高速公路立交水上作业施工组织设计

一、概况本标段华东路立交主线和A、B匝道跨越浦东运河，跨度20.84m。

浦东运河为七级航道，是通向浦东北部高桥镇和高东镇的重要水路，为确保水上施工及航道安全，特单独编制本施组以指导施工，本施组包括水上围堰和钻孔灌注桩施工两部分，承台、立柱和盖梁施工按照已编制的华东路立交承台、立柱和盖梁施工组织设计执行，上部结构吊装和桥面系施工施组并入华东路立交一并编制。

主线和匝道分别有4只承台位于浦东运河中主线每只承台8根Φ800mm钻孔灌注桩，尺寸12.11×3.6×1.6m，呈哑铃形布置。

匝道每只承台4根Φ800mm 钻孔灌注桩，尺寸3.6×3.6×1.6m，呈矩形布置。

承台高度均为1.6m，顶标高1.8~2.1m不等。

承台结构轴线与现有河道中心线平行，离河岸约3.6m，详见附图一《浦东运河平面布置图》。

二、地质、水文情况工程范围属滨海平原地貌类型，浦东运河常水位2.78m，最高水位3.2m，最低水位 2.5m，其它水文资料暂缺。

河床断面测量显示：承台施工位置的淤泥面标高在＋1.4～＋2.2m之间，主线6＃、7＃墩4只承台和A、B匝道4只承台，全部或部分位于河床泥面线以下。

三、水上作业施工方案综合考虑桩基形式、承台位置、埋设深度以及河床淤泥深度等因素，确定采取双排钢板桩围堰、清淤换填形成干施工环境后进行钻孔灌注桩和下部结构施工，待下部结构完成后拆除围堰、清淤后恢复河道。

主线单侧承台同相邻匝道承台作为一个围堰单体，分为四个区域围堰。

四、占用航道情况为最大限度的降低施工对浦东运河航道的不利影响，采取单侧施工的方法：先实施西侧围堰，待西侧下部结构完成施工，拆除围堰后，开始东侧施工。

相应占用航道分为两个阶段：第一阶段：见附图二《第一阶段围堰示意图》，西侧围堰区域长29.25m，宽9.1m，共两处，开放航道宽度17.9m，历时4个月。

第二阶段：见附图三《第二阶段围堰示意图》，东侧围堰长29.25m，宽9.1m，共两处，西侧已完成施工的承台净宽6.062m，开放航道宽度11.838m，历时4个月。

五、双排钢板桩围堰5.1双排钢板桩围堰的平面布置5.1.1为缩短施工围堰占用河道的时间，主线单侧承台与相邻匝道承台组成一个围堰单体，单侧两个围堰同时施工。

5.1.2平行与河流中心线的围堰段（简称主围堰），距主线承台外边线1.2m；垂直与河流中心线的围堰段（简称端围堰），距主线承台边线1.0m，且伸入河岸线1.0m；主围堰与两侧端围堰，将1只主线承台和1只匝道承台围合其中。

5.1.3主围堰长29.25m，两侧端围堰长10.618m，合计50.486m。

占用河道宽9.1m。

5.2双排钢板桩围堰的结构5.2.1双排钢板桩围堰宽2.5m，围堰内两侧为袋装粘土，每侧宽约0.6m，中间为粘土芯墙宽约1.3m。

5.2.1钢板桩选用热轧轻型［30＃槽钢，咬口排列，桩长6.0m（＋3.50～－2.50m）。

5.2.2外侧钢板桩淤泥面以上3.1m，入土深度2.9m；而内侧钢板桩淤泥面以上3.20m，入土深度2.80m。

详见附图四《围堰剖面示意图》。

5.2.3入土深度与沟槽深度的比值：外侧钢板桩为1.17；内侧钢板桩为0.88；平均1.03，大于0.5的要求。

5.2.4为保证围堰的整体性，钢板桩两外侧用热轧轻型［30＃槽钢作导梁，并用Φ22mm的对拉螺栓将其销紧，对拉螺栓间距2.0m。

同时在围堰交接处的顶部选用热轧轻型［30＃槽钢将其焊接成整体，以增强角隅处的整体性。

5.3双排钢板桩围堰施工及围堰内的施工流程⑴用15t吊车吊震动锤施打钢板桩（2～4根为一组）→⑵安装导梁、对拉螺栓及角隅处的加固→⑶清除钢板桩围堰内底部淤泥→⑷分层填筑袋装粘土和粘土芯墙→⑸拧紧对拉螺栓→⑹抽干围堰内水，同时做好围堰内的排水施工→⑺围堰范围填土至＋3.5m→⑻施工钻孔灌注桩（12根）→⑼承台基坑开挖至＋0.3米（或＋0.4米）→⑽钢筋混凝土承台、立柱和盖梁施工→⑾拆除围堰内填筑物→⒀拆除对拉螺栓及角隅处的加固→⒁拔除钢板桩→⒂恢复原岸坡。

5.4双排钢板桩围堰施工要点：5.4.1钢板桩必须密咬式排列，即1.1米5根钢板桩，咬口要紧密，板桩要挺直，若不密缝要用木板或草包填塞。

5.4.2打桩前，要将钢板桩调直，同时可将2～4根钢板桩点焊成一组，以减少缝隙。

钢板桩的根数，视震动锤的振动力大小而定。

5.4.3围堰内淤泥由潜水员用高压水枪，将淤泥冲起，再由泥浆泵将泥浆抽出，以达到清除淤泥目的。

5.4.4围堰内填筑物施工前，要将导梁和对拉螺栓安装好，并通过对拉螺栓将两排钢板桩之间的尺寸调整至2.0m。

再进行角隅处的加固。

其后方能进行围堰内填筑物的施工。

5.4.5围堰内填筑物的施工，尽可能在低潮时进行。

分层填筑袋装粘土和粘土芯墙要，两侧袋装粘土堆砌3～4层后，即需填筑其间的粘土芯墙；填筑面露出水面后，粘土芯墙要夯实。

5.4.6端围堰伸入河岸线长度不得少于1.0m，但近岸部分钢板桩的长度可减短至4.0m。

5.5施工围堰的安全性的考虑5.5.1受力状态的分析⑴围堰施工后，且围堰内的水抽干时：围堰外侧钢板桩受围堰内侧向土压力（约3.1m）－围堰外侧向水压力（3.1m），围堰内侧钢板桩受围堰内侧向土压力（2.6m），大于外侧钢板桩的受力。

⑵施工灌注桩时：围堰内填土至＋3.5m，比⑴状态安全，不于考虑。

⑶承台基坑开挖后：围堰外侧钢板桩受围堰内侧向土压力（3.1m）－围堰外侧向水压力（3.1m）；而围堰内侧钢板桩受围堰内侧向土压力（3.2m）大于外侧钢板桩的受力，是最大的受力状态。

5.5.2最大的受力状态的强度验算⑴热轧轻型［30＃槽钢的截面特征值高30cm；宽10cm；截面面积40.47cm2；重量31.77kg/m；截面抵抗矩Wy＝129.8cm3；截面惯性矩Iy＝326.6cm4。

⑵计算图式的简化：本应按照“悬臂式板桩的计算”规定，计算埋入深度、最大弯矩，选择板桩截面，由于缺少土壤特征值资料，故简化成悬臂梁进行计算。

图式如下：⑶最大土压力：qmax＝γH·B＝18KN/m3·3.2m·1.0m＝57.6 KN/m⑷最大弯矩：Mmax＝q·l2/6＝57.6·3.22/6＝98.304 KN·m⑸最大应力：σmax＝Mmax/Wy＝98.304×106/129.8×103×5/1.1＝166.7N/mm2＜〔σ〕＝205N/mm2故安全。

六、钻孔灌注桩施工6.1概况6.1.1主线每只承台8根Φ800mm钻孔灌注桩，桩长45~51m不等，匝道每只承台4根Φ800mm钻孔灌注桩，桩长45~51m不等，共计48根。

6.1.2设计混凝土标号为水下C25。

6.1.3将围堰范围清淤后分层回填素土至围堰顶(+3.5m标高)，回填必须用粘土，土中不得夹杂砖块等建筑垃圾，以免影响成孔质量。

6.2测量放样6.2.1首先根据设计提供的墩位中心桩坐标及方位角定出中心控制桩及法向控制桩，然后以此放出钻孔灌注桩桩位中心及其攀线桩。

6.2.2桩位中心控制桩及法向控制桩必须经过监理复核后才能使用6.2.3桥墩横轴线与桥梁中心线均为斜交，测放桩位小样时必须搞清斜交方向，完成桩位放样后必须通过相邻桩（跨）的间距进行复核，确保桩位准确无误。

6.3钻机选型6.3.1钻孔灌注桩施工采用上海探机厂生产的GPS-15反循环钻机，其技术参数如下：钻孔直径：800~1500mm 转盘转速：13、23、42rpm钻盘扭矩：17.7kNm 驱动动力功率：30kw钻机质量：15000kg6.3.2钻头采用三翼或四翼式钻头，钻头直径为φ800mm。

6.3.2及时进行钻机设备报验，钻机、钻头、导管等设备经监理验收合格后方可开钻。

6.4护筒埋设6.4.1护筒采用钢护筒，壁厚为3mm~5mm，护筒的内径比钻孔桩设计直径大10cm左右。

6.4.2护筒的制作必须有一定的强度和刚度，接缝和接头焊接密实、不漏水。

6.4.3护筒按照预先布置好的设计桩位中心进行埋设，并应严格保持护筒的垂直。

6.4.4护筒埋设深度2m左右。

如护筒底的土质较差、护筒底容易渗水坍塌时，必须挖深换土，在筒底换50cm厚的粘土，分层夯实后再安放护筒。

护筒就位后，在护筒四周分层回填粘土并夯打密实。

夯填时应对称匀称，防止护筒移位。

6.4.5护筒顶必须高出回填土表面0.3m（+3.8m标高），避免雨水及地面积水流入护筒内。

6.4.6钢护筒中心与桩孔中心偏差控制在5cm以内，埋设倾斜度偏差控制在1%以内。

6.5钻机就位6.5.1钻机安装就位必须保证底座平稳，必须控制好机头钻杆的垂直度与机架平台的水平度，保证钻机顶部、钻盘中心与护筒中心必须在一条垂直线上，偏差控制在2cm以内。

6.5.2钻进前应仔细做好钻杆、钻头长度的测量工作，在钻杆上标志编号并记录各节长度。

钻进中钻杆下放前应复核长度，以保证钻孔深度的准确性。

6.5.3钻机就位后，必须及时复测钻机平台或护筒的顶标高，作为今后量测孔深与沉渣厚度的依据。

6.6泥浆循环与硬地坪布置6.6.1泥浆循环采用泥浆池、循环槽、沉淀池组成。

6.6.2施工期间，根据沪建建管[95]第114号文件的有关要及时做好硬地坪，避免泥浆外泄污染河道。

6.6.3泥浆外运必须采用专用槽车进行。

6.7钻进6.7.1考虑到本地区土层上部大部分为淤泥质粘土和粉土，因此采用人工造浆，采用性能合格（塑性指数较大、含砂率较小）的粘土和膨润土搅拌后使用。

对下部粘土部分土层采用自然造浆方法。

6.7.2钻进过程中每2小时检测一次泥浆指标，注意及时调整泥浆指标，使其符合规范要求，同时应注意土层变化，随时与地质图进行对照，合理调整钻进速度与钻压等钻进参数。

钻进记录必须如实、准确、及时、整齐。

6.7.3钻进时，注入孔口的泥浆密度≤1.10、粘度：16″~18″，排出孔口的泥浆密度≤1.15、粘度：18″~22″。

注意保持足够的水头高度、合理控制泥浆指标，避免坍孔。

6.7.4相邻桩的施工间隔时间不得小于36个小时，以混凝土浇注完成时间为准。

6.8终孔钻进达到设计标高后，应即进行终孔检查（孔深、孔径、垂直度），符合设计要求后进行第一次清孔，在混凝土导管安装完毕后，再进行第二次清孔，孔底沉渣厚度不得大于10cm。

经监理检查合格后方能浇筑混凝土。

6.9钢筋笼的制作6.9.1钢筋进场后必须在指定地点分类堆放整齐，必须具备质保单，并及时完成有关材料与焊接试验。

项目部必须及时完成材料报验工作。

6.9.2钢筋笼制作时，按设计位置布置加强箍筋，加强箍筋必须与主筋进行点焊，在加强箍筋和全部主筋焊接后，绑扎螺旋筋，并用部分点焊加强。

6.9.3钢筋骨架长度受起吊高度及运输条件限制时，采取分段制作。