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桩帽施工方案
宁波-舟山港梅山保税港区1#-5#集装箱泊位工程3#-5#泊位
桩帽施工方案
一.工程概述
梅山保税港区3#-5#集装箱码头工程属高桩梁板式结构。
码头总长度994.8m,宽度57m,桩基工程采用Φ1200mm预应力混凝土管桩。
桩帽共有520只,七种类型,具体尺寸见表1
码头桩帽参数表1
序号
类型
尺寸(m)
数量
一次浇筑高度
1
ZM1
5.8×2.6×1.8
166
1.8m
2
ZM2
9.2×2.6×1.8
83
1.8m
3
ZM3
6.5×5×2
43
2m
4
ZM3-1
7×5×2
7
1.2m
5
ZM3-2
6.85×5×2
45
1.2m
6
ZM4
5.7×5×1.8
104
1.8m
7
ZM5
5.8×5.6×1.8
4
1.8m
二.施工和质量检验评定依据
《高桩码头设计与施工规范》JTJ291-98
《水运工程测量规范》JTJ203-94
《水运工程混凝土施工规范》JTJ268-96
《水运工程混凝土质量控制标准》JTJ269-96
《水运工程混凝土试验规程》JTJ270-98
《水运工程质量检验标准》JTS257-2008
三.施工总流程
施工准备测量放线围囹施工搁栅底板施工钢筋施工
模板施工现浇混凝土施工混凝土养护。
四.技术要点
4.1.围囹施工
4.1.1围囹施工一般工艺流程
桩帽围囹全部采用吊筋反吊钢围囹的施工工艺,一般的工艺流程为:
施工准备→测量放线→上钢围囹→上吊筋→标高调整→固定吊筋螺母→固定钢围囹。
4.1.2围囹施工
ZM1布置双层槽钢。
上层采用双拼[25a槽钢,槽钢长6.5m,沿桩帽长度方向布置。
下层采用[25a槽钢,布置在相邻ZM1同排桩上,构成牵杠围囹,防止桩帽浇筑时发生扭曲变形。
吊筋采用米字形布置的6根Ф25反吊钢围囹。
具体见ZM1围囹布置图。
ZM2采用双拼[32b槽钢,槽钢长10m,吊筋采用米字形布置的8根Ф28吊筋反吊钢围囹。
具体见ZM2围囹布置图。
ZM3围囹采用双层槽钢结构。
ZM3与ZM3-1位于同一排,间隔布置,每个桩帽都有3根相对位置相同的桩。
其中的单桩下层槽钢与两侧其中一个ZM3-1的相应桩使用双拼[36a槽钢构成牵杠,吊筋采用8根Ф28圆钢反吊钢围囹。
桩帽范围内槽钢加强处理。
上层槽钢采用4组双拼[32a槽钢,两槽钢布置在岸侧单桩两侧,海侧双桩内侧,两外两组槽钢布置在桩帽边缘内侧,间距3.8m,海侧双桩外侧。
吊筋采用8根Ф28圆钢反吊钢围囹。
具体见ZM3围囹布置图。
ZM3-1围囹采用双层槽钢结构。
ZM3-1、ZM3位于同一排,间隔布置,每个桩帽都有3根相对位置相同的桩。
ZM3-1岸侧单桩与ZM3岸侧单桩下层布置17m双拼[36a槽钢构成牵杠围囹,吊筋采用米字形布置的6根Ф28吊筋反吊钢围囹。
ZM3-1海侧双桩下层布置6m双拼[25a槽钢,吊筋采用米字形布置的6根Ф28吊筋反吊钢围囹。
在距桩帽边缘10CM的海侧位置,设置一组下层双拼[32a槽钢反吊在上层双拼[36b槽钢上,用于搁置预制靠船构件。
上层槽钢共四组,其中2组为6.5m[36b槽钢,另外2组为8m双拼[36b槽钢。
[36b槽钢布置在岸侧单桩两侧,海侧双桩内侧,岸侧伸出桩帽30CM,海侧到预制靠船构件处;双拼[36b槽钢布置在桩帽边缘内侧,间距3.8m,海侧双桩外侧。
海岸侧均伸出桩帽30CM。
预制构件沿海岸侧穿孔,采用加强处理的双拼[25a槽钢从孔中穿过,搁置在下层槽钢上。
岸侧搁置在双拼[25a槽钢上,海侧搁置在双拼[32a槽钢上。
具体见ZM3-1围囹布置图。
ZM3-2与ZM3-1结构基本一致,就在海侧比ZM3-1短15CM,因此采用与ZM3-1相同的围囹系统,详见ZM3-2围囹布置图。
ZM4有3根桩基,其中双桩反吊一组双拼[25a槽钢,吊筋采用米字形布置的4根Ф28圆钢反吊钢围囹。
剩余的1根桩与左右两个同类型桩帽的相应桩使用双拼[36a槽钢,吊筋采用米字形的8根Ф28圆钢反吊钢围囹。
桩帽范围内槽钢加强处理。
具体见ZM4围囹布置图。
桩帽ZM5围囹采用双层槽钢结构。
下层为两根[25a槽钢,布置在桩帽上下游方向桩的最外侧,反吊在上层槽钢上。
上层为4组双拼槽钢,两组为双拼[25a槽钢,沿上下游方向,分别布置在岸侧单桩的海侧和海侧单桩的岸侧,吊筋采用米字形的4根Ф28圆钢反吊钢围囹。
另外两组为双拼[36a槽钢,沿上下游方向,分别布置在海侧单桩的海侧,岸侧单桩的岸侧,吊筋采用米字形的6根Ф28圆钢反吊钢围囹。
具体见ZM5围囹布置图。
4.1.3围囹施工质量要求
①围囹应具有足够的强度、刚度和稳定性。
②围囹施工后及时复测标高,注意钢围囹标高整体一致性。
③吊筋必须采用双螺母、双垫片,并将螺帽与吊筋点焊。
④吊筋搭接焊长度和焊接质量必须满足规范要求,吊筋弯起点与桩角接触严密。
⑤钢围囹破损处必须进行补强处理。
单根横梁槽钢应为通长槽钢,槽钢接长时需破口对焊并加焊加劲板。
⑥若沉桩偏位较大时,需视具体情况做加强处理,应及时与技术部门联系。
⑦吊筋割除和修补时应凿深3cm以上,并及时进行封闭和修补。
4.2.钢筋施工
4.2.1钢筋施工工艺流程
钢筋配料→(围囹、格栅、底板施工)→测量放样→运输到施工现场→架立、绑扎、焊接成型→放置砼保护层垫块→检查验收。
4.2.2码头桩帽钢筋施工要求
1)钢筋原材料进场必须有质保书,经母材试验或焊接试验合格后方可配料加工。
2)钢筋按图施工,规格、数量正确,绑扎整齐、牢固。
钢筋半成品加工所进行的弯钩、折曲或其它加工时,均采用不会损伤材料的冷弯方式进行。
Ⅰ级钢筋弯头为半圆形时,其弯曲直径至少为钢筋直径的2.5倍,Ⅱ级钢筋末端作90°或135°弯曲时,其弯曲直径不得小于钢筋直径的4倍。
3)焊接数量和质量要符合设计和规范要求。
进行闪光对焊前,每批次钢筋制作进行冷弯试验,监理工程师旁站检查。
试验及检查合格后投入使用。
进行搭接焊时,钢筋接头做成双面焊缝或单面焊缝。
4)双面焊缝长度不少于5d(d为钢筋直径),单面焊缝长度不少于10d。
在焊缝长度内的钢筋略微弯曲,使焊接成型的钢筋保持在同一轴线上。
焊接接头位置要求错开。
5)电弧焊所采用的电焊条满足设计及规范要求,焊缝表面平整,无明显凹陷、焊瘤。
6)预留外伸筋规格、数量、尺寸、位置要正确。
7)钢筋绑扎所用铅丝头必须扭入钢筋骨架内,在混凝土浇筑前必须垫好保护层垫块,确保钢筋保护层厚度。
钢筋净保护层厚度80mm。
混凝土垫块强度和密实性必须不低于桩帽混凝土体。
8)由于节点插筋在桩帽浇筑时预埋,要注意节点插筋的间距、位置和垂直度。
9)清除长期外露钢筋表面松脱的热轧氧化皮铁锈、油脂或其他物质。
10)钢筋遇预埋件或安装预留孔适当移位,并采用钢筋加强措施。
11)钢筋制作绑扎偏差按“下表”执行。
钢筋制作允许偏差、检验数量和方法
序号
项目
允许偏差
(mm)
检验单元和数量
单元侧点
检验方法
1
长度
+5,-15
每根钢筋或每片网片(按类别各抽查10%,且不少于10片或10根)
1
用钢尺量
2
弯起钢筋弯折点位置
±20
1
3
箍筋边长
d≤10mm
±4
2
d≥10mm
±10
4
点焊钢筋网片尺寸
长、宽
±10
2
用钢尺量
网眼尺寸
±10
2
对角线差
15
1
翘首
10
1
放在水平上用钢尺量
钢筋骨架绑扎与装设允许偏差、检验数量和方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验单元和数量
单元测点
检验方法
1
钢筋骨架外轮廓尺寸
长度
+5,-10
每个构件(一次性施工的梁、板、桩等小型构件抽查10%且不少于3件:
大型构件逐件检查
2
用钢尺量骨架主筋长度
宽度
+5,-10
3
用钢尺量两端和中部
高度
+5,-10
3
2
受力钢筋层(排)距
±10
3
用钢尺量两端和中部三个断面,取最大值
3
受力钢筋间距
±15
3
4
弯起钢筋弯起点位置
±20
2
用钢尺量
5
箍筋、构造筋间距
桩
±20
3
用钢尺量两端和中部连续三档,取最大值
梁
±10
3
板
±20
3
6
固定胶囊套筋位置
垂直向
+0,-10
4
用钢尺量中部连续三档
4.3.模板施工
4.3.1模板施工工艺流程
模板配料组拼→涂刷脱模剂→测量放线→铺设搁栅、底板、钉三角条及止浆条→(绑扎钢筋)→立模板→模板整体拼接→固定螺杆→立竖夹条→模板调直加固→局部模板缝贴胶带纸封闭→检查验收。
4.3.2模板选用原则
1)为确保工程质量,模板采用竹胶板,底模采用30mm厚竹胶板,搁栅采用100mm×150mm木枋,间距200mm。
2)根据桩帽尺寸,ZM1、ZM2、ZM4、ZM5立模高度均为1.9m;ZM3、ZM3-1、ZM3-2立模高度均为2.1m。
3)ZM1、ZM2模板钉50×100mm竖格条木方加强,设置拼装时较短边压较长边钉固。
模板竖夹条采用双拼[14槽钢,横夹条采用φ48钢管,对拉螺杆设上下二道,下道φ16对拉对拉螺杆,上道φ12螺杆和撑拉杆。
4)ZM3、ZM3-1、ZM3-2、ZM4、ZM5有倒角,部分模板采用定型模板。
模板外侧为横夹条,采用[10槽钢,间距330mm。
横加条外为竖夹条,采用[16槽钢,间距650mm。
竖夹条外侧设置两道横夹条,模板顶部和底部各一道。
顶部采用[16槽钢,底部采用双拼[32b槽钢。
对拉螺杆设上下二道,模板顶部对拉螺杆采用φ16圆钢,底部螺杆选用φ32精轧螺纹钢。
详见桩帽模板结构图。
4.3.3模板施工要求
1)按施工方案进行施工。
2)木模板的下料、组拼必须符合质量要求。
3)立模允许偏差按规范有关标准控制。
底部对拉螺杆需拧双螺母。
4)模板与预制构件、桩周等接缝处须粘贴PE密封条止浆。
底板四周应钉三角条,三角条下面压海棉条止浆,三角条侧面钉塑料软管止浆。
螺杆在混凝土中穿过的,应采用“H”型螺母,确保螺杆割除深度,利于螺杆孔修补。
5)混凝土施工中,避免振捣棒撞击模板,拆模后要及时清除模板表面浮浆,并整齐堆放。
6)定期保养维修模板,脱模剂要涂刷均匀。
7)模板制作和安装允许允许偏差按“下表”执行。
模板制作的允许偏差、检验数量和方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验单元
和数量
单元测点
检验方法
1
木
模
板
长度与
宽度
±5
每块模板
(逐件
检查)
4
用钢尺量
相邻两板表面错牙
1
1
用钢板尺和楔形
塞尺量取大值
表面
平整度
5
1
用2靠尺和楔形
塞尺量取大值
2
钢
模
板
长度与
宽度
±2
每块模板
(逐件
检查)
4
用钢尺量
表面
平整度
2
1
用2靠尺和楔形
塞尺量取大值
连接孔
眼位置
1
3
用钢尺量抽检三处
现浇构件模板安装允许偏差、检验数量和方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验单元
和数量
单元
测点
检验方法
1
轴线
桩帽
10
每个构件
(逐件检查)
2
用钢尺量
2
前沿线
帽梁
5
3
用钢尺量
3
标高
桩帽
0,-10
2
用水准仪检查
4
截面尺寸
桩帽
±10
4
用钢尺量四边
5
顶面两对角线差
短边≤3
15
1
用钢尺量
短边﹥3
25
1
6
全高竖向倾斜
3H,-10
1
用经纬仪或吊线和钢尺量
7
侧向弯曲矢高
L/1000且不大于25
1
拉线用钢尺量,取大值
8
预埋件、预留孔位置
10
每个预埋件(抽查10%,且不少于3个)
1
用钢尺量
4.3.4模板吊安钢丝绳选取
钢丝绳选用[G]为1400Mpa的6×19钢丝绳,安全系数取5.0,换算系数取0.82,钢丝绳与构件夹角为60°以上。
重量G=2,2点吊,取N=2
S=Q/N×1/sinβ=2/2×1/sin60°=1.15t
P=KS=5×1.15=5.75t
选用直径6.2mm钢丝绳
其有效破断拉力为14.32×1400×0.85=17t>5.75t,满足要求。
4.4.混凝土施工
根据工程特点,混凝土浇筑选用陆上商品混凝土或搅拌船浇筑。
混凝土施工要求:
1)原材料要有质保书、检验报告,做好配合比设计。
2)浇筑混凝土前,应检查模板、支架、钢筋和预埋件的正确性,应掌握水文气象预报。
3)浇筑混凝土前应将模板内的木屑、泥水和钢筋预埋件上的灰浆、油污清除干净。
4)混凝土浇筑时分层下灰,单层厚度不超过60CM,顶层不超过30CM。
浇筑顶层混凝土时要准备一些碎石,当顶层混凝土浮浆过厚时,人工抛洒碎石降低浮浆厚度。
5)混凝土的浇筑应连续进行,如因故中断,其允许产歇时间应在混凝土初凝时间内。
6)浇筑混凝土过程中,应避免混凝土产生离析现象。
混凝土自高处倾落时,其自由倾落高度不宜超过2m。
7)插入式振捣器至模板的距离不应大于振捣器有效半径的1/2,振捣器应垂直插入混凝土中,并快插慢拔,上下抽动,以利均匀振实,保证上、下层结合成整体。
振捣器应插入下层混凝土中不少于50mm。
8)混凝土浇筑完毕后应及时加以覆盖,结硬后保湿养护。
养护方法:
不拆侧模直接浇水养护;拆模覆盖土工布浇水养护。
同时日浇水养护次数必须保证混凝土潮湿为准,混凝土潮湿养护时间必须确保在15天以上。
9)必须采用淡水进行养护。
10)混凝土强度未达到2.5MPa以前,人不得在已浇筑的结构上行走、运输工具或架设上层结构的支撑和模板。
五.职业健康安全管理措施
11)进入施工现场必须戴好安全帽,水上作业必须穿好救生衣。
12)各道工序所用设备、电动工具使用前必须进行绝缘检测,符合安全使用要求才能使用,并严格遵守安全技术操作规程。
13)装运钢围囹等所用的钢丝绳在使用前要进行检查,符合安全要求才能使用。
14)用船装运施工材料要核实重量,禁止超载,并妥善放置,以免船只摇晃而发生倾泻。
15)围囹、钢筋、模板在收工前必须加固完毕,铺底板要随铺随钉不留活动板。
16)木工作业、钢筋作业,混凝土浇注作业、电焊(气割)作业均必须遵守各工种的安全技术操作规程。
17)夜间作业时照明必须充分,并不准一个作业点上单人作业。
18)加工好的成品、半成品应按规格品种分别堆放整齐、稳当,防止倾倒和塌落。
19)在绑扎底层钢筋时,在潮水涨上前要尽量绑扎完,未绑扎完的钢筋要避免被涌浪打落下落的措施。
20)绑扎上层钢筋时要设置支撑,作业人员不要集中在一起操作,间距较大时要铺设35mm厚以上的木板,以免踏空伤人。
21)严禁在钢筋上和锐利物上拖拉电源线,防止电源线碰破和拉断。
22)作业人员不得站在侧模或支撑上操作。
23)模板夹条不得使用腐朽,扭裂,劈裂的木材。
24)立模时模板应就位一块临时固定一块。
上部立模时应挂外挂架,模板应从上往下传递,下面禁止有人。
25)拆除模板应按顺序进行,严禁猛撬硬敲或拉倒,完工前不得留有松动和悬挂的模板。
26)用输送泵送混凝土,管子接头应接牢,管子的架子必须牢固。
船上送混凝土必须用人把住下灰口时,最好用绳子。
指挥人员要注意海面涌泥,通知有关人员及时避让,以防止晃动撞击上人。
27)输水皮管尽量不要从用电设备、电箱旁边通过,以免皮管漏水而淋湿跑电。
28)在结构上养护人员需要上下时,不能随身拖带输水皮管。
29)吊机、电焊机等用电设备使用前必须进行绝缘检测,使用时必须遵守该设备的安全技术操作规程。
30)安装钢围囹指要有人观察海面涌来浪情况,以免泼打构件落海或撞击上人。
31)多人合运钢筋,起、落、转、停要听从指挥,动作要一致;人工上下立体传送不得在同一垂直线上。
六、围囹、模板计算书
1计算主要参数
1.1允许挠度:
跨中[f/L]=1/250、悬臂[f/L]=1/400
1.2钢材允许抗弯和抗拉强度:
[σ]=1.7×105KN/m2
1.3木材允许抗弯和抗拉强度:
[σ]=9×103KN/m2
1.4钢材弹性模量E=2.1×108KN/m2
1.5木材弹性模量E=2.0×107KN/m2
2围囹计算
2.1ZM1强度验算
(a)跨中验算:
桩帽跨中最大间距L=3m
q=25×1.8×1.3×1.2=70.2KN/m
M=1/8qL2=1/8×70.2×32=79KN·m
W=M/[σ]=79/(1.7×105)=4.64×10-4m3
故选用双拼[25a,[W]=2×2.7×10-4=5.4×10-4m3>W,满足要求
挠度验算:
f=5qL4/384EI=5×70.2×34/(384×2.1×108×2×3369×10-8)
=5.23×10-4m满足要求
(b)悬臂验算:
ZM1悬臂长度为1.4m
q=25×1.8×1.3×1.2=70.2KN/m
M=1/2qL2=1/2×70.2×1.42=69KN·m
W=M/[σ]=69/(1.7×105)=4.04×10-4m3
双拼[25a满足条件
挠度验算:
f=qL4/8EI=70.2×1.44/(8×2.1×108×2×3369×10-8)
=2.38×10-4m满足要求
(c)吊筋计算:
单桩承载力F=25×2.6×2.9×1.8×1.2=407KN
选用2根φ25精轧螺纹钢:
2×490×980=960KN
满足要求
2.2ZM2强度验算
(a)跨中验算:
桩帽跨中最大间距L=5.4m
q=25×1.7×1.3×1.2=66.3KN/m
M=1/8qL2=1/8×66.3×5.42=241KN·m
W=M/[σ]=241/(1.7×105)=1.41×10-3m3
故选用双拼[36b,[W]=2×7.03×10-4=14.06×10-4m3>W,满足要求
挠度验算:
f=5qL4/384EI=5×66.3×5.44/(384×2.1×108×2×12651×10-8)
=0.014m=5.4/250=0.022m
满足要求
(b)悬臂验算:
ZM2最大悬臂长度为2m,
q=25×1.7×1.3×1.2=66.3KN/m
M=1/2qL2=1/2×66.3×22=132KN·m
W=M/[σ]=132/(1.7×105)=7.8×10-4m3
双拼[36b满足条件
挠度验算:
f=qL4/8EI=66.3×24/(8×2.1×108×2×12651×10-8)
=2.5×10-3m满足要求
(c)精轧螺纹钢计算:
单桩承载力F=25×19.2×1.2=576KN
选用2根φ25精轧螺纹钢筋:
2×490×980=960KN
满足要求
2.3ZM4强度验算
1.岸侧两根桩计算:
(a)跨中验算:
跨中最大间距L=1.2m
q=25×1.8×1.45×1.2=78.3KN/m
M=1/8qL2=1/8×78.3×1.22=14.1KN·m
W=M/[σ]=14.1/(1.7×105)=8.3×10-5m3
故选用双拼[25a,[W]=2×2.69×10-4=5.38×10-4m3>W,满足
(b)挠度验算:
f=5qL4/384EI=5×78.3×1.24/(384×2.1×108×2×3369.2×10-8)
=1.5×10-4m(c)悬臂验算:
悬臂长度为0.7m,
q=25×1.8×1.45×1.2=78.3KN/m
M=1/2qL2=1/2×78.3×0.72=19.2KN·m
W=M/[σ]=19.2/(1.7×105)=1.13×10-4m3
双拼[25a满足条件
挠度验算:
f=qL4/8EI=78.3×0.74/(8×2.1×108×2×3369.6×10-8)
=1.7×10-4m(d)单桩承载力F=25×1.8×5×2.9×1.2/2=392KN
选用400KN钢抱箍
2.海侧单桩计算
(a)悬臂验算:
悬臂长度为1.9m,
q=25×1.8×1.45×1.2=78.3KN/m
M=1/2qL2=1/2×78.3×1.92=141.4KN·m
W=M/[σ]=141.4/(1.7×105)=8.32×10-4m3
故选用双拼[36a,[W]=2×6.60×10-4=1.32×10-3m3>W,满足
挠度验算:
f=qL4/8EI=78.3×1.94/(8×2.1×108×2×11874.2×10-8)
=2.6×10-3m(d)吊筋计算:
单桩承载力F=25×23.5×1.2=705KN
选用8根φ28吊筋可承载的力为:
3.14×(0.027)2/4×2.1×105×sin60×8=832KN满足要求
2.4ZM5强度验算
1.槽钢验算
(a)海侧单桩海侧槽钢布置:
悬臂长度2.2m
q=25×1.8×1.4×1.2=75.6KN/m
M=1/2qL2=1/2×75.6×2.22=183KN·m
W=M/[σ]=183/(1.7×105)=1.08×10-3m3
选用双拼[36a:
[W]=2×6.6×10-4=1.32×10-3m3>W,满足要求
挠度验算:
f=qL4/8EI=75.6×2.24/(8×2.1×108×2×12700×10-8)
=4.15×10-3m(b)海侧单桩岸侧槽钢布置:
跨中间距1.8m
q=25×1.8×1.5×1.2=81KN/m
M=1/8qL2=1/8×81×1.82=32.8KN·m
W=M/[σ]=32.8/(1.7×105)=1.93×10-4m3
选用双拼[25a,[W]=2×2.69×10-4=5.38×10-4m3>W,满足要求
同理,岸侧单桩岸侧布置双拼[36a槽钢,岸侧单桩海侧布置双拼[25a槽钢
下层槽钢选用双拼[25a,作为加强槽钢结构稳定性处理。
2.吊筋计算
(a)中间两根桩吊筋计算:
单桩承载力F=25×13×1.2/4=390KN
选用4根φ28吊筋可承载的力为:
3.14×(0.027)2/4×2.1×105×sin60×4=417KN满足要求
(b)海岸侧两根桩吊筋计算:
单桩承载力F=25×18×1.2=540KN
选用6根φ28吊筋可承载的力为:
3.14×(0.027)2/4×2.1×105×sin60×6=624KN满足要求
2.5ZM3强度验算
(a)下层悬臂验算:
ZM3最大悬臂长度为1.8m
F=25×1.45×1.5×2×1.2=130.5KN
M=FL=130.5×1.8=235KN·m
W=M/[σ]=235/(1.7×105)=1.38×10-3m3
选用双拼[36b,[W]=2×7×10-4=1.4×10-3m3>W,满足条件
挠度验算:
f=FL3/3EI=130.5×1.83/(3×2.1×108×2×12651×10-8)