水上沉PHC管桩专项施工方案.docx

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水上沉PHC管桩专项施工方案

南京港龙潭港区三江口公用码头改造二期

3000吨级液体化工泊位工程

水上沉PHC管桩专项施工方案

编制：

审核:

批准：

xxxxx工程有限公司

二○一二年二月二十八日

第一章编制说明

1.1编制依据

1.1.1《南京港龙潭港区三江口公用码头改造二期3000吨级液体化工泊位工程施工图设计》

1.1.2冶金工业部华东勘察基础总公司提供的《南京港龙潭港区三江口公用码头改造二期工程岩土工程勘察报告》，2008年11月。

1.1.3施工现场实力踏勘及周边环境情况。

1.1.4公司的综合实力、管理水平及以往类似工程施工经验。

1.2执行的技术标准、规范

2.2.1交通部《海港总平面设计规范》JTJ211－99。

2.2.2交通部《港口工程荷载规范》JTJ215－98。

2.2.3交通部《高桩码头设计与施工规范》JTS167-1－2010。

2.2.4交通部《港口工程地基规范》JTJ250－98。

2.2.5交通部《港口工程桩基规范》JTJ254－98。

2.2.6交通部《港口工程混凝土设计规范》JTJ267－98。

2.2.7交通部《水运工程抗震设计规范》JTJ225－98。

2.2.8交通部《水运工程测量规范》JTJ203－94。

2.2.9交通部《水运工程混凝土施工规范》JTJ268－96。

2.2.10交通部《港口工程质量检验评定标准》JTJ221－98。

2.2.11交通部《水运工程质量检验标准》JTS257－2008。

2.2.12《疏浚工程技术规范》JTJ319－99。

2.2.13《砼结构工程施工及验收规范》GB50204－92。

2.2.14《先张法预应力混凝土管桩》（ZG3H007－2003）；

2.2.15《先张法预应力离心高强混凝土管桩沉桩施工技术规程》（JQ／SH－OO—KJ－1－002－1996）。

2.2.16国家和江苏省颁布的有关技术法规、规范和标准。

2.2.17公司质量、环境和职业健康安全管理体系整合型管理体系程序文件及相关文件。

第二章工程概况

2.1工程简介

2.1.1建设单位：

南京三江口工业园区经济技术开发有限责任公司

2.1.2设计单位：

南京水利科学研究院勘测设计院

2.1.4勘察单位：

冶金工业部华东勘察基础工程总公司

2.1.5监理单位：

江苏科兴工程建设监理有限公司

2.1.6工程名称：

南京港龙潭港区三江口公用码头改造二期3000吨级液体化工泊位工程

2.1.5工程地点：

南京龙潭港区三江口

2.2PHC桩基工程概述

本工程码头桩基及引桥部分桩基采用Ø800预应力高强混凝土管桩，管桩型号为Ø800PHC管桩（B型），码头平台长105m，宽15m，排架共16榀，间距为7.0m。

每榀排架共6根桩，其中2根直桩，桩长39m，4根斜桩，桩长43m；引桥近码头后沿两榀排架为直桩，桩长39m，共5根，具体见后附PHC管桩桩基一览表。

PHC管桩桩基一览表

项目

部位

桩基型式

斜度

平面扭脚

桩长

（m）

数量

（根）

桩顶标高

（m）

码头

A、B轴

Ø800PHC管桩（B型）

直桩

0°

39.0

32

2.60

C～F轴

1轴

Ø800PHC管桩（B型）

直桩

0°

43.0

4

5.10

C～F轴

2轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

37°

43.0

4

5.10

C～F轴

3轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

22°

43.0

4

5.10

C、E轴

4～5轴

Ø800PHC管桩（B型）

5:

1

20°

43.0

4

5.10

D、F轴

4～5轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

22°

43.0

4

5.10

C～E轴

6～11轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

22°

43.0

18

5.10

F轴

6～8轴

10～11轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

22°

43.0

5

5.10

F轴

9轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

34°

43.0

1

5.10

C、E轴

12～13轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

22°

43.0

4

5.10

D、F轴

12～13轴

Ø800PHC管桩（B型）

5:

1

20°

43.0

4

5.10

C～F轴

14～16轴

Ø800PHC管桩（B型）

4.5:

1

22°

43.0

12

5.10

引桥

Y1、Y2轴

Ø800PHC管桩（B型）

直桩

0°

43.0

5

6.35

2.3自然条件

2.3.1气象

（1）气温

历年极端高气温：

43℃（1934.07.13）

历年极端低气温：

-14℃（1955.01.06）

多年平均气温：

15.4℃

七月平均气温：

27.9℃

一月平均气温：

2.0℃

（2）降水

历年最大年降雨量：

1621.3mm（1915年）

历年最小年降雨量：

576.6mm（1978年）

历年最大月降雨量：

608.4mm（1969.07）

历年最大日降雨量：

198.5mm（1931.07.24）

多年平均降雨量：

1015.0mm

（3）风况

据1951~2000年资料统计，南京地区夏季多SE风向，秋冬季盛多NE和NNE风向，当地常风向为NE向（9.0%），次常风向为ENE、E、ESE和SE向（8.0%），强风向为NE向，最大风速为16.0m/s，瞬时极大风速为16.0m/s。

（4）雾况

沿江以平流雾为主，一般多出现在冬季清晨，延时较短。

能见度≦1000mm雾日天数统计如下：

历年最多雾日数：

69.0d

历年最少雾日数：

12.0d

多年平均雾日数：

28.2d

2.3.2水文

（1）潮位

码头所处河段属感潮河段,径流以上游流域来水为主，枯季受河口潮汐影响。

潮水位变化呈不正规半日潮型，涨潮历时3小时多，落潮历时8小时多，潮差小而全年水位差较大，可达7m以上。

洪水多发生在5~9月，11月~次年2月为枯季，枯季潮差大于汛期。

据龙潭河口上游10km处栖霞水位站1950年~1961年实测水位的统计资料（国家85高程系统，下同）：

历年最高潮位：

8.31m（1954.8.17）；

历年最低潮位：

-0.37m（1956.1.9）

多年平均水位：

3.09m

最大年际水位差：

8.05m

最大潮差：

1.52m（1955年）

最小潮差：

0.01m（1954年）

（2）设计水位（均采用85国家高程系）

设计高水位：

7.55m（年最高水位频率2%）

设计低水位：

0.23m（多年历时保证率98%）

（3）水流

龙潭水道在长江感潮河段上游，以径流为主，受潮流上溯影响较小。

每年5~10月为洪季，长江下泄径流量约占总量的71.06%，10月份以后明显回落，枯季为每年11月至次年4月，下泄流量占28.94%。

本工程所在河段表面流速枯水期平均为0.7m/s，洪水期平均流速为1.7m/s，最大流速为2m/s。

2.3.3地质条件

本工程地质勘探报告由冶金工业部华东勘察基础工程总公司提供，共布置勘探孔14个，其中水上钻孔8个，钻孔深度20~42m。

勘察结果表明，场地埋深20米以上共分布有两层砂性土层：

②-3层粉土、粉砂和②-4层粉细砂。

勘探深度范围内揭示的地层自上而下为：

①杂填土：

灰褐色~杂色，很湿，松散~稍密，江岸主要为建筑砂石码头时堆填的杂填土，以块石、混凝土块、碎石等建筑垃圾为主，夹粘性土和砂，场地南部漫滩上位软塑状态耕植土。

层厚0.5~4.8m。

②-1粉质粘土：

灰黄色，饱和，软塑，含植物根茎，切面较光滑，无摇振反应，干强度、韧性中等，属中高压缩性土。

层顶埋深0.5~1.9m，层厚0.6~2.4m，层顶标高4.57~3.61m。

②-2淤泥质粉质粘土~粉质粘土：

灰褐色~杂色，饱和，流塑，大部分呈低塑性，粉质粘土呈软~流塑状态，具层理，呈互层状千层饼状结构，夹薄层粉土、粉砂及腐木，含较多有机质，光泽反应弱，无摇振反应，干强度、韧性中等，属高压缩性土。

层顶埋深0.0~4.8m，层厚2.5~10.0m，层顶标高3.01~11.58m。

②-3粉土、粉砂：

灰色，饱和，稍密，夹薄层粉质粘土，局部与粉质粘土呈互层状，含云母碎片，夹较多腐木，粉土无光泽反应，摇振反应迅速，干强度、韧性低。

层顶埋深2.5~19.0m，层厚3.2~8.5m，层顶标高-3.19~-15.07m。

②-4粉细砂：

青灰色，饱和，中密，夹薄层粉质粘土、粉土，含云母碎片。

层顶埋深10.2~18.0m，层厚6.0~12.6m，层顶标高-8.65~-22.27m。

②-5粉砂：

青灰色，饱和，稍密，主要与粉质粘土、粉土呈互层状，粉质粘土呈软~流塑，含云母碎片，夹较多腐木，粉土为稍密状态，无光泽反应，摇振反应迅速，干强度、韧性低。

层顶埋深22.0~29.5m，层厚7.2~8.3m，层顶标高-29.47~-34.38m。

③粉细砂：

青灰色，饱和，中密~密实，夹薄层粉质粘土、粉土，含云母碎片。

层顶埋深29.5~31.5m，层顶标高-39.47~-41.58m。

各土层物理力学指标及基础设计参数如下：

土层物理力学指标及基础设计参数表

层号

容许承载力f（kpa）

γ（kN/m3）

固结快剪

预制桩

灌注桩

C

（kPa）

Φ（º）

qfi（kPa）

qR

（kPa）

qfi（kPa）

qR（kPa）

②-1

100

18.1

20.6

16.2

②-2

75

17.8

17.5

18.4

②-3

105

18.4

14.9

23.2

30

26

②-4

170

18.9

8.3

34.7

50

2000

46

②-5

110

18.7

10.1

24.4

35

1800

30

③

180

18.7

8.4

34.6

60

2500

56

2.3.4地震

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应地震基本烈度为Ⅶ度。

第三章施工总体部署

3.1施工管理目标

3.1.1质量目标：

确保本桩基工程质量合格。

3.1.2工期目标：

20日历天。

3.1.3安全生产目标：

杜绝伤亡事故、设备火灾事故。

3.1.4文明施工环境保护目标：

执行现场标准化管理，创文明施工现场。

3.1.5环境保护目标：

按业主及当地有关规定执行。

3.2沉桩总体流程安排

（1）、码头桩基及引桥桩基部分岸底泥面高程偏高，须进行水下挖泥，待挖泥结束后方可进行沉桩施工。

（2）、沉桩的顺序：

为避免碰桩，先从靠近已建码头（汇能码头）的①轴桩开始沉桩，将①轴桩全部沉桩结束后，从上游往下游先里后外阶梯状推进，到引桥段自岸边向江心施工，随后继续码头沉桩。

第四章沉桩施工工艺

4.1PHC桩打设工艺流程图

施工准备

↓

测设桩位

↓

PHC桩制作→PHC装船运至现场

↓

打桩船移船吊桩

↓

桩入龙口

↓

戴替打

↓

测量定位

↓

打桩船粗定位

↓

调整打桩架斜度

↓

打桩船细定位

↓

下沉、压锤、打桩

↓

观测贯入度、标高、停锤

↓

下一根桩

4.2锤击沉桩

4.2.1PHC管桩购制

1、选用有生产资质且质量信誉好的厂家进行管桩的购置。

2、管桩场内吊运、堆放和运输除必须严格执行交通部《港口工程桩基规范（JTJ254－98）》、交通部《水运工程混凝土施工规范（JTJ268－96）》、交通部《水运工程混凝土质量控制标准（JTJ269－96）》的规定外，施工过程中尚应注意如下事项：

A、根据初打桩和周围地区类似工程地质情况施工的经验，确定备桩数量。

B、桩预制过程中必须严格按设计及规范要求控制好预应力的张拉和放松。

C、桩预制过程中必须严格按设计要求做好接地桩的施工处理。

D、预应力桩制作完出厂前，必须严格按“质量程序文件”及“质量保证手册”中的要求做好标识，确保工程控制中可追溯。

4.2.2PHC管桩的运输

本工程施工期间拟配备二艘900匹拖轮，以及2艘1000t构件驳，用以工程桩的运输。

4.2.3沉桩设备

根据本工程桩型、地质情况、施工条件及工期要求，选用“建港303”打桩船进行水上沉桩，该船型长45m,型宽22.20m,满载吃水2.0m，架高65m,桩船配有德国产DELMAG－100型柴油打桩锤。

并配有GPS定位系统。

根据在其它类似工程中的施工经验，我们的设备完全能够满足本工程打桩要求。

4.2.4锤击沉桩测量控制

本工程水上沉桩，采用1台全站仪、2台T2经纬仪，按前方交会法控制桩位（其中一台为校核仪器），一台水准仪控制沉桩标高，桩的平面扭角，采用设在岸上的花杆进行控制或通过桩船上所配的罗盘仪进行控制，桩身斜度由打桩船桩架仰俯表上的刻度控制。

沉桩施工记录成果采用电脑编程计算，并由专人进行手算复核。

4.2.5打桩船锚位布置

1、顺岸沉桩作业

顺岸沉桩作业时，桩船船艏向上游布置，构件驳布置于打桩船右前侧，打桩船前抽芯缆，及左侧锚缆系于岸侧地笼上，右侧及后抽芯缆水下抛锚。

2、垂直岸边沉桩作业

引桥及码头其余桩沉桩作业时，桩船船艏向岸布置，前抽芯锚缆系于岸侧地笼上，后八字及后抽芯缆水下抛锚。

构件驳布置于打桩船下游，过程中根据需要向下游移位。

4.2.6沉桩施工方法

1、打桩船、运输船在拖轮配合下进行抛锚定位。

2、移船吊桩及就位：

桩船紧靠着运输船，桩架往前倾斜，使吊索垂直于管桩。

吊点位置按设计要求规定。

下吊索长度（包括捆绑长度）一般取0.5～0.6倍桩长；桩未吊离船仓时，运输船上的起重工负责指挥，起吊过程注意观察管桩两端是否碰到仓壁，打桩船吊起桩身至适当高度（如超越驳船上所有锚机、封舱架等障碍物）后，打桩船退后，横移至设计桩位；慢速升1#主钩，降2#副钩立桩，同时将桩架收回至前倾3°，打开上、下背板，再将桩架变幅至后倾5°，使桩进入龙口，关上、下背板、解副钩吊索。

桩船吊桩工艺详见附图。

3、定位：

将上背板升至适当位置，下背板放到水面，使桩稳定后、移船至桩位准确位置；打桩船移船调整至符合要求；通过仪器观测报出桩的垂直度误差，打桩船通过调整平衡车或左、右舱压水调整或通过变幅调整前后垂直度误差。

4、下桩：

下桩前测量工用水砣测水深，把水位、水深报告给桩班班长。

当扭角、垂直、桩位均符合要求时，桩工班长指挥降主钩下桩，下桩时，测量班和桩工班跟踪观测，随时掌握桩位和垂直度的变化，根据实际情况，采取措施确保桩位和垂直度符合要求，在斜坡上下桩，一般将桩尖往岸坡前移一定距离下桩，让桩顺斜坡向下滑移，待桩不再滑移时，再移船调整垂直度。

5、替打顶应设置锤垫（锤垫由硬木制成），桩顶设置有适当弹性的桩垫。

桩垫要求厚薄均匀，尺寸尽量与桩顶断面相同。

6、套替打、压锤：

桩身靠自重下沉稳定后，复测桩位，确认符合要求后解主吊钩吊索，桩工班长指挥放下替打，接近桩顶时，暂停、观察桩顶与替打是否对正，如有偏差应移船或变幅桩架使之对正再放下替打。

压锤时，桩工班长密切注意桩位变化，测量工复测桩位，调整好桩位继续压锤。

7、锤击：

压锤后待桩稳定，调整龙口与桩身平行，使桩、替打、锤三者的中心线在同一轴线，测量工复测桩位无误，经现场技术员认可后，桩工班长指挥锤击。

锤击过程中应注意滑桩、桩头破碎、桩的贯入度是否已达桩锤使用极限、涌浪等情况，并记录各种原始记录。

在锤击过程中测量工全程观测，如出现偏位应及时向现场技术员汇报。

8、停锤起锤：

沉桩以标高控制为主，贯入度作为校核，校核贯入度以设计要求为准。

4.2.7沉桩注意事项

1、桩吊运时,桩身砼强度应符合设计要求,各吊点应同时受力,徐徐起落,减少震动,防止桩身裂损。

2、沉桩定位时，在三个固定控制点上，分别用经纬仪对桩进行交会定位（其中一架经纬仪作校核用），各控制点的仪器视线应交会于同一平面，如偏差较大，应查明原因，进行调整。

3、打桩船吊起桩身至适当高度后再立桩入龙口，打桩船就位时，应掌握水深情况，防止桩尖触及泥面，使桩身折裂。

4、直桩下桩过程中，桩架应保持垂直，斜桩下桩过程中，桩架宜与桩的设计倾斜度保持一致。

5、锤击沉桩时，桩锤、替打和桩轴线宜保持在同一轴线上，替打应保持平整，避免产生偏心锤击。

6、当船航行波影响沉桩船稳定时，宜暂停锤击。

7、防止背板蹩桩，对斜桩尤应注意。

8、如出现贯入度反常，桩身突然下降，过大倾斜移位，桩身出现严重裂缝和破碎掉块，均应立即停止锤击，及时查明原因，采取有效措施。

9、沉桩过程中不得用移船方法纠正偏位。

10、沉桩船进退作业时，应注意锚缆位置，防止缆索绊桩，如桩顶被水淹没，应设置标志。

11、斜坡上沉桩,应掌握桩外移规律,并根据土质、坡度、水深、水流、挖泥以及船舶平衡等情况,斜桩尚应考虑自重的影响,结合施工实践经验,桩身宜向岸移一定距离下桩,以使沉桩后桩位符合设计要求。

12、沉桩结束后应及时夹桩防止桩受自重（斜桩）、水流或其它外力作用而产生偏位。

4.2.8锤击沉桩质量控制

1、沉桩作业前，必须对沉桩水域水下地形进行探摸，对妨碍沉桩的障碍物予以清除。

2、桩运至现场应及时根据预制厂提供的检验评定资料进行复检，做好复检记录。

并报请监理工程师验收。

3、替打应具有足够的强度和刚度，并确保能使桩顶均匀受力。

替打应与桩径相适应，桩帽外圈内径宜比桩外径大1～2cm，内圈外径宜比桩内径小4cm（用箱板纸做桩垫时可不设内圈），桩帽宜套入桩顶30～40cm。

替打必须设置排气孔，确保桩内径的空气与大气畅通。

开孔的大小和数量以能有效消除气锤或水锤效应为准（一般不小于桩内径面积的1/5）。

底部排气孔直径宜大于桩内径的1/5，侧部排气孔的直径和数量（一般不少于3只）应与底部排气孔的面积相适应。

锤垫材料应与桩垫相适应。

桩垫应具有一定的弹性和韧性，厚度宜根据地质情况确定，形状与桩断面相适应。

4、沉桩过程中，应根据沉桩贯入度的实际情况调整锤击能量，并保持桩锤替打在一条直线上，以防偏心锤击。

5、锤击沉桩以标高控制为主，贯入度作为校核，当贯入度出现异常时，应立即停止施工，经与监理、设计、业主共同研究处理后方可正常施工。

6、打桩船移船时，应密切注意锚缆状态，安排抛锚艇在现场值班，避免抽芯锚缆等刮碰已打好的桩。

7、沉桩控制应严格遵照设计及有关规范要求，沉桩过程中若发现异常情况，应立即停锤，及时会同设计和监理分析研究，当采取有效措施后方可继续沉桩。

8、沉桩结束应及时夹设联系围囹，设立航标警示灯，以防过往船只和施工船舶碰撞。

9、当沉桩偏位超过标准规定时，必须暂停施工，及时报请监理、设计，当解决方案确定后方可正常施工。

10、沉桩完成后，根据业主之要求提供相关资料。

第五章施工总计划

5.1施工进度计划

计划开工日期：

2012年3月2日

计划竣工日期：

2012年3月22日

施工工期为20日历天。

5.2劳动力计划

（1）管理人员：

10人；

（2）测量工：

4人；

（3）起重工：

3人；（4）电工：

2人；

（5）焊工：

2人；（6）打桩工：

20人；

（7）普工：

5人；（8）各类司机：

6人；

（9）机修工：

2人。

合计：

54人

5.3主要机械设备计划

主要施工船舶、机械设备使用表

序号

船机设备

名称

规格

型号

单位

数量

设备用途

1

建港303

40m桩架

艘

1

打桩

2

盐工668

1m3

艘

1

疏浚

3

泥驳

200m3

艘

2

疏浚

4

泰工528

100t

艘

1

构件安装

5

方驳

1000t

艘

3

构件运输

6

拖轮

900KW

艘

2

动力设备等

7

工作船

100t

艘

2

辅助

8

电焊机

18kw

台

2

9

手拉葫芦

3t

台

2

10

激光全站仪

RTS112R5

台

1

测量

11

经纬仪

J2

台

2

测量

12

水准仪

DS3

台

2

测量

第六章质量保证体系与措施

6.1质量目标

本工程拟订的质量目标为：

合格。

6.2质量保证体系

本工程的质量保证体系如下图所示：

6.3技术质量管理

6.3.1有关部门与项目经理部共同编制施工组织设计，总工及有关技术、质量、工程、安全等管理部门审查批准。

6.3.2严格按图纸、图集、技术规格书和技术规范施工。

6.4质量保证措施

6.4.1本工程质量将以根据GB/T19000ISO9002制订的《质量保证手册》作为质量保障措施的依据。

6.4.2以“一切为用户着想”，“为企业生产、经营着想”的指导方针，牢固树立“百年大计、质量第一”的思想，视质量为企业的生命，健全质量保证体系，制定质量责任制，明确职责、任务和权限条款，成立工程质量创优领导班子及各方面的QC小组，明确课题和质量管理点。

6.4.3选派屡创部优工程的领导班子及施工队，宣传创优精神，以优质管理来指导施工全过程。

6.4.4严格执行设计图纸要求及技术规范、标准、法规，做好自身的施工监督检查工作，设专职质量检查员，建立严格的自检制度。

6.4.5自觉接受业主代表、监理工程师及质量部门的检查和监督。

6.4.6凡构成永久性工程组成部分的主材必须符合图纸和规范要求，应有合格证、质保书。

钢材、水泥、砼试拌等应按规范要求的数量送到有资质格的检测机构进行复试，砂、石、砼外加剂等，均需按设计要求及技术规范试验合格后方能使用。

6.4.7加强工程基线和高程控制点的测设和管理，根据甲方最终正式提供的三角点和水准点，认真进行复测后才能使用，并定期检查、交接、保护好。

因工程需要增设的控制点，应经常核校和妥善保护，如发现破坏和移动应及时报请业主，根据商定意见，及时补救修复。

6.4.8本工程测量基线的测设拟用进口红外测距仪，并开展典型施工，以确保工程质量。

6.4.9施工中使用的衡器、量具、计量装置等设备、工具，应有相应的技术合格证，正式使用前需由有资质格的检测部门进行校验或校正。

6.4.10工程施工过程中和结束后，我公司将委派专人定期对中间验收项目及总体工程项目进行质量回访。

6.4.11施工现场配置新模板、新模具，保证现浇砼构件的外观质量。

6.5检查和验收

6.5.1严格执行技术交底制度，务使每道工序操作人员了解施工方法、要点和质量要求。

6.5.2现场设专职质量员2人，质检工每工种1人。

6.5.3检查验收程序是：

班组自检互检施工技术人员组织检查验收专职质检员复核业主代表验收，层层进行把关。

6.5.4每一道工序都必须检查签认后，才能进入第二道工序的施工，以确保工程质量。

6.5.5严格执行质量奖惩制度。

6.5.6严格执行质量否决权制度。

第七章安全保证体系与措施

7.1安全管理目标

本工程安全生产管理目标为：

无重大安全事故。

7.2安全管理体系

7.3安全管理