新中国船厂钢管组合钢板桩沉桩施工组织设计.doc

1、.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案一、 编制依据（ 1） 小虎岛造船基地工程第标段 1# 舾装码头、船台有关最新版设计图纸；（ 2） 水运工程质量检验评标准（ JTJ257-2008 ）；（ 3） 港口工程地基规（ JTJ250-98 ）；（ 4） 港中工程桩基规（ JTJ254-98 ） ;（ 5） 板桩码头设计与施工规（ 167-3-2009 ）（ 6） 1# 舾装码头工程技术规格书， 1# 、2# 船台工程技术规格书；（ 7） 、省市有关建筑工程安全、文明施工的规定；（ 8） 中交第四航务工程局有限公司有关管理制度、质量体系文件二、 编制原则（ 1） 遵守合

2、同中的条款与规定的原则。在编制施工方案时，对本工程的施工围、工程质量标准、工期安排及工程实施等，严格遵照合同规定。（ 2） 严格按设计要求及施工规、质量检验评定标准组织施工的原则。严格按照设计要求，严格执行施工技术规和工程质量检验评定标准，精心组织、科学施工，坚持工程质量高标准，创优质精品工程。（ 3） 结合现场实际情况施工的原则。根据现场实际情况合理进行施工分区作业布置，安排施工顺序。在安全生产的前提下，做到施工工序兼顾，衔接合理，合理配调人力的财力资源，减少施工成本，保证施工质量，创建环保和优化文明施工的环境。三、 工程概况1.1 工程简介新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程1#

3、舾装码头及1# 、 2# 船台采用组合钢板桩体系作为码头前沿挡土结构。组合体系中主桩为1219mm钢管桩（Q345B 、=22mm），间距为2.54m ，长度为29.3m34.86m ，根共 174根，其中 1# 舾装码头 130根，船台 44根；辅桩为 AZ18-10/10和 AZ18-9.5/9.5钢板桩(S355GP) ，长度为20m 的 96 根、长度为 20.7m的 16根和长度为20.2m的 234根，共 346根，采用双拼一组，共173 组；钢管桩与钢板桩之间采用C9 锁扣连接。锁口长度为20.221.2m ，共有 346 根。组合钢板桩墙通过高强钢拉杆与码第1页共24页专业资料

4、.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案头后方锚碇墙连接进行锚固。高强钢拉杆共111 根，有 D2 95 、D2 110 和 D1110 三种型号，钢拉杆一端锚固在钢管桩上，另一端与后方结构相连。码头标准结构断面图见图1.1 。图 1.1 码头标准断面图设计为了增长钢板桩和钢拉杆的耐久性，钢板桩体系和钢拉杆均需要防腐处理。钢板桩体系采用表面喷涂环氧重防腐涂料与焊接牺牲阳极保护块结合进行防腐；钢拉杆采用表面刷涂环氧富锌底漆，然后再用沥青麻袋包裹两层。由于地质变化和上部结构形式的变化，钢管桩、钢板桩和钢拉杆的长度不尽相同，根据最新1 版图纸，各构件的工程量表见下表。钢管桩、

5、钢板桩工程量表编号型号规格长度 (m)根数 (根)桩顶标高（ m ）1# 舾装码头钢管桩 (d=1219mm、=22mm、 Q345B ）0104-33.340511-31.3712112-29.3101113114-29.82115117-33.330.8118123-32.8612434.31125129-34.96513033.261专业资料.第2页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案1# 舾装码头钢板桩（AZ18 、 S355GP ）01117=10mm20.2234118122=9.5mm20100.8123130=10mm20.716船台

6、钢管桩 (d=1219mm、=22mm、Q345B ）0138-32.8380.96af-29.86船台钢板桩 (AZ18 、S355GP ）0138=9.5mm20370.96af=9.5mm2061.2 工程地质条件1# 码头区域经过强夯和插打排水板软基处理，最后表面铺设一层中细砂，处理完后陆面标高约 +3.0 。根据中交四航勘察设计院 2010 年 2 月出版的新中国船厂小虎岛造船基地工程工程地质勘察报告显示，码头区域地质分布情况如下：l1 素填土（粉细砂）：该层探区不连续分布。平均层顶标高2.80m（ 0.943.91m），平 均层底 标高 -0.41m （ -1.701.57m），

7、平均层 厚3.21m （1.804.80m）。 N=4.3 击，土层松散，为软弱土。2 素填土（粘性土）：该层探区不连续分布。平均层顶标高1.44m（ -0.793.57m ），平均层底标高 -1.02m （-3.290.44m ），平均层厚 2.45m（ 1.605.40m ）。 N=6.1 击，软塑 可塑，为高压缩性的软弱图 中软弱土。 1淤泥 淤 泥质土：该层 探区连 续分 布。 平均 层顶标 高 -2.94m(-8.561.57m) ，平均层底标高-15.68m（ -18.39 -12m ），平均层厚9.35m （ 5.10m 15.3m ）。流塑软塑，含水量较高、空隙比大、强度低、压

8、缩性高的软弱土。2 粉细砂：该层探区连续分布。平均层顶标高-2.49m(-5.43 0.44m)，平 均 层 底 标高 -8.07m （ -15.5 -5.46m）， 平均 层厚 4.77m（ 1.6m7.5m ）。 N=5.3 击，松散，为软弱土。专业资料. 3 砂混淤泥：该层探区不连续分布。平均层顶标高-8.93m(-14.7 -0.48m) ，平均层 底标高 -14.67m （ -16.77 -6.29m ） ，平 均层 厚 3.02m （ 1.40m 4.90m ）。 N=2.0 击，松散，为软弱土。第3页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案

9、1 中砂、粗砂：该层探区连续分布。平均层顶标高-17.87m(-20.88 -15.95m) ，平均层底标高-23.43m （ -26.71 -20.07m），平均层厚5.03m（ 2m 8.9m ）。 N=25.3击，中密，局部稍密或密实，为中硬土。 3 粉 细砂 ：该 层探区连续分布 。 平 均层 顶标 高 -17.76m(-20.07 -16.20m) ，平均层底标高-22.09m （ -28.00 -17.00m），平均层厚3.17m（ 0.8m 7.9m ）。 N=18.5 击，稍密中密，为中软土。4 粉细砂：该层探区局部分布。平均层顶标高-17.94m ，平均层底标高 -18.64

10、m ，平均层厚 0.17m。N=8.0 击，松散，为软弱土。 5 粘土 粉质粘土：该层探区较连续分布。平均层顶标高-15.72m(-18.39 -14.83m) ，平均层底标高 -17.14m （ -18.89 -15.95m ），平均层厚1.41m （ 0.50m 2.90m）。 N=8.0击，软塑，局部可塑，为含水量高、孔隙比大、强度低的软弱土。1 淤泥质土 淤泥质土夹砂：该层探区较连续分布。平均层顶标高-23.22m4（ -28.00-21.05m ），平均层 底标 高 -25.38m ， （ -29.30-23.90m）平均厚2.16m ，（ 0.604.50m ）。 N=5.6 击，

11、软朔 可朔，为含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高的软弱土。43粉细砂 砂夹淤泥质土：该层探区较连续分布。平均层顶标高-25.12m， （ -26.87-23.30m） ， 平 均 层 底 标 高 -28.4m， （ -29.7127.46m），平均层厚3.28m（ 0.605.40m） .N=8.5击，松散 稍密，为软弱土。51中砂 .粗砂 .砾砂：该层探区较连续分布。平均层顶标高-26.82m （ -28.7-23.90m），平均层度标高-29.01m ，（ -32.46-26.50m） , 平均层厚2.18m ，（ 0.703.90m）。 N=34.7击，中密 密实，为中硬土。5 2砂混

12、卵石：该层探区较连续分布。平均层顶标高-27.33m（ -29.71-25.19m ），平均层度标高 -29.86m ，（ -30.91-28.40m）,平均层厚2.52m ，（ 0.504.50m ）。 N=44.6 击，密实 极密实，为中硬土。5 3 粉细砂：该层探区不连续分布。平均层顶标高 -24.40m （-266.20-22.10m ），平均层度标高 -26.28m ，（ -27.15-25.19m ）,平均层厚 1.89m ，（ 0.903.70m ）。 N=22 击，稍密 中密，为中软土。8 强风化泥岩：该层探区连续分布，除钻孔CMT12外均在该层终孔。平均层顶 标 高 -30.

13、02m ， （ -32.46-28.40m ） ， 揭 示 平 均 层 底 标 高 -33.12m （ 0.703.60m ）。专业资料.第4页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案承载力较高。 中风化泥岩：该层探区局部钻孔有揭示，并在该层终孔。层顶标高-31.61m ，9揭示层底标高 -32.91m ，揭示层厚 1.30m 。承载力高。各土（岩）层的地基容许承载力值及桩基极限阻力标准值见下表。地基容许承载力值及桩侧、桩端极限阻力标准值表预制混凝土挤土钻（冲）孔灌注桩地层编号土层名称1素填土2中粗砂1淤泥2淤泥质土3粉细砂1中砂、粗砂2粉细砂3粘土 -

14、 粉质粘土1淤泥质土2粘土 - 粉质粘土3粉细砂4粗砂、砾砂5砂混卵石全风化泥岩强风化泥岩中风化泥岩桩桩端极限桩侧极限桩端极限阻阻力标准摩阻力标力标准值值 qR(kPa)qf(kPa)qR(kPa)2222142220542230223048100120450010011006500160160095002300地基容许承载力特桩侧极限征值摩阻力标f(kPa)值 qf(kPa)201202012512602090188050190209528160209028110461409531511539080350140 60012001.3 工程气象水文条件（1）潮汐性质港址所在水域具有河口的潮汐性

15、质，属不规则半日混合潮型。在一个太阴日有两次高潮和两次低潮，但相邻的高潮（低潮）的潮位和潮时不相等，出现潮汐周日不等现象。在一个太阴月中，随着朔望月周期变化，本海区也有一个由大潮到小潮、再由小潮到大潮的月变化规律。海域属弱潮区，潮差相对较小，一般是春、秋分潮差最大，夏、冬至潮差最小，汛期又普遍小于枯水期。专业资料.（2）基面关系本工程区域无长期水文潮位站，本次设计水文资料采用泗盛围站（ 19641978年资料）资料，泗盛围站位于河上，东经113 36 ，北纬22 第5页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案55 ，距河口2 公里。采用当地理论最低潮面，

16、当地理论最低潮面在珠江基面以下 1.940m 。（3）潮位特征值以下所有水位均从珠江基面起算：历年最高潮位： 2.26m （1989 年）；历年最低潮位： -2.03m （1968年）；平均海平面： -0.06m；0.74m平均高潮位：；平均低潮位：-0.87m ；涨潮最大潮差： 3.02m ；落潮最大潮差： 3.35m ；平均潮差： 1.64m ；平均涨潮历时： 5 时 45 分；平均落潮历时： 6 时 45 分。（4）设计水位设计水位采用泗盛围站1974 年完整一年潮位推算。设计高水位（高潮10% ）： 1.33m；设计低水位（低潮90% ）： -1.38m；（5）极端水位极端水位用泗盛围

17、站 19641992年年极值水位求得。极端高水位（ 50 年一遇）： 2.41m ；极端低水位（ 50 年一遇）： -2.09m 。（6）乘潮水位高潮乘潮水位单位： m累积频率（ % ） 102030405060708090高潮 1小时1.180.970.820.70.610.490.360.220.07高潮 2小时0.990.820.690.580.480.430.280.130.02（7）潮流本工程所在水域处于沙湾水道出水口处的小虎岛东北端。实测资料表明：专业资料.第6页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案本区上游三沙口 V1 站涨潮最大流速 0

18、.67m/s ，落潮最大流速为 0.93m/s 。上游三沙口 V2 站涨潮最大流速 0.67m/s ，落潮最大流速为 0.80m/s 。下游小虎东 V1 站涨潮最大流速 0.67m/s ，落潮最大流速为 0.79m/s 。三个测站落潮流速均大于涨潮流速。根据潮流、泥沙回淤数值分析报告，在洪、枯水文条件下，最大落潮流速出现在洪季小潮时：码头前方停泊水域落潮最大流速约为0.27m/s ，回旋水域落潮最大流速约0.66m/s ，进港航道最大流速约1.4m/s ，最大涨潮流速出现在枯季大潮时：停泊水域涨潮最大流速约为0.1m/s ，回旋水域涨潮最大流速约0.3m/s ，进港航道涨潮最大流速约0.98m

19、/s 。（8）波浪港址位于珠江口喇叭顶以，外海传进来的波浪受沿程众多岛屿、河床地形及水深等因素影响，传到港区逐渐消能，波浪不大，因而只考虑小风区的风生波。四、 施工总体安排4.1 施工平面布置图施工场地布置如下图第7页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案施工顺序安排施工顺序安排150t吊机行走区施工通道钢管桩、钢板桩临时存施区钢管桩存放区施工通道钢板桩存放区施工通道施工通道施工通道施工顺序安排15施0t工吊顺机序行安走排施区工钢通道管桩、钢板桩临时存施区150吊机行施走工施区顺序工安钢通排道管桩、钢板桩临时存1施50区吊机行走施区施工工通顺钢道序安管

20、桩排、钢板桩临时存1施区50吊机行施走区工钢道通管桩、钢板桩临时存施N区吊机1施行钢工走管通区桩道、钢板桩临时存施区施工顺序安排施工顺序安排施工顺序安排施工顺序施安工排顺1序安排吊机钢施行工走管通区桩道、钢板桩临时存施区专业资料.施工通道施工通道施工通道第 8页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案4.2 施打顺序、进度计划安排根据现场施工实际情况及施工工序要求，工程开工日期暂定为2012 年 8月 8 日，竣工日期为 2013 年 1 月 1 日，总工期为 147 个日历天。根据现场实际情况和钢管桩、板桩到场情况，组合钢板桩施打计划从1#舾装码头与船

21、台交接处开始，先进行 1# 舾装码头部份施工，总体施工顺序由东向西推进；等船台部份的钢管桩、钢板桩到场并完成防腐施工后再开始船台部份组合钢板桩施工。总体施工顺序由西向东推进，施打现场由两个班组分别进行钢管桩、钢板桩插打施工。钢管桩插打由 150t 履带吊配 DZJ200 型振动锤；钢板桩插打由 50t 汽车吊配 90kw 振动锤。钢板桩、钢板桩插打至离地面约 50cm 后，再用 D80 柴油锤送桩到设计标高。五、 施工方法5.1 施工工艺流程组合钢板桩施工工艺流程图如图4.1 所示。第9页共24页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案组合钢板桩采购组合钢板桩转

22、运组合钢板桩加工下一循环开始施工准备施施工工场准地备整平测量放线施打起始定位桩安装导架振插钢管桩垂直度达到规要求是钢管桩振插到平导架拆除导架钢管桩复打至平地面插打钢板桩至平地面钢板桩、钢板桩送桩至高设计标高组合钢板桩施打完成导架和定位桩加工否拨出钢管桩重新振插4.1 组合钢板桩施工工艺流程图第 10页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案六、 施工工艺介绍6.1 钢板桩、钢管桩采购加工(1) 钢管桩、钢板桩进场进场钢管桩制作及防腐必须经监理单位验收合格后运到现场存放。进场钢板桩合格证及有关的原材料资料。对每根进场钢管桩、钢板桩进行检查验收。钢管桩、钢

23、板桩运输路程远且经过多次转运，钢板桩运至施工现场后可能变形较大，主要表现在：锁口平直度偏差大或局部有弯曲或突变；两侧锁口不平行有扭曲。对进场的桩进行检验检查其规格、材质、平直度、断面几何尺寸，及桩身扭曲度等，特别是钢板桩锁口部位更为重要。需对锁口做“通过检查”。根据进场桩质量情况，按桩的质量特点缺陷情况，进行分类堆放。钢板桩体系施工主要包括钢管桩的加工防腐、钢板桩的加工防腐、导向架和送桩杆的制作、振动锤插打钢管（板）桩和柴油锤送桩。钢管桩的制作加工和防腐在工厂进行；钢板桩的加工防腐在现场完成。(2) 钢板桩加工处理为保护钢板桩的完整性，避免插打时由于振动锤钳口长时间高强度作用于钢板桩上，造成钢

24、板桩钳口位置疲劳损坏。在每组钢板桩顶与钢板桩两侧锁口相平的方向可靠焊接一块宽25cm 厚 2cm 钢板，焊接钢板的顶端与钢板桩相平。此增加的钢板，既可保护钢板桩不被损坏，也可以使振动锤钳口作用力方向与锁口受力方向一至，降低插打钢板桩的难度。6.2 测量控制根据相关的施工图纸，计算出1# 舾装码头和船台组合钢板桩施工轴线，特别计算出转角位置每根钢板桩的坐标和起始桩的坐标，并报监理单位审核。由测量人员根据审定后的钢板桩轴线、起始桩坐标，测放好施工段钢板桩轴线和起始桩位置，请监理单位验收。为便于现场施工控制，1# 舾装码头沿组合钢板桩轴线两端设临两个临时控制点，及船台前沿附近设置一个临时控制点，并定

25、期复核观测。由于本工程组合钢板桩施工精度要求非常高，施工关键是打好钢管桩。钢管桩施工时，必须合过程监测钢管桩的垂直度及偏位情况。要求必需保证钢管桩插第 11页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案打到位后桩位及垂直度偏差不大于 3cm 。精确计算每根钢管桩的位置，施工过程返复测定。6.3 导向架制作、安装根据本工程组合钢板桩的特点，项目部专门组织有关施工人员设计了组合钢板桩施工的导向架。导向架是确保打桩质量的关键之一，导向架必须有足够的强度和刚度，因打桩时桩的轴线偏差和倾斜控制要靠导向架来卡住强制导向。导向架设计为双层 I40 围囹，主体采用 I40

26、 工字钢，侧面支撑采用 I20 工字钢，整体高度 11.68m 。由专门厂家按部件制作完成后，运至现场拼装。 导向架具体设计图请见下图：导向架侧立面示意图第 12页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案导向架正立面示意图导向架俯视示意图第 13页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案导向架安装完成，并插打完成每个导向架的钢管桩后，拆除导向架，向前再紧接前一个排架向前安装推进。6.4 起始定位桩施打导向架安装完成后开始振插第一根钢管桩。根据施工安排，先进行1# 舾装码头组合钢板桩施工，由于总体施工顺序由东向西

27、推进。考虑与船台与1# 舾装码头衔接，第一根振插桩先择1# 舾装码头 4# 钢管桩。导向架安装完成后，用150t履带吊机将 DZJ200 振动锤和钢管桩一起吊起，从导向架西侧移到东侧的4# 桩位。DZJ200 振动锤夹好桩后开始振插。振插桩时用二台经纬仪分别在桩的轴线方向和垂直轴线方向上进行定位，打桩时边打边跟踪观测，发现偏位时及时调整吊机起吊方向。若桩位偏差吊机无法调整时，将桩拔起后重新振插，直到符合质量为求为止，并继续振插至基本平导向架顶层，首根起始桩施工完成。起始桩施打完成后，将其与导向架可靠连接，加强导向加的稳定性。6.5 转角处钢管桩、钢板桩插打(1) 转角钢管桩本工程 1# 舾装码

28、头及船台共需施工7 根转角钢管桩。钢管桩制作时已经根据每个不同转角，在钢管桩上专门调整并焊接了C9 锁口。转钢桩锁口焊接角度见下表第 14页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案转角处钢管锁口桩焊接角度表桩编号使用部位数量销口长钢管桩长（根）（）（）237船台3620.232.81船台120.232.838船台120.2 32.8af船台620.2 29.8118123 1# 舾装码头620.232.81251# 舾装码头120.234.861261# 舾装码头120.234.8634.86124 、 ( 其中 1271291# 舾装码头 4 20.

29、2124# 桩34.3 ）锁口位置图迎水面迎水面背水面背水面迎水面迎水面90迎水面背水面迎水面迎水面159.35 背水面背水面迎水面迎水面背水面背水面迎水面迎水面背水面背水面迎水面迎水面138.76背水面背水面迎水面125.29 背水面迎水面迎水面迎水面背水面 背水面专业资料.第 15页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案(2) 转角钢板桩由于钢管桩已经根据各转角的角度焊接了锁口，保证了转角钢管桩间的净空一其它钢直线段的钢管桩间的间距一至，无需特殊处理，只要按普通钢板桩插打即可。6.6 组合钢板桩施打(1) 钢管桩振插完成导向架和起始桩施打后开始正

30、式插打钢管桩。由于导向架高度较高的限制， 150t 吊机垂直吊起 DZJ200 振动锤和钢管桩，将吊起的钢管桩由导向架侧面移到振插桩位置，逐根振插施打。钢管桩振过程与起始桩一样，必须全过程观测桩的振插质量，如超过规或施打质量控制精度要求，需拔起重新插打。钢板桩插打过程见下图：DZJ200振动锤导向架150t履带吊钢管桩钢桩振插示意图一第 16页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案施工前进方向钢管桩导向架泥面约 +3.5m钢管桩振插意图二每次搭设的导向架钢管桩插打满后拆除导向架，移到下段桩位搭设。拆除导向架后再回头用150 吊机，配合 DZJ200

31、振动锤将已经插打的钢管桩复打振插到露出地面约 0.5m 。重复以上钢管桩振插施工，直至全部钢管桩插打完成。为保证钢板桩锁口能顺利套入钢管桩的锁口，要求已经振插到位的钢管桩之间净距误差必须小于 20mm ，垂直度偏差小于0.8% 。(2) 钢板桩振插钢板桩振插过程与钢管桩振插施工基一致。由50t 汽车吊将钢板桩和KM 2 -90KW 振动锤一起吊起，将钢板桩两侧锁口需顺直插入两侧钢管桩锁口。由于钢管桩之间的净距及每组钢板桩两侧锁口净距不可避免存在误差，钢板桩起吊前，在底端焊接一调节法兰，通过调节法兰调节每组钢板桩锁口间的尺寸，使钢板桩能顺利套入钢管桩的锁口，在套入达约50cm 后即可拆除调节法兰

32、以重复利用。钢管桩振插过程中，用经纬仪观测相邻桩的变化情况，过程中及时调整振插进尺，或反复间断插、拔。当钢管桩、钢板桩组合体向前进一侧倾斜时，通过手拉葫芦进行调整。钢板桩插打过程见下图：第 17页共24 页专业资料.新中国船厂有限公司小虎岛造船基地第二标段工程组合钢板桩施工方案向方插振AZ-18桩钢板桩板钢施工前进方向泥面约 +3.5m钢管桩钢板桩插打示意图(3) 组合钢板桩复打、送桩1# 舾装码头和船台组合钢板桩顶标高分别为0.8m 和 0.96m ，而经实测地面标高约为 3.5m 。为加快组合钢板桩施工进度，根据设计要求计划采用滚筒打桩机配 D80 柴油锤将钢管桩及钢管桩分别送桩到设计标高。为避免送桩时出现带桩现象，先进行钢管桩送桩，待钢管桩送桩至设计标高后，再进行