金门大桥桩基施工方案.doc
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1、 目 录一、编制依据二、工程概况三、施工前期准备四、主要施工方法五、施工进度计划word文档 可自由复制编辑六、施工资源配置计划七、质量保证措施及标准和验收规范八、施工工期、安全、文明施工及环境保护措施九、海上雨季台风施工措施十、结构计算书一、 编制依据 本施工方案依据金門大橋第CJ02標定稿圖檔及其它有关资料、国家颁发的施工及验收规范、工程质量检验评定标准,结合现场条件和我公司施工经验及资源情况编制的。1.1、施工技术规范交通部台湾区国道新建工程局1.2、桩基工程手册1.3、金门大桥建设计划特定条款1.4、混凝土结构工程质量验收规范GB50204-20021.5、建筑钢结构焊接规程(JGJ8
2、1-91)建设部;二、工程概况台湾金门大桥位于台湾省金门县,连接大金门与小金门二岛,总长5.4公里;金门县,属亚热带海洋性季风气候,每年6-10月为台风多发季节,以7、8两月为最多,这可能对大桥的施工带来不可估量的影响,对工程质量要求相当之高。 本工程从烈屿岛开始直至大金门岛,大桥共计73个承台,2个桥台。承台共10种形状。其中P1P40为烈屿侧引桥,P41P51为边桥和主桥,P52P73为金门侧引桥。主桥区基础桩跨越深槽区,桥长1050m;边桥区基础桩(主桥区两侧)位于深槽区及礁石区,桥长各360m;引桥段位于礁石区及浅滩区,其中烈屿岛端引桥段最大海水深度为13.0m,大金门端引桥最大海水深
3、度为8.0m;边桥段海水深度为12.021.0m;主桥段海水深度为18.022.0m。基桩全部为管施工,共计523支。其中陆上桩有44支,其余479支均在海上施工。其中主桥部分为2500桩,共计101支,边桥部分为2000桩,共计92支,其余引桥部分均为1500桩,共计330支。为了保质保期完成施工任务,本次施工将在引桥旁边搭设施工栈桥,同时依托栈桥搭设桩基作业平台;在边桥及主桥承台位置搭设独立的作业平台。依据业主工期要求及考虑环保因素,钻孔桩拟采用采用冲击反循环工艺,配套以渣土分离净化设备保证不排污。三、施工前期准备3.1施工场地位于陆地部分需平整压实,施工前应保证“三通一平”即保证施工场地
4、平整,施工用水、电到位畅通。桩基施工所需用的配电箱已经引入施工现场。施工道路:对于海边松软底层,进入雨季,为了不影响混凝土灌车及运送材料车辆正常进入施工栈桥,要进行压平、垫实,浇筑混凝土进行硬化,修至与栈桥相接,并使硬化后路面标高与施工后的栈桥面标高一致。3.2施工设备需用拖车拉到现场。根据工程进展及建设单位要求本工程需进场的设备型号及数量见主要机械设备一览表,进场的大型吊装设备及桩施工设备有拖板车运送至施工现场,设备组装完毕并要经有关部门验收合格后方可施工。3.3、施工技术准备3.3.1施工放线根据桩位平面布置图及甲方提供的测量基准坐标及高程点,首先由专职测量员运用GPS进行栈桥钢管桩桩位放
5、线工作,放线结束后,在该部位固定导向架,钢管桩直接在该导向架上进行施工。高程点由业主提供的高程点进行倒放,同时倒放6个控制点,施放于不同的栈桥桩基之上,每次使用前,对该6个基准标高进行复测,无误后方可进行使用,继续进行施测。3.3.2对所有参与施工的人员进行技术交底,确保各岗位人员都熟悉本工程施工工艺程序及本岗的技术要求和操作注意事项。3.3.3根据地勘报告,在入水5m深(吃水深度)的水域在桥两侧搭设2个临时码头,第一个在P7和P8之间搭设一个东西走向80m*30m的临时码头,码头平台面高程为8.0m。在P53和P54之间搭设一个80m*30m的临时码头,码头平台面高程为8.0m。绘制桩位编号
6、图,制定合理的施工顺序及附属设施的拆除顺序。3.3.4施工顺序:依照该工程的施工特点,结合优化施工的方针,本工程分四个施工阶段:第一阶段:引桥侧的栈桥平台及引桥基础施工平台钢管桩施工和平台面的铺设;引桥和主桥管桩及钢套筒的施工及平台的形成;第二阶段:桥台基础灌注桩的成桩;第三阶段:桥台基础围堰的施工及浇筑基础;第四阶段:回收可重复利用材料。3.3.5桩所形成的砾石用土方车或者自航驳船倒运至陆地上业主指定地点进行堆放。四、主要施工方法工艺流程:施工栈桥搭设-钢套管打入(辅助钢套管打入)-施工平台(构台)搭设-反循环钻机就位钻孔-成孔-泥沙、岩渣外运-下薄壁钢套管-钢筋笼、声测管安装-二次循环清孔
7、-下特密管浇筑水下砼-成桩-下一循环-基桩检验-基础围堰支护施工-竣工资料整理-基桩验收4.1栈桥及作业平台施工 4.1.1栈桥施工4.1.1.1栈桥设计要求施工栈桥用于桥梁桩基及墩柱施工临时通道,根据施工设备及通行车辆荷载情况,考虑现场地质情况及海况,栈桥横向设计宽度为8米,栈桥基础使用钢管桩;因局部海底覆盖层较薄,考虑在此位置处栈桥基础钢管桩采用两排钢管桩布置,以保证栈桥的稳定。栈桥顶面高程需高于最高潮位5m,高程为8.00m。4.1.1.2栈桥施工及材料要求钢栈桥施工工艺图: 钢栈桥施工工艺流程图4.1.1.2.1基础基础采用800钢管桩,壁厚10mm。沿栈桥走向每12米一跨,每跨布置4
8、根钢管桩,呈线性布置。海底覆盖层栈桥横向设计宽度为8米,桩间距2米,纵向间隔为12米;因局部海底覆盖层较薄,地下岩石层较硬,振动钢管桩底端无法进入岩层而稳定,考虑在此位置处栈桥基础钢管桩采用两排布置,八根桩组成一个矩形布置的桩基础,两排纵向间距为2m,桩基础中心纵向间距最长仍为12米,钢管桩支墩结构间采用14号槽钢做剪刀状斜撑联系、加固以保证栈桥的稳定。对于海底覆盖层较厚的施工区域,钢管桩施工进入覆盖层达10m,满足贯入度要求即可。4.1.1.2.2上部结构主梁采用两根并排焊接的I45a工字钢(长8m),放置于提前开口完毕的钢管桩顶端;上部沿栈桥走向铺设4组双贝雷桁架(12m长)。贝雷桁架上部
9、按间距30cm横向铺设I20a工字钢(长度8m),工字钢顶部面板采用10mm厚(8m*2m)花纹钢板;栈桥及作业平台防护栏杆采用8槽钢,高1.0m,横穿40*3.0mm钢管。4.1.1.2.3结构示意图 见附件1,栈桥结构示意图。 4.1.1.2.4栈桥施工栈桥施工分两头向中间施工,钢管桩及钢套筒施工采用履带吊吊振动锤的工艺进行施工,桩锤(振动锤)自重10t,用导向架进行垂直度控制。共使用2台70t履带吊进行栈桥及引桥平台施工,4台25t汽车吊进行材料的倒运、装卸车,2辆12m长拖板车进行原材料的倒运。 栈桥施工平面图 首先70t履带吊车进入便道与栈桥连接的桥台后或已完成搭设的栈桥端部位置,震
10、动锤及钢管桩用平板拖车运至吊车后方,履带吊吊钩将桩采用两点起吊,吊立,然后拉入龙口,合拢机械手,测量控制,通过调整桩架的垂直度来调整钢管桩垂直度。钢管桩平面位置及垂直度调整完成后,开始压锤,依靠钢管桩及打桩锤的重量将其压入土层,测量复测桩位和倾斜度,偏差满足要求后,开始锤击。钢管桩的最终桩尖标高由入土深度控制,若钢管桩无法施打至设计标高,及时汇报、分析原因,拿出解决办法,直至钢管桩的入土深度满足设计要求和已证明钢管桩达到了设计承载力。另外一种情况时达到了设计入土深度,但钢管桩还是急速下沉,要以锤击度来复核。如遇这两种情况,则请监理、业主、设计来现场进行研究,讨论出解决问题的对策。本工程的施工特
11、点是,没有覆盖层,岩石直接裸露在水里,故打桩的时候,需要对桩进行捣筑混凝土,包住桩底,起到一个固定的作用。由于打桩位置距离吊车位置最大也就是12m左右,因此施工完第一跨后安装导向架(悬拼4节贝雷片),钢管桩震动下沉时利用导向架进行钢管桩的定位及垂直度调整与控制,钢管桩的下沉不可一味求快,尤其是刚开始下沉时应边震边调,尽可能地保证钢管桩的垂直度。4.1.2作业平台施工4.1.2.1 平台设计要求 施工作业平台既要满足施工设备作业时的工作面,亦要满足承载力要求,且平台顶面高程与栈桥顶面高程相同。根据大桥与栈桥的相对距离,以及交叉施工作业期间,不能影响栈桥的通行。本次平台施工共分为两大类:4.1.2
12、.1.1引桥桥墩作业平台 引桥桥墩作业平台可依托施工栈桥进行施工,作业平台与栈桥相连,增加平台的稳定性和安全性。同时,为了保证栈桥通行的畅通,在作业平台旁边搭设施工构台,便于吊车、混凝土罐车,及混凝土泵车等设备站立。施工构台、作业平台与栈桥互相连接,形成整体。其中包括4桩承台、5桩承台、6桩承台、8桩承台的作业平台及构台的搭设。4.1.2.1.2边桥、主桥桥墩独立作业平台 边桥及主桥桥墩跨距较大,所以采用独立作业平台施工的方式。在承台边线位置搭设施工构台,以施工构台为依托打设第一排钢套管,根据计算将钢套管打入设计深度。直接以钢套管为基础,在墩台外侧搭设辅助钢套管,然后焊接牛腿,铺设上部结构,将
13、钢套管及上部结构与施工构台相连接,然后打设第二排钢套管,重复上述作业,直至完成整个作业平台的施工。其中包括12桩承台、17桩承台、18桩承台、22桩承台、25桩承台的作业平台及构台的搭设。4.1.2.2平台施工及材料要求4.1.2.2.1基础 基础以钢套管为主,辅助直径800,壁厚10mm的钢管桩,同排钢管桩采用双贝雷梁进行连接,从而增加管桩的整体性以及钢平台的稳定性。4.1.2.2.2上部结构 钢套管两侧焊接牛腿,上部连接分配梁采用I45a工字钢,纵梁采用I20a工字钢,横向布设间距为40cm,且与钢栈桥的工字钢焊接,工字钢经过钢套管处断开,截断的工字钢部分应均匀添加至两边,同时在钢套管的两
14、边加焊牛腿,安装工字钢。顶部面板采用10mm厚花纹钢板或钢格板。面板与工字钢采用点焊连接,便于拆除。用安装栈桥平台的2台50t履带吊配合安装引桥结构平台。4.1.2.2.3结构示意图见附件2,各施工平台结构示意图4.1.2.2.4平台施工从第一跨开始至终点。贝雷片首先在已搭好的钢栈桥上按一跨8片(施工平台6片,桩基施工平台12片)的数量拼接成两排一组。两排贝雷片间用45cm支撑架连接。完成一跨贝雷片的拼接后用履带吊车将拼接好的贝雷片一组组地吊出进行安装,用12号槽钢将各组贝雷梁之间的连接稳妥。除各伸缩缝位置外,各跨贝雷梁安装时还需将安装节段与已安装钢栈桥的贝雷梁纵梁的接头用销子进行连接。贝雷片
15、纵梁安装完成后,逐块的安装以I18为肋的10mm防滑花纹钢板做面板的模板(2m6m)。完后一跨以后,紧跟着就要对栈桥的护栏进行施工,在8a的槽钢上面,用氧割按设计的尺寸开两个洞口,每个两米设一根8a的槽钢焊接在栈桥面板,用40圆管穿过预先切割好口,把整个护栏进行连接起来。引桥桩基钢套筒仍用施工栈桥的70t履带吊在栈桥上吊振动锤进行施工;边桥和主桥桩基钢套筒施工用四台1000t施工自航驳船分别托运四台100t履带式起重机配合施工;四台500t自航驳船进行材料的倒运;其间成桩浇筑混凝土需使用两艘连续搅拌混凝土180立方米的混凝土搅拌船。4.1.3 钢套管施工方案4.1.3.1 钢套管设计要求 根据
16、施工现场水深情况,以及承台桩基情况,钢套管直径需大于桩径10cm,用壁厚采用18mm的钢板卷制。为避免钢套管在下沉过程中发生变形,分别对钢套管的顶口和底口进行加强。钢套管搭设前,需做好导向架。通过固定的导向定位并架打设钢套管。4.1.3.2 钢套管施工 钢套管卷制时,单节钢套管最大长度为15m。可根据海底情况及桩基顶高程要求焊接合适长度的钢套管。4.1.3.2.1施工工艺流程单根钢套管沉放工艺流程如下:导向架安装定位首节套管入导向架钢套管精确定位首节套管振动下沉测量校核第二节接长、焊缝检验第二次振动下沉移走导向架继续振动下沉到位防护措施。4.1.3.2.2控制标准钢套管平面位置偏差不超过7.5
17、cm;钢套管垂直度偏差不超过0.5%;当钢套管每分钟下沉量不超过5cm时,可停锤;钢套管入土深度不小于当处水深,覆盖层较浅处应打入至基岩面。4.1.3.2.3钢套管定位 钢套管打入之前,以交通船为载体,GPS定位墩台中心位置并抛浮漂确定墩台大致位置,将船机移至指定位置并抛锚稳定;在墩台附近搭设4颗辅助钢套管,做2个测量平台并做好控制点,后用GPS辅助全站仪打设构台钢套管;依托已有构台,打设桩位附近的两根辅助钢套管,并在上部架设一道横梁,与构台简易连接,然后依次精确测量桩位并安装导向架下沉钢套管;在钢套管下沉过程中,用两台全站仪前方交会控制其垂直度,并校核其平面位置。4.1.3.2.4施工注意事
18、项 施工中套管的精度主要取决于套管着床时的精度,所以对套管插打着床时的定位至关重要,测量人员必须进行认真、细致的观测调整。 当套管着床并定位后,应立即在钢套管上焊接倒挂牛腿,测量校核,利用木楔锁定钢套管,使首节钢套管固定在导向架上。 垂直焊接第二节套管时,需调整好上部套管的垂直度,套管口的变形处于最小状态,保证套管焊接时的焊接质量。 安装套管前,需计算好套管入泥深度,需满足上部作业平台及桩基施工的需求。因考虑潮位影响及通视程度等因素,套管定位现场完成计算,计算数据应相互校核,以保证计算的正确性。套管下沉过程中,应控制下沉的速度,尽量保证匀速下沉;如:遇软弱地层时应采取吊打的办法。当钢套管下沉量
19、为零或非常微小时,应马上停锤,切勿蛮打,造成护筒变形或卷边。4.2钻孔灌注桩施工4.2.1概况本工程基桩位于风景旅游区,严禁排污,反循环工艺在此情况下只需用水作为介质将成孔过程中产生的渣土带出,在沉淀池内沉淀并经渣土分离设备分离后后,水可以继续重复使用,渣土存于船上并运至指定地点,此工艺无需制备泥浆,故大大减少了对环境的污染。 4.2.2反循环工艺反循环是通过砂石泵的抽吸作用,在钻杆内腔形成负压,在孔内液柱和大气压的作用下,孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底,将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔,再经过砂石泵排至地面沉淀池内;沉淀钻渣后,冲洗液流向孔内,形成反循环。反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲
20、洗、上返流速存在巨大差异,反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔,可以获得比正循环高出数十倍的上返速度。 正循环钻进必须依靠高浓度高密度泥浆来悬浮钻渣。反循环工艺流程图4.2.3钻孔施工4.2.3.1钻孔时先将钻头放入护筒之中,对准桩基中心,接通泵吸反循环系统,空车试运转20分钟确认无异常后,方可开始钻进。4.2.3.2在钻进时,应有统一的指挥人员,不允许多人指挥。4.2.3.3每次接妥钻杆钻具放入水中后,应将钻头提升距孔底2030cm,以防堵塞吸渣口。4.2.3.4根据不同的地质条件、不同土层, 掌握卷扬机钢丝绳的松紧,选择适当的转速和扭矩,以便达到最佳的钻进效果。4.2.3.
21、5变速箱换档时,先停机、挂档后才能开机。4.2.3.6当第一节钻杆钻完时,先停止转动,使反循环系统延续工作至孔底沉渣排洗后再换接钻杆,并予拧紧,以防漏气、漏水。拆卸钻杆时要严防钻头脱落,钻杆接头要拧紧,以防脱扣。4.2.3.7密切注意水龙头工作情况,若发现漏气、漏渣,应立即更换密封圈。4.2.3.8随时检查钢丝绳的完好情况,断丝若超过规定时,禁止使用,必须更换新品。4.2.3.9严禁在钻机运转过程中进行修理和润滑。4.2.3.10起落钻头要平稳,避免撞击孔壁、套管壁。钻盘上严禁放置物品,以免旋转中抛出伤人。4.2.4采用反循环工艺优点4.2.4.1采用反循环工艺无需采用全套管,减少了钢套管材料
22、用量;4.2.4.2钻孔效率稳定可靠,适合入岩基桩施工;4.2.4.3钻孔过程中孔内外压力平衡,不易塌孔;4.2.4.4泥沙、岩渣通过水带出,无需制备泥浆,配合渣夜分离设备,水循环使用,减少污染;4.2.4.5减少套管打入深度,节约材料;4.2.4.6设备造价相对较低,可大批量同时进行多承台施工,工期有保障,同时设备也较轻便、易搬运;4.2.4.7孔底无沉渣,成孔质量好。4.2.5钢筋笼制作及吊放方法成孔深度确定后,应根据自然地面高程和桩顶标高确定吊筋长度,本工程钢筋笼在22m以下,采用整体制作及整体吊装;26m以上分两节制作,进行孔口接笼。4.2.5.1材料检验:所用钢材和焊条的品种、规格质
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