杭州湾大桥方案已排版doc.docx
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杭州湾大桥方案已排版doc
一、工程概况
1、地理位置及规模
杭州湾大桥是我国“五纵七横”国道主干道中同江——三亚沿海大通道跨杭州湾的最便捷的通道。
大桥起点位于杭州湾北岸（嘉兴）的东西大道和乍嘉苏高速公路交点附近，经海盐县的郑家埭，跨越杭州湾宽阔洋面和南岸（宁波）滩涂后上跨位于丰收闸北约3公里处的慈溪市规划海堤后到达大桥工程的终点，工程全长36公里，其中北岸接线公路长362m，南岸接线公路长2976m，桥桥梁部分长32662米，桥面宽33.0米，设双向六车道。
2、桥型布置及结构形成
杭州湾大桥工程按平原微丘双向六车道高速公路标准设计。
根据桥位处地形及水深条件结合通航要求，全桥设计共采用三种桥型四种结构形成，具体布置如下：
北引桥跨越北岸海堤长2.55公里，采用50m连续箱梁桥；北航道主桥长822米，采用双塔双索面钢箱梁斜拉桥；南航道主桥长420米，采用三向预应力砼连续刚构桥；南、北通航桥之间的中联桥长11460m，采用多跨一联先简支后连续的60米T梁桥；南引桥共分为2个部分,一部分长16560米，采用多跨一联先简支后连续的60米T型梁桥，另一部分长850米，采用50米箱梁桥。
全桥根据其通航高度，行车安全及外形美观的要求，分段设置了0—2.5%的纵坡和三个曲率半径分别为8000米、7000米、10000米的平弯曲线。
从总体上看这种布置方法，不仅线形流畅，结构简单，整体性能好，外形美观，而且充分考虑了不同水深条件下的施工要求，便于现场施工。
3、施工条件
3.1地形地貌
桥位处陆域南北两岸均为广阔的平原地形，仅有少数残丘兀立，北岸登陆点海盐县海塘乡郑家埭村农户较多，周围为海水养殖基地和农田。
南岸登陆点位于慈溪市庵东镇西二村三八江出海闸以东1.5公里处，附近为正在围垦的滩涂及旧海塘。
岸滩部分为河口边滩及潮滩，其中北岸滩涂长约1.1公里，0～2米水深浅滩长约0.2公里，南岸滩涂长约4公里（不含正在围垦的约2公里长的滩涂部分），0～2米水深浅滩长约3.1公里，其余部分水深均在2m以上。
湾内海底地形由东往西逐渐提升，海水由深变浅，一般水深在10米左右，长约22.6米公里，由冲刷潮和潮流脊构成。
3.2气象、水文、地质
3.2.1气象
大桥所在区域属典型的亚热带季风湿润气候区，季风显著，四季分明，总的气候特征是温和、湿润、多雨。
常年平均气温在16。
C左右，四季分明，夏天最高气温可达38。
C以上，冬天最低气温低于-10。
C。
雨水充沛，年平均降水量在1200～1300毫米，多集中在5～10月份，该地区季风特征明显，冬季主导风向为NW风，夏季主导风向为SE风，全年平均风速3米/秒左右，其灾害性天气主要有台风、龙卷风、雾和雷暴。
3.2.2水文
杭州湾是典型的喇叭口型海湾，外海潮传入杭州湾受到喇叭口的压缩，能量聚集，且常受台风袭击，形成风暴潮，同时还伴有大浪，对海岸工程破坏较大。
杭州湾口的车和东南面受舟山群岛掩护外，外海涌浪难以传入，湾内以风浪为主，湾内泥沙冲淤特点“冬冲夏淤”。
杭州湾水域因动力轴线分歧，水域内有多股深槽，这些深槽平面上相对稳定。
外海潮波传入杭州湾，受到喇叭口平面外形的压缩以及水深变浅底磨擦效应作用，潮波逐渐由前进渡变为驻波，日、夜潮不等现象明显，属浅海半日潮海区。
乍浦验潮站1930～1999年的统计潮汐特征如下：
最高潮位：
3.66米最低潮位：
-2.83米
最大潮差：
6.49米平均高潮位：
2.82米
平均低潮位：
-1.89米平均潮差：
4.89米
平均涨潮历时：
5时40分平均落潮历时：
6时43分
100年一遇最大流速：
2.86m/s
3.2.3地质
北岸除孤山残丘外，第四系地层分布广、厚度大。
南岸第四系地层沉积了较厚的松散堆积物。
第四系厚度多在130～220米，主要地质层为黄色淤泥，灰黄色砂质粉土、灰色淤泥质粘土、灰色粉细砂、灰绿色粘土、细砂、砾砂、中细砂等，属滨海平原混合型地层。
北段基岩为上侏罗统酸性火山岩，岩性以火山角砾岩、凝灰岩为主，部分为浅成石英二长斑岩。
基岩面标高起伏变化较大。
南段基岩为下第三系泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩。
上部全、强风化层厚度大，属软质岩。
本区域属小震级的稳定地区，地震基本烈度为Ⅳ度，不良地质现象主要表现为软土层，软土层埋深为8～32米，具有高含水量，高压缩性，易触变，抗剪强度低，承载能力低等特征；局部区段20米以内有浅层沼气分布；长河坳陷断裂（后）在距北岸24.5公里附近通过桥轴线，呈NE向展布，为南倾的正断层，属不活动断裂，桥位区构造稳定性较好；在王盘山附近坡角大，伴有滑坡体。
4、工程特点
受其所处地理位置及水文地质、气象等诸方面因素的影响，本工程总体上具备如下特点：
1）该工程为特大型跨海桥梁，远景外形美观，是国道主干线同三线的重要组成部分。
2）本工程建成后，将东部沿海及东南沿海广大经济发达地区的高速公路网有机地连成整体，将会产生巨大的经济效益和社会效益。
3）本工程所在区域水文、地质、气象条件复杂，施工受潮、浪、流、风等恶劣条件干扰严重，地质条件差，基础工程复杂，工程施工技术难度大，涉及面广；对船机设备的能力及现场适应性能要求高，施工条件艰苦。
4）工程施工战线长、工作面多、工程量大，施工周期相应较长，但工期仍十分紧迫，对施工单位的组织管理水平及总体协调能力要求高。
5）本工程由多种桥型组成，水上施工点多线长，质量要求高，安全管理难度大。
6）该地区受台风影响严重，施工期间大型船舶较多，而附近又无大型天然避风锚地，台风期间施工风险较大。
7）施工前期投入十分巨大，准备工作复杂，生产及生活对周边施工环境的要求很高。
5、施工环境
5.1施工用地
北岸可提供500亩施工用地，但地势低洼，原地填筑量较大，且附近居民较多，对施工干扰较大。
南岸可提供新围滩涂2×2公里，作为大桥施工工地。
5.2交通运输
北岸公路及水路交通较为发达，水路运输现有港口装卸能力有限。
南岸公路、铁路交通较为发达，内河航道受河道限制无法使用，海运港口离桥轴线较远，且吞吐能力有限，航道受水深限制。
5.3供水供电及通信
两岸水资源均较为丰富，能够满足生产及生活用水要求。
经初步估算，杭州湾大桥工程用电容量33000KVA，两岸供电均能满足要求，但需增设变电所。
需在两岸新建无线通讯指挥系统和无线对讲通讯系统，架设专用通讯光缆。
5.4主要建材供应
5.4.1黄沙：
优质黄沙取于宁波侧曹蛾江中游，由公路运输至南岸堆场，船舶转运至北岸，其运输成本较高，且资源有限。
5.4.2石料：
取于329国道以北山塘，水路运输。
5.4.3由于就近无重工业基地，故优质水泥和建设用钢材均需外购，由铁路或海运运输。
6、工程量清单
工程量汇总表
序号
工程名称
数量（p）
单位数量（m3/P）
总量（m3）
备注
一、桩
基
础
1
Φ1.2m大管桩，L=60m
5536
29.7
164353
未计桩靴
2
Φ1.5m钻孔灌注桩（-1.5～-73.0）
528
126.7
66898
未计护筒扩大
3
Φ1.5m钻孔灌注桩（-1.0～-73.0）
20
127.6
2552
及钻孔扩孔数量
4
Φ1.5m钻孔灌注桩（-1.0～-85.0）
20
148.8
2976
5
Φ1.7m钻孔灌注桩（-1.5～-80.0）
1048
178.2
186754
6
Φ2.0m钻孔灌注桩（-3.0～-91.0）
52
431.0
22412
7
Φ2.2m钻孔灌注桩（-2.0～-93.0）
16
346
5536
8
Φ2.5m钻孔灌注桩（-1.3～-97.0）
60+4
471
28260
4根备用桩1884m3
小计
479741
二、基
础
承
台
或
地
系
梁
1
50m箱梁双桩墩（陆上）
84
165
13860
2
50m箱梁溥壁墩（水上）
48
187
8976
3
60mT梁钻孔桩
262
192
50304
4
60mT梁大管桩双柱墩
614
218
133852
5
60mT梁大管桩薄壁墩
88
232
20416
6
北航桥主墩
2
8072
16144
7
北航桥边墩
4
583
2332
8
南航桥主墩
4
1333
5332
9
南航桥边墩
4
394
1576
小计
252792
工程量汇总表
序号
工程名称
数量（p）
单位数量（m3/P）
总量（m3）
备注
三、墩、柱
及
盖
梁
1
50m箱梁双柱墩
84
80
6720
2
50m箱梁薄壁墩
48
455
21840
3
60mT梁钻孔桩双柱墩
262
225
58950
包括盖梁
HAV=10m
4
60mT梁大管柱双柱墩
614
245
150430
包括盖梁
HAV=10m
5
60mT梁大管薄壁墩
88
542
47696
HAV=35m
6
北航桥主墩
2
10036
20072
包括横梁
7
北航桥边墩
4
1920
7680
8
南航桥主墩
8
347
2776
9
南航桥边墩
4
610
2440
小计
318604
四、上部构造
1
50m箱梁
136
465
63240
2
60mT梁
5604
91.05
510244
3
南航道主桥箱梁
4
5000
200000
小计
593484
五、
钢
结
构
1
Φ1.2m大管桩桩靴（尖）
5536
6.0t/p
33216t
2
北航桥主桥钢箱梁
822m
/m
T
3
北航桥主桥斜拉索
68对
/对
t
小计
工程量汇总表
序号
工程名称
数量（处）
单位数量（m3/处）
总量（m3）
备注
封
底
砼
1
北航桥主墩封底砼
2
3405
6810
2
北航桥边墩封底砼
4
507
2028
3
南航桥主墩封底砼
4
564
2256
4
南航桥边墩封底砼
4
393
1572
5
50m箱梁薄壁墩基础封底砼
48
132
6336
6
50m箱梁双桩墩基础封底砼
28
102
2856
7
60mT梁钻孔桩墩基础封底砼
262
91.0
23842
8
60mT大管桩墩基础封底砼
614
134
82276
9
60mT梁大管桩薄壁墩封底砼
88
141
12408
小计
140384
二、大型临时工程
1、出梁码头
在北岸桥轴线上游侧修建一座2000t级重件码头，用于水上T梁的运输，码头前端离岸约1.3公里，水深4m以上。
码头设置两座110t级龙门吊，基础为900×12mm钢管桩，其上桩帽及轨道梁并铺设钢轨。
在码头与岸之间搭设栈桥以运输T梁，栈桥基础为钢管桩，上部结构为轨道梁并铺设钢轨，宽度为2m。
栈桥按12m跨布置，每排2根900×12mm钢管桩，单桩承载力按70t计算，平均需22m长。
结构示意如图2-1
2、施工临时码头
北岸施工码头前沿线离岸1km左右，水深2.5m，两个500t泊位，设两台300t.m桅杆吊，其结构如图2-2所示。
南岸施工码头将离桥轴线以西9km处原码头增加一500t泊位作为施工用码头。
3、预制场
北岸在桥轴线上游侧布置一60000m2预制场，提供所有水上运输T梁的预制，共计4164榀，设60个台座，六台110t龙门吊。
南岸在桥轴线下游侧布置一60000m2预制场，提供南引桥靠岸侧120跨共计1440榀T梁的预制，设24个台座，四台110t龙门吊。
预制工期按37个月考虑。
用推土机整平出工作场地，并除杂物，回填宕渣，同时用震动式压路机将地基碾压密实，在其上浇注30cm厚的C25砼垫层。
考虑到T梁张拉时，梁体两端集中受力，因此在梁两端各做一刚性基础，其标高与垫层砼顶齐平，T梁台座采用钢筋混凝土结构。
三、施工总平面布置
1、布置原则
1）结合现场具体条件，充分考虑现场的路域、水域情况，尽量利用现有设施。
2）在满足施工的条件下，节约用地，少占耕地，特别是少占良田，减少拆迁，有利于保护环境，减少对当地人民工作，生活的干扰。
3）方便施工，便于管理，减少职工生活和施工的相互干扰，有利于职工的工作，学习和生活。
4）施工用地按功能合理分布，降低施工资源消耗，节约成本，临时工程和设施不干扰永久性工程的施工。
5）两岸当地的经济、文化生活、社会环境等相适应。
2、施工总平面布置图
施工总平面布置图如图3-1、3-2、3-3所示
3、布置说明
3.1南岸
1）南岸施工现场较大，征地拆迁难度较小，且离宁波较近，但水受水深条件的限制，浅滩长，现场无法建设施工用临时码头。
可作为北航道桥以南的承包人驻地、部分60mT梁预制场，南侧陆上拌和站及料场和该部分工程施工所需的钢筋，钢结构架工场及堆场，全桥砂、石料备料场建设用地，陆上设5000KVA变电站2座，无线通讯系统及变频对讲系统收发基站各一座。
供水系统日供水能按不小于3000t设计。
2）将离桥轴线以西约9公里处的现有码头，扩建至年件杂货吞吐能力达100万吨以上（还增加2个500t泊位），作为南岸施工用专业码头。
砂、石料的水陆转运通过4线皮带运输机来完成，设现场调度室一个，20000m2中转堆场一个，500KVA箱变一台。
3）承包人驻地按常驻3500人考虑，按一个临时生活社区标准建设，相关配套设施齐全，占地200000平方米。
预制场占地60000平方米；拌和站、中心试验室、砂石料料场40000平方米；钢筋及刚结构加工场各占地50000平方米，堆场100000m2,仓库30000m2，修理厂及设备存放场30000m2，砂石料备料场100000m2，场内道路40000m2，另考虑200000m2作其它用地和备用场地，合计占地900000m2。
4）设GPS静态测量基站3座。
5）施工码头与施工基地之间开通驻返班车。
3.2水上
1）在中联桥中部设5000m2左右的施工平台一个，作为水上施工基地。
2）北航道主桥施工用电从北岸抛设2条1万伏变压水下电缆，在主墩位置设1200KVA箱变2台，组成高压双回路，两主墩箱变之间用380V低压联络线连接。
南主桥施工用电从南岸抛设2条3.5万伏变压水下电缆，1000KVA箱变2台，组成高压双回路，其它部分用电考虑发电船供电。
3.3北岸
1）北岸水域条件较好，海陆运输均很方便，但施工用地较为紧张，拆迁工作量大，政策处理困难，可将北引桥，北航道主桥承包人驻地，绝大部分60mT梁预制场，陆上拌和站，砂石料堆场，重件码头，该部分施工所需钢筋，刚结构加工场及堆场布置在北岸，设5000KVA变电站2座，变频发射站、无线通讯指挥系统和中心试验室各一座。
供水系统日供水能力按不小于3000t设计。
2）北岸驻地按常驻2000人设计，占地60000m2，预制场及存梁区占地60000m2，陆上拌和站，中心试验室及料场45000m2,钢筋及钢结构加工场55000m2,堆场20000m2，仓库20000m2,设备维修中心10000m2,场内道路20000m2，另考虑15000m2地作为其他用途，合计305000m2。
3）出运码头前沿离海堤约1.3公里左右，水深条件4.0m左右，以保证装运T梁的船舶能24小时作业，施工码头前沿线离海堤约1.0公里左右，水深条件2.5m左右，考虑2个1000t级泊位，砂石料水陆转运用4个线皮带运输机来完成，也可考虑征用现有的乍浦港作为施工用码头。
4）GPS测量基站3个。
四、主要施工方法
1、施工测量
2、基础部分
2.1陆上钻孔桩
测量放线后，埋设井圈护筒，护筒长3.5m，埋入地下3.0m，用粘土回填夯实。
开挖泥浆沉淀池，桩径1.5米，采用钻孔直径2米，钻孔深度80m左右的转盘式钻机钻孔，泥浆护壁，采用气举或泵吸反循环成孔，成孔后，调整泥浆浓度，浇注水下砼成桩。
2.2北引桥水上钻孔桩
2.2.1栈桥
北引桥水上钻孔桩部分长约1.9公里，桩径1.5米，采用栈桥施工，栈桥设在左右两幅桥之间，宽7.2m，顶标高与堤顶标高一致，岸滩部分跨度12.0m，每墩2根桩，浅滩部分跨24.0m，每墩4根桩。
如图4-1所示，基础采用φ900×10mm钢管桩，单桩承载能力按60t设计，平均海滩标高按0.0m计，则平均桩长为25.0m。
桩顶横系梁采用I56a工字钢，纵梁采用三列单层双排200型贝雷桁架。
桥面横向分配梁采用I25工字钢，按1.5m间距布置，纵向分配梁采用I12.6工字钢，按40cm间距分布，面层采用δ12mm钢板，并作防滑处理。
2.2.2钻孔桩
利用栈桥搭设钻孔平台，平台标高与栈桥标高一致，每墩采用6根φ900，δ10mm钢管桩，允许承载能力按60t设计，平均桩长25m，平台平面尺寸14×16m，主承重梁均采用I56a工字钢，面板采用工具式组合面板。
为增大平台的整体刚度，在+2.0m处加设一道系梁将辅助桩和护筒连成整体。
护筒直径为1.80m，考虑穿透强透水层，平均长度按30m设计，分段接长导向振动下沉。
采用直径2.0m，钻深80m的回转钻机气举反循环成孔，泥浆护壁，浇注水下砼成桩，其施工工艺图如图4-2所示，施工工艺流程如下：
施工准备
↓
搭设钢栈桥←准备搭设栈桥材料
↓
下沉铺助桩
↓
搭设钻孔平台
↓
安装导向架
↓
制作钢护筒→接长下沉钢护筒
↓
安装钻机钻孔
↓
清孔
↓
下放钢筋笼←钢筋笼制作
↓
下水砼导管
↓
二次清孔
↓
浇水下砼成桩←拌和船就位
↓
桩基检测
栈桥部分钻孔桩施工工艺流程
2.3南引桥水上钻孔桩
南引桥水上钻孔桩部分全长约7.2公里，桩径1.7米，其中4.2公里的浅滩部分，搭设栈桥施工，另外3公里的中等水深部分，搭设水上钻孔平台，船舶配合施工，采用直径2.5m，钻深80m以上的钻机，气举反循环成孔，泥浆护壁。
栈桥部分采用双幅分离式钻孔平台，平台尺寸14×18m，6根钢管桩，每个平台一台钻机。
水上部分采用双幅整体平台，10根φ900×10mm钢管桩，平均桩长25m，平台平面尺寸14×36m，护筒直径2.0m，护筒长度32m左右，每个平台上设2台钻机。
2.4北航道桥钻孔桩
北航道桥单个主墩共30根直径2.5m的钻孔桩，钻孔平台平面尺寸66×36m,平台顶桩高+6.5m，采用24根φ1200×12mm钢管桩，单桩承载能力按100t设计，平均桩长34.0m，桩顶用2I56连成整体，上部用万能杆件桁架梁，护筒直径2.8m，δ=14mm，护筒打入黄灰色粉质粘土层，总长度38m，护筒下沉完毕后，用型钢将护筒与钻孔平台连成整体。
北航道桥过渡墩及边墩均设10根直径1.5m的钻孔桩，护筒直径1.8m，δ=12mm，其钻孔平台的平面尺寸为40×15m,采用8根φ1200×12mm钢管桩，单桩承载按70t设计，桩长27m。
主墩采用直径3.5m，钻深120m的回转钻机气举反循环成孔，泥浆护壁，浇筑水下砼成桩，每个主墩采用4台钻机同时施钻，过渡墩和边墩待主墩钻完后开钻，每墩2台钻机，其施工工艺流程如下：
施工准备
↓
打桩船定位
↓
辅助桩制作→下沉辅助桩钢桁架陆上拼装
↓↓
搭设钻孔平台←钢桁架水上运输
↓
安装导向架
↓
制作钢护筒→接长下沉钢护筒
↓
安装钻机钻孔
↓
清孔
↓
下放钢筋笼←钢筋笼制作
↓
下水下砼导管
↓
二次清孔
↓
浇水下砼成桩←拌和船就位
↓
桩基检测
主墩钻孔桩施工工艺流程
2.5南航道桥主墩钻孔桩
南航道桥单个主墩共有26根直径2.0m的钻孔桩，每13根构成一个独立的6边形承台基础，其钻孔平台的平面尺寸为32×36.8m，采用13根φ1200×12mm钢管桩，单桩承载能力按80t设计，桩长30m，纵梁采用2×4m万能杆件桁架梁。
南航道桥每个边墩共8根直径2.2m的钻孔桩，每4根构成一个独立的6边形承台基础，其钻孔平台的平面尺寸为36×16.6m，结构形式与北航道桥边墩钻孔平台一致，仍采用6根φ1200×12mm钢管桩，桩长28m。
主墩护筒直径2.3m，边墩护筒直径2.5m，壁厚δ=14mm，护筒长度40m，采用直径3.0m，钻深120m回转钻机，气举反循环成孔，泥浆护壁。
主墩每墩采用2台钻机，边墩待主墩钻完后开钻。
2.6大管桩
大管桩基础部分，墩柱高度大于20m的每墩10根，小于20m的每墩8根φ1.2m高标号预应力砼管桩，其中6根斜桩，管桩的预制选择在通过了国家ISO-9002质量认证的专业预制场预制，检验合格后，驳船运输至施工现场，3条桩架80m以上的打桩船同时施打，GPS系统测量定位。
施工前应先根据各部分不同的土层条件，选择较为合适的墩位作现场试桩，一周后复打，并对各项指标进行检测，以确定各区段的最终桩长，试桩数量，根据各区段的土层特性由设计确定。
2.7桩基检测
大直径钻孔桩在施工期间应通常埋设超声波检测管，钻孔桩施工完毕，达到设计强度以后，立即进行超声波检测，小直径桩部分埋设超声波声测管，其余部分则进行小应变检测。
大管桩施打完毕后，在承台施工之前，全部作小应变检测。
2.8承台
2.8.1陆上承台
陆上引桥承台施工，先用挖掘机明挖基坑和集水井，浇筑10cm厚C25垫层砼，然后施工地系梁结构工程，浇水养护7天，检验合格后回填。
2.8.2边滩部分钻孔桩承台
边滩部分承台采用可降解塑料袋吹填淤泥围堰，挖掘机开挖基坑，轻型井点降水系统降水，浇筑10cm厚C25垫层砼后干施工，如图4-3所示，井点降水系统的井点数量、单井涌水量及影响半径根据土层渗透系数、基坑的大小来计算确定，其施工工艺流程如下：
钻孔施工完毕
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拆除钻孔平台
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吹填筑围堰
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准备降水系统→安装井点降水系统
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井点降水
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挖掘机开挖基坑
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浇注垫层砼
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割除钢护筒
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测量放线
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加工制作钢筋→绑扎钢筋及墩身预留筋
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准备模板→安装侧模及校模
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浇注承台结构砼
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拆除模板并保养
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拆除井点降水系统
边滩部分承台施工工艺流程
2.8.3浅滩部分钻孔桩承台
浅滩部分钻孔桩承台采用钢砼组合沉井，浇注1.5m水下砼封底后干施工，最低潮位以下的部分可现场预制砼沉井，最低潮位以上部分采用单壁钢沉井，吹填开挖下沉，沉井下沉过程中，应采取一定的导向措施，防止沉井偏位，承台及系梁砼达到强度拆模后，回收沉井钢结构部分，周转使用，其施工工艺如图4
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