乌龙江大桥改造及接线拓宽工程为324国道跨越乌龙江而复设，乌龙江为闽江南港分支的一段，处于闽江下游，位于福州市仓山区境内。

 

　　主桥新建复线桥跨越乌龙江，全长598米，采用六跨预应力连续刚构组合体系，桥跨布置为(31＋49＋3×144＋86)米，桥宽12米。全桥7个墩台除0#台、1#墩、6#台位于岸上外，2～5#墩均位于江中，本文主要针对5#墩承台施工。

 

　　据地质勘探资料，5#墩位于临近右岸处，墩位处河床面高程为-0.16～0.39m，地势微向江心倾斜，表部为覆盖厚度不到1m的碎石土，局部基岩裸露。

 

 

　　钢筋混凝土沉井基础施工工艺框图

 

　　1、方案概述

 

　　5#墩承台采用矩形钢筋混凝土沉井基础，沉井长和宽分别是21.0m和13.5m。沉井高7m，共分2节，第一节沉井高4m，第二节高为3m。封底混凝土厚为50cm。井中心里程为AK1+231.610，沉井顶面标高为+5.5m，基底标高为-1.50m。

 

　　2、施工步骤

 

　　⑴桩基施工完毕后，清理场地；将沉井范围内岛面开挖至标高+5.5m(略高于高潮位+5.3m)；将沉井轮廓范围内土体开挖换填成中粗砂并夯实。

 

　　⑵开挖沟槽，沙袋堆码刃脚土模；安装沉井钢筋、预埋件、内外模板；浇注沉井第一节4m高混凝土；安装第一层支撑。

 

　　⑶长臂挖机从沉井外侧取土进行第一次下沉作业，取土采取先中后边，对称均匀的原则进行，严禁直接对刃脚底部进行开挖；沉井下沉至标高+1.8m，停止第一次下沉作业。

 

　　⑷沉井第二次接高3m；安装第二层支撑。

 

　　⑸沉井开挖下沉至设计标高-1.5m；清基整平；水下混凝土封底；

 

　　⑹抽水，清除封底混凝土松散层；破桩头，桩检；绑扎承台钢筋，立模，浇注承台混凝土。

 

 

　　1、沉井制造下沉

 

　　⑴沉井刃脚制造

 

　　沉井制造采用刃脚土模，不用垫木，用“挖土”及沙袋堆码的方式来作刃脚斜土模(井壁外模与直立内模仍用木模)。直接在钢刃脚上立土模制作沉井，有以下优点：一是可以就地取材，取材方便，同时节约木模材料，减少投资；二是简化了刃脚斜木模的制作、安装与拆除工序，争取了时间；三是缩短了工期。因沉井刃脚始终全部均匀地支承在土层上，当混凝土达到设计强度的40%时即可下沉。另外，根据土壤传力的扩散性质，土模平台可以承受较大的重量，而对斜面影响很小，可以在土台上搭设灌筑混凝土的平台，可以方便施工。刃脚部分采用土模制作时，应符合下列要求：1)刃脚部分的外模，应能承受井壁混凝土的重力在刃脚斜面上产生的水平分力。土模顶面的承载力应满足设计要求，土模顶面一般宜填筑至沉井隔墙底面。2)土模表面及刃脚底面的地面上，均应铺筑一层20～30mm的水泥砂浆，砂浆层表面应涂隔离剂。3)应有良好的防水、排水设施。

 

　　⑵沉井下沉

 

　　沉井拆模后，当混凝土达到40%设计强度时(根据混凝土试件试压确定)即可下沉。开始时为防止沉井偏斜，先采用人工分层开挖使沉井下沉。当沉井沉至1m左右时，因井内水大无法抽干，同时井内抽水后，沉井外泥土从底部往井里涌，形成流砂，人工无法开挖。因此，改为挖掘机开挖除土下沉。在下沉过程中应做好安全防护工作。

 

　　⑶沉井下沉纠偏

 

　　当沉井平面位置发生偏位时，可以进行调整纠正，其基本方法有：挖土法、射水法、增加外部荷载法。具体措施如下：

 

　　1)挖土法：对下沉慢的一边多挖土，增加沉井刃脚与土壤间的空隙，促使其下沉。对下沉快的一边视情况少挖土、不挖土、堆土及堆土夯实，增加下沉摩阻力，减缓下沉速度。

 

　　2)射水法：用高压水冲射下沉慢的一边井筒的外侧土壤，使这部分土壤松动变为泥浆，同时泥浆又起润滑作用，加快沉降速度。

 

　　3)增加外部荷载法：在井筒较高的一边，即下沉慢的一侧，增加荷载，同时在其刃脚下挖空，以利克服摩阻力，校正偏斜。

 

　　2、沉井混凝土浇筑及接高技术

 

　　⑴底节沉井混凝土填充施工工序如下：

 

　　施工准备→底节钢筋安装（在底节钢沉井拼装过程中进行）→分层灌注井壁混凝土→混凝土养护→连接缝处理→检查验收。

 

　　施工时布置5个混凝土运输储料斗，分次对称均匀灌注混凝土，确保对沉井均衡加载，避免对沉井结构产生不利影响，确保结构平稳、安全。浇筑顺序为从中间向四周对称展开。分层平铺进行施工，每层铺筑厚度0.3m～0.5m。整个井壁混凝土浇筑过程中，要求上、下层混凝土的间隔最长时间小于混凝土的初凝时间，符合规范和设计的质量要求。

 

　　⑵沉井接高

 

　　沉井混凝土接高施工工序如下：

 

　　井壁内模板安装→混凝土井壁钢筋接高→井壁外模板安装→井壁混凝土灌注→(沉井下沉)→检查验收。

 

　　模板的安装应遵循先内后外，先内隔墙，后外隔墙的原则进行；断面尺寸及轴线误差严格控制在规范允许的范围内；如果沉井出现倾斜现象，在沉井接高时，为保证沉井井壁、隔墙的平顺连接，模板的安装要求考虑到倾角矫正，倾角与下面节段保持一致，在下沉过程中继续纠偏。

 

　　3、沉井混凝土封底技术

 

　　沉井封底施工工艺流程：施工准备→清基→检查验收→封底平台布置→导管法灌注封底混凝土→封底混凝土检测。

 

　　沉井封底施工工艺框图

 

　　⑴施工准备

 

　　a、封底工作是基础工程施工中一个重要的环节，所动用的机械、材料、人员都是大量的，持续的时间较长。因此，封底之前要做好各方面的准备工作。

 

　　b、收集整理好有关的技术资料，以作为封底工作能否进行的依据。作好水封混凝土所需用的各种记录表格。

 

　　c、安装封底支架，水封的支架、设备都应提前安装就绪，并经检查处于良好状态。

 

　　d、参加封底工作的机械设备均应经过检查处于良好状态，常用的备用品应有充分的准备。灌筑水封混凝土的导管都是预先作过拉力试验、水密试验，并确认合格；量总长，标刻度并编号，插放安装小料斗。封底所用测绳(及备用的)校核、布置测点编号。

 

　　e、封底所需的砂石、水泥等材料准备充足，混凝土工厂机械设备状态完好。

 

　　f、测量工作人员应作好充分准备，并了解各有关方面的情况。

 

　　g、了解前后三天的气象预报情况。

 

　　h、劳动力的组织及生活、后勤的准备工作，应作好充分的准备。封底工作在统一指挥下进行的，砍(拔)球顺序、测量时间、部位都预先作出明确的规定。

 

　　i、上述准备工作就绪后应由负责施工的总工程师进行一次全面的技术交底，明确告知参与人员各项技术要求及岗位职责，约定信号并保持通畅。

 

　　⑵清基及清基验收

 

　　沉井清基在沉井下沉到距设计标高2m时开始，此时技术人员应控制下沉速度，控制各个井孔泥面标高基本一致，不形成较大窝底，避免沉井下沉过程中对基底土层的更大扰动。

 

　　基底清理后及时对不平整窝底坑进行抛填碎石及粗砂垫层找平至刃脚标高线，然后覆盖编织布网，静停1～2天使水中的泥砂沉淀后清除。再派潜水人员下潜检查刃脚、剪力槽及沉井内壁是否清除干净，判断基底情况符合设计要求。

 

　　按设计要求及施工规范验收清基质量，包括井壁粘泥清除、浮土沉淀厚度、刃脚底面及井孔标高等。若发现部分井孔在基底串通，则进行封堵串通部位然后再进行水下封底。

 

　　⑶封底平台布置

 

　　封底平台采用单层双排贝雷梁支架，支架支承于沉井顶上。两组支架通过平联连接，上面铺设脚手板作为操作平台。支架上通过卡箍安装固定一套导管，导管的覆盖半径包含沉井井孔底面范围。平台上布置1个混凝土集料斗与封底方量相匹配，保证导管灌注时埋住。

 

　　⑷沉井封底施工

 

　　沉井经观察下沉稳定后即可开始封底工作，沉井稳定的标准以设计要求为准，一般为8小时内下沉量不大于10mm即可认为沉井已稳定。

 

　　灌注导管布置：灌注导管采用Ф300垂直导管，按灌注半径6m重叠覆盖整个井孔，导管安装前先组拼试压，试压强度取水头压力的1.5倍。组拼时须编号对接，确定导管长度和安装拼接顺序。

 

　　封底混凝土拌制：封底混凝土采用水下C30混凝土。拌制混凝土时掺加高效减水剂及优质粉煤灰，要求拌制生产的混凝土陷度20～22cm，损失度保持率在4cm/h以内，初凝时间20小时，确保灌注封底混凝土质量。

 

　　封底混凝土灌注顺序：封底时按先周边后中间进行。

 

　　⑸封底混凝土质量检查

 

　　a、基底检查

 

　　基底浮泥及沉淀泥沙应清除干净。

 

　　b、潜水摸底检查

 

　　封底后应让潜水工下水摸清情况检查各个问题。

 

　　⑹封底常见故障及预防措施

 

　　沉井封底常见故障及预防措施