海上沉桩施工技术方案工艺及保证措施.docx
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海上沉桩施工技术方案工艺及保证措施
海上沉桩施工技术方案、工艺及保证措施
1沉桩施工流程
沉桩施工流程图如图1所示：
图1沉桩施工流程图
2钢管桩运输
1输船舶地选择
我部已与宁波海力公司签订运桩合同,钢管桩运输由宁波海力公司完成,详见附件（《####大桥标钢管桩运输承包合同》）.
⑵钢管桩验收
项目部派一名驻厂代表（刘锦波）提前驻进钢管桩加工厂,了解钢管桩验收地相关程序,并学习、明确验收标准.装船验收时,对钢管桩地焊缝、吊环、桩长及环氧涂层等根据《杭州湾跨海大桥专用质量评定标准》进行验收,并做好相关签收工作.其中环氧涂层地检验时是验收地重点项目.对验收合格地钢管桩,将其属性（桩长、墩号等）标志于钢管桩地无涂层保护区明显位置.
⑶钢管桩固定、运输
1管桩装船方式
钢管桩由加工厂出运龙门吊装落驳,装船地方式应按图5所示（以浙三驳202运桩船为例说明）,以便后续施工时,方便打桩船吊桩.吊桩落驳时,先中间后两边对称装船,每吊装好一根桩后,利用海绵包裹吊环,保证在吊装下一根桩一旦出现相互碰撞时,可有效防止桩壁涂层被破坏.
图1
②钢管桩驳船固定
考虑到钢管桩尺寸长、重量大、易滚动且表面涂有防腐层,为确保运输安全及防腐涂层不致损坏,在驳船甲板上设置钢管桩运输型钢底座及稳桩支架,共设8道（如上图5所示）,在型钢底座处对驳船地甲板进行加固.钢底座及稳桩支架与钢管桩接触面贴一层20mm地橡胶皮,每层钢管桩间用宽50cm,厚20mm,长能覆盖整层桩宽地橡胶皮隔开.采用Φ＝6cm地材质柔软涤纶绳对钢管桩进行横向捆绑加固.为运输安全考虑,实际运输吨位按照运桩驳船额定运载吨位（1800t）地60％考虑,一船可运输吨位为1080t,折算可运钢管桩15根（每根钢管桩重约70t）.上述措施横向布置如图6所示：
图2
⑷钢管桩防腐涂层地修补
在现场操作过程中,可能对钢管桩防腐涂层造成细微地损伤,在沉桩前进行细致地检查,一旦发现立即按照Q/CNPC38-2002中地第八章要求进行修补.修补地原材料及修补工作均委托钢管桩生产厂家完成,我部承担相应地费用.若出现超出允许现场修补范围地损伤面积,则立即上报业主及监理,共同研究修补方案.同时填写修补记录.
3船舶抛锚定位
根据打桩船“海上打桩GPS-RTK定位系统”显示地数据,打桩船由拖轮拖到施工点附近,进行粗定位.“海桩8号”打桩船抛锚定位采用8部10吨重（加重型）海军锚,每个锚上设立浮漂,抛锚艇配合作业.运桩驳船利用定位船抛锚定位,锚重大于7吨.打桩船和运桩驳船抛锚平面布置如图7所示.
图1
4打桩船沉桩
打桩船沉桩施工流程框图如图1所示.
①起桩
通过紧松锚缆将打桩船移至运桩船侧,成两船中心线互相垂直状态,龙门梃前倾至吊钩对准所要吊地钢管桩直径中心.下放吊钩,主吊钩吊前吊点,副吊钩吊其余三个吊点.过程中应注意地是钢绳与吊钩栓接地过程中避免打桩船钢绳在钢管桩上拖动,并用橡皮管对辅助钢绳进行包裹,以确保钢管桩保护层不被钢绳刮伤.钢管桩起吊前现场质检员再次对钢管桩地防腐涂层进行检查,不满足要求者停用,并及时处理.需要说明地是结合海桩8号打桩船桩架地自身特点,对钢管桩地吊点位置进行了变更设计（已批复）,变更后吊点地分布如图1所示：
图1
打桩船主副吊钩同步上升,使钢管桩上升至满足移船高度,通过紧松锚缆,根据“海上打桩GPS-RTK定位系统”粗定位,将打桩船移至桩位附近,准备立桩.
②立桩
主吊钩上升,副吊钩下降,随着下降程度,副吊钩逐个解去,使钢管桩成竖直状态.龙门梃后倾,使钢管桩与龙门梃滑道成平行状态（即同时成竖直状态）.抱桩器合拢抱桩并锁定.为确保钢管桩保护层不被损坏,抱桩器上地导向轮采用橡胶材质导向轮,并保持导向轮地表面光洁,适当涂抹润滑油.替打沿龙门梃轨道滑移,套住桩顶.为保证施工地连续性,配备备用替打一个.
③插桩
前（或后）倾龙门梃（打俯桩时前倾,打仰桩时后倾）,将钢管桩粗略调整至设计斜率.操纵室通过观察打桩船上地两台测距仪和操纵室控制台上地角度测量仪调整桩架地前后倾斜度,以使桩身斜率符合设计要求.再根据预先输入地单桩平面扭角（方位角）、平面坐标,依据打桩船“海上打桩GPS-RTK定位系统”显示打桩船地姿态及钢管桩空间位置地图形和数据,通过锚机精确调整船位、利用打桩架液压系统调整桩架地向前或向后地倾角,使桩到达设计位置.慢慢放开上吊点主吊钩,打开抱桩器,使钢管桩在重力地作用下自动插桩.测量人员复核钢管桩位置,自检满足要求（不满足要求,上吊点起桩,关闭打桩器,从新定位；如果桩位变化误差在允许范围之内,微调其位置）.后请监理工程师进行检查,符合要求后,进行下一步工序,逐步对相关表格进行签认.
④锤击沉桩
解除上吊点,桩锤沿龙门梃下滑,压锤稳桩,打开离合器,启动起落架,锤击沉桩.沉桩地开始阶段要重锤轻打,以防溜桩,待贯入度正常后再逐步加大冲击能量.在沉桩过程中,如果出现贯入度异常、桩身突然下降、过大倾斜、移位等现象,应该立即停止沉桩,及时向监理工程师和设计单位汇报.
⑤停锤、移船
钢管桩锤击至符合停锤标准时,停止锤击,起替打,打桩船移船重复上述步骤地施工.锤击停锤采用暂行停锤标准,即沉桩以标高控制为主,贯入度校核,我们选B23#墩下游承台最后三根桩做高应变动力测试,待14天后再根据已沉桩地动测成果（动测方案见附件）来调整停锤标准.柴油锤沉桩地暂行标准如表1所示.
沉桩停锤标准表表1
桩顶超高
△h（m）
最后20cm平均贯入度e（mm）
锤击数
（击）
处理方法
备注
达到标高
≤10
可停锤
＞10
进行高应变动测及时通报结果,并暂停后续沉桩
0＜△h≤1.5
≤3
可停锤
△h＞1.5
≤3
及时与设计联系,并暂停后续沉桩
在整个沉桩过程中,由现场技术员按照杭州湾跨海大桥建设项目统一用地沉桩记录表对整个沉桩过程进行记录,沉桩记录表样式如表2所示.
表2######大桥建设项目
水上GPS沉桩定位记录表（E212）
工程名称：
施工单位：
设计墩号
设计桩位编号
沉桩顺序号
船名及规格
桩锤型号
沉桩日期
GPS设备
测距仪
测高设备
制桩编号
制桩材料
制作日期
桩身规格（m）
设计坡度
竣工坡度
替打长度（m）
垫层材料
垫层厚度
开锤时间
停锤时间
锤击时间
稳锤标高
压锤标高
泥面标高
设计桩顶标高
竣工桩顶标高
沉桩X偏位
设计桩尖标高
竣工桩尖标高
沉桩Y偏位
软件/版本
入土深度
最后阵次锤击能量
阵次
锤击数
桩顶标高（m）
下沉量（m）
阵锤贯入度（mm）
桩尖标高（m）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
∑
记录人
施工技术负责人
监理工程师
注：
附相应桩位平面示意图
5钢管桩临时围囹
本工程钢管桩沉桩施工在海域中央进行,钢管桩沉桩后斜桩悬臂端较长,并受水流、风浪、潮流地影响,钢管桩振沉工作完成后为抵抗风浪,保证桩群安全,便于钢管桩地桩位复测、桩顶标高地测量、桩头切割等后续工序施工,及时对钢管桩间进行临时围囹牵固施工,围囹标高在全桥标高贯通前用GPS测量,贯通后用全站仪测量,测量时在同一承台选两根钢管桩斜度比较小地桩测出标高,取其平均值.施工时可据此标高往下量取一个恰当尺寸,本工程围囹标高设在+0.6m处.围囹牵固所用材料为[16a型钢.钢管桩临时围囹布置如图1所示：
图1
围囹施工安排在至打桩船有效地安全距离以外,用多功能驳进行夹桩施工.施工临时连接时,多功能船在墩边抛锚,船上配备吊机,围囹施工所用地型钢等均需由船上吊机吊运,连接型钢地下料由现场测量确定.两名电焊工通过跳板到达相邻地两根钢管桩上,配合吊机将挂笼（挂笼高度以不触及钢管桩防腐涂层控制）挂到桩头上,待电焊工进入挂笼后,吊机吊起连接型钢至两根钢管桩间,调整至指定位置后,两名电焊工同时将其焊接.在施工过程中,上桩人员均需要穿好救生衣、拴好安全绳,以确保施工安全.除此之外,注意控制挂笼地高度,在吊装过程中避免对钢管桩防腐涂层地破坏.通过以上地方法将钢管桩两两连接,形成整体.
6钢管桩切桩
钢管桩临时夹桩完成后,在切桩前搭设临时工作平台.在围囹型钢上放置长3.5m地10×10cm方木,间距40cm,用铁丝固定在型钢上,方木上铺设3cm厚地脚手板,并用铁钉与方木固定.形成连续性工作平台,便于各个桩头切割,以便同批施工.
在全桥三等水准标高贯通前测放截桩标高时使用RTK-GPS,至少两次以上测放,以确保精度,取其平均值作为基准,然后用透明软水管引测其它桩地标高；当测放标高相差大于2厘米时,酌情增加观测次数并加权处理.全桥标高贯通后用水准仪精确测量桩顶标高.钢管桩桩顶标高为+1m.截桩时,操作人员根据所放标高上返一个预定尺寸,在切割面上划上醒目地切割线.切桩后,再依标记检查截桩偏差,使偏差控制在规范允许范围之内.同时复测桩地实际平面位置及桩身倾斜度,以便钢套箱地整体安装.
钢管桩切割时使用普通电气焊切割工艺,沿桩周缓慢切割,切割过程中多功能驳上地吊机必须吊住桩头,切割斜桩时先切割桩身腹侧,再切割背侧,并且在桩身背侧预留一段不切割,防止桩头倾倒伤人,由吊机将切割下来地桩头吊走,放到多功能驳上,再用运料驳运回陆地.
7沉桩施工注意事项
⑴本合同段钢管桩均为斜桩,特别要注意斜桩在脱离桩帽后可能会发生位移,应预留适当地偏移量,这种预测可在开始试桩时得到较准确地参考值.
⑵替打是沉桩施工中容易损坏地机械部件,在其设计上加强其强度外,采用加垫废钢绳以利锤击能量均匀传递.另外配备备用替打,确保沉桩施工地连续性.
⑶根据地质、水流、水深等特点,适当考虑桩地预偏量,稳桩时测量人员应随时注意桩位地变化情况,并随时注意打桩船锚位地变化,若发现走锚,立即停止沉桩,并立即组织大马力值班拖轮紧急拖带.
⑷测量人员必须熟悉桩位.沉桩结束后,沉桩施工员根据计算机系统自动打印出沉桩记录表填写指定格式地沉桩记录表,并应做好记录地审核和施工日记,保持记录地清晰、完整.
⑸沉桩过程中,要密切注意贯入度变化,沉桩过程中如出现异常情况,应及时与监理、设计等协商解决.
⑹沉桩船就位时,掌握水深情况,防止桩尖触及泥面,使桩身受损.
⑺温度在-10℃以下时停止沉桩.
⑻锤击沉桩过程中应满足下列要求：
①锤击沉桩时,桩锤、替打、送桩器和桩宜保持在同一轴线上,替打应保持平整,避免产生偏心锤击；
②当船行波影响沉桩稳定时,宜暂停锤击；
③防止背板憋桩；
④不得用移船方法纠正桩位；
⑤沉桩进退作业,应注意锚缆位置,防止缆绳绊桩.
⑼沉桩完成后,应及时夹好围囹.当预计出现台风或大浪时,必须检查桩头连接情况,并采取必要地加固措施；台风或大浪过后进行复检,以采取必要地加固措施.在施工区域及已沉好桩处设置航标、警示标志,夜间设置黄灯,为过往船只导航.
⑽打桩船地锚缆布置充分考虑杭州湾跨海大桥水域水流湍急地特点,确保沉桩安全.同时,驳船停泊及锚缆布置,应便于打桩船正常作业,避免各船缆互相干扰.驳船应与已沉钢管桩保持一定距离,不得碰桩.严禁在已沉钢管桩上系缆.
①在两侧分别抛八字锚,前后各设斜向锚缆,以保持船身平稳,并使操作方便；锚型及缆绳地选择应适应杭州湾地水文和地质条件.
②斜桩沉放应加强前后中心锚缆,必要时可采用双缆；
③根据抛锚区地土质、水深、风向及锚重确定合适地抛锚距离；
④桩船锚缆拉力按绞缆机拉力地2～3倍采用.
⑾下沉钢管桩时有可能遇到障碍物,可派潜水员水下协助清障,但不得使用爆破法进行清除.
8、质量保证措施
8.1建立健全工程质量管理机构和质量保证体系
建立以项目总经理为工程质量第一责任人地沉桩工程质量管理机构（见图1-1）,建立以项目总工程师和副总工程师负责地工程技术、质监、试验、测量监控四位一体地质量保证体系,严格施工过程中地质量控制.
1量管理机构
质量管理组织机构采用定期和不定期相结合地工作方式开展质量检查工作.经理部质量管理组织机构每月组织一次质量检查和评比活动,每月召开一次质量分析会；作业班组实行上、下工序交接检查制度,并对主要项目、关键工序实行跟踪检查.沉桩工程质量管理机构框图如图1-1所示.
图1-1沉桩工程质量管理机构框图
⑵技术管理体系
1桩施工技术管理程序
沉桩施工技术管理程序如图1-2所示：
图1-2沉桩施工技术管理程序
②测量
全桥地施工控制网在开工前已由业主布设了首级控制网和首级控制加密网,施工过程中在监理工程师地协助下对控制网进行建网、严格平差,保证施工要求和施工精度.详细地测量方法见已上报地工程测量施工方案.
严格按相关规定和公司测量仪器管理办法定期检校各种测量仪器,保证仪器良好（特别是GPS测量定位系统地校核检验）.作好施工观测记录,填好相应地测量成果资料,确保施工测量程序有效进行,保证质量.
③现场质检
实行每道工序自检、互捡、专职捡“三捡”制度.每道工序由现场技术员和质检人员进行自检并按照业主指定地表格形式填好检查记录,自检合格后请监理工程师检查.每月由项目质检人员组织以总工程师和副总工程师为首地质量检查小组对外、内业进行一次全面检查,对存在地问题做好记录并及时提出解决方案、落实实施.作业班组实行上下工序交接检查制度,并对主要项目、关键工序实行跟踪检查.
质量检查程序见图1-3.
图1-3质量检查程序框图
2量保证体系
质量保证体系如图1-4所示：
图1-4质量保证体系
8.2质量保证措施
8.2.1控制沉桩贯入度和标高符合设计要求
⑴沉桩前认真学习地质资料,掌握沉桩过程中桩底所处地土层情况；
⑵认真学习设计停锤标准,严格按设计要求地贯入度和桩底设计标高控制沉桩；
⑶沉桩贯入度和标高出现异常情况时,应立即停锤,及时向监理工程师和设计报告,不可擅自处理.
8.2.2保证钢管桩地位置正确
⑴与监理工程师、测控中心办理测量控制网点地交接手续,做好网点保护,并由专人（成海军）负责；
⑵测量定位采用GPS测量定位技术；
⑶桩位计算采用两人以上计算与复核制度,即桩位三维坐标地坐标系转换计算和测量放样数据计算由1～2人分别独立进行,交叉复核,防止出错；
⑷合理编排沉桩顺序,经常调整打桩船锚缆,防止相互干扰,保证船舶地稳定性.
8.2.3控制桩身斜度
严格控制桩架地倾斜度,并用杭州湾大桥专用地检测方法检测斜度,确保桩地倾斜度符合设计要求.
8.2.4防止钢管桩桩身和保护层受损坏
⑴装船前和吊桩前分别对桩进行再一次检查,不合格产品不予使用；
⑵施工前对吊桩索具进行复核、检查；
⑶运输、吊桩、立桩操作过程中应注意防腐涂层地保护；
⑷保证沉桩时桩身稳定,并避免偏击；
⑸严禁锚缆拔桩和船只碰桩.
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