码头灌注桩施工方案.doc

一、概述1.1 工程概况本工程LNG码头栈桥共有1600mm的灌注桩共36根，分布在第1a、1b、DT1、DT3、排架及补偿平台PT2处，排架灌注桩的横向间距（桩中对桩中）为3.3m、补偿平台为7.7m，桩顶设计标高为+8.54+10.1m，桩底设计标高为-38.25-33.46m，桩长4247m不等。灌注桩钢护筒内直径为1.6 m，壁厚为14mm，材质选用Q235B，钢护筒外侧一定长度采用环氧玻璃鳞片防腐。灌注桩混凝土采用C45高性能混凝土，混凝土总方量为2910.57m3；钢筋为普通钢筋，总量为658.7t。灌注桩要求入土深度不小于18m，且桩端进入中、微风化花岗层不小于4.5m，无中风化花岗岩层时进入微风化花岗岩层不小于3.0m。1.2 编制依据1）港口工程桩基规范（JTJ254-98）2）高桩码头设计与施工规范（JTJ291-98）3）港口工程质量检验评定标准（JTJ221-98）4）港口工程质量检验评定标准局部修订（JTJ221-98）5）水运工程混凝土施工规范（JTJ268-96）6）港口工程灌注桩设计与施工规程（JTJ248-2001）7）相关图纸及文件。1.3 自然条件本工程位于秀屿与龙虎屿之间海域。设计高水位为7.35m，设计低水位为 0.78m；年均气温20.3，年均降水量1300.8mm。常风向以NE向，频率28.9%，每年79月受台风影响，年均2次。该海区潮汐类型属正规半日潮。设计高潮位+7.35m，设计低潮位+0.78m。潮流为沿海岸线走向的往复流，落潮流速大于涨潮流速，最大流速为1.85m/s。1.4 工程地质淤泥；流塑，N=0.1击（01击），属软弱土。全区连续分布，层顶标高：-17.96-0.33m，平均为-8.53m；层厚：2.0010.20m，平均为5.35m。1淤泥混砂（贝壳）：流塑，N=1. 7击(12击)，属软弱土。该层不连续分布，层顶标高：-21.84-2.41m，平均为-8.58m；层厚：0.803.80m，平均为2.16m。2砂混淤泥：松散，N=3.0击，属软弱土。该层呈透镜体状分布，层顶标高：-4.61m；层厚：2.80m。粉质粘土粘土：可塑硬塑，N=11.1击（517击），属中软土中硬土。该层不连续分布，层顶标高：-14.34-6.53m，平均为-10.64m；层厚：0.906.10m，平均为3.18m。1残积土：可塑，N=11.8击（8-14击），属中软土。该层不连续分布，层顶标高：-20.90-7.41m，平均为-13.81m；层厚：1.804.90m，平均为3.83m。2残积土：硬塑，N=21.9击（15-30击），属中硬土。该层较连续分布，层顶标高：-23.96-17.89m，平均为-19.95m；层厚：1.206.20m，平均为2.81m。全风化花岗岩：呈坚硬土状，N=39.0击（32-49击），属中硬土。该层连续分布，层顶标高：-25.42-19.09m，平均为-22.34m；层厚：0.507.10m，平均为3.12m。强风化花岗岩：呈坚硬土状，局部呈半岩半土状，N50击，属坚硬土，具有较高的承载能力，可做为构筑物的基础持力层。该层连续分布，层顶标高：-31.32-12.31m，平均为-24.41m；层厚：2.607.30m，平均为4.53m。1微风化花岗岩：岩质坚硬，具有高的承载能力，仅呈透镜体状分布。层顶标高：-23.93m；层厚：0.60m。中风化花岗岩：岩质坚硬，具有高的承载能力，为区内良好的基础持力层。层顶标高：-29.04-25.29m，平均为-27.15m；层厚：0.901.90m，平均为1.50m。二、施工工艺流程三、施工方法3.1总体施工方法灌注桩施工采用水上搭平台冲孔的施工方法。钢护筒及施工平台中直径为1m的支承桩由打桩船施打，施工平台中直径为0.5m的支承桩由设置在方驳上的50吨履带吊吊着振动锤施打。第1a、1b排架灌注桩在工作平台及靠船墩的沉箱安装完成后再进行施工作业，钢护筒及施工平台的支承桩由设置在方驳上的50吨履带吊吊着振动锤施打。冲孔机选用GKS-10A快速双筒卷扬机，冲锤重4.5吨，泥浆循环采用3PN离心式泥浆泵和6PS离心式砂泵，最后清孔采用7kg/6m3空压机进行抽浆法清孔。钢筋笼在岸上制作，通过方驳及设置在上面的履带吊进行运输和安装。混凝土采用陆上搅拌，由搅拌车运到现场，再通过地泵进行浇注的工艺。3.2 护筒制作、防腐与打设3.2.1 制作、防腐钢护筒采用=14mm厚的钢板制作，材料采用Q235B。第611排架位置根据灌注桩地质钻孔资料可知：强风化岩面标高为-23.5-27.5m不等，根据设计要求，钢护筒要沉放至强风化岩面且伸入横梁（墩台）底部100mm，因此钢护筒的长度从3236m不等。钢护筒制作工艺流程如下：板材裁剪 板材卷圆 接缝焊接 成型后二次卷圆 接长 除锈 防腐处理 运至出运码头 接长 接缝防腐处理 验收板材裁剪：按照钢护筒的尺寸向钢板厂订做2×5.0m 、14的Q235B钢板，在进行卷圆前对四周按规定开坡口。板材卷圆：调整卷板机，使卷出的圆筒的内径为1.6m。接缝焊接：卷圆完成后，采用自动焊接设备按照先内后外的原则对焊缝进行焊接。成型后二次卷圆：将焊接完成的钢护筒成放到卷板机上进行二次卷圆，保证钢护筒的圆度。护筒接长：每节护筒经检查符合要求后，将两节钢护筒放在驳接导向支架上，通过调整导向支架使两节钢护筒的垂直度一致并良好搭接。焊接采用自动焊。钢护筒在厂家（福州腾泰建筑管道工程有限公司）分节制作，并进行喷砂除锈和防腐处理。每节长度从812m不等；分节制作好的钢护筒用平板车运至出运码头（位于福建省港口工程公司预制场），在码头后方接长并对接缝作防腐处理后由门机吊上平板驳。防腐蚀涂料环氧玻璃鳞片，由专业生产厂家派专人在现场指导环氧玻璃鳞片的喷涂。钢板加工前对其表面进行除锈。钢板表面采用喷砂（铁矿砂）除锈，所有磨料必须干燥、无杂质且符合除锈要求。喷砂除锈后表面清洁度应符合GB/T8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中的Sa2.5。钢护筒加工成型后焊缝处及其它丢漆处表面采用电动工具除锈，除锈后表面清洁度应符合CB3230-1985船体二次除锈评定等级中的St3。钢护筒除锈涂装质量应符合CB/T3513-1993船舶除锈涂装质量验收技术要求中的有关规定。表面无漏涂、气孔、裂纹以及明显的流挂、刷痕和起皱。钢护筒焊缝处在涂防锈底漆之前，应确认焊缝检查合格并达到除锈等级标准。钢护筒底口用14mm厚、300mm宽钢板作一圈加强箍，以防止护筒在施打过程中变形。3.2.2 钢护筒沉放和施工平台支承桩的施打钢护筒用驳船运至施工现场，支承桩通过陆运至施工现场，在陆上拼装；钢护筒由“粤工桩六”直接将钢护筒打至强风化岩面，施工平台与施工便道直径为37.7cm的支承桩由设置在1000吨平板驳上的50吨履带吊吊着振动锤（功率为90千瓦）施打，施工平台中直径为1m的支承桩由“粤工桩六”施打。桩位平面位置采用一台经纬仪和一台全站仪前方交汇控制，垂直度由经纬仪同时控制。护筒沉放时要求位置偏差不大于10cm，垂直度不大于1%。1、 “粤工桩六”施打钢护筒和钢管桩的控制方法1）钢护筒施打的控制方法钢护筒用D100锤开第一档施打，每振锤击5次，要求每振的贯入度不小于5 cm，当每振的贯入度接近或达到5 cm时马上停止锤击。垂直度由设置在岸上的全站仪控制。2）钢管桩施打的控制方法钢管桩用D100锤开第三档施打，收锤标准是最后一阵（10击）平均每击贯入度不大于3mm。垂直度由设置在岸上的全站仪控制。2、测量控制桩位控制全站仪3、测量仪器仪器名称型号规格出厂编号测量精度测量范围全站仪拓普康GTS-332NOP19722"3km经纬仪威特T22515542"1.5km4、桩位坐标计算附后：灌注桩桩位坐标表3.3 施工平台3.3.1施工平台施工施工平台布设总体原则：必须保证有足够刚度，有一定的工作面，便于操作与施工。根据施工现场实际情况，将排架各设一个施工平台，平面尺寸为6m×15m，排架设一个施工平台，平面尺寸为10m×15m，补偿平台设一个施工平台，平面尺寸为20m×20m。除排架施工平台外其他各平台之间通过搭设2m宽的施工便道相连，施工便道作为行人及铺设混凝土泵送管的通道。排架灌注桩的施工平台顶面标高为9.0m，补偿平台灌注桩的施工平台顶面标高为11.0m。施工平台支承桩为500钢管桩，钢管桩间距为4m。钢管桩位布置时避开灌注桩孔位。施工平台横向承重梁为40工字钢，工字钢下5m处用一根140mm槽钢将钢管桩相互连接，槽钢和工字钢之间用一对140mm槽钢做斜撑连接。工字钢上铺设25的双槽钢，槽钢间距约为1m，槽钢上密铺50mm松木板。施工平台四周设有50钢管栏杆和安全网。施工平台所有钢结构之间均为焊接连接，同时设置相应的防横向滑移措施结构。由于、排架桩的入土深度小，为了增加工作平台的整体稳定性，施工平台的支承桩有4根用1000、20的钢管桩沉放，以增加平台的稳定性，这4根钢管桩施打时要求入强风化岩0.51.0 m。3.3.2 施工平台结构计算一、纵梁计算（次梁）1、钻机移动过程中集中荷载（钻机自重）：p1=15t/(2×4)=1.875t均布荷载（槽钢自重）：q1=25kg/m0.025 t/m支座反力：NAmax=2.1t NB=1.05t跨中弯距：Mmax=ql2/8+p1l/4=0.025×16/8+1.875×4/4=1.925t·m2、钻机工作状态中p2=(15/2+7×1.5)/4=4.5t支座反力：NA= p2×3.7/4+ ql/2=4.21tMmax=4.21×0.3=1.263t·m取Mmax=1.925t·m N=4.21t进行验算纵梁选22，WX=233.8cm3 IX=2571.4 cm4 A36.24cm2抗剪强度：maxQSX/(IXb)=4210×130.3/(2571. 4×0.9)=237二、横梁计算（主梁）F1=F2=F3=F4=4.21tI28b自重：q=0.048t/mNA=NB=(4×4.21+0.048×5)/2 =8.54tMmax=ql2/8+NA·l/2-F1 (1+2)=8.87t/m横梁选I28b：WX=534cm3 A60.97cm2 IX/SX=24.241抗弯强度：=Mmax/WX=887000/534=1661kg/m2<=2150 kg/m2抗剪强度：maxQSX/(IXb)=8540/(24.241×1.05)=335 kg/m2<1250 kg/m2故经计算，该平台纵、横梁满足抗弯、抗剪强度要求。三、桩承载力验算从二式知桩最大荷载为8.54t1、377钢管每米面积A=1.36m2从地质资料查出，桩侧摩阻力为3t/m2，桩尖土极限承载力空缺，按天然地基承载力取为14 t/m2F侧=1.36×3×3.0=12.27t 2、377钢管桩端阻力F端=0.25××0.3252×14=1.12tF= F侧+ F端=13.39t>8.54t故经计算，该平台377钢管桩承载力满足要求。说明：以上计算仅按材料力学初