承台施工方案改.docx
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承台施工方案改
国道主干线哈尔滨绕城公路东北段
（秦家至东风）--松花江大桥
38#承台工艺试验施工方案
文件编号：
SHJDQJS-2005-17
版本：
第一版
修改码：
【0】
编制：
审核：
批准：
执行日期：
二OO五年十二月
一、工程概况
38#试验承台为主桥陆地承台，大体积混凝土，其结构形式：
为2950cm（长）×1260cm（宽）×400cm（高）八边形承台，原地面标高116.5m，基坑挖深为116.5-107.32=9.18m。
二、施工工艺和设备的选择
1、施工工艺选择
根据设计图纸、地质资料及水文资料，承台施工时采用一级井点降水、明挖基础施工，分两层进行基坑开挖。
根据实测水文资料，松花江水面水位为111.3m（封冰层），为全年的最低水位，这有利于井点降水施工，其中最深的降水深度为3.98m+1m（安全深度）=4.98m。
施工工艺流程图：
38#承台施工工艺流程图
2、施工设备选择
根据施工工艺要求及施工现场的实际需要，选择的主要施工机具设备如下表：
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
挖掘机
大宇300
2
用于明挖基础
2
装载机
ZL30
1
用于明挖基础
3
推土机
T140
1
用于明挖基础
4
起重吊车
20T
1
用于基础钢筋及模板安装
5
起重吊车
16T
1
用于基础钢筋及模板安装
6
砼运输罐车
7m3
8
用于基础砼施工
7
汽车泵车
30m
2
用于基础砼施工（备用一台）
8
搅拌站
60m3/h
2
用于基础砼施工
9
潜水泵
7.5KW
14
用于井点降水施工
10
空压机
9m3
1
用于凿除桩头
11
自卸车
8T
6
用于明挖基础
12
振捣器
ZV70
10
混凝土捣固
三、施工进度计划安排
根据生产要素的配置情况，各项主要工程施工进度安排如下：
第一层基坑开挖：
2005-12-10日~12-16日
井点降水施工：
2005-12-17日~12-27日
第二层基坑开挖：
2005-12-28日~12-31日
凿除桩头：
2006-1-1日~1-4日
基坑平基：
2006-1-5日~1-6日
桩基检测：
2006-1-7日~1-9日
绑扎钢筋：
2006-1-10日~1-15日
模板支立：
2006-1-16日~1-21日
搭设养护大棚：
2006-1-20日~1-22日
承台砼浇注：
2006-1-23日~1-24日
承台砼养护及测温：
2006-1-24日~1-31日
四、各施工工序
⑴测量放样利用全站仪准确放出桥梁中心点，并校准承台的纵、横向轴线，并将轴线控制桩延长到基坑外固定，视水文地质情况放好开挖边桩。
⑵井点降水承台施工时采取井点降水，先进行井点降水试验，测出在实际地质条件下的渗透系数及相应的有效半径，再进行下一道井点的布置设计，以及方便以后松花江大桥其它的承台的井点降水施工。
具体施工方法见后。
⑶基坑开挖承台基坑分两层采用挖掘机开挖（如下图—开挖剖面图所示），首层开挖至最低水面以上1.2m位置处，在基坑周围设置降水平台（4m宽），在平台中间钻井作为降水井。
降水成功后，进行第二层基坑开挖，至设计标高后，采用人工清基、整平基底。
根据施工规范及实际情况条件，我部将上层基坑边坡设为1:
0.5，下层基坑边坡设为1:
1，承台边预留80cm作为作业空间。
凿桩头施工，桩头要凿除预留部分无残余松散层和薄弱混凝土层，凿至密实混凝土为止，同时要保证嵌入承台内部的钢筋长度和桩基混凝土高度符合设计要求，并在桩基检测完成后按照设计图纸，将桩嵌入承台部分钢筋笼绑扎完成。
⑷验基签证当基坑开挖到设计标高后，及时邀请监理工程师检查基础的平面位置、标高及基底情况。
承台的质量检验标准表
项目
允许偏差（mm）
项目
允许偏差（mm）
混凝土强度（MPa）
符合设计要求
平面尺寸
±30
轴线偏位
15
顶面高程
±20
⑸钢筋绑扎钢筋的下料和制作在钢筋加工棚内进行，承台钢筋采用现场绑扎方式制作，由于施工时间温度较低，钢筋接头拟采用绑扎接头以避免焊接接头温度应力，其要求按施工技术规范的有关规定执行，钢筋的搭接长度不小于30d。
在加工钢筋完成后要按照设计要求进行墩台身钢筋的预埋，相邻钢筋的错距不小于100cm，最小外露承台顶面长度为100cm。
⑹模板支立采用组合钢模拼装成大块模板，在钢模外侧沿承台水平主筋方向加三层水平梁（两根钢管），在水平梁与模板中间设竖向梁（14cm×14cm×400cm方木），间距为150cm；水平梁设内拉钢筋（16mm钢筋）与承台主筋相连；在主筋与模板间采用小块钢筋作为垫块来保证砼的保护层，同时起到固定模板的作用。
基坑检验合格后，立即立模进行混凝土施工，避免基底暴露时间过长。
⑺降温水管及测温孔安装在钢筋安装过程中，安装降温水管；在完成承台钢筋安装后，安设测温孔，具体施工详见后述降温水管及测温孔施工方法。
⑻混凝土浇注承台混凝土为泵送混凝土，浇注均采用汽车泵输送入模，浇注过程中，采取分层一次浇注，每层厚度30cm，当浇注到混凝土埋过冷却管道时，进行混凝土降温。
⑼降温施工及大棚养护降温施工从混凝土浇注过程中开始，大棚养护从混凝土浇注完成后开始，两者均根据所测的混凝土内外温度差来调节其相应的工作强度，但必须保证混凝土内部温度差最大不超过规范要求25℃。
相应的保障措施见后温度控制措施。
⑽拆模当承台混凝土达到拆模强度后，即可拆除模板，对称回填土方后进行下一道工序施工。
五、关键工序
㈠井点降水
桥墩承台井点降水方案，根据承台所处地层的渗透系数（细砂层取K=15）、要求降低水位的深度（38#桥墩要求最小降低水位为3.98m）及本工程要求施工周期短的特点，采用轻型环形井点群降水方案。
井孔采用钻机钻进成孔，孔径为500mm；降水井管采用d=300mm钢筋笼外套钢丝网及井底布；井管与井壁间采用级配良好的碎石进行回填，碎石最大不超过20mm；要求降水后基坑的安全深度为1m，即最小降水深度为4.98m。
1、方案设计
桥位的地面最高标高为116.5m，最低基坑底标高为107.3m，基坑平面尺寸为24.6m×41.5m。
为安全起见，细砂层的渗透系数取15m/d（相关资料中细砂层的渗透系数为1-5m/d）。
1确定井点管的埋设深度Ha（如轻型井点布置示意图所示）
井点管的滤管在透水层内，埋深Ha可按以下公式计算：
Ha=h1+h2+Δh+l+r/m
可计算出Ha=9.7m
②基坑总涌水量Q
基坑降水示意图如下图所示。
可知井管所处为无压水层，基坑总涌水量Q可根据无压非完全井群计算公式进行计算，公式如下：
Q=1.366K（2H0-S）S/（lgR0-lgr）
可计算出Q=9928m3/d
③单根井点出水量q
由于地层为细砂层，单根井点出水量q可按50m3/h进行计算
可计算单根井点出水量q=1200m3/d。
④确定井点管的数量n
n=1.1Q/q
可求得n数量为10根，为了增加施工安全性，施工时布置n=11根井孔，具体平面布置图如下图所示。
此所设的井水管最大的抽水能力，Q0=11╳1200=13200m3/d
安全系数，k=Q0/Q=13200/9928=1.33，故可判定方案可行。
2、井点降水方案的具体施工
井点设备主要包括井点管和抽水设备。
采用潜水泵作为抽水设备时，可不考虑泵的抽吸能力的影响，直接将水泵下至滤水管中，集水总管采用内500mm的胶管。
3、井点降水试验
承台井点降水试验井为5口井，如下图所示的1~5号。
降水井均布置在降水平台的中间位置，其平面布置如图所示。
试验过程
第一步按照施工图纸进行钢筋笼安装、滤料填充及下放抽水设备；
第二步测量1、2、3、4、5各位的正常水位，即地下水位线；
第三步启动3号井孔抽水设备，至3号井孔水位稳定后，测量1、2、3、4、5各井水位，即0m、4m、6m、12m、16m点的水位，并绘出降水曲线图，确定最大降水半径；
第四步关闭3号井孔抽水设备，直至1、2、3、4、5号井孔回复正常水位；
第五步启动2号、5号井孔抽水设备，至2、3、4、5号井孔水位稳定后，测量4号稳定后最低水位，与施工要求水位线106.3m比较，判断其是否满足施工要求，以进行下一步的井点降水设计施工。
试验完毕，根据试验结果重新根据实际开挖情况进行井位设计，以保证其降水一次成功。
4、通病及预防措施
①.现象：
抽出的地下水始终不清，水中含砂量较多，基坑附近地表沉降较大。
②.原因：
井点滤网破损，井点滤网孔径和砂滤料粒较大，失去过滤作用。
土层中的大量泥砂随地下水被抽出，滤层厚度不足。
③.预防措施：
下井点管必须严格检查滤网，发现破损或包扎不严密应及时修补，井点滤网和砂滤料根据土质条件选用。
当始终抽出浑浊的井点，必须停止使用。
5、质量要求
①、基坑周围井点对称、同时抽水，使水位差控制在要求限度内。
②、井管安放应力求垂直并位于井孔中间，井管顶部应比自然地面高O.5m。
③、井管与土壁之间填充的滤料一次完成，从井底填到井口下1.Om左右，上部采用不含砂石的粘土封口。
④、每台水泵配置一个控制开关，主电源线路沿深井排水管路设置。
⑤、滤管外围的过滤层厚度为10cm，采用5~20mm级配性好的碎石，控制其空隙率不超过40%。
⑥、滤管在井孔中位置偏移不大于滤管壁厚。
㈡降温处理
本工程承台基础厚为4m，属于大体积砼施工。
根据以往的施工经验及相关资料显示，砼浇筑后产生的水化热温度,最高峰值一般出现在浇筑后的第三天,对砼浇筑后三天的内部最高温度与混凝土表面温差控制在25摄氏度以内,以免因温差和砼收缩产生裂缝。
为避免砼因温差而产生的质量问题，采取在混凝土内部布置降温水管及在混凝土表面进行大棚养护措施来保证混凝土内部与混凝土表面的温差不大于25摄氏度。
1、降温管布置
在施工过程中，采用水暖钢管（YB234）作为降温水管，内径为41mm，单根水管长度为90m，过水量不低于18L/min，在进出水口采用直径为50mm铁管。
在4m厚的承台设三层，层间距1m，平面间距为1.2m。
布置图如下图所示：
2、测温孔布置
温度监测，从预埋测温孔（如下图所示）直接测出混凝土的温度，再与混凝土表面温度比较，根据温差大小来调整降温水管内流速的大小，即泵量的大小。
在冬季施工时，可以提高养护大棚内的温度来进一步调整混凝土内外的温差。
温度监测孔布置原则：
（1）选取2根不同层冷却管沿管道长度方向各布5孔，测量同根管道温度分布规律；
（2）靠承台中心部位管道之间布置4个孔，测量混凝土内部最高温度；（3）在承台外表和中部各一组管道位置，分别沿竖向布置各8个孔，孔深对应管道位置和层间距的1/3、2/3以及底面，每组平面范围不大于4m2，以测量温度沿竖向分布情况和冷却水管的降温效果。
温度监控在混凝土浇注后48小时内，每隔3小时进行测量一次，作好混凝土温度记录；在混凝土浇注后48~72小时内，每隔1.5小时进行测量一次，作好温度记录；此外在混凝土温度超过50度时，每隔1小时要监测一次，作好温度记录。
以上数据随时整理绘出温度曲线，以方便进行养护时温度控制。
3、大棚养护
混凝土浇注前，搭设混凝土养护大棚，根据现场实际情况在降水平台位置搭设大棚，大棚内支撑采用钢管作为骨架，钢管作为辐条，在其上覆盖棉帆布作为保温材料。
浇注前低温预热模板，以不出现负温为宜。
混凝土浇注完毕后，立即进行大棚养护。
混凝土养护空间为31.5m╳14.6m╳5m，经过热功计算及以往施工经验，若在3~5小时时间里将空间内温度提高到10℃，采用6个自制煤炉，均匀对称布置在基坑底部,同时备用4个自制煤炉,以增强空间内的温度调节能力。
温度监控在养护期间，每隔3小时测量一次，作好温度测量记录。
养护期初定7天，同时根据混凝土内部温度监测情况调整养护温度并控制升降温速度。
㈢混凝土施工
承台混凝土采用分层浇注、一次浇注的方式进行施工。
模板及钢筋施工完毕后，在模板上口搭设浇注平台，主要为人员操作平台，在平台上按照最佳配合确定浇注点，根据承台总面积为332平方，搅拌站的搅拌能力为60~80m3，确定分层厚度为30cm，浇注点在顺桥向12.6m的方向上布置4个固定点，在横桥向29.5m的方向上布置9个固定点，共31个浇注点。
浇注方向为每次均为顺桥向浇注，沿横桥向推进，呈之字形推进。
视实际情况在布料点断开钢筋，浇注时焊接恢复。
承台冬季施工采用商品混凝土，在商品混凝土设质量检验员进行全程质量检验，检验各种料温、水温、各盘的计量情况、出机后混凝土的温度、混凝土的坍落度等情况，同时按照规范要求做好检查试件。
在混凝土运至现场后，须测量相关试验数据，特别是混凝土的温度数据，不符合规范要求的混凝土不准入模；并按照规范要求做好同体养护试件。
混凝土浇注输送采用汽车泵进行施工，其调升空间范围为37m，根据承台的结构尺寸，能满足在浇注过程中不需重新挪位，且能进行快速定位浇注。
混凝土振捣，严格按照操作规范进行施工，控制好振捣时间，不准漏振和过振，以保证浇注质量。
混凝土浇注点平面布置呈3.2m×3.2m方形，如下图所示。
混凝土浇注速度要控制好，每个点不得超过4分钟，层厚为30cm，即每个浇注点放砼量约为3m3混凝土。
混凝土输送所采用的泵送设备其速度能达到每小时60m3，输送范围为37m，均能满足施工要求。
根据上述数据，可以计算出浇注一层30cm厚混凝土所需时间为最长130分钟，整个承台分13层，总体所需时间为28.5小时。
六、质量安全保证措施
（一）安全保证措施
（1）.抽水设备的电器部分必须做好防止漏电的保护措施，严格执行接地接零和使用漏电开关三项要求，施工现场电线应架空布设，用三相五线制。
（2）.严禁非机械工操作现场机械。
（3）.夜间施工应保持足够的亮度。
（4）临时用电工程的安装，维修和拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非电工不准进行电工作业。
（5）配电箱要能防雨，箱内不得存放杂物并设门加锁，专人管理。
（6）各类电气开关和设备的金属外壳，均要设接地或接零保护。
（7）现场架设的电力线，不得使用裸导线，临时敷设的电线路不准挂在导电的现场物体上，必须安设绝缘支撑物。
（8）挖掘机等机械在坑顶进行挖基出土作业时，机身距坑边的安全距离不小于1m，堆放材料及机具不小于0.8m。
（9）清理基底时备有便于出入基坑的爬梯等安全设施。
（10）开挖中，当坑沿顶面裂缝，坑壁松塌或遇有涌水、涌砂影响基坑边坡稳定时，立即插打木桩加固防护,并迅速撤离人员。
（11）配备足够的备用抽排水设备，抽水机及管路等安放牢靠并经过检查方能使用。
（12）各种运输车辆在基础边缘3m范围内禁止通行。
（13）现场设专职安全员一名，及时发现并处理安全隐患。
（二）冬季大体积混凝土施工质量措施
要避免承台大体积混凝土的内外温度差大而引起的内部裂缝，从以下几个方面采取措施：
a承台混凝土浇筑采用较大掺量粉煤灰商品混凝土，使用性能良好的粗、细骨料，使拌合物具有和易性好、可泵性好、初凝时间长、坍落度损失小、水化温升小等特性。
研究结果表明:
掺粉煤灰25%以上的混凝土水化热远比不掺粉煤灰的普通混凝土要小,热峰出现时间可推迟20小时左右,最大热峰降低3~5℃，因此,大掺量粉煤灰可显著降低水化热,降低混凝土的温升,弥补普通大体积混凝土因水泥标号高,用量大而导致混凝土温升过大的缺陷,有利于防止混凝土由于温度应力而引起的开裂,从而有利于提高混凝土的耐久性。
另外较大粉煤灰掺量可以有效提高混凝土拉压比，从而提高混凝土抵抗早期开裂的性能。
粗骨料选用优质石灰石，其热膨胀系数小，选用骨料体积比大的混凝土对防止混凝土温度裂缝有利。
本承台混凝土选用FA取代系数28.5%,超代系数为1.0，骨料体积比为67.7%。
b选择适当的配合比，掺入适当的外加剂减少相应的水泥用量降低水化热；配合比应满足设计强度、泵送施工、低水化热、缓凝时间长等要求。
c在承台混凝土内预埋水管，通水冷却。
其布置如降温水管平面布置图所示，利用水泵使冷却水循环以降低混凝土温度，并定期的测量进、出口水温，当温差不大于25℃时，即可说明混凝土内外温度差不大于25℃；当超过25℃时，可采用加大泵量来降低内部温度，直至达到温控要求。
d选择适宜的混凝土浇筑温度。
混凝土入模温度控制在5℃左右以减小混凝土内部温度峰值。
e适当控制混凝土入模厚度和振捣工艺。
浇筑采用水平分层的方式进行，每层厚度为0.3m。
最大限度的降低混凝土温度。
f采用搭设大棚进行蒸汽养护，以免混凝土的内外温差过大而出现裂缝。
g承台内部埋置温度监测孔，如测温孔平面布置图所示，定期进行实测内部温度，做好相应的记录，绘制相应的温度曲线，对其与混凝土表面混凝土进行比较，方便采用相应的降温措施。
控制标准为：
承台内混凝土的最高温度应＜55℃，温度下降速率应＜1.5℃/h，最大水化热温升＜30℃。
h健全质量保证体系，及时做好相关施工记录。
附：
质量保证措施及体系
⑴组织保证措施
①根据本工程特点及质量要求，项目经理部及施工队均设置相应的工程质量管理部门，配足质量管理人员，强化项目的质量管理。
②项目经理部成立以项目经理为组长、副经理和总工程师为副组长的质量管理领导小组，组员为各业务部门负责人及各队队长。
项目经理部设安质监察部，配２名专职质检工程师。
各队相应成立队级质量管理小组，队长为组长，技术负责人为副组长，组员为各部门负责人及工班长。
队设质量安质室，设专职质检工程师一名，工班内设兼职质检员。
⑵制度保证措施
①全员深入学习哈尔滨环绕高速公路松花江大桥工程设计资料及有关技术规范和操作规程，准确、全面地了解本工程的质量标准和质量要求，并严格按照执行。
②我局已通过ISO9002质量认证，在施工中全面实施该质量保证体系标准，按公司《质量手册》和《程序文件》的要求，制定本工程项目质量计划，并严格执行。
③分项目、分工序实施专项质量管理，上至项目经理，下至操作者，均制定岗位责任制，签订质量保证书，做到指导工程施工者负责质量，检查质量者评定质量，直接操作人员关心质量，把质量管理的每项工作、每个环节，具体落实到每个部门和每个人身上。
④确立以自检、互检为基础、质检工程师和质检员专检、抽检相结合的质量检查制度和工前试验、工中检查、工后检验的质量检验制度。
⑤严格执行隐蔽工程的检查签证制度，隐蔽工程不经检查签证，不进行下一道工序。
实行工序间的转序检查制度，每一道工序完成后，经自检、专检达标后，经监理工程师检查签证，方进行下一道工序施工。
⑥持“三服从、五不施工、一票否决”制度，即进度、工作量、计价支付服从工程质量；施工准备不充分不施工，设计图纸没有自审和会审不施工，没有进行技术交底不施工，必须的试验未达到标准不施工，施工方案和质保措施未确定不施工；坚持质量一票否决权。
⑦落实优质优价制度，验工计价与质量等级挂钩，职工的收入与操作质量挂钩，具体按我公司《项目管理规定》和《工程质量管理办法》执行。
⑧实行质量监督制度，无条件接受建设单位和监理工程师管理，为质检人员提供检测仪器，创造质量检测、检验条件，配合作好工程质量复检工作，提供准确的技术数据和自检资料。
⑶技术保证措施
①推行全面质量管理，广泛开展ＱＣ小组活动，对关键工序组织技术人员攻关。
②加强计量、测量、试验工作，建立工地试验室和测量队。
混凝土拌合站配备自动计量系统，严格控制混凝土的配合比。
采用先进的测量仪器，确保测量精度。
试验室配备足够的试验设备，并随工程进展及时进行试验。
③严格把好材料质量关。
本工程所需的主材从业主指定的厂家或质量信誉好的厂家或料源处购进，材料进场后经工地试验室进行复检试验合格后使用，不合格的材料坚决退回不用。
当地料的购买事先选料，确认合格后进货，并分类堆放，妥善保管。
④加强施工过程中的技术管理，确保目标实现。
a.桥梁施工时，为确保混凝土外观质量，模板采用大块组合钢模板和整体钢模板。
模板设计选料时，确保模板的强度、刚度和稳定性，模板加工制作确保模板尺寸、平整度和整体质量。
安装模板支架、绑扎钢筋的布置、焊接及预埋件的位置保证符合设计要求，不发生变形，经有关质检人员和监理工程师检查认可后，进行混凝土的浇注施工。
b.混凝土拌合站在进行混凝土拌制之前，先按设计要求做好配合比试验，严格控制砂、石用量和水灰比，保证混凝土的和易性。
用混凝土输送车运送混凝土时，路上按规定搅拌，确保混凝土泵送施工的顺利进行。
混凝土现场灌注时，加强振捣，一次施工到位，避免接茬。
混凝土浇筑后采用洒水覆盖塑料薄膜养生，确保混凝土的强度达到设计强度。
为确保混凝土外观质量，颜色一致，采用同一厂家同一品牌的水泥和同一个产地的粗细骨料。
c.按规定要求制作混凝土试件，除了在养护池进行标准养护的试件外，还应有足够的试件与相应的结构物采取同体养护，以便控制拆模、张拉等工序时机。
d.施工过程中认真积累、整理内业资料，做到准确、详实、工整，使工程质量检验资料格式化、规范化，适应重点工程档案资料立卷归档要求。
七、工期保证措施
精心组织合理安排，配备足够人员、机械设备，从资源上保证工期，把计划落实到每一天，以天保周计划，以周保旬计划，以旬保月计划。
八、环境保护、文明施工
1、施工过程中，产生的废弃物应按监理工程师的指示集中堆放或及时清运。
2、基坑开挖时，产生土方量按照施工需要、实际施工要求运至现场指定的堆弃场，以方便后期基坑回填施工。
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