北横引河桥工程水中钻孔灌注桩专项施工方案.docx

1、北横引河桥工程水中钻孔灌注桩专项施工方案北横引河桥工程水中钻孔灌注桩专项施工方案1 工程概况及现场条件1.1 工程概况北横引河桥起点桩号K7+325.114，终点桩号为K8+057.515，全长732.821米，桥型为先简支后连续小箱梁+预应力混凝土连续箱梁，分南北幅，北幅跨径组合425+（225+24.58）+（36.991+60+36.991）+（25.197+330）+（230+23.642）+425+525，南幅跨径组合425+（325+18.895）+（36.991+60+36.991）+（29.524+230）+330+425+525；北横引河桥主桥为三跨一联变截面预应力连续相梁桥

2、结构，由于本桥跨越六级航道，为尽可能降低施工期间对北横引河通航的影响，采用挂篮悬臂浇筑法进行连续箱梁的施工。小箱梁均采用架桥机架预制梁法。本桥与北横引河顺交483851，与八滧港逆交192708，其中水中墩号为BHPL09、BHPL10、BHPR08、BHPR09、BHPL12、BHPL13、BHPR12、BHPR13，共八座。水中墩台平面图如下：北横引河桥跨北横引河和八滧港平面布置1.2 钻孔灌注桩概况本施工方案是北横引河桥水中钻孔灌注桩专项施工方案，方案主要分为三个部分：栈桥搭设、水中围堰的施工验算及水中钻孔灌注桩的施工技术。北横引河桥共计8只墩台位于河道内，即：BHPL09、BHPL10

3、、BHPR08、BHPR09位于北横引河河道中；BHPL12、BHPL13、BHPR12、BHPR13位于八滧港河道中。具体情况如下所示：序号墩号钻孔灌注桩直径根数桩长备注1BHPL09D120774北横引河2BHPL10D120774北横引河3BHPR08D120774北横引河4BHPR09D120774北横引河5BHPL12D801356八滧港6BHPL13D801356八滧港7BHPR12D801356八滧港8BHPR13D801356八滧港1.3 现场条件（1）场地条件场地地基土在80m范围内均在第四季松散沉积物，由饱和粘性土、粉性土和砂土组成。按其地质时代、成因类型、分布发育规律及工

4、程地质特征，可将其划分为5个工程地质层、15个亚层，其中层为人工填土和新近围垦造田沉积土层，、层土为Q4沉积物，、为Q3沉积物。（2）水位情况根据实地调查，结合设计图纸，北横引河水深3米，八滧港水深6米 1.4 质量目标及标准钻孔灌注桩施工质量目标：（1）原材料合格率100%。（2）混凝土试件强度合格率100%。（3）钻孔桩分项工程合格率100%。2 编制依据及验收标准2.1 编制依据崇明至启东长江公路通道工程（*段）标施工图设计；崇明至启东长江公路通道工程（*段）I标总体施工组织设计；公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）；市政桥

5、梁工程质量检验评定标准（ CJJ290）；公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；关于钻孔灌注桩进行桩底注浆的通知（2009.8.16）2.2 验收标准公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）；混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；3 施工准备及部署 3.1 机构组织钻孔灌注桩施工阶段，由主管生产的项目副经理、总工程师以及结构工程师负责现场安全、生产、技术、机械及材料供应等具体工作的指挥、协调，技术、安全生产、质检、物机等部门相互协作。成立

6、以项目经理任组长，总工程师和项目副经理任副组长的质量管理领导小组，建立从项目经理、施工队长到操作工人的岗位质量责任制，明确各级管理职责，建立严格的考核制度。3.2 施工场地本工程中钻孔灌注桩施工均采用围堰施工，施工平台主要依靠后续填土。为确保施工安全，施工时，应严格控制围堰填土的质量和压实度。拟定采用粉质粘土进行分层碾压填筑，具体施工要求详见后续文字说明。3.3 现场交通施工区域场内交通主要是利用施工主便道配合铺设行车道板等措施实现交通目的，场外主要是利用镇级及以上级公路进行运输。3.4 施工用电及用水根据现场及临时用电计划（另见施工临时用电方案），现场主要引接高压电至施工现场，解决施工用电。

7、 按照施工组织设计计划本工程施工用水取自于施工场地附近的河流，对于距离河流较近的施工场地，用水泵直接抽取河水即可。3.5 施工设备及人员考虑现场情况以及工程特点采用4台GPS-10正循环钻机施工，人员配备每台桩机技术人员2名，电焊工2名，普通工人8名，共四个工作面进行施工。 主要人员配置序号工种类别投入人数1管理人员8人2技术人员8人3技术工人8人4普通工人32人合计56人械设备使用计划序号机械名称规格型号功率（KW）或容量（方）或吨位（t）产地数量（台）1钻孔桩机GPS-1060KW42钢筋切断机WQ-404kw广东23钢筋弯曲机W181.5kw广东24交流电焊机AKA300140KVA泰兴

8、25发电机GF-120120KW*26泥浆运输车东风30m3长春27泥浆泵10488砼泵车19砼运输车8m3611泥浆蓄罐车212振动锤DZJ1201202结合崇明县的地质情况每台桩机每根桩的施工时间约为22小时施工时间如下表：钻孔灌注桩分项作业进度指标分项工程钻机定位钻进第一次清孔吊放钢筋笼安装导管第二次清孔灌注水下砼合计单桩作业时间1h8h1h5h2h1h4h22h钻机的综合成桩能力按。22小时/ 1根（1200mm，桩长74m）计算。3.6 施工材料钢筋笼在现场加工，混凝土供应主要来自于自建混凝土搅拌站，现场混凝土搅拌站生产能力为240m3/h，实际供应混凝土能力可达140m3/h。混凝

9、土搅拌站距离最远的施工点仅30分钟车程，根据钻孔桩施工计划和混凝土灌注速度混凝土运输配备6台6方或8方的混凝土运输车即可。3.7 施工顺序 3.8 施工计划序号墩号施工时间施工机械1BHPR82010.3.162010.3.311#钻机2BHPL92010.3.162010.3.312#钻机3BHPR132010.3.162010.3.313#钻机4BHPL132010.3.162010.3.314#钻机5BHPR92010.4.12010.4.151#钻机6BHPL102010.4.12010.4.152#钻机7BHPR122010.4.12010.4.153#钻机8BHPL122010.4

10、.12010.4.154#钻机4 施工方法及技术措施4.1 总体施工思路 根据对现场的调查，我公司对北横引河、八滧港河道内的钻孔桩施工均采用围堰施工方式，北横引河内钻孔灌注桩采用单层拉森型9米钢板桩进行围堰，八滧港河内钻孔灌注桩采用单层拉森型12米钢板桩进行围堰，围堰完成后在钢板桩顶部焊接32#工字钢，形成作业平台，供专业桩基施工队伍进行施工。运输通道即在2个承台之间搭设一座栈桥，便于钢板桩施工、材料运输，栈桥搭设至承台时，两边各加宽2米（施工方法同栈桥），形成一个施工作业平台，专供吊装以及承台、立柱、0#块的施工，钻孔灌注桩施工为常规施工方法。4.2 栈桥搭设本标段北横引河和八滧港共8只位于

11、河中的承台，北横引河水深约为3m,八滧港水深约为6m，我部为保证整个工程的施工，在便道走向修筑便桥，桥面宽度均为6米，拟建便桥四座，共长103米，河床多为粘土。便桥的修筑，结合地方的实际情况，满足通航的要求。4.2.1 栈桥设计1、便桥设计，最大设计运输荷载为60T，桥面宽度为6米。2、桩组设计：北横引河：在河道中确定便桥的走向位置，木桩采用落叶松圆木，直径（小头）16-18cm，桩长8米，入土长度4.5m,纵向间距为2m，横向为1m，桐木桩上横向铺垫方木，起到平整与减震作用，桐木桩与方木用铁钉连接牢固，防止纵向和横向移动，对便桥设置防撞扶手和警示标志。 八滧港：根据河中承台位置确定便道走向，

12、桩基采用300的空心钢管立柱，桩长12m,入土长度为5.5m，纵向间距为3m,横向为2.5m。3、便桥的安装方法（考虑便桥的集中荷载）：上部纵向为12m长的40#工字钢，每根桩顶设置一根,桐木桩和钢管桩上部用横向方木垫平。其中便桥结构详见示意图。 4、桥面铺设：桥面用32#槽钢纵向满铺，两端用螺旋固定，使便桥连接顺畅，行车时无明显的晃动，用来保证车辆通行。6、护栏用钢管扶手，焊成1.2m高的简易护栏，固定在纵向型钢上，用红白油漆刷好，起到警示作用。4.2.2 栈桥计算因桐木桩间距较钢管桩密，当将栈桥简化至简支梁计算时，间距小则可以大大增加桩身承载力，四座栈桥梁体和桥面结构相同，故选取直径为30

13、0mm的钢管桩进行验算。（1）因顶层纵向32#槽钢N1为满铺直接当做桥面板，故无需进行强度验算。其受力情况如下：N1槽钢受人群均布荷载：3.5KN/m22.5m=8.75KN/mN1槽钢自重2.5*(3/0.32)*38.2*9.8=8.8KN钻机自80KN,吊车重250KN,（考虑1.1 的冲击系数和1.1 的安全系数，合计取1.2 系数），计算时考虑最重的一种荷载得：（ 250+80）*1.3=429N ， 汽车吊机每个支腿传递的荷载为：429/4=107.5KN。N1槽钢受力最不利情况，受力简图如下：最大弯矩M= ql2/8+ pl /4=80.9kN.m最大剪力Q=ql/2+p=129

14、.4kN（2）底横梁I40a 工字钢N2 检算因桩间距即跨径为3米和2米，故汽车吊有两个支腿的荷载通过纵梁传递给横梁，钢管桩在3米跨径范围内，N1横梁传递给底纵梁工字钢的最大支座反力:129KN，则每根上纵梁传递的荷载为129 KN/3=43KN按按单跨3m 简支梁分析工字钢受力情况，计算简图如下：最大弯矩M= ql2/8=48.4kN.m最大剪力Q=ql/2 =64.5kNI40a 工字钢截面特性参数:=145MPa ; =85MPaA=86.1cm2； b=14.2cm ；d=1.05cm； Ix/Sx=34.1m ；Ix=21720cm4Sx=631.2cm Wx=1090cm3 ；Iy

15、=660 cm3；ix=15.9cm； iy =2.77cm需用工字钢根数:nMmax/( Wx)48.4103/（1090145）0.3 根取n=1 根满足要求（每排钢管桩顶布置1 根）。剪应力 = Qmax * S /（I *d）/n=64.5 /0.3410/0.0105=18MPa =85 Mpa经以上计算，每1 根钢管桩顶布置1 根40a工字钢。3）局部集中受力计算：(假设汽车吊支腿直接传递力至N2 上)当25T 汽车吊在平台上吊放钻机时，按单跨2.5m 简支梁考虑，汽车吊支腿传递力考虑为：107.5KN，汽车吊的支腿伸开时横向距离为2.5m，支腿传递的荷载直接传递到钢管桩上，故只需

16、钢管桩承载力满足要求。（3）钢管桩桩长的确定及承载力检算40a#工字钢下部设置300mm钢管桩，由以上计算可知，钢管桩桩顶最大受力：P107.5kN考虑结构安全，取单桩设计承载力为160 kN，选用钢管外径D=300mm、壁厚t=8mm。（I=7827cm4 A=73.4cm2 i(I/ A)1/210.3cm）1）按地质资料计算的单桩承载力确定钢管桩长度打入桩的容许乘载力为：P1/2（Uifili + AR）i、分别为打入桩对各土层桩周摩阻力和桩底承压力影响系数。（i、土层埋深5 米以下时取0.8，10 米时取1）打入桩均取1 ， 系数，砂类土当D/d1 时=1A桩底支承面积A =0.007

17、3m2R桩尖土的极限承载力P 轴向受压桩的容许承载力（kN）U 桩身截面周长（m） U =d=3.140.3=0.942mfi 桩侧土的极限摩阻力（kPa）li 各土层的厚度（m）根据北横引河桥岩土工程勘探报告及施工图，栈桥施工区域的土层主要为粉细砂和泥质粉砂岩土，计算取fi =130kPa，R=600 kPa。钢管桩打入土层的最小深度计算如下：li=（2P-AR）/（Ui*fi ）=(160*2-0.8*0.0073*600)/(0.942*130*0.8)=3.23m 故桩身入土深度均满足要求。2）按桩身强度检算单桩承载力钢管桩按一端自由，一端嵌固的等截面压杆考虑，受力简图见图：杆件长取1

18、2米杆件长细比l0 / i12/0.103116150按长细杆计算，利用欧拉公式临界荷载Pcr2EI /（4l2） 2 210 109 7827 10-8/4/12/12281.35 kN取安全系数nst2 则钢管桩容许荷载 PcrPcr / nst r281.35/ 3140.7kNPPcr 满足要求。4.2.3 栈桥安全防护措施（1）安全保证措施计划栈桥及栈桥施工中将面临水中作业的施工安全问题。栈桥的搭设、拆除施工，要制定有针对性的施工安全计划安全技术措施。吊运桩机过程中，应防侧倾，防止碰撞钢管桩。搭设栈桥的钢管桩双向应加剪力撑，加固单桩的稳定性。控制钢管桩的垂直度。栈桥及加宽平台上应设防

19、护栏，水上救生设备。栈桥加宽平台上机电设备用电要规范。栈桥平台施工开始时即设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标志，并打设钢管桩防撞墩，以策安全。平台要四周挂红灯，施工平台前后50米挂扬声器，专人监视，防止来往船只碰撞施工平台。栈桥加宽时，平台的作业人员要全部撤离现场，待平台加宽完毕后在施工。钢栈桥加宽时要禁止行人及机械通行，待加宽完毕后再开放通行。(2)生产措施加强各级安全教育，大力宣传安全生产的重要性，加强领导、人人重视、清除麻痹思想，学习和自觉遵守安全生产操作规程。工程设专职安全检查员，负责进行经常性的安全检查和督促工作，及时消除安全方面的隐患，做到安全生产、文明施工、有备无患。对进场的

20、工人作好三级安全教育及水上作业的专向安全教育。对施工机械设备进行维修保养，使其处于良好的技术状态，严禁机械带病作业。施工用电气设备由专职电工负责架设安装，专人管理任何人不得乱拉电线、装电器设备。所有电器设备都应安装漏电保护开关。并经常检查设备及线路的可靠性。夜间施工，必须具有足够的照明。防火安全，慎之又慎，施工现场配有适用的消防器具。台风季节和洪水期间及早做好防范工作，注意收听天气预报，及时做好抗洪防风安排。 进入施工现场，必须一切听从指挥，不准穿拖鞋作业，必须配戴安全帽，起重机臂下不得站人。水上作业必须穿救生衣，配备求生船。与当地海事、公安部门密切联系，组织联防，搞好冶安保卫工作台，特别是夜

21、间的冶安工作，确保正常的生产秩序。高空作业必须有防范措施，如安全网、安全带、防护栏等。工作平台尽量避免超荷载堆放东西，尽可能少放东西，防止事故发生。特种工种操作者必须持证上岗。凡有高血压、心脏病、恐高症，血晕症、有癫病史等人员不得从事高空作业。使用吊机配合施工时，必须通过技术人员的核算、检查认可试吊使用。4.3 水中围堰施工（1）北横引河水中围堰根据目前对现场水位的测量可知，北横引河当前水深为3m，承台与现有河道斜交，承台最边缘位于河岸距离约为25m，采用单个承台用9米单层型拉森钢板桩围堰的方法，即BHPL09、BHPR08、 BHPL10、BHPR09分别做4个围堰，围堰离承台外边的距离为1

22、米，以保证钻机足够的工作空间。拉森钢板桩施工前在两个承台之间采用工字钢和桐木桩搭设临时栈桥直通河岸，以便拉森桩施工、桩机、工作人员和设备的通行。水中围堰结束后，将围堰中的积水抽至承台底标高，围囹支撑，然后具体围堰见下图（2）八滧港水中围堰根据目前对现场水位的测量可知，承台位置八滧港最大水深为6m，承台与现有河道斜交，承台最边缘位于河岸距离约为21.4m，采用单个承台用单层12米长型拉森钢板桩围堰的方法，即BHPL12、BHPR12、 BHPL13、BHPR13做4个围堰，围堰离承台外边的距离为1米，以保证钻机足够的工作空间。施工顺序为先围其中一个，承台施工结束后再对另外一个围堰施工。拉森钢板桩

23、施工前在两个承台之间采用工字钢和桐木桩搭设临时栈桥直通河岸，以便拉森桩施工、桩机、工作人员和设备的通行。水中围堰结束后，将围堰中的积水抽至承台底标高，围囹支撑，然后具体围堰见下图4.4 施工方法概述本工程桩基采用正循环钻机施工，属于常见工艺，钻机型号选用GPS-10型号正循环钻机，现场泥浆循环采用现循环。采用泥浆车集中收集外运的方式，钢筋笼由现场钢筋加场制作，由人工车抬炮车运至施工点，砼由砼拌合站由砼运输车运至施工地点。4.5 施工工艺流程图为保证上述施工流程的顺利实施，施工过程中必须要严格执行“三检制”即每道工序施工完毕，先由施工队自检，自检合格后填单，上报项目部专职质量员验收，认定达到合格

24、等级后再由项目部会同监理正式验收，认定达到合格等级后方可进入下道工序4.6 钢板桩围堰施工方案4.6.1 钢板桩的打入钢板桩的选用，本工程选用拉森桩(SKAP-型，日标) 宽400mm，高170mm,厚度为15.5mm,截面积A=95.99cm2,理论重量76.1kg/m，考虑到本工程地质情况的需要，北横引河内四座承台拟采用桩长为9米的钢板桩，八滧港内四座承台拟采用桩长为12米的钢板桩。1、首先在板桩堆放基地对钢板桩进行检查、丈量、分类、编号，选用同种型号的板桩，进行弯曲整形、修正、切割、焊接，整理出施工所需型号、规格、数量的钢板桩。为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都

25、在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1cm为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。2、发现缺陷随时调整，整理后在运输和堆放时尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连锁口碰坏。同时对两侧锁口用一块同型号长23m的短桩作通过试验，以23人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过8001000），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时，要求接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变

26、形。 3、本承台钢板桩打入前将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口宜涂以黄油或其它油脂，对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩，整修矫正。转角处采用钢管转角桩。4、插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门的检查，确保线路畅通，功能正常。且夹板牙齿磨损不宜太多。钢板桩理论用量计算：北横引河钢板桩围堰周长计算：（10.6+9.8）24=163.2m163.2/0.4m=408片， 八滧港钢板桩围堰周长计算：（6.715）8=173.6m173.6/0.4m=434片钢板桩重量计算：(4089+43412)76.1888076.1=675.7t打入1、施工放样与定位

27、将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。在插打钢板桩前需设定位桩。定位桩采用钢管桩，四角布置，外侧共4根。支撑的位置须严格遵照设定的标高、位置布置。在钢管桩露出水（地）面部分刷上警告标志，并在50cm处焊上槽钢加固。定位桩与已施工桩位置布置见下图。北横引河河道内承台围堰示意图八滧港河道内承台围堰示意图2、钢板桩打入总体流程钢板桩从河岸一侧两排同时开始打入第一片钢板桩，然后逐步向河中插打，在河中合龙。在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分。导梁为上下双层导梁，确保插打第一片钢板桩的垂直度。最初的一、二块钢板桩以导梁为

28、定位、垂直插（此项工作应反复仔细校正钢板桩位，确保垂直）至设计标高。打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。每根钢板桩施打完毕后，即与横钢焊接牢固。根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，一般为2-3m，待全部插打完毕后再依次打到设计标高。其余各钢板桩，则以已插好的钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口，然后用振动锤振动下沉。插入桩位的钢板桩需紧靠导梁。插打一片或几片后，将已插好的钢板桩点焊固定于导梁上。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整。调整工具有千斤顶、木楔、导链等。插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”

29、的施工要点。在施工过程中，钢板桩如需拼接时，两端钢板桩要对正，可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊，再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。插打钢板桩要充分采取止水措施，以防钢板桩围堰大量漏水。合龙段，到剩下最后一部分时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉，使之合拢。合拢后，再逐根打到设计深度，在用倒链或滑车组对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙过大。钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，采用配桩法合龙。配置相应规格的异形钢板桩，现场实测异形钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形钢板桩，以确保整个围堰的密封性。3、钢板桩打入施工工艺（1）履带吊自栈桥开上作业平台，自河道中向河流上下游两个方向插打，最后打至河岸。（2）锤下降，开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，起锤。（3）待钢板桩尖离开水面30cm时，停止上升。锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩。上升锤与桩，至打桩地点。（4）对准桩与定位桩的锁口，锤下降，靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不能下降为止。（5） 试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至坚实土层，