钢管桩围堰施工及安全专项方案

浙江省临海市河阳路道路桥梁工程大田港桥1#、2#墩钢管桩围堰、水上平台施工及安全专项方案杭州萧宏建筑集团有限公司二0一四年三月大田港桥1#、2#墩钢管桩围堰、水上平台施工及安全专项方案目录一、围堰及水上平台施工方案编制说明二、工程概况三、桥梁设计标准四、工程特点五、方案拟定六、施工组织方案七、海事、航道专项安全措施八、质量保证体系九、围堰及水上平台施工安全专项措施十、文明施工保障措施和环保措施十一、应急预案大田港桥1#、2#墩钢管桩围堰施工方案一、围堰及水上平台施工方案编制说明大田港桥1#、2#墩桩基和承台均位于河道中间，桩基埋深55米，地质条件一般，施工难度较大。结合施工现场实际情况以及考虑到钻孔灌注桩施工的安全性，我部选用钢管桩围堰及水上平台进行施工。二、工程概况临海市河阳路大田港桥桥梁起点桩号：K0+924.8,终点桩号：K1+049.2。跨径组合为3*40m（跨径均指路线中心线，下同），桥墩采用方柱墩，采用预应力混凝土连续箱梁，桥面以上设有混凝土装饰拱，桥梁宽度2*23.5m，桥梁全长124.4m。基础为钻孔灌注桩、承台，按摩擦桩设计。大田港桥河道通航设计要求净空为3.7米，最高通航水位为3米，桥梁中心桩号为K0+987。1#、2#墩桩基全部位于河道中，共计32根桩，单根桩径为1.2米、桩长53米；承台为矩形，长19.759米、宽5.2米。由于承台位于河道中，所以要采取围堰及水上平台施工。三、桥梁设计标准1、设计荷载：城市-A级；人群荷载按《公路桥涵通用设计规范》（JTGD60-2004）.2、航道标准：通航净高3.7米，最高通航水位3米。3、抗震标准：地震动峰值加速度等于0.05g。四、工程特点1、工程地质条件:根据设计图纸，该处主要的地质为粉质粘土、淤泥、圆砾混粘土，高含水量，高孔隙比，高压缩性，低强度，触变性强，工程性能极差，连续分布，在1#、2#墩处淤泥层厚度约在14米左右。2、施工难点1）、土质条件一般：河床以下3米处为淤泥，土质一般，厚度约14米。5）、由于1#、2#墩位于大田港桥主墩，直接影响现浇连续箱梁施工，根据划分的施工任务，工期比较紧张，必须尽早确定方案进行施工，避开梅雨季节。五、方案拟定我部根据该墩所处的地理位置、地形条件以及施工方便，初步拟定采用以便桥及水上施工平台结合钢管桩围堰的方案进行施工：打双排钢管桩，钢管桩内侧采用土工布结合竹栅围挡，中间采用木桩及砂包和填土法止水且双排钢管桩间用槽钢连接并搭设水上施工平台的施工方法。六、施工组织方案一、总体施工方案总体上，大田港大桥主桥1墩和2墩桩基础和承台采用钢平台，及钢围堰止水法施工，中间采用木桩及砂包和填土方法止水。1号墩中心距岸边9米，2号墩中心距岸边7米左右，为保证钢围堰及平台的稳定性。首先自岸边搭设施工平台前进至钢围堰边口，采用壁厚为8mm，直径为406mm的钢管为立柱。工字钢作为横梁和纵梁，横梁采用工25b型，纵梁采用两根工36b型，平台和桥面采用20型槽钢敷设，桩基长钢护筒壁厚8mm,直径180cm,内护筒采用直径为140cm的钢护筒。直接委托加工成型，现场分节拼装、锤击下沉就位。在施工过程中，陆上吊装和岸边便桥施工采用汽车吊，水中采用船吊，安排有经验的施工人员进行配合作业。原则上应避开雨季施工，以免增加施工难度和费用。钢管桩进入持力层5米，河床到表面以上为安全起见，采用围堰高出水面0.8米，经过力学摩阻力及悬臂受力验算，确定围堰钢管桩的长度为10米。二、钢围堰及水上平台施工方案1）、钢围堰及水上平台施工工艺流程施工前准备→便桥施工→钢管桩围堰及水上施工平台同步进行→围堰内填土→埋设护筒钻孔→开挖土方至承台底标高→承台砼封底→破桩头、桩基检测→承台施工→墩身施工→现浇混凝土连续箱梁2）、钢便桥位置和结构形式(本说明以1号墩为例分析说明情况)钢便桥设于1号墩轴线的右侧，铺设至距桥桥面外侧2m处，宽度为6.0m，跨度为4.0m，宽度和跨度可根据实际采购的钢材略作适当调整。钢便桥立柱横向布设3根，采用Φ400的钢管，纵梁为主梁，横梁位次梁，纵梁采用工36b型工字钢，横向布设6根，每两根拼为一纵梁，间距2.0m，横梁采用工25b型工字钢，间距0.75m，桥面采用20型槽钢，顺桥方向铺设，立柱横向采用20型槽钢联接，以满足施工人员和50吨以下的运输车辆往来。钢便桥位置详见图一、《钢便桥和钢平台布置图》。钢便桥结构形式详见图二、《钢便桥结构图》。3）、钢平台位置和结构形式(本说明以1号墩为例分析说明情况)钢平台位于钢便桥左侧，即桥墩承台处布置，宽度为11.2m，长度为47.00m，宽度和跨度亦可根据实际采购的钢材略作适当调整。钢平台立柱即为支撑平台用，也为钢围堰的合并系统用，根据桩基础平面布置尺寸，以及承台施工时的综合荷载力，立柱共设24根，采用Φ400的钢管，横梁采用工25b型工字钢，纵梁采用工36b型工字钢，平台面采用20型槽钢，立柱横向采用20型槽钢联接，以满足施工各项要求。4）．钢围堰的位置和结构形式(本说明以1号墩为例分析说明情况)设平台桩及围堰用立柱合计160根钢管.采用Φ406钢管。间距1.5米,围堰排宽2.00米.在平台搭设过程中，外围的钢围堰同时打，打好以后用毛竹片，彩条布做防水围挡，同时回填土，这样形成止水围堰。施工时，采用汽车吊从岸上向河中央逐跨逐段进行，进行立柱施工时，由专业人员配合吊机采用振动锤作业，直至钢管不再下沉为止，必要时，立柱内可做灌砂处理，以抵抗水流的冲击力。施打前需对每根钢管进行量测，并予以标记，作为桩底进入持力层深度的参考。靠近河岸的地方采用汽车吊施工，较远的地方采用船吊施工。立柱施工完毕后，先进行横向连接施工，再进行纵梁和横梁施工，最后进行台面铺设，并及时焊接。在施工过程中，因在河道上无法测量定桩，故需施工全过程跟踪测量定位。钢便桥和钢平台施工完毕后，在平台面上准确测量放样，定出桩基础位置，精度控制在5mm，然后开孔割除平台面上的槽钢，采用工字钢加固孔口，工字钢采用切口式承插衔接。钢平台结构形式详见图三、《钢平台结构图》。孔口加固好后，由人工配合船吊锤击钢护筒下沉，直至钢护筒不再下沉为止，然后将护筒口用角钢连接于平台。在下沉过程中，必须严格控制钢护筒的垂直度，施打前需对每根钢护筒进行量测，并予以标记，作为进入持力层深度的参考。5）、施工前准备：①根据现场实际施工情况编制钢管桩围堰及水上平台施工专项方案（包括方案设计、安全专项措施等）上报总监办审批，审批通过批复后组织人员进行施工。②钢管桩备料并运至场堆放整齐，对其进行检查、丈量、分类、编号。③选用打桩船（锤的重量是1.2吨），开工前就位时检查打桩船的功能完好性，确保机械的运作良好。④测量放样，对墩位承台控制点标明并经过复核无误后加以有效保护，同时距离承台边线按图示的位置放出钢管桩插打位置，并用槽钢定位，插打前对钢管桩边线进行放样，在保证钢管桩垂直度的情况下逐根插打。①根据测量放样，钢管桩施打前，测量组放样定位，控制围堰长、短边的钢管桩位置，定出围堰的角点及长、短边的间距。每点处打两根钢管桩，两相邻点的钢管桩用槽钢焊接，做为打钢管桩的导向。②确定第一根钢管桩的位置，然后用打桩船的起吊设备起吊岸边钢管桩至设计位置，利用打桩船桩锤进行插打，完成第一根钢管桩的插打施工。第一根完成后要设立导向卡，根据设立的导向卡再进行第二根钢管桩的施工至钢管桩围堰及水上平台施工结束。（二）、钢围堰施工计划安排根据总体施工进度安排，大田港桥1#、2#墩钢围堰计划在2013年3月1底开始施工，同时考虑到梅雨期施工的难度，计划在6月15前要完成围堰及水上平台。附方案：主墩桩基础施工采用钻孔工作平台的施工方案，左右两幅一共有4个主墩，每个主墩共有桩基8根。按照施工总体安排，左右两幅分别施工，即先进行半副钻孔平台的搭设，桩基施工完毕，接着做承台，立柱的施工。直到立柱接出水面为止，平台方可拆除。按照这一思路，先做1号或是2号墩都可以的，桩基钻孔一共采用2台QZ-200型钻机，按泵吸反循环成孔方式施工，每个平台投入两台钻机施钻。（1）钻孔平台构造钻孔平台采用φ406钢管桩、25,36工字梁、20型钢组拼而成，钢管桩每个平台160根，横桥向分布4排，每排35根，横桥向桩间距均为5.85m，纵桥向桩间距离（即排间距）为5.2m。钢管桩顶设横桥向25型工字钢分配梁4道，其上设纵桥向36B工字梁承重梁14道，每道承重梁均由2排36B工字梁用套管螺栓联结组成），承重梁上横桥向按1.0m间距(与36B工字梁节点对应)放置I25a型钢分配梁（遇到桩位后断开布置）,平台顶用5cm厚木板铺设。为确保平台安全施工，在平台周边布设1.20m高钢制防护栏和施工人员上下平台钢制人梯。动力电缆线沿平台外侧悬挂布设。考虑到平台施工的安全性及水位的影响，钢管桩顶高程确定为+3.5m(设计水为+3.00m),平台顶面高程确定为+4.5m。钻孔平台详细布置如下页图所示。（2）钻孔平台钢管桩沉打钻孔平台钢管桩支撑着平台、钻机静载和钻孔动载及其它施工荷载，按单面摩擦桩计算其桩贯入河床深度，并考虑河床冲刷影响，确定桩底高程为-3.0m，钢管桩打入河床深度为4。A、根据桩基工程量，拟投入的主要机械设备如下：序号名称型号数量备注1浮箱中-601导向架为固接式开口导向架，即导向架外侧面开口，用φ10cm钢棒作销接杆封闭或开启导向架,可降低钢管桩吊装高度,利于完成沉桩后退出。2驳船23水上吊车船（简易浮吊）25T1(台)4箱式变压器400KW1(台)5沉桩机90kw1(台)6沉桩机150kw1(台)7电焊机30KVA2(台)8导向架□1.0×1.0×5m1(个)B、劳动力安排现场施工实施三班工作制，平台施工安排现场工程师2人，质检人员2人，工班长2人，测量4人，安检人员1人，技工10人，普通工人20人。C、钢管桩沉打钢管桩沉打顺序自河心侧至岸侧逐排完成。钢管桩的沉打施工是在由中-60浮箱和25T履带吊组合而成的水上吊车船上进行,水上吊车船在测量人员的协助下，由设置在岸边的地笼和卷扬机牵引到预定位置，然后抛锚将其固定，通过船头导向架用振动沉桩机将钢管桩沉打就位。钢管桩的沉打如下图所示。桥轴线岸侧河心侧平面图立面图钢管桩插打示意图钢管桩导向架水流方向覆带吊车钻孔平台钢管桩分2节现场吊拼焊接。对接缝处加劲板沿桩体圆周四等分分布4块□30×10×1cm钢板加固，实施满焊。钢管桩沉打采用岸侧箱式变压器供电，满足沉桩和焊接需求。钢管桩定位：在导向架上设置棱镜，用全站仪测量放样。将第一节钢管桩吊入导向架后固定，振动下沉第一节后，吊装第二节对接。在沉桩过程中对桩顶和桩帽连接螺栓进行观察确保紧固，每次振动以不超过5分钟控制。钢管桩对接完成后，在桩顶设置数根可调节缆风钢索，在振动下沉中起到纠偏作用。钢管桩平面位置控制偏差为±5cm，斜率控制偏差为1%。振动沉桩一次连续完成。钢管桩沉入河床深度未达到设计高程时，采用150KW沉桩机补打到位。（3）钻孔平台上部构造搭设根据钻孔平台结构从下至上搭设，利用水上吊车船的25T履带吊车直接吊装上部型钢。桁梁先在栈桥上连接成设计所需要的长度，然后整体吊装。平台顶层的型钢和木板随后吊装并通过人工辅助就位，形成完整的平台施工平面。（4）钢护筒下沉施工A、钢护筒入土深度及顶面高程确定根据《初步设计》所给地质资料知，河床上部分布厚约1.0m的亚粘土层,中间分布16m左右的淤泥层，再往下为较厚的圆砾粘土层分布，因为河床上部粘土层太薄，且容易被冲涮，为保证钻孔的安全性，钢护筒必须穿过首层粘土及中间分布的粉砂层，打入下层粘土层2m以上，根据这一原则，护筒打入河床深度确定为2.5m，护筒底面高程按-2.5m控制，护筒顶面高程为+3.5m，控制洪期钻孔水头高于子堤标高2m以上。B、钢护筒加工钢护筒:直径φ=1.40m,壁厚δ=5mm，长6.5m，护筒内壁贴焊纵横加劲肋板（材料与护筒相同），肋间距为150cm×150cm格构，板宽10cm，护筒共分2节加工，其中1节为3.0m，1节为3.5m。护筒刃脚处布设□471×30×0.6cm加