钢管桩加固方案.docx
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钢管桩加固方案
钢管桩施工平台加固措施
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钢管桩施工平台加固措施
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年月日
1、工程概况
本工程码头总平面布置由5艘浮趸船及3座栈桥组成，自北向南依次为1#、2#、3#、4#、5#浮趸船分别对应1#～5#泊位。
1#～5#浮趸船均采用钢筋混凝土趸船；整座码头共计撑墩12座，撑墩尺寸均为6.0m×8.5m，墩下布置6根φ1200mm钻孔灌注桩，本次钢管桩施工平台主要是针对2#引桥4个撑墩、一个桥台墩，1#引桥4个撑墩、1个桥台墩。
2、施工措施
2.1、施工工艺流程
施工工艺流程：
测量放线→钢管桩沉设→主梁槽钢安装→次梁槽钢安装→桩基就位→跳板铺设→栏杆安装→护筒埋设→钻进、成孔、浇筑→依次向前推进
2.2、施工准备
（1）、船机准备：
起重船一艘、振动锤配合、装驳一艘、材料准备：
直径800mm钢管桩，28A、16A槽钢。
人员准备：
起重安装工人、电工、电焊工、安全指挥等。
（2）、施工前检查船机工作性能、振动锤工作性能、施工临时用电安全，加强临边安全管理，无关人员禁止入内。
（4）、施工前对船机和现场施工人员进行安全技术交底，并对进场人员进行三级教育。
2.3、钢管桩平台搭设施工方法
由于现场混凝土浇筑采用地泵输送，因此钢管桩平台施工期间主要考虑桩架、钢筋笼钢护筒的施工荷载。
考虑到海上风浪较大，钢管桩平台施工区域正处地形坡度较陡的滑动面，为保证平台的稳固，平台的搭设深度必须要超过滑动面以下，钢管桩平台采用φ800×30m钢管桩作基础，每排支墩由8根钢管组成，钢管之间设置28A、16A槽钢纵横布置。
钢管顶采用[28mm型双拼槽钢作为主梁，主梁槽钢搁置在钢管桩上并与钢管桩焊接牢固，主梁安装完成后，在其上安装[16mm型槽钢垂直于主梁方向均匀布置，具体钢管桩平台构造详见附图，钢管桩平台构造图。
2.4.1、施工方法
钢管桩的插打：
①、施工前，详细阅读地质资料，为沉设钢管桩的长度提供可靠数据，保证钢管入土深度。
②、钢管桩沉桩定位采用1台经纬仪和1台全站仪，用前方交会法进行钢管桩精确定位。
③、钢管桩定位好后，用振动锤将桩缓慢的插入泥面直到既定的标高停锤。
④、打入钢管桩时，应严格控制桩身的垂直度小于1%，确保钢管桩合理承载。
主次梁的布置：
①、桩顶主梁采用双拼[28槽钢。
搁置（焊接）在钢管桩的钢翼板上，主梁槽钢外伸2m，作为施工便道支撑。
②、主梁外伸2m段作为临时施工便道支撑，上面铺设5cm厚跳板，最外侧布置1.2m高栏杆。
③、桩位严格按照平面布置图标注间距定位，防止碰桩。
平台顶面：
①、在桩基周围铺设6mm厚钢板，作为临时平台，方便放置施工铺助机械及其他物资。
②、在主梁上采用[6槽钢焊接成正方形，与主梁成45°布置，起到沉设护筒的限位作用。
③、平台两侧设置钢栏杆（角钢焊接），栏杆高1.2m，立柱间距2m，上下设置两道扶手。
2.4.2、平台受力检算
2.4.2.1荷载取值
（1）施工荷载钻孔灌注桩钻机加配重、
：
200kN；
（2）16a双拼槽钢自重
：
0.344kN/m。
（3）28a双拼槽钢自重
：
=0.628kN/m。
2.4.2.2计算简图
根据钻机底座的尺寸在荷载传递给16a双拼槽钢，钻机布置和平台构建布置图见图1，详细图见附图。
图1钻机平面布置图
根据钻机平面尺寸为8600mm×3500mm，选取钢平台钢管桩间距最大为5500mm×4250mm的桩基位置作为计算对象，如果此处满足要求，则其它地方必能满足。
根据钻机平面布置图，钻机荷载先传至16a双拼槽钢，再通分配传至28a双拼槽钢上，其上荷载传至钢管桩上。
2.4.2.3分析与计算
在桩基工作情况下，钻机荷载由桩基周围的5根钢管桩承担。
1）16a双拼槽钢计算：
（每侧考虑6根）
①荷载情况：
自重G=0.344kN/m；
钻机加配重荷载、施工荷载：
F=200/（6×2）=16.67kN。
②计算分析：
4.25m16a双拼槽钢分配按简支梁进行计算，计算简图如图2所示：
图2计算简图
图3计算模型
利用计算得出横梁内力与变形的结果如下：
图4弯矩图（KN*m）
图5剪力图（kN）
图6反力图（kN）
根据计算结果得知:
最大弯矩：
=6.20kN*m；
最大剪力：
=17.40kN；
支座反力：
F1=F2=17.40kN；
界面特性验算：
W=Mmax/Fm=6.20×103/215=28.84cm3,
采用16a双拼槽钢Wx=108×2=216cm3>28.84cm3，满足要求。
最大挠度：
=5FL4/384EI=0.18cm＜L/400=1.25cm，满足要求；
2）纵梁计算：
选取图1竖向中间一侧的钢管桩顶的28a双拼槽钢纵梁为研究对象，计算跨度为11.0m，承受的最大压力为分配梁传下的支座反力即F=25.01kN，其他范围内承受16a双拼槽钢分配梁传下来的自重荷载以及自身荷载。
护筒边侧纵梁计算：
①荷载情况：
自重G=0.628kN/m；
集中荷载F=17.40kN；
②计算分析：
图7计算简图
图8计算模型
图9弯矩图（kN*m）
图10剪力图（kN）
图11反力图（kN）
根据计算结果得知:
最大弯矩：
=215.69kN*m；
最大剪力：
=52.2kN；
支座反力：
F1=F2=52.2kN；
界面特性验算：
W=Mmax/Fm=215.69×103/215=1003.21cm3,
采用28a三拼槽钢Wx=340×3=1020cm3>1003.21cm3，满足要求。
最大挠度：
=5FL4/384EI=2.49cm＜L/400=2.75cm，满足要求；
3）钢管桩验算：
钢管桩选用Ф800，δ=10mm的钢管，材质为A3，E=2.1×108Kpa,I=
（
4－
4）=1.936×10-3M4。
钢管桩最大桩长按30m考虑。
1、桩的稳定性验算
桩的失稳临界力Pcr计算
Pcr=
=
=4458kN＞R=52.2kN
2、桩的强度计算
桩身面积A=
（D2－a2）
=
（802－782）=248.18cm2
钢桩自身重量
P=A.L.r=248.18×30×102×7.85
=5844kg=58.44kN
桩身荷载p=52.2+58.44=110.64kN
б=p／A=110.64×102／248.18=44.58kg／cm2=5.45Mpa
3、桩的入土深度设计
通过上述计算可知，每根钢管桩的支承力近110.64kN，按规范取用安全系数k=2.0，设计钢管桩入土深度，则每根钢管桩的承载力为110.64×2=221.28kN，管桩周长U=πD=3.1416×0.8=2.5133m。
依地质勘察报告，河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为：
第一层淤泥粉质黏土，τ=60Kpa
N=∑τiuhi
N=60×2.5133×h=221.28kN
解得h=1.47m
钢管桩实际入土深度：
∑h=1.47m
3、质量保证措施
（1）、钢管桩沉桩偏位控制10cm内，以保证结构受力可靠，以及避免与工程桩位，承台冲突，钻孔平台施工每跨的各种型钢构件安装、焊接可靠后，才能上重载。
（2）、每根桩的下沉应一气呵成，中途不能有较长时间的停顿，以免桩周围土扰动恢复造成沉桩困难。
（3）、每排钢管桩施打完毕，及时用[28槽钢进行桩间连接，焊接质量可靠，以保证桩的稳定性。
4、安全保证措施
一、突发事件的应急措施
在施工工程中指派专人对平台的沉降位移进行观测，每天上班前先对平台进行仔细观测，在钻孔或浇灌混凝土时再进行旁站观测，如发现异常情况，立即停止施工，上报项目部及监理。
1、平台局部下沉或位移的应急措施：
在施工过程中，如发现个别立桩产生不均匀沉降或大面积沉降，钻机立即停止施工，首先固定钻机，如沉降较大，必要时撤离钻机。
分析原因，在沉降大的区域设置剪刀撑加固或增设扫地杆，待确保有足够的安全系数后继续施工。
如发生位移，则在平台二侧加设斜撑，必要时在栈桥灌注桩位置加设硬连接，以确保平台稳定。
二、本工程的危险源评估
项目部根据施工现场的条件、工程特点和性质对施工过程中可能出现的事故进行分析判断，确定本工程的安全风险及控制目标。
根据本工程的特点，安全风险主要有如下方面：
自然灾害影响，包括台风、气旋雷暴、寒潮、高温等。
影响范围涉及工程、人员、施工设备、影响程度大，后果严重，特别是施工期经历的台风、暴雨等灾害性天气的影响为主要的安全风险。
机械设备操作：
对操作者及附近人员的伤害风险及对设备的损害风险。
用电安全风险
火灾
安全风险的防范以预防为主，保障为铺，通过执行安全管理措施控制风险，通过保险、防护措施将风险所引起的损失减至最小。
1、施工现场强制性安全要求
项目部安全计划及程序应报业主、监理工程师审查，接受计划外提出的附加要求。
香肠施工必须执行下属强制性要求；
1.1没有穿防护用品（安全帽、工作鞋等）的职工（包括来访者、甲方代表、材料运送员）不得进入施工现场。
1.2所有接卸的运动部分、设备或电动工具必须安装防护罩，防止与人体接触。
1.3所有配电箱应安装接地保险，所有电气设备均应接地。
1.4所有设备应由合格人员操作，必须持有相应的资格证书。
1.5所有特殊工种人员上岗操作，必须持有相应资格证书。
2、安全技术措施
2.1常规安全措施
（1）安全教育
开工前按国家有关部门的规定，对全体职工进行一次安全生产严重性的教育，加强施工现场人员与接卸的施工安全管理，对施工现场的防台、防火、防汛和防盗等采取严格的安全防护措施，提高职工安全生产的自觉性，造成一个人人讲安全、人人注意安全的好风气。
各工序开工前对参加施工人员（含农民工）进行技术交底的同事，要进行必须的安全交底，并履签《安全措施交底通知单》。
各工种在施工前由主办技术员、安全员组织学习本工程安全技术操作规程。
健全安全生产组织
工程项目经理是工地安全生产的总负责人，由其组织成立安全生产领导小组，并负责到人。
各班组设一个脱产安全员，负责本班组安全生产督促工作，并及时汇报情况。
各主办技术员负责制定和督促检查安全措施执行情况。
制定安全措施
定期检查施工用电是否符合国家有关部门的规定，定期检查线路，电器运转情况，特别是风雨季节更要随时检查漏电防护情况。
所有施工人员进入施工现场，必须戴好安全帽，穿戴安全防护品，水上作业必须穿救生衣，高空作业系安全带。
进入现场的施工人员，要遵守施工现场各项管理制度，施工场地设安全警示标志。
所有使用的电器设备均要设置防雨罩，工作结束后要及时罩上，关闭电源，并设专人负责，安全员定时检查。
3、遇到灾害后的对策
各种自然灾害的发生是不以人的意志为转移的，在施工中可能遇到诸如地震、洪水、台风等灾害性事故，对于灾害我们制定如下对策，以期能在灾害发生后，以最快的速度恢复生产，确保工程质量和工程进度按业主要求完成。
以预防为主，与当地有关部门联系，做好各方面的灾害预报工作。
一旦灾害发生，应极力抢险，把机具、人力、材料损失减少到最低限度。
三、水上施工作业人员安全措施
1、发生施工人员落水时，现场人员应抛救生圈或绳子同时大声呼救，并利用有效联络方法向就近动力船报告落水人员方位，组织施救。
2、现场负责人应即向本单位应急领导小组及海事部门报告。
报告内容必需说明出事地点、时间、落水人员数量及详细海况。
3、各施工船舶应该按照船舶证书中规定配齐救生圈，各施工平台上配置4~10个救生圈，就剩抛绳。
在施工中，现场必须留有一艘交通船值班，在人员落水救助后，能及时把伤员送往岸上。
4、各平台人员落水应救助由当班的安全人员负责指挥，各船舶由船长、驾长负责指挥救助。
5、得来人落水信息后，迅速抛救生圈，组织人员，调动船舶赶赴出事现场，以各工作业点自救为主，进行施救，积极救人，必要时调集其它作业点船舶，人员增加救援力量。
在救助的同时，应迅速报告项目部领导或值班人员。
6、项目部值班人员接到报告后，应迅速向领导报告，安排车辆和医务人员到交通码头，组织交通接送，以便及时把伤员送到医院，同时拨打120急救电话，通知救护车进行救护。
7、当发生人员落水时，各船舶、作业平台人员无条件服从调度，及时赶赴出事现场。
8、在救助过程中，应考虑到潮汐、风向，扩大搜救范围，发现落水者从下风方向缓速接近落水者并救助上船。
9、夜间配备足够的照明设备。
七、水上施工用电安全措施
1、施工时发生触电的主要原因
人体接触及漏电的电器金属外壳勤或绝缘破损的电缆及无效防护的电器设备。
零线与火线错接，或低压误接入高压。
制度、措施、检查不到位。
线路安装不符合规范。
线中老化。
违章作业。
防护措施不当或失效。
施工时，带电体掉入水中或碰触到施工机械设备。
2、施工用电安全技术交底
水上施工用电人员应加强自我保护意识，特别是电动机械操作人员必须掌握安全用电的基本知识，以减少用电安全事故的发生。
对水上施工的用电机械设备的防护和操作人员应该进行如下交底：
开机前认真检查开关箱内的内控设备是否齐全有效，漏电保护器时否可靠，发现问题及时汇报，由电工解决处理。
用电的施工机械设备开机前仔细检查电气设备的接零保护端子有无松动，严禁赤手触摸一切带点绝缘导线。
严格执行安全用电规范，凡一切属于电气维修、安装的工作，必须由电工来操作，施工中严禁非电工进行电工作业。
3、电工安全技术交底
电气设备操作人员严格执行用电安全操作规程，对电气设备工具要进行定期检查和试验，凡不合格的电气设备、工具要停止使用。
电工人员严禁带电操作，线路上禁止带负荷接线，正确使用电工器具。
水上施工用电的总箱、开关箱内必须安装漏电保护器实行两级漏电保护。
用电机械设备所用保险丝，严禁用其它金属丝代替，并且需与机械设备容量相匹配。
施工现场内严禁使用塑料线，所用绝缘导线型号及截面必须符合用电设计。
电工必须持证上岗，操作时必须穿戴好各种绝缘防护用品，不得违章操作
当发生电气火灾时应立即切断电源，用干砂灭火，或用干粉灭火机，严禁使用导电的灭火剂灭火
水上施工的移动式照明，必须采用安全电压。
水上施工临时用电必须执行施工组织设计和安全操作。
4、水上焊接施工用电安全技术交底
电焊机应放置在防雨和通风良好的地方，严禁在有易燃、易爆物品周围施焊。
电焊机一次线长度应小于5m，一、二次侧防罩齐全。
焊机械二次线应选用YHS型橡皮护套铜芯多股软电缆。
手柄和电缆的绝缘良好。
电焊变压器的空载电压应控制控制在80V以内。
操作人员必须持证上岗，必须穿戴绝缘鞋和手套，使用护目镜。
5、各项施工资源的投入
5.1、投入的主要设备
主要施工设备表
序号
机械设备名称
型号
数量
用途
1
起重船
QZ-11
1
钢管桩打设、槽钢铺设
2
震动锤
DZ50A
1
钢管桩沉设
3
发电机
120KVA
1
施工用电
4
电焊机
BX1-400
5
平台铁件焊接
5.2、投入主要材料
主要施工材料表
序号
材料名称
型号
单位
数量
用途
1
钢管
Φ800mm
m
1710
钢平台桩基础
2
钢板
4mm
㎡
500
钢平台堆载平台
3
槽钢
[28
m
1080
钢平台主梁槽钢
4
槽钢
[16
m
2544
钢平台次梁槽钢
5
脚手管
Φ50mm
m
1800
钢平台栏杆
6
跳板
4*0.25*0.05m
㎡
1100
钢平台施工便道
7
安全网
㎡
800
钢平台栏杆围护
5.2、仪器设备配置
序号
仪器、设备名称
规格型号
用途
单位
数量
1
全站仪
OTS632
桩位放样
台
1
2
经纬仪
J2-2
桩位放样
台
1
3
水准仪
DSZ2
标高放样
台
1
4
钢尺
50m
材料量长
把
2
5
吊锤
垂直度检查
根
3
主要测量仪器设备配置一览表
5.3、施工期间的人力配置
工种
2016年11月
电焊工
2
电工
1
测量工
2
普通辅助工
4
起重工
1
合计
10
6、施工进度安排
详见附表：
施工进度计划横道图
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