浪漫港湾桩基施工及水上钢平台施工方案精品.docx

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浪漫港湾桩基施工及水上钢平台施工方案精品

浪漫港湾桩基施工及水上钢平台施工方案-精品

2020-12-12

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浪漫港湾酒吧街南北广场

桩基及水上钢平台

施

工

方

案

国基建设集团有限公司

二O一二年七月二十二日

一、工程概况

采用灌注桩基础，桩型的选用应以岩土层的性质为依据；本工程强风化岩为桩端持力层，持力层的确定应以单桩承载力的计算数据为准，具体桩长应根据地质剖面结合成桩时的岩样分析确定；灌注桩基础以强风化岩为持力层。

1.1水文

本工程潮位特征如下：

（暂估没有详勘）

最高潮位：

约2m平均高潮位：

约2m

平均潮位：

约1.5m平均低潮位：

约1.0m

警戒水位：

约2.5m最低潮位：

约0.5m

潮涌：

本工程地点潮涌较大，最大潮高1.0m左右。

1.2地质

本工程按其成因、物理力学性质等可将地基分成；

）

素填土：

土黄、褐黄、深灰色，稍湿，松散状，主要由第四纪残积粘性土夹建筑垃圾、块石等经人工回填而成，岩芯呈散块状。

该层在场地内除ZK3、4、10、11、13（为水上孔）外其余各孔均钻遇此层，揭露厚度1.20～8.40m。

第四纪坡洪积物（Qdl+pl）

，饱和，软塑状，味臭，污手，具滑感，含大量贝壳残骸，岩芯呈土柱状，场地内除ZK2、7、8、14外其余各孔均钻遇此层，揭露厚度1.00～2.50m，层顶埋深0.40～4.30m，高程-2.47～0.30m。

，饱和，松散～稍密状，以中粗砂为主，不均匀地含10～30%的粘性土，岩芯呈散砂状、土柱状，场地内均钻遇此层，揭露厚度0.80～7.80m，层顶埋深1.20～8.40m，高程-4.57～3.15m。

3、第四纪残积物

粘性土：

土黄、褐红、褐黄色，湿，可～硬塑状，水浸软化，系下伏加里东期混合花岗岩风化残积而成，主要由高岭石、伊利石、石英等矿物组成，无摇振反应，刀切有光泽，稍光滑，干强度高，韧性中等，不均匀地夹风化岩块，岩芯呈土柱状，场地内均钻遇此层，揭露厚度3.50～13.00m，层顶埋深4.30～10.00m，高程-7.07～-4.40m。

4、加里东期混合花岗岩（Mr3）

主要由石英、长石、云母等矿物组成，含少量暗色矿物，花岗结构，块状构造，场地经钻探揭出三个风化岩带：

4-1全风化岩：

黄褐、土黄色，硬塑-坚硬状，结构、构造隐约可辨，浸水后易崩解，裂隙发育，铁染明显，夹风化岩块，芯呈土柱状。

场地内各孔均钻遇此层，揭露厚度2.70~11.50m，层顶埋深13.20~22.00m，高程-18.07～-8.85m。

4-2强风化岩：

灰褐、褐黄色，结构、构造较清晰，浸水后易崩解，裂隙发育，铁染明显，岩芯呈半土半岩状。

场地内各孔均钻遇此层，局部夹中等风化岩块，揭露厚度1.40~6.85m，层顶埋深18.70~29.00m，高程-24.40～-14.47m。

4-3中风化岩：

灰褐、青灰色，结构、构造部分破坏，矿物成分基本未变，岩质新鲜，沿节理、裂隙面出现次生矿物，铁染较明显；岩体被风化节理、裂隙切割成块状，构造节理、裂隙发育，岩石破碎～较破碎；锤击声脆，且不易击碎，采芯困难，，属较破碎的较硬岩，岩石基本质量等级Ⅲ级；岩芯呈碎块状（与强风化岩呈渐变关系）短柱状。

场地内除ZK1、2、5、6、8外其余各孔均钻遇此层，揭露厚度0.68～1.50m，层顶埋深20.20～25.50m，高程-26.57～-17.37m。

二、施工平台设计

本工程水上钢平台基础采用钢管桩（υ550）基础，贝雷架上部结构，顶部铺设工字钢轨道作为桩机行走平台。

钢管桩间I30工字钢作为承重梁联接，分部梁为单排单层的贝雷架结构，钢管间加固采用14号槽钢焊成的桁片焊接。

2.1平台顶高程

由于钢平台使用时间短，主要施工时段为25天，使用期间潮汛不大，根据最高潮位2.0m，平台顶设计高程高于承台面标高，可满足施工使用。

2.2钢管桩入土深度

本工程水上平台主要作为桩机施工平台施工，施工荷载约10吨，加上平台自重，经计算单根桩承载力约10吨，钢管桩设计入土深度大于5m，满足承载力要求。

2.3施工流程

三、施工工艺

3.1钢管桩打设

钢管桩打设前，需先进行放样定位，并测定平台底河床高程，桩顶高程根据平台顶高程推算约2.0m。

打设采用汽车吊振动式打桩机施工，打设时根据河床底高程，根据桩长推算出桩顶控制高程进行施工控制。

施工完钢管桩超出部分用气割予以割除，不够长的进行接桩，接桩采用焊接，要求满焊，并用6mm钢板对焊缝进行焊接加固。

3.2纵向I30工字钢联接

钢管桩施工完毕后，桩顶进行破口割除，将I30工字钢嵌入钢管缺口中，点焊固定，然后对工字钢和钢管底部接口用200×300×20的肋板进行满焊加固。

3.3钢管桩加固

钢管桩纵向加固直接采用14号槽钢联接，横向加固由于跨度较大（13~16m），采用14号槽钢焊接成桁片结构进行加固，与钢管桩之间连接均采用焊接。

3.4贝雷架铺设、固定

分部梁为单排单层的贝雷架结构，贝雷片与承重梁I30工字钢之间采用U型螺栓固定，贝雷片之间采用14号槽钢和钢轨固定，片与片之间用剪刀撑加固。

四、质量、安全

1、钢管桩入土深度必须满足设计要求，以保证整体承载力符合施工要求。

2、所有接头质量必须达到焊接质量要求，防止局部漏焊的存在。

3、桩位定位必须准确，钢管桩打设时误差应小于20cm，以保证下步承台砼施工时钢套箱能沉放到位。

4、平台搭设完成，钻机就位后，钻孔初期应加强平台稳定性观测，如发现异常，及时停止施工，采取措施加固。

5、平台搭设完成后，应加强夜间照明警示。

6、作业人员一律佩带安全帽、安全带，并穿戴救生衣。

7、平台搭设完毕后，操作平台应用轻轨搭设木板平台和栏杆。

五、工期

施工时间：

六、机械、人员投入

6.1机械投入

汽车吊1辆、电焊机6台、运输船1艘、打桩机1套、全站仪1台、2吨手拉葫芦6只、GPS120回旋钻机8台、混凝土汽车泵一台、浮动泥浆池8套。

6.2人员投入

计划投入人员55人，其中管理技术人员6人、电焊工6人、起重工2人、桩机工16人。

七、钢平台结构受力验算

7.1、钢平台荷载形式

根据施工现场实际情况,栈桥荷载形式如下：

贝雷片单片重量0.27t

GPS120回旋钻机8t

单桩钢筋笼0.5t

导管1t

7.2、栈桥贝雷片承载力计算

栈桥贝雷片承载力分两种工况进行计算，分别为钻孔作业和钻机移位位于跨中。

1、钻孔作业

计算简图如下：

集中荷载Q=ka×（8+0.5+1）=9.5t

ka——冲击系数，取1.2

分布荷载q=（0.27×2+0.3）÷3=0.28t/m

跨度L=20m

最大弯矩Mmax=M集中+M集中=9.5×3+（0.28×202）÷8=17.56+14=53.18t.m

＜[M]=100.15t.m（加强型单排单层结构）

最大剪力Qmax=9.5+0.28×20÷2=19.02t＜[Q]=24.52t（加强型单排单

层结构）

经计算，满足强度要求。

2、移位于跨中时

计算简图如下：

集中荷载Q=ka×8=9.6t

ka——冲击系数，取1.2

分布荷载q=（0.27×2+0.3）÷3=0.28t/m跨度L=20.0m

最大弯矩Mmax=M集中+M集中=4.8×10+（0.28×202）÷8=48+14=62t.m

＜[M]=168.75t.m（加强型单排单层结构）

最大剪力Qmax=4.8+0.28×20÷2=7.6t＜[Q]=24.52t（加强型单排单

层结构）

经计算，满足强度要求。

7.3、钻机轨道承载力计算

当钻机位于轨道中间时，该工况为最大工况，其计算简图如下：

集中荷载Q=ka×（8+0.5+1）÷2=4.75t

ka——冲击系数，取1.2

跨度L=4.0m

最大弯矩Mmax=M集中=3.84×2=7.68t.m

σ=Mmax/W=7.68×÷（4×102）=1882kg/cm2＜[σ]=2100kg/cm2

选用4根14号工字钢作为行走轨道（两根、两根拼成轨道），经计算，满足强度要求。

7.4、平台贝雷片承载力计算

贝雷片承载力分两种工况进行计算，分别为钻孔作业和钻机移位位于跨中。

1、钻孔作业

计算简图如下：

集中荷载Q=ka×（8+0.5+1）÷4=2.375t

ka——冲击系数，取1.2

分布荷载忽略不计跨度L=9m

最大弯矩Mmax=2.56×3=7.68t.m＜[M]=39.4t.m（单排单层结构）

最大剪力Qmax=2.56+3.84=6.4t＜[Q]=12.26t（单排单层结构）

经计算，满足强度要求。

2、移位于跨中时计算简图如下：

集中荷载Q=ka×8÷4=2.4t

ka——冲击系数，取1.2

分布荷载忽略不计

跨度L=9m

最大弯矩Mmax=2.4×3=7.2t.m＜[M]=39.4t.m（单排单层结构）

最大剪力Qmax=2.4t＜[Q]=12.26t（单排单层结构）

经计算，满足强度要求。

7.5、纵向I30工字钢承重梁承载力计算

计算简图如下：

根据平台贝雷片承载力计算，当钻机作业时，承重梁集中荷载最大。

钻机荷载：

2.56+3.84=6.4t

上部平台自重：

0.27×4+0.3=1.38t

集中荷载Q=6.4+1.38=7.78t

分布荷载忽略不计

跨度L=4m

最大弯矩Mmax=3.89×2=7.78t.m

σ=Mmax/W=7.78×÷534=1456.9kg/cm2＜[σ]=2100kg/cm2

经计算，选用30号工字钢作为承重梁，满足强度要求。

7.6、单桩最大需承力计算

1、单桩最大需承力

钻机作业时施工荷载显然大于桩机移位时施工荷载，因此计算时只需钻机作业时与上层结构自重荷载组合时的工况，此时该侧桩的承载力最大。

计算简图如下：

根据平台贝雷片承载力计算，当钻机作业时，承重梁集中荷载最大，集中荷载Q=6.4+1.38=7.78t

分布荷载忽略不计

跨度L=4m

最大承载力P=0.688×7.78×2=10.7t

2、钢管桩入土深度

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85第

[P]=（U∑aiLiτi+amAσR）/k

式中：

u—周长u=1.727m，桩径55cm

k—安全系数，取k=1.55

τ—极限侧磨阻力，取下限25KPa

A—桩的截面积，A=0.2374m2

Li—各土层厚度，入土深度5m，扣除冲刷层1m，取4m

ai、a—分别为震动沉桩对各土层桩周摩阻力荷桩底承压力影响系数，

锤击沉桩取1.0

σR—桩尖处土的极限承载力，取100KPa

m—开口桩桩尖承载力影响系数，取0.696

[P]=（1.727×4×25+0.696×0.2374×100）/1.55=12.2t＞10.7t取桩的入土深度为泥面以下5m（包含冲刷1.0m），满足承载力要求。

八、桩基施工设计说明

.根据《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》,《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》《建筑地基基础设计规范DBJ15-31-2003》,本工程基础形式为钻（冲）孔灌注桩，桩端持力层为强风化岩层，桩端阻力标准值为2500KPa。

1、桩身混凝土强度为C35，保护层厚度为60mm，中等腐蚀，结构砼耐久性的基本要求，按《混凝土结构耐久性设计规范GB/T50467-2008》和《混凝土结构设计规范GB50010-2002》第

2、要确保桩头部分混凝土质量，桩顶设计标高以上混凝土超浇高度应≥500、～800。

3、水下灌注混凝土的施工设备及施工程序，应严格执行现行的有关规范及规定。

4、钢筋连接区段长度：

绑扎搭接时为1.3Lx1；机械连接时为35d；焊接接头时为35d，且≥500。

位于同一连接区段长度内，纵向受力钢筋接头面积百分率不大于50%。

5、桩身箍筋应采用螺旋箍筋，并且焊接连接，环形加强箍筋应采用焊接连接。

钢筋的连接长度，按抗震等级四级确定。

6、现场实际地质情况与地勘报告或设计图纸不相符时、现场实际地质情况与最小有效桩长不相符时，应办理设计变更或设计确认文件后，方可继续施工。

7、泥浆护壁要求需按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第

8、相邻桩中心间距＜3.0d（d为相邻桩直径的大者）时，应采用“跳钻”的间隔施工，即桩身砼浇捣达到设计强度后，方可进行相邻桩的挖孔作业。

9、相邻桩的桩端持力层的标高相差较大时，应采用“跳钻”的间隔施工，并先施工较长桩。

10、孔口钢护筒要求：

钢板厚度6～8mm，上部宜开设1～2个溢浆孔，高出施工地坪面应满足孔内泥浆面高度；埋置深度不小于1.5m，必要时埋至不透水土层内；

11、

12、灌注砼前的孔底沉渣厚度不应大于50mm。

桩基施工工艺和技术措施、护壁用泥浆的制作及处理应执行国家及地方有关规范的标准。

13、基桩施工完后的机械挖土时，应在桩位处插标志杆，且有专人在地面指

挥，严禁铲钩碰撞基桩。

14、

15、

16、本工程承载力特征值均为预估值，最终承载力特征值需通过试验确定。

桩顶标高根据承台标高确定，未定位的桩均居轴线中。

未详事宜参见国家现行相关规范和地方规程。

九、水上钻孔灌注桩施工

9.1施工方法

水上钻孔灌注桩钻孔施工采用钻机成孔，钢筋笼采取固定地点绑扎，分段制作，吊装焊接，水下混凝土的灌注则利用吊车配合吊斗采用导管法施工。

桩基检测利用超声波方法检测。

9.2施工工艺

施工作业钢平台项目部负责施工，现场配备25吨汽车吊一台、汽车吊上配备最大牵引荷载90T打桩锤一台，平台设计顶面标高需高于承台面标高。

水上施工作业钢平台长36m、宽40m，采用直径υ426mm、壁厚1cm螺纹钢管基础，底层纵梁为双I36a工字钢，其上架双I36a工字钢横梁，横梁上间隔50cm均布I22cm工字钢分配梁，其上满布6m长、截面积20×20cm方木。

上施工作业钢平台根据桩顶设计高程，自然地面高程，用机械配合人工平整场地，根据钻孔桩实际桩位的布置情况，在桩位附近修筑钻孔平台、钢筋笼摆放场地及施工机械进出场道路。

施工场地面积要满足安置钻机，钢筋笼摆放的需求。

场地平面尺寸应按照桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机移位要求进行布置。

在水中平台施工过程中，钻孔桩施工用钢护筒锤击入坚实的河床中，钻孔桩施工需要36根长3~4.5m、直径1.2m、壁厚1cm钢护筒，钢护筒锤击施工由25吨汽车吊完成，汽车吊上配备最大牵引荷载90T双夹打桩锤一台。

平台钢梁架设完毕后，项目部测量队根据每根桩基础中心坐标，在钢梁上引出桩中心的四个导向点，现场施工技术人员根据导向点，在钢梁上架设钢护筒锤击施工导向架，导向架由I22工字钢组成，框内尺寸为1.25×1.25m。

导向架焊接完毕后，项目部测量队对导向架中心位置进行复测，以保证导向架中心与设计桩基础中心重合。

由于钢护筒直径较大、高度较高，在钢护筒起吊及锤击施工中，由3～4人从十字交叉的两个方向控制钢护筒的垂直度。

每根钢护筒桩入河床底深度不小于2米，如果钢护筒打入过程中，钢护筒入土速度较快，则直至钢护筒打入坚实的河床中，打桩锤持续加力，钢护筒顶面标高不动，方可停止，记录下护筒的垂直度、此时黄河水位、护筒顶到黄河水面高度、该处河水深、计算护筒入河床深度。

钻孔灌注施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，为此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。

深圳地区有着资源丰富的红粘土，是钻孔灌注施工中制备泥浆的良好材料，制浆前，先把大块粘土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。

制浆时，将打碎的粘土直接投入护简内，使用钻搅制浆，待粘土已搅成泥浆后，对泥浆的主要指标进行检验（泥浆的主要指标有：

相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度），泥浆指标达到要求后，即可进行钻孔。

布置8台QZ150型钻桩机同时进行钻孔桩施工作业。

钻机就位前，对各项工作进行检查，检查钻具及配套设备的安装就位及水电供应情况，钻机安装平稳牢固，用木枕垫牢。

其位置偏差不大于2cm。

钻机就位后，将钻头的钻尖准确对准孔位中心，具体方法是在护筒的刻痕处，用细线连成十字，钻头中心对准小十字交叉点。

在钻进过程中，要随土层的变化适时调整转速，钻孔作业分班连续进行，必须及时填写钻孔记录及交接班记录。

参照我公司施工经验，每台钻机配备一个存渣箱，存渣箱为圆柱体，由壁厚1cm钢板卷制，存渣箱顶设置一个进浆口，存渣箱的中部设置一个出浆孔，出浆孔孔口设置一个铁丝过滤网，设置一个阀门，控制出浆口出浆，出浆孔处接一根橡胶管，管口一端固定在护桶口，存渣箱底部设置一个排渣活门。

存渣箱安放在钻机旁，该型号冲击钻利用淘渣筒排浆，排浆时，淘渣筒将钻孔泥浆从进浆口排入存渣箱，待存渣箱内泥浆与钻渣分离后，打开出浆孔，将存渣箱内的泥浆排入护桶内继续使用，存渣箱内钻渣存满后，项目部派专用排渣车负责钻渣外运，排渣车由普通单桥土方车改装，车上设置一个渣箱，渣箱为顶面开口的长方体，由1cm厚钢板制成，用吊车将存渣箱吊起，存渣箱排渣口与渣箱顶面开口处对准，打开存渣箱排渣活门，存渣箱内钻渣排入渣箱内，关闭存渣箱排渣活门，将存渣箱吊回原处，继续使用，排渣车将钻渣外运至处理场，处理场将钻渣集中处理后，外运至弃土场。

每个桩平台外侧设置一个存浆箱，存浆箱为密封长方体，由壁厚1cm钢板制成，存浆箱体积为35m3，焊接在搭设平台钢管桩及双I22工字钢横梁上。

灌桩时，在护筒口设置一台泥浆泵，泥浆泵通过橡胶管与存浆箱相连，灌桩前，检查泥浆泵是否完好，提前将孔内泥浆抽出一些，孔内泥浆顶面到护筒顶高度控制在

1.7～2.0m间，防止在首批混凝土灌注时，由于孔内泥浆面瞬间提升，泥浆泵不能立即将泥浆全部抽入存浆箱，造成泥浆外泄到河中，污染河水体。

在桩基础灌注施工中，孔内泥浆连续不断抽入存浆箱内，桩基础灌注完毕后，将存浆箱内泥浆抽入其它正在钻进的孔内，使钻孔泥浆实现循环利用，即节省了造浆费用，又保护了河水体免受污染，定期派专人对存浆箱进行清理，保证存浆箱的正常使用。

孔径检测在下钢筋笼前，根据设计桩径制做笼式探孔器入孔检测。

检孔器标准直径为钢筋笼直径+100mm，长度为钢筋笼外径的4～6倍（现场制作探孔器直径为2m、长度为10m）。

检测时，将探孔器吊起，使探孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通常无阻表明孔径大于给定的笼井；如果中途受阻表明有缩径或孔斜现象，应采取措施予以消除。

垂直度检测采用钻杆垂线法，将带有钻头的钻杆放入孔内到底，在孔口处的钻杆上装上一个与孔径一致的导向环，使钻杆保持在桩孔中心位置上。

然后在导向环上放上垂球，垂球顶线上放在钻杆顶，测量出孔顶面距离钻杆顶面距离h，然后放下垂球，测量出垂球线在孔顶面上距离钻杆的长度d，再根据tga=d/h计算孔斜值。

孔深检测采用测锤检测。

测锤上端连接测绳，成孔后将测绳放入孔内，到测锤接触孔底后，测绳不再下沉为止，读出测绳的数据。

表1、桩基检查表

终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难甚至坍孔。

根据我合同段地质情况和结合旋挖钻机施工工艺，我合同段准备采用换浆法清孔方式。

以灌注水下混凝土的导管作为注水管，在导管上部单独制作一个与导管密闭连接的特制弯管，将弯管与泥浆泵连接，泥浆泵另一端连接泥浆池。

采用泥浆泵将清浆注入孔内，使孔内泥浆正常循环，达到清孔目的。

钢筋笼下放完毕后重新测量孔深，当孔深不能满足设计要求时需进行掏渣处理。

仍然采用换浆法清孔，清孔完毕后卸掉弯管即可灌注混凝土。

孔底沉渣检测采用测绳检测方法，在成孔时检测后，灌注前检测，然后计算出差值，即为沉渣厚度。

a.制好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。

存放时钢筋骨架下面垫设方木，以免粘上泥土。

运输采用带托架的平车，在平车上加托架。

骨架装车时保证每根加劲筋处设支撑点，各支撑点高度相等，以保证钢筋骨架的结构形状。

b.起吊就位，为了保证骨架起吊时不变形，采取两点吊。

第一点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。

起吊时先起第一点，使骨架稍提起，再与第二点同时起吊。

待骨架离开地面后，第一点停止起吊，继续提升第二点。

随着第二点不断上升，慢慢放松第一点，直到与地面垂直。

下放钢筋笼后，调整钢筋笼中心与桩位中心重合。

C.单桩钢筋笼长约22m，施工中，将钢筋笼分两节制作（顶节：

10m、底节：

12m），钢筋笼在现场焊接，采用单面搭接焊（焊缝长度大于10D），在钢筋笼制作时，将两节钢筋笼钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。

钢筋笼骨架的制作和吊放的允许偏差为：

主筋间距：

±10mm；箍筋间距：

±

20mm；骨架外径：

±10mm；骨架倾斜度：

1%；骨架保护层厚度：

±20mm；骨架中心平面位置：

±20mm；骨架顶端高程：

±20mm；骨架底面高程：

±50mm。

A．导管

导管内径28.6cm，壁厚4mm，底节长4m,标准节每节长为250cm，调节节长为200cm、100cm、50cm。

安放时将导管对准孔位，逐节连接导管直至导管底口距孔底20cm—40cm为止，为防止导管漏水，在导管连接处加橡胶垫。

B．漏斗、储料斗及首批混凝土灌注施工

导管顶部设置漏斗，其上设置储料斗和工作平台。

储料斗和漏斗的高度除应该满足导管拆卸的需求外，并应在灌注到最后阶段不影响导管内混凝土的灌注高度。

储料斗用来存放灌注首批封底混凝土，储料斗的容量根据首批灌注下的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要确定。

漏斗