厦门大桥主墩钢板桩围堰施工方案.doc

厦门集美大桥C3合同段钢板桩围堰施工方案编制： 复核： 厦门集美大桥钢板桩施工方案一、工程概况厦门集美大桥C3合同段道路起点桩号K5+605，终点桩号K7+025，总长1420m；BRT桥起点桩号BK5+605，终点桩号BK6+974.722，总长1369.722m。海中北通航孔桥的主桥和引桥的56#-72#墩位于海堤以内。57#、58#、59#号墩为北主桥主墩，承台均为3622.4cm1100cm400cm，每个承台下设根2.5 m桩基，承台顶标高+0.5m、底标高-3.5m,河床标高分别为-1.14m、-0.678m、-0.565m。主墩处于深海中，钢板桩施工范围主要是淤泥层和砂混淤泥层地质。潮汐：厦门海域为正规半日潮，历年来最高潮位4.52m，最低潮位-3.30m，平均高潮位2.47m，平均低潮位-1.41m，平均潮差3.98m，最大潮差6.92m，平均海平面0.35m（黄海高程）。二、水中主墩总体施工方案选择业主前期已经提供了施工便桥及施工平台，因主桥墩道路桥和BRT桥三个承台连成一体成一个大承台，根据施工图纸、该墩所处水文地质情况和下部结构的总体工期安排，结合我单位施工技术水平和现有设备、人员情况，现拟利用已经搭设的平台施工钻孔桩，桩基完成后拟采用钢板桩围堰进行低桩承台施工。钢板桩选用日本产NKSP-A型号；围囹选用2I40b型组合截面，横撑选用530，壁厚9mm钢管，计算顶标高按+4.0m，底标高按-8.0m控制，平面尺寸38.4m12.8m。三、主墩钢板桩围堰施工方案：3.1、钢板桩和围堰尺寸选择： 根据此工程的水深、水文、地质等相关情况和我单位多年进行水中施工的经验，待利用钢管桩钻孔平台完成水中该墩12根钻孔灌注桩后，开始钢板桩围堰施工。钢板桩选择：根据承台的埋深和该处水位等因素，通过受力计算，拟选用长12m，宽0.4m的NKSP- A型单层钢板桩围堰施工；围堰尺寸选择：根据承台尺寸和钢板桩的宽度，综合考虑钢板桩的施工和围堰内承台作业空间，围堰尺寸定为：38.4m12.8m。钢板桩的 平面布置图见图1。图1 钢板桩平面布置图3.2钢板桩围堰施工工艺和方法3.2.1钢板桩施工工艺钢板桩施工工艺流程图见图2。抽水堵漏围檩安装焊正牛腿纵向支撑安装焊反牛腿斜撑及竖撑加固检查抽水吸泥混凝土封底下一层支撑准备材料钢板桩导向架角桩插打钢板桩插打、合龙围堰内送料横向支撑安装图2 钢板桩围堰施工工艺3.2.2钢板桩施工准备(1)充分利用已有栈桥和平台，以及目前所具有的25吨汽车吊和50吨履带吊为钢板桩卸车、倒运、吊装插打做好准备。(2)插打钢板桩前的准备工作钢板桩经过装卸、运输会出现撞伤、弯扭及锁口变形，钢板桩在拼组前必须进行检查。进场钢板桩要求严格进行检查和整修，整修后的钢板桩满足以下技术要求：A、每组钢板桩的宽度允许偏差为30mm；B、锁口内外应光洁，并成一直线；C、锁口在拼接处的高低偏差均不得大于2mm；D、锁口在拼接处应尽量拼接紧密，间隙s不得大于3mm；E、锁口全长不应有破裂、缺损、扭曲和死弯。F、锁口整修后应用同类型3m长的短钢板桩做通过试验，以23人拉过为宜，或电动绞车牵引，最大牵引力不超过5KN。插打钢板桩的导向设备按照施工方法和步骤，一般先打定位桩，在定位桩上安置导梁，组成框架式的围笼作为插桩时的导向设备，因此在施打前必须制作导向架。检查振动锤振动锤是插打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门检查，确保线路畅通，功能正常。振动锤的端电压要达到 380420 V，而夹板牙齿不能有太多磨损等。(3)钢板桩的处理和注意事项同一围堰的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出使用钢板桩的数量，以确保数量；剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。3.2.3 插打钢板桩（1）导向架制作钢板桩方形围堰选择方形导向架，根据施工平面尺寸，首先测量放样，根据放样位置在围堰内侧每一长边方向打6根530mm钢管桩作为定位桩，施工可分2次插打，每一短边方向打2根530mm钢管桩作为定位桩，然后焊接牛腿，再安装方形导向框。（2）插打第一片钢板桩为了确保插打位置准确，第一片钢板桩是插打的关键。首先在导向架上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，然后进行插打，并且在插打时钢板桩背紧靠导向架，边插打边将浮吊吊钩缓慢下放。这时应在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直，然后以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩。在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后20片时，要先插后打，方便和拢调整。若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。（3）钢板桩的插打作业步骤和技术要点在钢板桩锁口内涂黄油，安置吊点，如起重机高度不够，可用钢丝绳在钢板桩1/3以上处捆扎，捆扎处应有夹板，并垫有木块，胶皮以防滑移和受力后吊点处锁口变形。在钢板桩下端系揽风绳二根，浮吊起吊钢板桩接近垂直状态时，利用揽风绳控制正反方向。钢板桩就位下插，第一片钢板桩沿活动导向下插是整个围堰的基准，要反复测量检查，使其方向垂直，位置准确，必要时可加辅助设施，控制桩在导向内的左右位置。移动浮吊，将桩夹住后，进一步复核桩的垂直度、位置，认可后进行插打。使钢板桩（第一片或第一组）下沉到海床设计标高，其它钢板桩则以插打好的桩为准。对准锁口，控制好方向，利用自重下插，当自重不能迫使下插时，可利用配重或滑车组加压。3.2.4 安装内支撑当围堰合拢后，抽水施工前还须进行内支撑的安装，以防水压力过大影响围堰内的施工安全，内支撑安装选在低潮水时施工，首先安装第一道支撑，然后抽出部分水安装第二道支撑。 内支撑的设置，除了考虑受力外，还应考虑不妨碍堰内施工。内支撑自上而下设置，一边抽水，一边安装，根据水压力和土压力计算决定支撑数量。内支撑围檩采用2I40b工字钢，水平支撑采用530mm（=9mm）钢管，上下间距2.0米（净距），支撑通过计算设置两道，钢板桩围堰内支撑布置见图3 。图3 钢板桩围堰内支撑布置图底部不设置钢支撑，充分利用封底混凝土的支撑能力。3.2.5抽水堵漏，清基吸泥及水下砼垫层施工该围堰工程因受每天两次涨落潮影响，且落差高达34米，钢板桩随潮位漏水厉害，钢板桩和内支撑围囹需在低潮时用型钢焊接成整体，以减少钢板桩变形，从而防止围堰漏水。清基吸泥利用人工、挖机及吸泥机相结合的办法。清基时吸泥开挖出来的泥渣进行外运，部分泥渣用于回填，存放在靠海一侧，确保钢板桩围堰四周边土层标高相差较小，保证钢板桩各边受力基本一致，从而保证围堰的安全。清基完以后，及时进行混凝土封底施工。围堰内排水用抽水机，抽水机排水量应大于围堰内渗水量的1.52.0倍，并且抽完水后留12台备用。在完成以上工作后，可进行清基和水中承台和水上墩柱施工。3.2.6拔桩承台施工、墩身施工完毕后，拔除钢板桩。（1）清理围堰内的工具和杂物等，将墩身、承台和围堰联结的杆件拆除。（2）打开钢板桩的进水口，放水进入围堰内，使围堰内外水压平衡。（3）用沉桩锤将所有钢板桩锤击松动，破坏其与封底混凝土的粘结力。将桩侧土振松后浮吊以最慢的速度起钩，同时密切观察浮吊吃水情况，逐渐加快起拔速度。（4）拔除钢板桩，应考虑水流方向与钢板桩位置的相互关系，避免因水流冲力冲倒钢板桩。（5）拔第一组钢板桩是关键：采用上吊、内顶和外拉的办法。四、施工主要设备和人员组织4.1施工主要机械设备和材料见表1。表1 施工主要机械设备和材料序号设备或材料名称规 格单位数量备 注1履带吊50T台12汽车吊25T台13振动锤DZ60台14卷扬机台65钢板桩15m0.4m片2566角桩15m0.4m根47导向架套18定位桩530mm根209电焊机台510气割设备氧气乙炔套311导链3-5T根412内支撑吨11013铁件加工吨104.2施工人员组织见表2。表2 施工人员组织和分工表序号姓名职务从事工作内容备注1技术组长方案制定，组织实施项目部2副组长组织实施，现场指导项目部3副组长方案制定，现场验收项目部4组员现场指导，安全调度项目部5组员测量放样项目部6组员测量放样项目部7围堰队队长负责钢板桩施工组织施工队82人现场施工技术施工队98人现场起重操作施工队104人浮船操作施工队1119电工2人，水手4人，电焊工5人，其他辅助工人8人施工队五、钢板桩插打施工工期安排根据目前桩基施工情况和总体工期要求，拟定钢板桩插打每天完成25片，一个承台需要12天完成围堰插打施工，内支撑（2道）安装计划8天（每道4天），抽水、清淤和封底混凝土施工5天，一个钢板桩围堰需要25天。主桥57#59#墩钢板桩围堰开工日期2007年6月10日，竣工日期2007年8月10日。施工具体时间见附图施工进度横道图。六、钢板桩围堰施工质量保证措施（施工注意事项及技术处理）：（1）由于钢板桩抗水平力非常弱，因此施工时必须设置水平支撑（纵、横双向），同时为确保支承框架的稳定性，可在每个纵、横结点设3个竖向支撑，以减少框架的变形。（2）由于水流流速大，涨落潮潮差大，围堰受力始终是不稳定的，因此在涨落潮侧设置刚度较大530钢管桩纵向支撑，以克服涨落潮的影响。（3）矩形围堰虽然比双壁钢围堰小，但其面积仍很大，然而为施工方便其水平支撑仍不能做到很密，因此在水平支撑间隙受弯矩较大的位置设置斜支撑以均衡受力。（4）围堰内抽水或吸泥开挖的施工时间过长，将会带来很大风险，因此等支撑全部加固完毕后，再行开挖，以确保围堰内的稳定。（5）由于该处为淤泥砂层，钢板桩埋深较浅，为防止桩底翻浆，造成桩身倾斜，甚至毁灭性倒塌，因此在吸泥到设计标高以下120cm处立即进行混凝土封底施工。（6）因受潮汐影响，施工时就严格控制水头，内外水头差控制在2m。为避免反向水头，围堰内支撑避免受拉，在海床面处，设两个250的开口阀门，以利于进水和排水。（7）围堰内支撑应确保水平，防止受力不均，局部或整体变形而造成严重变形或倒塌事故，所以必须进行监测观测。（8）围堰内各支撑构件必须焊牢，避免局部失稳。（9）封底砼需要与钢板桩脱离，表面涂沥青混合料，避免拔桩困难。（10）围堰内基础和墩身施工完毕后，要边放水和回填土边切割焊点，避免钢板桩突然卸载而造成事故。七、工期保证措施（1）加强技术指导，严格管理，进行有效的组织和协调。（2）强化管理、健全内部经济责任制，发挥经济杠杆的作用，充分调动施工队的积极性、自觉性，作为保证工期的组织和思想保证。（3）组织经验丰富和施工能力强的队伍上场；人员、机械设备配置优良，齐全，确保每天完成施工计划。（4）根据总体施工计划,合理安排各个工序，牢牢抓住关键工序的管理与施工，安排好平行作业，尽量缩短工序衔接时间，提高施工速度。（）分阶段把握节点目标。为便于检查考核调整，在总体施工计划的控制之下，编制分阶段目标施工计划，强调节点进度，以有效的控制实现总体计划。（）加强物资采购供应管理，及时保障物资供应满足工程建设需要。（）积极协调关系，创造良好的建设施工环境。特别是加强与当地海事部门的沟通，按照程序进行组织施工，使影响进度各种因素得到有效控制。八、安全保证措施安全工作是项目施工管理的重要内容，确保施工安全、避免事故发生是参加施工的全体职工的重要任务，正确贯彻“安全为了生产，生产必须安全”及“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全保证体系，建立安全责任制，开展安全教育，强化安全意识，加强安全监督检查，在确保安全的前提下，全面完成施工任务。8.1 安全施工管理措施(1)一般要求实施过程中，严格遵守公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）遵守有关安全、健康及环境卫生方面的法规和规范，并提供相应的安全装置、设备与保护器材及采取其他有效措施，以保护现场施工和监理人员的生命、健康及安全；(2)安全员在工程施工期间，现场安全员由已经培训过的具有安全员资格的人员担任，其工作任务包括制订健康保护与事故预防措施和检查，查看所有安全规则与条例的实施情况，管理人员一律佩证上岗。(3)安全标志钢板桩施工现场配备、架立并维修必要的标志牌，为工人和现场管理人员提供安全和方便。在主要航线处设置警示灯，警告与危险标志；安全与控制标志等。(4)进行安全技术交底工程开工之前进行书面安全技术交底，进行安全教育。(5)加强安全生产教育，提高全员安全意识。重点进行安全基本知识和技能的教育；遵守规章制度和岗位标准化作业的教育；文明施工的教育。激发安全生产自觉性。(6)严格安全监督，建立和完善定期安全检查制度。各级安全领导小组要定期组织检查，各级安全监督人员要经常检查，把事故消灭在萌芽状态,同时严格事故报告和奖罚制度。(7)加强安全防护，设置安全防护标志。8.2施工用电安全措施(1)配电箱开关分开设置，必须坚持一机一闸用电，并采用两级漏电保护装置；配电箱、开关箱必须安装牢固，电具齐全完好，注意防潮。(2)现场照明：照明电线绝缘良好，导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。(3)配电箱、开关箱：使用标准配电箱，配电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，电箱内设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。配电箱设总熔丝、分开关，动力和照明分开设置。金属外壳电箱作接地或接零保护。(4)接地接零：接地采用角钢、圆钢或钢管，其截面不小于48mm2,每二根接地之间间距不小于2.5m,接地电阻符合规定，电杆转角杆，中断杆及总箱，分配电箱必须有重复接地。(5)用电管理：安装、维修拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持证上岗，实行定期检查制度，并做好检查记录。九 环境保护措施(1)强化环保管理，健全环保管理机制，定期进行环保检查，及时处理违章事宜，并与当地的环保部门建立工作联系，接受社会及有关部门监督。(2)加强环保教育，宣传有关环保政策，强化职工的环保意识，使保护环境成为参建职工的自觉行为。(3)废弃物的处理:不适宜填筑的材料及时分别堆放整齐或运至业主指定的位置进行填埋处理。(4) 采用有效措施，消除施工污染施工废水、生活废水采用沉淀池、化粪池等方式处理，清洗集料或含有油污的废水采用集油池的方式处理，不得污染水源。施工地点要防治噪音污染，施工车辆不得鸣笛。(5) 施工期生产和生活废水处理施工期的水污染主要来自施工人员的生活污水和生产废水两部分,由于这两部分废水的性质不同,将其分开处理。生产废水包括施工机械设备清洗的含油废水和混凝土养护冲洗水、砂石料冲洗与开挖基坑排水。含油废水和含砂、石废水分别进行处理，含油废水用隔池去油污，含砂、石废水则由沉淀将其中固体物料沉淀下来。严禁任意排放。进行水沉淀处理措施为：施工场地的生产废水，经过滤网过滤，通过污水管输入池中沉淀。 (6)防大气污染进入工区的机动车辆消音排烟净化系统一定要完好。运输车辆配备两边和尾部挡板，对易飞扬的物料用篷布履盖严，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，不得污染市区道路。防止开挖出的泥土被雨水冲散或流溢，冲散的泥浆因扩散面广不易清除，遇上干燥天气容易产生二次扬尘。十、防台风施工措施(1)工程所在的东海域受大、小金门岛的掩护，外海产生的大浪难以影响到工程海域，对工程产生影响的主要波浪为当地的风成浪，尤其是台风影响时形成的海浪。钢板桩围堰施工安排在四五月份,根据往年气象统计资料显示该