,并拌有高效减水剂。混凝土浇筑:采用一辆90 m3/h拖式泵,拖式泵前端软管接长,前接串筒,串筒出料口处混凝土堆积高度不宜超过1.0 m。
每层布料厚度控制在30 cm内,混凝土振捣严格按照相关规范进行控制。混凝土浇筑完后,立即进行混凝土裸露面修整、抹平,待收浆后再抹第二遍并压光处理。
3.5 围堰拆除
首先采用水泵加水至河水标高,再将围囹拆除;围囹拆除过程中必须保证围堰内水头控制,拆除钢板桩时内外水头差应保持平衡;钢板桩拔除从下游方向开始,对称施工至上游方向,采用DZ45型振拔锤配汽车吊进行施工;拆除过程中必须时刻注意施工安全。
4 结语
在承台基坑开挖、混凝土浇筑过程中,钢板桩围堰能够满足水压力、混凝土的侧向压力等作用,变形满足规范要求。施工时,对钢板桩漏水堵漏,承台混凝土施工均取得了不错的效果,为以后水中承台钢板桩围堰施工,提供了一条在工程实践中切实可行的方法。承台作为桥梁的主要承重构件之一,施工条件相对较差,采用钢板桩围堰取得了经济、安全、环保等成效,保障了承台施工顺利进行。
参考文献
[1]JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].
[2]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[3]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[4]高松.水中承台钢板桩围堰施工技术研究[J].山西建筑,2008,34(8):106-107.
水中承台钢板桩围堰施工技术研究 篇7
小榄水道特大桥为广州—珠海城际快速轨道交通工程,桥址位于广东省中山市小榄镇境内,跨越小榄水道。主桥北向于广州,全长421.7 m。主桥跨布置为100 m+220 m+100 m V构—拱组合桥,主墩承台尺寸为17.6 m×22.6 m×6 m,底标高为-4.413 m,顶标高为+1.587 m。小榄水道宽度300 m左右,流速1.38 m/s,水深受潮汐影响6 m～10 m不等。桥位处地层情况按岩土分层特征自上而下为细砂厚度0.9 m左右,淤泥质土厚度8.3 m左右,粉质粘土含中细砂。根据现场实测,承台位置河床平均高程为-3.5 m左右。
2 施工方案
根据河道及承台设计情况,主墩承台采用单层钢板桩围堰施工,钢板桩合拢后,主墩整平基底至-4.713 m高程,然后下铺0.3 m混凝土垫层。
承台钢板桩围堰内撑采用角撑与对撑结合的方案。支撑体系由三层组成:第一层采用2Ⅰ32a工字钢纵向对撑,第二层、三层采用ϕ530 mm×8 mm钢管纵向对撑,2Ⅰ32a工字钢为角部支撑。各层支撑的高程分别为:+2.0 m,-0.2 m和-2.4 m。
完成顶层内撑后,抽水下降30 cm～50 cm,用棉条堵塞钢板桩间的缝止水;内侧回填石粉反滤层,分层抽水,在低水位时安装内撑;抽干围堰内河水,设导渗盲沟引水至四周排水沟、集水坑,干浇筑混凝土垫层;若水不能抽干,则采用浇筑水下封底混凝土。
承台分三层浇筑,第一层厚1.6 m,第二层厚2.2 m,第三层厚2.2 m。采取耐久性大体积混凝土施工技术措施,包括优化配合比、分层浇筑、循环水冷却、潮湿养护、温度监控等。钢板桩围堰平面图见图1。
3 钢板桩围堰施工
3.1 钢板桩围堰简介
钢板桩选用日本产FSP-Ⅲ型,桩长18 m,围堰平面尺寸为25.35 m×20.6 m(横桥向×纵桥向),每侧宽出承台1.5 m左右。为确保围堰安全可靠,钢板桩围堰内中间设桁架式水平对撑、四角设桁架式角撑,并设竖向支撑。水平支撑每个围堰设三层,从上往下算,纵桥向支撑,第一层为2Ⅰ32a,第二层、三层为ϕ530 mm×8 mm钢管;角撑,第一层～三层为2Ⅰ32a;围檩,第一层、二层为2Ⅰ32a,第三层为3Ⅰ32a,上下加钢板形成箱形结构,竖向支撑为ϕ530 mm×8 mm钢管;钢板桩桩尖标高为-13.5 m。为保证钢板桩墙的整体性,顶部内外贴[20a槽钢,将钢板桩连成整体。
桩基平台钢管桩为ϕ630 mm×8 mm钢管桩,桩长22 m,桩基平台外侧的护筒在平台支架拆除后,作为钢板桩施工定向用。桩基护筒在冲孔桩基施工完毕后,可作为钢板桩下、上围檩安装及下放用。
3.2 插打钢板桩
钢板桩运到工地后,先进行检查及整修。钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修,按具体情况分别用冷弯、热敲、补焊、割除或接长等方法进行整修。钢板桩接长采用同类型钢板桩等强度焊接接长,焊接时先对焊或将接口补焊合缝,再焊加强板。
测量定位放出钢板桩的内外线位置,利用桩基平台钢管桩设置钢板桩导向装置,然后采用逐桩插打从上游开始、在下游合拢的方法进行;插打钢板桩时,严格控制好桩的垂直度,第一根钢板桩垂直度从两个相互垂直方向同时控制,确保垂直不偏。钢板桩垂直度的纠偏可采用手拉葫芦进行。在合拢侧应由一侧向另侧逐桩施打、靠拢。在即将合拢时,开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离,再根据钢板桩的宽度,计算出所需钢板桩的片数,按此确定钢板桩的下一步如何插打,并在施工最后几根桩时,要严格控制相对距离,保证顺利合拢。
打桩机具采用45 t振动打桩机,此机具具有液压夹桩装置,能与钢板桩自动作刚性连接,既能打桩又能拔桩,操作简单,能克服对桩的摩阻力,下沉较快且桩尖不致卷口,提高了防水性能和钢板桩的完好率。
根据设计每个钢围堰内设6根竖向支撑,插打竖向支撑时,可利用龙门吊或打桩机根据测量位置直接插打。
3.3 围堰内支撑安装
1)水平支撑结构形式。
围堰内纵向支撑,第一层为2Ⅰ32a工字钢,第二层、三层为ϕ530 mm×8 mm钢管。
2)水平支撑按从上到下,依次进行抽水安装每道支撑。
每层先安装托架,然后安装围檩,再安装纵横撑。注意每个节点位置纵横撑的轴向对接,并控制好各水平支撑的标高一致。
3)内撑安装。
在竖撑上放出横梁的安装标高位置,在钢板桩内壁放出围檩的安装标高位置;先安装围檩,纵横向围檩应位于同一水平面上,并与钢板桩点焊连接;吊装横撑,放于竖撑牛腿上,从一端向另一端安装,低水位时合拢焊接。先安装角撑,后安装对撑。
第一层支撑在低潮位时安装。第二层、三层支撑分别抽水低于支撑位50 cm后安装。内撑构件及其接点焊接必须按设计图要求精心加工,确保焊接质量。斜撑接点连接必须牢固,严格检查,严密观测。
3.4 抽水堵漏及基底处理
首先抽水清基整平至-5.013 m高程,内填0.3 m厚的石粉反滤层至-4.713 m(主要196号墩)。197号墩可根据实际情况直接整平浇筑垫层混凝土。
试抽水时,采用每侧两台720 m3/h,一台345 m3/h水泵抽水,此时由于钢板桩接缝没有复力咬合,漏水严重,对于锁口不密而产生漏水现象时,潜水工水下探索找到漏水位置,采用湿棉布、海绵等材料进行阻塞,经处理阻漏效果良好,只会有微量水渗入。
抽干水后,四周设排水沟、集水井,基底的渗水汇入集水井后全部抽出。整平基底,沿钢板桩60 cm高度周边满铺废薄木板,以方便封底混凝土浇筑时封底混凝土与钢板桩隔开,浇0.3 m厚C20混凝土垫层,作为承台施工垫层。
3.5 钢板桩围堰施工监测
1)桩身的变形监测。
采用测斜管、测斜仪监测,为了真实反映支护结构的挠曲状况,将固定测斜管的3寸镀锌钢管焊接在钢板桩上,随着钢板桩的打设就位于相应的位置;然后把测斜管放入镀锌钢管中,并在测斜管与镀锌钢管之间填入细砂固定。测试时,将测斜仪探头伸入测斜管内上下滑移,即可在测读仪显示屏上读得相应数据,经过计算分析后可得钢板桩的变形量。在196号,197号围堰横桥向方向每边布置3个观测点,顺桥向方向每边的中点布置1个观测点,每个围堰布置8个观测点,共计16个观测点。
2)钢支撑轴力监测。
钢支撑轴力采用与钢支撑材质相同的测杆测试,测杆安放在两个固定在钢支撑上的支座上,支座之间相距1 m,测杆一端与一个支座固定,不可移动;另一端放置在另一个支座上,可以沿着测杆的轴向自由伸缩。测试时只需测杆自由伸缩端与该端支座之间的相对位移即可推算出钢支撑的应变,进而计算出钢支撑轴力。在各围堰中均选取一个顺桥向方向的对撑断面进行监测,每个支撑布置两个观测点,每个围堰布置6个观测点,共计12个观测点。
3)水位监测。
在围堰与施工栈桥连接处设置水尺,每次进行桩身变形及钢支撑轴力监测时测量对应的水位。
4 承台施工
每个承台混凝土为2 387 m3,属于大体积混凝土,因此承台共分三层浇筑,并且每层预埋冷却水管。承台第一层浇筑1.6 m,混凝土约636.4 m3;第二层浇筑2.2 m,混凝土约875.1 m3;第三层浇筑2.2 m,混凝土约875.1 m3。
5 结语
目前,小榄水道特大桥水中承台采用此方法均已经施工完毕,从钢板桩围堰设计到围堰水中施工,漏水堵漏,承台混凝土施工均取得了不错的效果,为以后水中承台钢板桩围堰施工,提供了一条在工程实践中切实可行的方法。当然,水中混凝土除钢板桩围堰施工技术外,还有钢套箱、沉井等,具体情况要结合现场实际,在满足质量的前提下,求得最佳的施工组织及经济效益。
摘要：通过在广珠城际轨道交通工程小榄水道特大桥主桥桥墩承台的施工,对水中钢板桩围堰施工承台的技术进行了总结,从而为以后类似工程施工提供借鉴。
关键词：钢板桩围堰,围檩,支撑
参考文献
[1]岐峰军.钢板桩围堰施工[J].山西建筑,2006,32(19):105-106.
水中墩施工及安全技术保证措施 篇8
杭长铁路客运专线牌头浦阳江特大桥全长9296.78m，大桥共278跨。跨浦阳江采用(48+3×80+48) m连续梁+5-32m简支梁通过，其中部分墩位于江中，施工中采用水中墩施工，该部位采用搭设栈桥作为施工便桥，承台范围内石方采用水下爆破到位，然后双壁钢围堰下沉、封底，利用双壁钢围堰作为钻孔平台进行钻孔桩施工，抽水施工承台及墩身。对离河岸较劲的部分采用筑岛围堰作为施工平台进行钻孔桩施工，承台施工采用插打钢板桩至基岩，开挖，水下混凝土封底，然后抽水进行承台墩身施工，文章论述了施工工艺及安全技术保证措施。
2 施工工艺
1)施工准备。在桩基施工完成后应先对围堰范围内的河床进行清理，以免在钢板桩插打位置遇到障碍物;由于钢板桩在装卸运输过程中会出现撞伤弯曲及锁口变形等现象，因此钢板桩插打前必须进行变形检查，对变形严重的钢板进行校正并做锁口处理，锁口检查方法是用一块长2米同类型、同规格的钢板桩做标准，采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾做通过检查，并应对剔除钢板桩前期使用后表面应焊接钢板、钢筋遗留下来的残渣瘤进行清除;为减少插打时锁口之间的摩擦和减少钢板桩之间的渗漏，在钢板桩锁口内涂抹黄油混合物油膏。2)插打钢板桩。插打钢板桩之前在钻孔桩钢护筒上焊接牛腿，并安装第一道支撑圈梁作为插打时的导向架，以控制钢板桩的平面位置和垂直度;第一片钢板桩是插打质量的关键，其位置选择在上游或下游中心位置，插打时导向架上设限位装置，大小比钢板桩每边放宽1cm，插打时钢板桩桩背紧靠导向架，边插边将导向钩缓缓放下，这时在相互垂直的两个方向用锤球进行观测，以确保钢板桩插直插正;确定第一片钢板桩插打合格后，即以其为基准向两边对称同时插打至设计位置。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整;每一片钢板桩先利用自重下插，当自重不能下插时，才进行加压或采用高压水射水下沉方式进行;插打过程中严格遵循“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的原则。3)围岩处理。钢板桩插打完毕后，先用长臂挖机挖砂石配合抽水至+11.0米标高处，按顺序安装支撑，待三道支撑安装完毕后则向围堰内加水至围堰外水位，保持该水位，同时利用砂石泵将砂石抽出至封底标高处;达到封底混凝土标高后，即进行水下混凝土浇筑。封底采用C25水下混凝土，封底厚度为2.0米，导管采用30cm直径，长度为12米，导管使用前要做水密性试验，导管下部悬空30～50cm，每根导管的作业半径按5米考虑，则需布置5套导管;封底混凝土需一次浇筑完成，混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土罐车运至现场，并通过汽车泵送。首批混凝土灌注时，先用一大集料斗储料，待储料斗满后，拔球浇筑首批混凝土，首批混凝土浇筑后保证导管埋入深度不小于0.6～0.8米，混凝土浇筑前，每处小导管设一门架，在门架上挂上导链。混凝土浇筑过程中，导管随混凝土面上升而提升，导管的提升由导链控制;先低处后高处，先将低处混凝土灌高，避免高处混凝土向低处流，使导管底口脱空而进水或导管埋深过浅，混凝土浇筑应先四周后中间，并确保混凝土顶面大致水平。4)围堰拆除。围堰拆除时，承台施工完毕后即可拆除第三道支撑，向围堰内注水至+7.5米标高处，拆除第二道支撑，当主墩分次浇筑至标高为+10.5m处并拆模后，往围堰内回灌水至标高+10m，同时拆掉第一道内支撑(标高+11.0m)，进行主墩+10.5m以上节段施工;当主墩柱墩身高过水面并搭设完毕墩柱工作平台后可用船吊振拔钢板桩;钢板桩拔除方法，先用打桩机夹住钢板桩头部振动1～2m in，使钢板桩周围土松动，产生液化，减少土对桩的摩擦力，然后慢慢往上振拔，发现上拔困难或拔不动，停止拔桩，可先行向下打入少许，再向上拔，如此反复可将桩拔出来。5)钢套箱施工。首先在岸边按照设计打入钢管柱板凳桩，拼装平台钢管柱和提升系统钢管柱间隔布置，间距为分块的长度。拼装平台钢管柱上部设置纵横梁并铺设钢板作为拼装平台，提升系统钢管柱。在钢管桩拼装平台上精确放出刃角点位，利用浮吊吊装第一节钢围堰精确就位，临时固定采用缆绳拉在钢管柱平台上，防止侧倾。然后吊装第二块，进行焊接，临时固定并依次焊接。底节钢套箱拼装完成后用提升系统吊住底节钢套箱吊点，提升钢套箱，观察一段时间，待稳定后拆除横垫梁和牛腿，同步指挥, 缓慢下沉底节钢套箱, 使套箱在水里飘浮;在拼装好后，需全面仔细检查各焊缝有无气孔、夹碴、漏焊等处，并进行水密试验。确认焊接良好并不漏水后，填写钢套箱验收合格报告，作好下水的准备。然后利用牵引舟将钢围堰顶推到桥墩位置。6)钢围堰接高。在首节钢套箱锁定后，向其隔仓内灌注混凝土和向夹壁内加抽水等措施以调平围堰，并予留一定的干舷高度，使其处于待拼次节围堰的状态。以后每一节段船运到围堰旁，由浮吊起吊与首节或上一节进行焊接，每接高一节均匀下沉，并予留相应的干舷高度，以便接高下一节时施焊作业。在底节顶面定出一个测量基准面并确定中心点，以保证接钢围堰的顺直，并以此基准面和中心线为准进行结构尺寸的测量控制，然后利用浮吊吊装上节钢围堰单元体拼装接高。接高拼装由两台浮吊对称拼装，为确保稳定在底节内外壁板上各焊接一根20#槽钢进行限位，每个单元均设置一组，露出长度按1.5米控制。吊装接高时，要随拼装，随调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。拼接施焊中，先焊环板，后焊内壁，再焊外壁，并按对称施焊要求进行。
3 安全技术保证措施
水中桩基础施工技术 篇9
1桥梁承台预制施工的主要方法
承台预制施工是桥梁建设中的重要环节。当前针对桥梁承台预制施工主要采用钢管围堰承台高位预制下放施工方法。这种施工方法能够有效减少围堰的投入。在实际施工中应该加强对这种施工方法的研究。钢管围堰承台施工方法主要有以下几个步骤:1) 浇筑承台并安装模板。承台是在施工水位以上来浇筑。浇筑完成之后还要安装预制承台以及橡胶气囊。2) 下放设备。在下放过程中为了避免承台受波浪吸力的影响, 承台需要尽快入水。在入水之前需要做好小型围堰的安装工作。3) 对橡胶气囊充气。橡胶气囊充气之后便可阻隔外部河水的进入。4) 承台与桩连接施工。在施工过程中需要绑扎钢筋, 浇筑混凝土。最后拆除承台吊装下放设备, 完成施工。钢管围堰承台施工法主要适用于墩身位置不与桩身位置在水平面交叉的情况, 此外除了承台预制下放施工外还可以采用大吨位起重吊机吊装施工。在承台施工过程中有两种情况是需要我们认真予以考虑的, 分别是墩身位置与所有桩身位置在水平面存在交叉和墩身位置与部分桩身位置在水平面交叉。针对这两种不同情况, 工程人员必须要采取相应措施来予以解决。第一种情况必须要严格按照施工程序来施工, 针对墩身的施工要在承台就位并且与桩联结之后才能进行施工。要在承台与桩连接混凝土的强度达到设计要求之后再绑扎墩身钢筋、立模、浇筑墩身混凝土。针对第二种情况则可以采用钢管围堰同常规围堰相结合的方案来进行施工。具体而言就是对于墩身位置与桩身位置相交叉的部位可以用常规围堰来施工, 对于没有交叉的部位则采用钢管围堰方法。这样也可以减少围堰的投入。承台就地现浇施工示意图见图1。
2墩身施工的预制方法
承台施工与墩身施工都是水中墩施工的重要环节, 墩身施工的质量将直接影响到整个工程的质量。在实际施工过程中工程人员必须要结合工程的实际情况来进行处理。本文以杭州湾跨海大桥为例来对此予以说明。杭州湾跨海大桥位于钱塘江的入海位置, 全长36 km。该桥工程上部是70 m跨径预制预应力混凝土箱梁, 下部则是钢筋混凝土桥墩。该桥的墩身一共有474个。在本次工程的墩身设计中, 预制墩身被设计为矩形空心墩。整个墩身可以分为墩身与墩帽两部分。墩身呈单向喇叭口形状, 其是截面相同高度变化的结构。针对墩身与承台的连接主要采用的是现浇混凝土墩座方法。之所以采用这种方式主要是考虑潮水的影响。当较低潮位的时候海水就上不来, 相反较高潮位的时候被淹没。墩身预制施工有其固定流程, 详细了解其流程是做好施工的重要前提。在整个工程施工中预制场建设、模板施工、墩身混凝土施工、墩座混凝土防腐是其中重要环节。本文将重点分析这几个环节的施工。墩身分布情况见表1。
序号墩身规格/m×m数量/个位置备注
1) 预制场建设。所谓预制场建设主要指的是出运码头以及墩身预制区的建设。出运码头主要是用来把预制墩身运输到船上。杭州湾跨海大桥的预制场, 在经过详细地实地考察之后, 工作人员决定建立在海盐县泰山核电站大件码头的北侧。出运码头被设计成双栈桥凸堤式码头, 该码头是与岸线垂直的。栈桥显眼的下游还需要设置船墩。2) 模板施工。在本次工程施工过程中墩身预制采用的是立式施工方法。对于预制托架一般采用的是钢托架。该托架本身的钢板是型钢精制。对于底模的安装, 为了便于顺利拆卸, 必须要保证墩身钢筋能够准确就位, 同时还可以在底模上设置拼翻板定位卡。这种定位卡具有止浆功能, 对于堵塞底模孔洞也是非常有帮助的。对于墩身内模的设计一般是要设计成分节伞形收缩整体内模, 在内模中底模一般要设置螺旋撑杆, 这样做有助于调节内模高度以及垂直度。本次工程对外模设计要求较高, 在设计过程中必须要保证外模有足够强度和刚度。3) 混凝土施工。墩身混凝土施工对工程质量的影响最大。在实际施工过程中必须要高度重视混凝土施工。本次施工采用的是现场绑扎施工。在实际设计过程中首先是要支立内模并绑扎墩帽以下的钢筋, 之后就是要安装外侧模。针对混凝土的选择, 本次工程主要采用的是坍落度在140 mm~180 mm的混凝土, 而对于外加剂选用的是南京友西UC-IA。碎石选用的是宁波青峙5~25级配良好的碎石。总的来说就是要按照要求和规范来严格施工。4) 墩座混凝土防腐。墩座本身所处条件非常恶劣, 常年经受海水侵蚀, 结构被腐蚀的风险也非常大。因而在实际施工过程中不可忽视墩座防腐。做好墩座防腐工作是确保工程质量的重要因素。对于墩座的外表要采用特殊防腐处理, 这样做的目的就是要保证墩座的耐腐蚀性。在混凝土表面浸渍硅烷是当前比较有效且典型的方法。在防腐施工过程中工程人员要考虑到天气因素对工程效果的影响。一般情况下工程人员应该选择天气晴朗、水浪较小的天气进行施工。风浪较大且日光强烈的天气不利于喷涂。这是需要引起我们注意的一点。
随着我国桥梁建设的不断加快, 桥梁墩预制施工变得日益重要。当前在实际施工过程中采用水中墩预制施工技术比较广泛和普遍。这种施工技术可以有效提升施工水平, 保证施工质量。本文以杭州跨海湾大桥为例详细分析了桥梁水中墩预制施工技术。在今后应该不断加强这方面的研究。
摘要：对桥梁承台预制施工的主要方法进行了介绍, 结合工程实例, 从预制场建设、模板施工、混凝土施工、墩座混凝土防腐四方面阐述了桥梁水中墩身施工的预制方法, 以提升桥梁施工水平。
关键词：水中墩,预制施工,承台,模板
参考文献