《橋梁施工與BIM技術(shù)應(yīng)用》課件 5.2、拱橋施工 - 施工準(zhǔn)備、人工挖孔樁

橋梁施工與BIM應(yīng)用

模塊五、拱橋施工

工程概況：某大橋長146.2m，下部構(gòu)造為橋臺(tái)、樁基，上部構(gòu)造為現(xiàn)澆混凝土拱橋。橋跨布置為2×10m(空心板)+90m上承式箱型拱橋(主橋)+2×10m（空心板），主橋?yàn)樯铣惺戒摻罨炷令A(yù)制箱形拱橋，拱圈采用懸鏈線無絞拱，主拱圈由5片拱箱組成，拱箱高1.8m，凈跨徑L0=90m，橋面全寬采用9m。

本橋施工分為動(dòng)土前準(zhǔn)備、基礎(chǔ)施工、橋墩、橋臺(tái)及拱座施工、預(yù)制場施工以及拱上建筑構(gòu)件預(yù)制、纜索吊裝系統(tǒng)施工、拱箱放樣、拱架吊裝、拱箱現(xiàn)澆、拱上建筑施工、橋面系施工等任務(wù)?，F(xiàn)分述如下。

任務(wù)一：動(dòng)土前準(zhǔn)備動(dòng)土前要做很多準(zhǔn)備工作：組建項(xiàng)目經(jīng)理部、現(xiàn)場踏勘、制定施工組織設(shè)計(jì)、三通一平、技術(shù)準(zhǔn)備。

步驟一組建項(xiàng)目經(jīng)理部本橋所有工作的第一步就是組織班子，開展相關(guān)工作。由于項(xiàng)目剛處于簽合同階段，工地上現(xiàn)場工作量較少，為避免窩工，開始應(yīng)少進(jìn)人，隨著工程的開展陸續(xù)增加人員。需要陸續(xù)就位。項(xiàng)目第一批進(jìn)場的人員主要是項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)、部門負(fù)責(zé)人和骨干管理人員，其他人員根據(jù)工作

步驟二現(xiàn)場踏勘項(xiàng)目班子組建完成后，首先做的事情就是現(xiàn)場踏勘?，F(xiàn)場踏勘是橋梁施工中極其重要和基礎(chǔ)的一步。它的真實(shí)性、精確性、完整性都會(huì)嚴(yán)重影響項(xiàng)目后期的各項(xiàng)工作。

（本橋進(jìn)場道路）現(xiàn)場踏勘結(jié)束后，還應(yīng)處踏勘報(bào)告。

步驟三制定施工組織設(shè)計(jì)制定施工組織設(shè)計(jì)既是項(xiàng)目實(shí)施的一個(gè)重要工序，又是全橋施工組織的一個(gè)綱領(lǐng)性文件。施工組織設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：工程概況、主要施工方案、工程進(jìn)度計(jì)劃、工料機(jī)需求計(jì)劃、施工組織機(jī)構(gòu)、質(zhì)量保證體系、環(huán)境保護(hù)措施、安全保證體系等。施工組織設(shè)計(jì)經(jīng)過施工企業(yè)內(nèi)部審查通過，并報(bào)經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可實(shí)施。全橋性施工組織設(shè)計(jì)完成后，隨著各分部分項(xiàng)工程的陸續(xù)實(shí)施，其相應(yīng)的施工組織設(shè)計(jì)也應(yīng)相應(yīng)地完成。

步驟四三通一平本橋南北兩岸均靠近村莊，布置鄉(xiāng)村道路，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，我們需要在已有的鄉(xiāng)村道路和本橋施工現(xiàn)場之間布置進(jìn)場道路，以及到各施工點(diǎn)的場內(nèi)臨時(shí)道路，臨時(shí)道路的等級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按施工方案的要求執(zhí)行。

（進(jìn)場道路施工）

（場內(nèi)臨時(shí)道路施工）本橋兩岸均有村民，施工臨時(shí)用電，按照施工組織設(shè)計(jì)，分別從兩岸現(xiàn)有電網(wǎng)就近接入，選擇合適的地方安裝變壓器，再從變壓房內(nèi)架線至各施工現(xiàn)場。為保證施工用電，施工現(xiàn)場需配備一臺(tái)發(fā)電機(jī)，以停電應(yīng)急需求。

變壓器及出線

變壓器及出線

施工臨時(shí)用水主要分為生活用水和生產(chǎn)用水。生活用水主要考慮接入兩岸村民自來水管網(wǎng)，也可以采用其他符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水源。生產(chǎn)用水，為節(jié)約成本，盡量從本橋所跨越的河流中取水（必須符合生產(chǎn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）。在河流南設(shè)置取水點(diǎn)，安裝潛水泵，并安裝水

管進(jìn)入各施工用水點(diǎn)，根椐施工現(xiàn)場平面布置，考慮橋臺(tái)、預(yù)制場、橋面施工，在現(xiàn)場高處設(shè)置施工用水貯水罐。預(yù)制場和拌和站等用水量大的地方還應(yīng)設(shè)置小型蓄水池。進(jìn)入橋面系施工時(shí)，為保證施工質(zhì)量，后期橋面施工時(shí)配置小型運(yùn)水車（農(nóng)用車配水箱）。

生產(chǎn)蓄水池

生活蓄水池

施工現(xiàn)場以后將布置生活區(qū)、辦公區(qū)、鋼筋場、混凝土攪拌站，這些區(qū)域應(yīng)進(jìn)行場地平整。平整后的場地除滿足平整度的要求外，其土基壓實(shí)度、彈性模量也應(yīng)滿足施工組織設(shè)計(jì)的要求，對于軟土部分還要采取專門的措施進(jìn)行處理。

場地平整

步驟五臨時(shí)設(shè)施施工現(xiàn)場的臨時(shí)設(shè)施主要有生活辦公區(qū)、攪拌場、鋼筋場等。施工現(xiàn)場駐地和場站應(yīng)選在地質(zhì)良好的地段，應(yīng)避開易發(fā)生滑坡、塌方、泥石流、崩塌、落石、洪水、雪崩等危險(xiǎn)區(qū)域，宜避讓取土、棄土場地。根據(jù)現(xiàn)場情況生活辦公區(qū)、攪拌場、鋼筋場布置于本橋北岸。

實(shí)驗(yàn)室

生活辦公區(qū)

生活辦公區(qū)

混凝土拌和場

鋼筋布置場鋼筋布置場

步驟六技術(shù)準(zhǔn)備組織施工技術(shù)人員熟悉設(shè)計(jì)文件，核對設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)資料，掌握領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖產(chǎn)設(shè)計(jì)要求。對設(shè)計(jì)中與現(xiàn)場嚴(yán)重不符或相互矛盾的設(shè)計(jì)要與設(shè)計(jì)溝通，爭取能進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。

檢校測量儀器，組織技術(shù)、施工人員進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣，保護(hù)、復(fù)測導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，并根據(jù)工地需要進(jìn)行加密。組織施工技術(shù)人員學(xué)習(xí)有關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、操作規(guī)程以及全橋施工組織設(shè)計(jì)，進(jìn)行技術(shù)交底。學(xué)習(xí)施工安全生產(chǎn)知識，提高“安全第一”的觀念。學(xué)習(xí)全橋施工組織設(shè)計(jì)

組建工地試驗(yàn)室，確保按合同規(guī)定的有關(guān)試驗(yàn)檢測項(xiàng)目有序展開。同時(shí)根據(jù)施工進(jìn)度提前做一些需要提前做的實(shí)驗(yàn)，如混凝土配合比試驗(yàn)等，對原材料進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和試驗(yàn)檢測，招標(biāo)選擇合格材料、料場和廠家。

根據(jù)工程具體情況，制定各分項(xiàng)工程的施工技術(shù)操作規(guī)程，安全生產(chǎn)技術(shù)措施及安全操作規(guī)程。與當(dāng)?shù)卣跋嚓P(guān)單位洽談協(xié)商，為施工開后的相關(guān)問題得到妥善處理作好準(zhǔn)備。

步驟六工料機(jī)進(jìn)場根據(jù)施工進(jìn)度安排，分階段、分批次陸續(xù)組織各種技術(shù)工人、施工機(jī)械、材料進(jìn)場，以滿足施工需求。

材料進(jìn)場

任務(wù)二：明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工本橋0#橋臺(tái)和5#橋臺(tái)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，1#、2#、3#、4#墩基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，其拱座及承臺(tái)施工同明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)施工主要有測量放樣、基坑開挖、基礎(chǔ)檢驗(yàn)及封底、基礎(chǔ)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)、分項(xiàng)工程驗(yàn)收等。

步驟一測量放線填寫橋臺(tái)基礎(chǔ)單項(xiàng)工程書面開工申請報(bào)告,經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可開工.以監(jiān)理工程師簽認(rèn)的導(dǎo)線點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn),用全站儀放樣.準(zhǔn)確放出基礎(chǔ)開挖線后,經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核無誤后,用經(jīng)緯儀引出控制樁.

橋臺(tái)基坑放樣示意圖

步驟二基坑開挖0#橋臺(tái)和5#橋臺(tái)的基坑以及1#、4#墩拱座部分基坑，表層覆土和強(qiáng)風(fēng)化巖石采用挖掘機(jī)開挖，土方通過5噸東風(fēng)自卸汽車運(yùn)至棄土場?；痈采w層開挖

對于中風(fēng)化巖層，通過人工水磨鉆鉆孔，沿坑壁形成斷縫，然后進(jìn)行爆破，用挖掘機(jī)出渣，通過東風(fēng)自卸汽車運(yùn)出場外。當(dāng)基坑挖至更深處，挖掘機(jī)無法到達(dá)時(shí)，出渣采用人工裝渣，吊車吊至基坑外，除部分用于基坑回填以外，其余挖方用東風(fēng)自卸汽車運(yùn)出場外，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高，人工檢平。0#橋臺(tái)、1#墩、2#墩開挖基坑清理

步驟三基礎(chǔ)混凝土施工橋臺(tái)基地承載力和開挖尺寸檢驗(yàn)合格并經(jīng)監(jiān)理工程師同意后，即可進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土施工。橋臺(tái)基礎(chǔ)采用大面定型鋼模板。模板的制作根據(jù)模板設(shè)計(jì)進(jìn)行，做到拼縫嚴(yán)密。使用前在模板與砼的接觸面上涂刷隔離劑。

清掃基層，放好軸線、模板邊線、水平控制標(biāo)高，模板底口用水泥砂漿找平，預(yù)埋好地錨并檢查、校正。把預(yù)先制作好的模板按順序就位后固定，安裝基礎(chǔ)模板的縱模龍骨及支撐體系。

將模內(nèi)清理干凈，封閉清理口，基礎(chǔ)模板底部外側(cè)與墊層接口處用水泥砂漿封口。辦理模板驗(yàn)收手續(xù)?；A(chǔ)模板安裝基礎(chǔ)模板安裝基礎(chǔ)模板安裝

采用預(yù)拌混凝土，用攪拌車運(yùn)輸，并按有關(guān)規(guī)定制作砼試件，進(jìn)行強(qiáng)度檢查。指定專人填寫混凝土施工記錄，詳細(xì)記錄原材料質(zhì)量、混凝土的配合比、坍落度、拌合質(zhì)量、混凝土的澆筑和振搗方法、澆筑進(jìn)度和澆筑過程出現(xiàn)的問題等，以備檢查。

任務(wù)三：樁基礎(chǔ)施工本橋1#墩、2#墩、3#墩、1#墩、4#墩基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)施工主要有平整場地、樁孔放樣、樁孔開挖、樁孔檢驗(yàn)、樁基鋼筋制作與安裝、樁孔混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)、分項(xiàng)工程驗(yàn)收等。

步驟一平整場地與樁孔放線平整場地、清除雜物、夯打密實(shí)。樁位處地面應(yīng)高出原地面50厘米左右，場地四周開挖排水溝，防止地表水流入孔內(nèi)。樁孔周圍平整場地

進(jìn)行施工放樣，施工隊(duì)配合測量班按設(shè)計(jì)圖紙定出孔位，經(jīng)檢查無誤后，由施工隊(duì)埋設(shè)十字護(hù)樁，十字護(hù)樁必須用砂漿或混凝土進(jìn)行加固保護(hù)，以備開挖過程中對樁位進(jìn)行檢驗(yàn)。

2#墩樁孔開挖

步驟二樁孔開挖根據(jù)現(xiàn)場地形地質(zhì)情況，本項(xiàng)目所有樁孔均采用人工挖孔的方式完成。首先在樁孔周圍用人工水磨鉆鉆一圈直徑為13厘米、深度不超過50厘米的小孔，中間部分用風(fēng)鎬開挖，對于較硬的巖石，可在沿樁孔中心用水磨鉆

機(jī)鉆孔的方式形成寬度為13厘米的十字縫，然后用劈石器對樁孔內(nèi)巖石破裂。注意挖孔過程中，不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩擦力。

水磨鉆挖孔、上部為混凝土護(hù)壁

人工挖孔提升架人工挖孔

（對巖層、較堅(jiān)硬密實(shí)土層，不透水，開挖后短期不會(huì)坍孔的，可不設(shè)護(hù)壁，其它土質(zhì)情況下，必須施作護(hù)壁，保持孔壁穩(wěn)定，以策安全。護(hù)壁擬采用現(xiàn)澆模注混凝土護(hù)壁，混凝土標(biāo)號與樁身設(shè)計(jì)標(biāo)號相同。第一節(jié)混凝土護(hù)壁(原地面以下1米)徑向厚度為20cm，

宜高出地面20～30cm，使其成為井口圍圈，以阻擋井上土石及其它物體滾入井下傷人，并且便于擋水和定位。

步驟三樁基鋼筋制作吊裝現(xiàn)場地形復(fù)雜，不利于鋼筋籠的運(yùn)輸，2#墩、3#墩樁基鋼筋采取鋼筋場制作，現(xiàn)場焊接、安裝的方式進(jìn)行施工。制作樁基鋼筋現(xiàn)場組裝鋼筋籠

對于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對于孔深較大的樁基，鋼筋籠需要現(xiàn)場焊接的，鋼筋籠分段長度不宜少于18米，以減少現(xiàn)場焊接工作量?，F(xiàn)場焊接須采用單面幫條焊接。鋼筋籠起吊鋼筋籠入孔鋼筋籠吊裝鋼筋籠點(diǎn)焊加強(qiáng)箍筋安裝就位的鋼筋籠

步驟四樁基混凝土施工在灌注混凝土前應(yīng)對孔徑、孔深、孔型全部檢查并報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可灌注混凝土。安裝溜槽起吊串筒串筒安裝就位串筒安裝至孔底現(xiàn)場拌合混凝土通過溜槽運(yùn)輸混凝土通過串筒進(jìn)入孔底

為保證樁基混凝土質(zhì)量，樁孔混凝土澆筑結(jié)束后，人工舀出樁孔混凝土浮漿和部分集料含量少的表層混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行下一道工序施工前，人工鑿除樁基混凝土表層混凝土。人工舀出樁孔表層浮漿樁基表層混凝土已被鑿除

任務(wù)四承臺(tái)及拱座施工本項(xiàng)目只有2#墩、3#墩有承臺(tái)及拱座，承臺(tái)及拱座總高5.69米，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，以起拱線為界分兩次澆筑。

步驟一鑿除樁頭、基底清理人工風(fēng)鎬鑿除樁頭，使基樁頂部顯露出新鮮混凝土面，基樁埋入承臺(tái)及拱座長度及樁頂主筋錨入承臺(tái)及拱座長度滿足設(shè)計(jì)要求。樁基檢測合格后，承臺(tái)及拱座底鋪10cm碎石墊層，用砂漿抹面，立模綁扎鋼筋。人工鑿除樁頂浮漿清理基底松散石渣

步驟二綁扎起拱線以下鋼筋將承臺(tái)及拱座的主筋與伸入承臺(tái)及拱座的鉆孔樁鋼筋連接，底面每隔50cm于主筋底交錯(cuò)位置墊一混凝土墊塊，側(cè)面每隔80cm于主筋外側(cè)交錯(cuò)位置安裝特制的塑料墊塊，以保證澆注混凝土?xí)r鋼筋保護(hù)層厚度。樁基鋼筋做成喇叭狀伸入承臺(tái)承臺(tái)及拱座鋼筋綁扎

步驟三安裝勁性骨架和散熱管本次全橋拱座及承臺(tái)混凝土方量總共約600多方，為保證質(zhì)量，必須考慮拱座及承臺(tái)混凝土的水化熱問題。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在安裝承臺(tái)及拱座鋼筋的同時(shí)安裝散熱管。預(yù)埋勁性角鋼散熱管安裝圖散熱管安裝圖散熱管安裝圖

懸臂澆筑施工程序：懸臂澆筑施工時(shí)，梁體一般要分四大部分進(jìn)行澆筑。A為墩頂梁段，即0號段，B為由O號段兩側(cè)對稱分段懸臂澆筑部分，C為邊孔在支架上澆筑部分；D為主梁在跨中澆筑合攏部分。懸臂澆筑分段示意圖：安裝模板步驟四模板安裝及混凝土澆筑吊運(yùn)模板安裝模板固定模板模板與地面接觸部分用砂漿封閉

側(cè)模采用組合鋼模，模板安裝完畢后，在模板內(nèi)均勻涂刷脫模劑?；炷镣ㄟ^橋臺(tái)后設(shè)置的拌合站拌合，經(jīng)過溜槽及串筒入模，插入式振動(dòng)棒振搗，振搗時(shí)，防止觸碰模板與鋼筋。砼澆注完畢初凝

前采用二次趕壓抹光，控制表面收縮裂紋，減少水分蒸發(fā)，改善養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土初凝后進(jìn)行冷卻水循環(huán)，保證承臺(tái)內(nèi)部溫度不高于60度。冷卻水采用現(xiàn)場河流水進(jìn)行循環(huán)。澆筑承臺(tái)及拱座的串筒溜槽輸送混凝土溜槽輸送混凝土串筒輸送混凝土并振搗

步驟五拆模、養(yǎng)生、施工接縫處理養(yǎng)護(hù)期間，混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa之前，不得使其承受行人、運(yùn)輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后，拆模并灑水養(yǎng)護(hù)。為保證砼后期強(qiáng)度的正常增長，防止出現(xiàn)干縮裂縫（紋），必須加強(qiáng)

砼的養(yǎng)護(hù)工作。除冷卻水管正常通水降溫外，承臺(tái)及拱座砼表面應(yīng)一直保持濕潤。第一層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，項(xiàng)目部方可組織人員進(jìn)行施工縫