苏通大桥主桥基础施工C1合同段施工期风险评估及对策教程.doc

施工期风险评估及对策 1.概述 苏通大桥是目前世界上拟建的最大跨度的双塔双索面斜拉桥，也是国内外具有重大影响的工程，大桥建设将代表着我国21世纪的建桥水平，其主桥基础工程量大、技术含量高、施工工期紧，要求施工的人员数量及机械设备种类多、材料用量大、施工质量高，因此，为了将其建设成国内领先、世界一流水平的工程，必须对其在施工期间的风险进行预测及评估，并据此提出相应的对策及措施。 2.工程主要特点及难点 2.1 施工区域水深达20m，最大潮流流速达3.0m/s。 2.2 江面开阔，宽度达6～10km，风吹程大，江面极易形成波浪。 2.3 由于河床底部为粉细沙，启动流速较小，基础施工期间，在河床未防护的情况下，河床最大冲刷深度可达27.3m。 2.4 桥址位于长江航运最繁忙的下游江口河段，水上施工安全保证难度大。 2.5 工程规模大、质量要求高、工期紧、施工组织难度大。 1）水上现浇混凝土量达20多万m3，钢结构加工量达2万吨。 2）直径2.5m的钻孔桩数量达205根，最大桩长近120.0m，需穿过深厚粉细砂层，设计要求桩身垂直度允许最大偏差＜1/200，成孔难度大。 3）钢筋笼最大长度近120.0m，最大重量达80多吨，设计要求各根桩身钢筋笼接长次数不应超过3次。 4）钻孔灌注桩桩身混凝土设计标号为40号，单根桩混凝土浇筑量达600m3。 5）本工程钻孔灌注桩均为摩擦桩，为保证桩基设计承载力，设计要求从钻孔到护筒底口以下到混凝土浇筑顶面越过护筒底端的时间不应超过72小时，工序时间要求紧。 6）桥址所处河段为渔产较为丰富水域，施工期环保要求高。 7）索塔基础钢护筒参与结构受力，对钢结构制作质量要求高。 8）索塔基础钢护筒直径达2.8m，最大长度达72m，壁厚为20㎜，单根重量最大达90吨，钢护筒需穿过深厚粉细砂，入土深度达40m，下沉难度大。 9）根据工期安排，四个基础墩基本同时开工，要求投入的水上施工设备多，施工占用水域大，施工对外协调难度大。 10）大型临时结构用钢量近3万吨，设计、制作、运输及安装难度大。 11）索塔基础钢吊箱围堰外形尺寸巨大，制作、运输及安装难度大。 12）索塔封底混凝土达1.23万m3，浇筑仓面超过5000㎡；承台混凝土方量达41964m3，属超大体积混凝土施工，混凝土温控及浇筑要求高，施工组织难度大。 13）为减少桩基沉降，超深、大直径钻孔灌注桩桩底采取后注浆工艺，施工质量要求高。 14）本桥属世界级特大型桥梁，混凝土外观质量及结构耐久性要求高。 3.风险评估及对策 3.1 钻孔平台施工 3.1.1 单桩稳定性验算 为确保平台支撑钢管桩沉设后在深水、大流速等水文条件下的单桩稳定性及平台上部结构施工连接的可靠性，对拟定的钻孔平台结构进行了验算。 根据我局委托南京水利科学研究院进行的施工期河床河工模型试验成果，钻孔平台搭设完成后，在河床未防护的条件下，最大冲刷深度为4.5m，偏安全考虑单桩沉桩期最大冲刷深度为4.0m，河床起始冲刷面标高为-15.3m，则单桩稳定性验算设计底面标高为-19.3m。根据我局打桩船沉桩能力及结构受力要求，钻孔平台支撑桩选用大直径钢管桩（直径为1400㎜，壁厚为16㎜，材质为Q235）。按m法进行计算，得出单桩在水流流速分别为2.23m/s和1.0m/s条件下桩顶最大位移分别为24㎝和6㎝。 3.1.2 沉桩 为确保在水深近30m的条件下，将桩径为1.4m、桩长60m、重40多吨的钢管桩穿过较厚粉细砂层，锤击至中密砂层的设计标高，采用我局国内目前最大打桩船，配置D100重型柴油打桩锤，在潮流流速小于1.5m/s的条件下，利用平潮期下桩定位，可保证钢管桩定位精确，下沉到设计标高。 为减少涨潮及落潮时的水流对已沉桩的影响，当第一根桩沉设完成未脱离龙口之前，将其与定位船先临时固定，然后每沉一根桩而在其未脱离龙口之前将其与已沉桩连接。 3.1.3 平台搭设 根据施工进度计划安排，平台搭设将于2003年10月份～2003年12月份中旬完成，其施工控制水文条件为2003年10月份。经比较桥位处水文站多年水文资料，10月份的河流流量与5月份基本相同，因此，平台搭设期间的流速参照2002年5月实测的南主墩垂线平均流速值（见图1）。 图1 南主墩墩位流速图 从图上可看出，在10月份最不利的水文条件下，每天潮流流速小于1.0m/s出现的时间为9小时，此种条件下的单根钢管桩最大位移为6㎝，满足上部结构安装的工期、作业条件及精度要求。 3.2 钢护筒沉设 钢护筒直径为2.8m，长72m，单根桩最大重量达90吨，为了保证钢护筒沉设的垂直度及入土深度满足设计要求，拟采取以下措施： 1）加强钻孔平台上部结构刚度，采取二层平联结构，下层平联采用Φ800㎜钢管桩，上层平联采用1200㎜高的钢箱梁。 2）设置强