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江宁区区域供水管道工程000000过河管道桩基础专项施工方案编制人：审核人：施工单位：0000日期：二OO八一月十日第一章工程概况1．1工程简述000000000沿线经过0000大桥、000大桥两座大桥。其中00河大桥位于00路K4+280~K4+480间，通过D1220管道，Ф1000灌注桩基础9根、钢筋砼承台；句容河大桥位于汤铜路K8+920~K9+020间，通过D1220管道，Ф1000灌注桩基础5根，钢筋砼承台1．2现场条件1、0000穿河管道龙都大桥灌注桩、管道中心线距大桥边缘2米，2根灌注桩位于河道两侧河堤旁，4根灌注桩位河床内。目前河床水位最深处达5.1m，浅处为3.8m。施工现场交通便捷，施工用电，需地方协调解决。施工用水有龙都镇自来水和河水。2、0000穿河管道句容河灌注桩、管道中心线距大桥边缘2米，5根灌注桩均位于河床内。目前河床水位最深处4.0m，最浅处2.4m。施工现场交通便捷，施工用电，需地方协调解决。施工用水有句容河河水。1．3工程水文、地质条件1、工程水文条件目前正值雨季，河道内水位随降水情况而变化频繁，水位差约3m左右。且河道内排洪水小，对施工影响较小。2007年12月25日经现场实测，0000桥河道内平均水深为3.5m，0000内平均水深为3.2m。2、地质条件①-1层素填土，灰黄色，松散~可塑状态，回填时间1~8年，未完全固结，河内缺失，最大厚度5.00m。①-2层淤泥，深灰色，灰黑色，流塑，富含有机质，有臭味，具触变性，厚度0.50~1.9m。②-1层粉质粘土，灰黄色，可塑状态，中压缩性，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，最大厚度4.00m。②-2层淤泥质粉粘土，灰色，流塑状态，夹砂粒，高压缩性，干强度低，韧性低，偶见弱摇振反应，厚度12.0~23.20m，层顶标高1.3~4.7m。③-1层粉质粘土，灰黄色，可塑状态，中压缩性，干强度中等，韧性中等，切面光滑有光泽，无摇振反应，厚度0.7~12.9m，层顶标高-18.5~8.05m。③-2层粉质粘土，褐黄色，灰黄色，硬塑，局部夹可塑状态土，底部夹状残积土，中低压缩性，干强度中等，韧性中等，切面具光泽，无摇振反应，厚度2.8~17.2m，层顶标高-18.5~4.05m。⑤-1层强风化砂岩，砖红色，紫红色，岩体风化强烈，少见裂隙，岩芯呈短柱状，敲击易碎，浸水易软化，其风化程度自上而下逐渐减弱，属极软岩，岩体基本质量等级Ⅴ级，厚度1.5~5.9m，层顶标高-22.1~5.34m。⑤-2层中风化砂岩，砖红色，褐黄色，坚硬，岩石风化程度中等，岩石呈细粒结构，块状构造，岩芯较完整，呈柱状，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅵ级，未钻穿，层顶标高-24.5~0.64m。第二章灌注桩水上施工平台设计2．1施工重点过河管道基础灌注桩因在水中施工，需搭设水上施工平台，而当前正值汛期，河道内水位高，水流急，水上施工平台搭设高度较高，安全稳定性要求是本项工作的关键。另外，由于在汛期施工，在河道内搭设水上施工平台，对过流和通航均有影响，因此水上施工平台必须同时满足灌注桩施工要求和河道过流、通航要求。2．2平台搭设方案选择水上施工平台拟采用简单可行的桩台式平台，有木桩和钢管桩两种常用的方法，其优缺点分别如下：1、木桩平台木桩具有成本低、施打机械简单等优点。但木桩在水深过深的情况下，木桩打入难度大，平台稳定性不够。如采用细木桩（小头直径15cm以内），则木桩间距小，数量过密，影响灌注桩成孔和河道过流；如采用粗木桩（小头直径20cm以上），则木桩打入困难。尤其是龙都大桥下木桩深入持力层土层为③-1层粉质粘土，木桩打入困难，如打入深度不足，尽管木桩承载力满足要求，但因土面以上高度过高，其稳定性难以满足要求。一般木桩用于水深不深（水深≤3m）、河道断面较小的情况。2、钢管桩平台钢管桩具有承载力大，平台稳定性好、桩数量少，对河道过流影响小等优点。但钢管桩成本高，施打机械要求高。一般钢管桩用于水深较深（水深≥3m），河道断面较大，水流流速较的情况。根据以上分析，结合现场具体条件，选择相应的平台搭设方案。其中：①秦淮河大桥因平均水深达3.5m，且河道内水流速度快，有通航要求，选择采用钢管桩架设平台；②句容河平均水深为3.2m，河道内水流速度快，选择采用钢管桩架设平台；2．3单桩承载力计算桩的承载力取决于桩的材料强度和土的支承能力两个方面，现假设桩身结构强度足够，则单桩的竖向承载力取决于土对于桩的承载能力。现采用“规范经验参数法”确定单桩承载力。1、钢管桩单桩承载力（1）钢管桩规格选用和入土深度本工程拟选用Ф609钢管作为钢管桩。钢管桩入深度在考虑承载力的同时，须考虑桩身稳定性，埋入土深度与土面以上高度比≥1控制。秦淮河大桥水深3.5m，为防止在灌注桩施工期间河道不位突涨，平台高现水面1.5m，则钢管桩土面以上高度为5m，拟将钢管桩打入土内6m，钢管桩总长11m；句容河水深3.2m，同样为防止在灌注桩施工期间河道不位突涨，平台高现水面1.5m，则钢管桩土面以上高度为4.7m，桩身入土深度应更拟将钢管桩打入土内6m，钢管桩总长10.7m,按桩身长11m计算，则入土深度为5.9m（2）桩侧土层桩侧土层以匀质土层计算，以②-2层淤泥质粉粘土作为参数选用基础，计算结果更保守些。（3）单桩承载力验算计算公式如下：Rd=Up∑fsili/rs+fpAp/rp式中：Up——桩身截面周长=1.912m；fsi——桩侧第I层土的极限摩阻力标准值=15kPafp——桩端土的极限端阻力标准值(以开口桩计算)=300×0.8=240kPali——第i层土的厚度=6mAp——桩端截面积=0.2826㎡rs——总侧摩阻力分项系数=1.83rp——端阻力分项系数=1.24经计算得Rd=148kN=14.8t钢管桩打入布置见附图一、附图三所示。每四根钢管桩承担平台自重和灌注桩成孔机械静载和动载，总荷载为：P=平台自重3t+灌注桩成孔机械自重10t+施工动载15t+灌注砼时的最大砼重量4.8t=32.8t平均单桩承载：P1=32.8/4=8.2t因施工时灌注桩成孔机械为偏心布置，考虑不平衡系数，最大单桩承载：Pm=8.2×1.3=10.7t则安全系数Rd/Pm=14.8/10.7=1.38能满足要求。2、木桩单桩承载力（过塘部位）（1）木桩规格选用和入土深度本工程拟选用小头直径15cm的木桩，入土深度4.5m。因水塘内水位变化不大，故平台高现水面0.5m，则木桩土面以上高度为2.5m，拟将钢管桩打入土内4.5m，钢管桩总长7m；（2）桩侧土层桩侧土层以匀质土层计算，以②-2层淤泥质粉粘土作为参数选用基础，计算结果更保守些。（3）单桩承载力验算计算公式如下：Rd=Up∑fsili/rs+fpAp/rp式中：Up——桩身截面周长=0.628m；fsi——桩侧第I层土的极限摩阻力标准值=15kPafp——桩端土的极限端阻力标准值(以开口桩计算)=300×0.8=240kPali——第i层土的厚度=4.5mAp——桩端截面积=0.0176㎡rs——总侧摩阻力分项系数=1.83rp——端阻力分项系数=1.24经计算得Rd=26.57kN=2.65t木桩打入布置见附图四所示。每20根木桩承担平台自重和灌注桩成孔机械静载和动载，总荷载为：P=平台自重1t+灌注桩成孔机械自重10t+施工动载15t+灌注砼时的最大砼重量4.8t=30.8t平均单桩承载：P1=30.8/20=1.54t因施工时灌注桩成孔机械为偏心布置，考虑不平衡系数，最大单桩承载：Pm=1.54×1.3=2.007t则安全系数Rd/Pm=2.65/2.007=1.32能满足要求。以上是按“规范经验参数法”计算，在桩施打过程中，可根据锤击力和和单锤入土深度验证以上计算，并在现场对桩的入土深度和根数作相应调整。2.4平台支撑稳定布置所有水上平台由于钢管桩或木桩均高出土面较多，为保证平台的水平稳定，在平台四周打入斜桩以支撑平台。具体布置和数量详见附图一~附图四2．5水上平台的平面布置根据以上计算结果，对每条河道平台根据各自的现场条件和设计要求进行布置，同时满足施工要求、平台稳定性要求和河道内的过流、通航等要求，具体平台布置如下：1、秦淮河大桥段水上平台平面布置秦淮河大桥河道内有7根灌注桩，两侧河坡各有一根灌注桩。两侧河坡上灌注桩采用填土修筑平台的陆上施工方法，河道内的9根灌注桩采用水上搭设平台的施工方法，平台采用钢管桩搭设。平台沿纵向布置，宽度4m，以满足桩机纵向布置和两侧施工通道的要求。由于该河道为四级航道，内有通航要求，在河道中线位置留55m的通航孔不设平台，保证在施工期间不断航。整个水上施工平台兼作钢管安装施工平台。2、句容河段水上平台平面布置句容河河道内有5根灌注桩，采用水上搭设平台的施工方法，平台采用钢管桩搭设。平台沿纵向布置，宽度4m，以满足桩机纵向布置和两侧施工通道的要求。由于该河道内没有通航要求，且中间两根桩距只有16米，故中间不设通航孔。整个水上施工平台兼作钢管安装施工平台。第三章主要施工方法3．1钢平台搭建1、钢管桩打入全部钢管桩孔都在水域施工，对于龙都大桥河道内可通航，拟采用水上浮吊（用50t平板驳船，配8t简易吊）吊打钢管桩，由岸边逐排向外延伸作业。初步计划采用ICE所生产的1412B液压锤。在句容河内不能通航，采用简易木排两侧加浮筒的方法作为打桩船，采用装拆式打桩架进行打桩。钢管桩要求达到设计入土深度后停锤，如中途发现有障碍物，锤击下沉困难时，应具体分析原因，采取管内射水吸泥等方法减少摩阻，继续下沉钢管桩，确保钢管桩的入土深度，满足承载力的要求。射水采用3PN泵，同时采用Φ150mm钢管配合6BS砂石泵吸泥。钢护筒打入到位后，及时安装定位支撑，防止钢管桩受外力影响倾斜或移位。2、平台搭设钢管桩打入后，焊接梁座，再将纵横梁与梁座焊接，在纵横梁间再间隔焊接平台板分配梁，分配梁采用[16b槽钢。平台顶部铺设8mm厚钢板。在灌注桩施工部位，预留桩位孔，便于灌注桩护筒安设。3．2灌注桩施工方法。1、工艺流程：测放轴线→平整场地→桩机就位安装→埋设护筒→造浆钻进→清孔→钢筋笼安放→下导管→灌注砼→拆除护筒→桩头处理→成桩2、施工步骤1）测量放样2）桩机就位组装用锤绳纠正桩机的垂直度，保证垂直度在0.5％之内。3）护筒埋设陆上灌注桩采用挖埋法埋设护筒，护筒高出地面30cm，埋入土内1.2m左右；水上灌注桩采用打入法埋设护筒，护筒高出水上施工平台60cm，埋入土内3m以上。用桩架吊装就位，护筒中心用十字交叉法确定。护筒中心与桩位中心偏差不大于50mm，陆上护筒与孔壁间用粘土分层夯实，以防止地面水流入，并能固定护筒。4）设备安装①设备开始安装时，应先做好各项准备工作，例如清点设备及其机具数量，安装时应统一指挥，按程序进行安装。②水上灌注桩铺设移动钢轨和枕木，铺设时放置在平台面上且用水平尺校平，确保钻机平稳。③竖立塔架可采用吊车，也可采用钻机自身立塔时，就先安装起落架，并设安全绳，以防止钻塔向后翻到。立塔时必须准备充分，服从统一指挥。④调平基枕机架，调准回转器垂直度与孔位中心，回转器（或转盘），天车滑轮中心必须在同一垂直线上。⑤设备投入使用前就先试运转检查，以防止钻进成孔或灌注砼中途发生机械故障。⑥3PN泵尽量靠近孔位，吸水及压缩空气（软）胶管的总长不宜过长。⑦泵放入泥浆池深度以液面至泵窗口一半为准，泵下端吸水口至泥浆池底面距离不少于400mm。5）造浆钻进根据桩位所处的地质情况，可采用泥浆护壁的方法，选用符合要求的粘土或在原孔所造的泥浆中加入膨润土以取得符合规范要求的泥浆。钻进过程中要经常测定泥浆浓度，过浓影响钻进速度，过稀不利于护壁、排渣。根据施工经验，泥浆浓度控制在1.15～1.20之间，泥浆的制作在租用的小船上进行，并利用该船进行泥浆循环和沉淀。泥浆的循环，拟采用高压泥浆泵正循环施工法，压、排浆均采用22KW泥浆泵。钻孔一般以每小时1.5m左右的速度为宜，这样既能保护孔壁均匀完好，又有利于保持浆液钻渣含量基本稳定，排渣顺畅，均匀。混合液的浓度得到控制