水上灌注桩施工平台

1华润水泥（福州）有限公司码头工程灌注桩施工平台专项方案编制：审核：审定：福建省港口工程有限公司二O一二年十二月2一、编制依据1、《华润水泥(福州)有限公司码头工程岩土工程勘察报告》；2、《华润水泥(福州)有限公司码头工程施工图》；3、《华润水泥(福州)有限公司码头工程施工组织设计》；4、《港口工程灌注桩设计与施工规程》JTJ248-2001、《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》JTJ285-2000。二、工程概况本工程码头平台长300m，宽18m，共分4段，每段长度75m。码头结构型式为高桩梁板式结构，桩基为Ø1800嵌岩灌注桩，共32个排架，排架间距10m（每伸缩缝两侧排架间距5m）。每个排架布置3根灌注桩，总桩数96根。桩顶标高1.25m（罗零）。1～13排架设计要求桩端嵌入中风化岩层9m，14～32排架设计要求桩端嵌入中~微风化岩层3.6m。三、工程地质1、地形、地貌拟建场地位于福州马尾港区的闽江下游北岸打石坑与松门之间，处于陆域向闽江水域过渡地带，场地以拟拆除码头平台北侧石砌驳岸为界，西北部为陆地，东南部为闽江主航道。水域区地势总体上西北高东南低，从陆域向水域倾斜，地形相对较陡，呈水下阶梯状；陆域区地势较平坦，南侧为现有已建驳岸护坡。拟建场地土层除上部存在新近填土外，以海陆交互相沉积物(Qmc)为主，下部为燕山晚期花岗岩(γ52(3)d)风化带。场地地貌单元属闽江下游北岸一级阶地。2、工程地质①场地岩土层特征3根据地面地质调查，钻探揭露和试验等资料综合分析，场地地基土层自上而下详细叙述如下：新近填土：根据组成成分不同，可分为三个亚层：淤泥混砂：深灰色，流塑，饱和。具有粘性，捻面有砂感，有光泽，干强度与韧性中等，摇震反应慢，含有少量腐殖质，略有臭味。砂以细砂为主，局部夹杂粉砂，粒径大于0.075mm的颗粒含量占18.8～48.0%。该层仅在BW3、BW6孔地段分布。分布厚度2.60～5.80m，层顶高程为0.94～-1.08m，为近期冲填形成。填块石：灰黄色、青灰色，稍密~中密，湿～饱和。为人工堆填，堆填时间大于3年。粒径大于200mm块石含量占60～70%，块石粒径一般为200～500mm，呈棱角状，排列无规律，母岩成分为中风化花岗岩，充填物主要为碎石及少量粘性土。在BW1孔孔深0～0.3m为混凝土顶板，孔深0.30～0.60m为中砂垫层；BW5孔孔深0.00～0.80m为杂填土。本层在所有钻孔均有揭露，分布厚度1.00～7.80m，层顶埋深0.00～5.80，层顶高程7.08～-6.88。中砂：褐黄色，饱和，稍密～中密。以褐黄色中砂为主，该层顶部和底部分布薄层灰色砂混淤泥。粒径大于0.075mm的颗粒含量大于90%，标准贯入试验实测击数N(下同)=13-20击，平均击数—N(下同)=17.3击。该层仅分布在BW3、BW6孔地段，该钻孔地段北侧曾为砂料堆场，堆有大量砂料，因驳岸滑塌，造成砂料滑塌堆积而成，分布厚度7.20～9.90m，层顶埋深为3.80～6.80m，层顶高程为-2.86～-7.88m。海陆交互相层：根据土层成分，可分为二个亚层：淤泥混砂：深灰色，流塑为主，局部软塑，饱和。含有少量腐殖质，略有臭味，捻面粗糙有砂感，有光泽，干强度与韧性中等，摇震反应慢。含有450%左右细砂、粉砂，根据颗分成果：粒径d=0.5～2mm颗粒平均含量占0.9%，d=0.25～0.5mm颗粒平均含量占7.6%，d=0.075～0.25mm颗粒平均含量占42.4%，d=0.075～0.005mm颗粒平均含量占29.2%,d＜0.005mm颗粒平均含量占19.9%。该层在BW1、BW2、BW4、BW5孔地段分布。分布厚度7.50～12.20m，层顶埋深为6.20～7.80m，层顶高程为0.78～-1.67m。砂混淤泥：浅灰～深灰色，松散为主，局部稍密，饱和，以细砂为主，局部夹杂粉砂，含有27%左右淤泥，根据颗分成果：粒径d=0.5～2mm颗粒平均含量占2.6%，d=0.25～0.5mm颗粒平均含量占10.6%，d=0.075～0.25mm颗粒平均含量占59.5%，d=0.075～0.005mm颗粒平均含量占15.4%,d＜0.005mm颗粒平均含量占11.9%。分选性一般，级配较差。N=7～11击，—N=8.7击。该层在BW1、BW2、BW4、BW5孔地段分布，分布厚度6.40～16.50m，层顶埋深15.00～18.50m，层顶高程为-9.17～-12.16m。强风化花岗岩：灰黄色、浅灰色，稍硬，岩石组织结构已部分破坏，岩芯呈碎块状，锤击易碎。岩芯采取率约为65～75%。为软岩，岩体破碎，岩体基本质量等级属Ⅴ类。该层仅分布在BW3、BW6孔地段。分布厚度1.50m，层顶埋深为13.70～14.00m，层顶高程为-12.76～-15.08m。中风化花岗岩：浅灰，浅灰白色，致密坚硬。花岗结构，块状构造，岩石主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物。岩体闭合状节理、裂隙一般发育，岩芯呈短柱~中柱状，锤击声脆，不易击碎，钻探岩芯采取率约为80～95%，岩石质量指标RQD指标为50～65%。岩石饱和单轴抗压强度fr=57.94～77.20MPa，平均值—fr=67.51MPa，为坚硬岩，岩体较破碎，岩体基本质量分级为Ⅲ级。该层为本次勘察终孔层位，所有钻孔均有揭露而未揭穿，最大揭示厚度3.30m，层顶埋深15.20～31.50m，层顶高程-14.26～-25.67m，局部地5段层面起伏变化较大(如BW2~BW5坡度值达58%)。3、地基各岩土层设计计算指标推荐使用值地基各岩土层设计计算指标推荐使用值详见表1。地基各岩土层设计计算指标推荐使用值表表1层号岩土层名称天然容重压缩模量直接剪切承载力设计值桩侧极限摩阻力标准值qf和桩端极限阻力标准值qR固快(1h)粘聚力内摩擦角冲孔灌注桩预制桩rEs1-2CkфkfdqfqRqfqRkN/m3MPakPa度kPakPa①-1淤泥混砂16.01.7716.821.7431415①-2填块石21.022.02005070①-3中砂18.58.01504050②-1淤泥混砂17.03.6314.820.7831520②-2砂混淤泥18.07.01202535③强风化花岗岩21.020.0550901109000④中风化花岗岩24.0250015010000四、平台设计与施工2～11排架基础需炸礁，裸露，无覆盖层，其他排架基础覆盖层较厚，2～11排架拟将施工平台钢管桩直接搁置在裸露岩面上，以作为钢管桩的持力层。第1排架和13~32排架拟将施工平台钢管桩打入至强风化岩面，以作为钢管桩的持力层（或入砂混淤泥层8米以上）。（一）下游段平台(107m×17m)1、平台面高程根据灌注桩施工规范，施工平台面标高＝设计高水位5.17＋0.5＝5.67m，结合极端高水位6.65m和超高0～0.5m，取灌注桩施工平台为7.0m。（与拟拆6除码头及下游5000t级码头面层高程一致）2、平台平面布置为了节省投资，平台分两个施工段搭设，组织流水施工。第一段为22～32排架为第一段，第二段为1～15排架。16～21排架桩一半计划在旧码头上直接成孔，另一半在已成孔的灌注桩上搭设平台成孔。平台前沿线距前沿桩中心线0.96m，平台后沿线距后沿桩中心线也为0.96m，平台宽度=5.03m×2＋5.02m＋0.96m×2＝17m。上游栈桥处搭设10m×20m=200m2。平台搭设总面积为5300平米。施工平台上共布置钻机12台，计划第一排布置2台钻机，第二排布置1台钻机…..以此类推，单数排架布置2台钻机，双数排架布置1台钻机，施工中如遇到特殊情况再作调整。3、平台结构灌注桩施工平台为贝雷片与型钢组合的桁架式结构。主梁、纵梁、分配梁、横撑、斜撑、立柱等节点间的连接均采用焊接，具体结构详见附图。基础采用Ø630×10mm钢管桩，共6个排架，采用“闽宁德工0051”打桩船、配D62桩锤进行沉桩。每个排架布置5根钢管桩（其中前沿第二轴布置一对叉桩，内侧为6:1，外侧为5:1，以确保施工平台的稳定性及增强施工平台抗倾覆能力），桩轴线间距均为5.03m和5.02m，排架间距不大于20m（20m间距排架中间再设一道7m宽排架，设2根Ø630直桩；所有在平台上的车辆均规定在平台中间区域作业、行走或停靠）。钢管桩沉桩后，在高程+5.17m（主梁底面高程）处将钢管割除超高部分或接长至该标高，并在钢管顶部割个凹槽，埋设、焊接17m长双拼25b工字钢，作为贝雷梁搁置面。在标高+1.5m处设7置20b槽钢横撑、剪刀撑和立柱。平台主梁采用双道贝雷片拼装成断面为1080mm×1500mm的桁架。两道贝雷片采用900mm宽标准支撑架连接。分配梁为25b工字钢铺设在贝雷梁上，间距1m，桩位处间距2.0m。面层铺设25b槽钢，间距0.3m。4、施工方法（1）施工工艺流程施工准备→吊桩入龙口→测量、定位→沉桩→桩头处理→下一根桩施工（2）施打钢管桩1）钢管桩采用打桩船进行施打，将钢管桩打入河床地层中。钢管桩打入深度根据地质情况而定，主要以入土深度为控制标准，以达到计算承载力的要求。钢管桩由闽宁德工0051打桩船施打。2）测量定位：本工程沉桩测量定位采取直角交汇法，在驳岸设一台经纬仪，在旧码头或下游5000t级码头设一台经纬仪，在水泥下游水泥库附近设一台经纬仪作为校核。3）沉桩：打桩前检查钢管桩的垂直度，控制垂直度偏差为0.5％；在打桩过程中控制入土深度。4）接桩：因考虑到水上接桩施工难度大的问题，尽量减少接桩的次数，因此根据本工程地勘材料进行计算桩长基础上并富余3m的桩长。沉桩后在进行切割和修整钢管桩顶端变形部位。拟先将12m/根的钢管接成36m的钢管桩，根据施打情况适当调整桩长。5）桩顶处理：将钢管桩顶端变形部位割除；不足标高部分接长至标高；在标高+5.17m处割个凹槽，埋设、焊接17m长双拼25b工字钢。（3）施工中应注意的一些事项81）施工方案审批：项目部编制的施工方案需报公司总工审批，批准后方可施工。2）沉桩前，需将12m/根的钢管焊接成需要的长度，并在每根桩的一侧用油漆划上刻度，以便于控制桩的入土深度。3）沉桩顺序：由上游往下游、内侧往外侧方向施打。4）沉桩时宜先让桩在自重作用下下沉，待桩身稳定性后，再进行施打。5）在沉桩时，严格控制桩位及直桩的垂直度。6）沉桩后需及时将同排架的钢管桩连接成一体。7）现场人员应认真做好沉桩记录。8）已成排的桩（排架）上需设置一定数量的安全警示灯及标志，防止过往船只碰撞。5、横梁、纵梁、分配梁、面层、横撑、剪刀撑、立柱安装双拼25b工字钢作为横梁，搁置在钢管的顶部凹槽中，并与钢管焊接牢固。纵梁由2道贝雷片用900mm标准支撑片拼装而成，本施工平台共设4道贝雷梁。贝雷梁搁置在横梁上，在横梁上设定位卡，固定贝雷梁。用25b工字钢作为分配梁，分配梁按间距1000mm搁置在贝雷梁上，与贝雷梁之间也需设定位卡。分配梁上铺［25b槽钢，反扣作为桥面面层。面层槽钢与分配梁之间需用点焊焊接。横撑、剪刀撑、立柱均采用［20b槽钢，各个连接节点均需焊接牢固。以上所有施工均由25t汽车吊配合人工完成，施工从旧码头往5000t码头方向逐步前进，施工车辆需在施工平台的中间区域作业、停靠等。6、为增强平台稳定性采取的一些措施先在该平台的上下游固定码头上打设若干膨胀螺栓，锁上钢板，用型钢9将所搭设平台与膨胀螺栓上的钢板焊接在一起。（二）上游段平台(143m×17m)上游段施工平台计划分2次搭设，第一次搭设A、B、C区（详见平面图）。A区为拟建栈桥处，搭设面积为20m×10m=200m2；B区为第⑤至第⑦轴区域，搭设面积为24m×18m=432m2；C区为旧码头上游侧（第⒂轴处），搭设面积为7.5m×18m=200m2。上游段灌注桩先施工第⑤、⑥、⑦、⒂轴四排桩，这些桩基完成后，将这些桩作为施工平台的桩基使用，再搭设未施工的灌注桩区域平台。搭设这些区域施工平台时，先在已灌注的灌注桩上安放双拼25b工字钢作为主梁，然后将贝雷梁搁在主梁上，上部和横、斜撑施工雷同