海上承台桩帽钢凳反吊支模施工工法.docx
《海上承台桩帽钢凳反吊支模施工工法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海上承台桩帽钢凳反吊支模施工工法.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
海上承台桩帽钢凳反吊支模施工工法
海上承台桩帽钢凳反吊支模施工工法
1、前言
洋山深水港位于杭州湾口长江口外的崎岖列岛﹐西北距上海南汇的芦潮港约三十公里﹐距国际航线六十八海里﹐是离上海最近的具备十五米以上水深的天然港址。
该工程是我国“十五”计划期间的重大工程，也是上海“十五”期间最大的基础设施项目。
其中水工码头是洋山深水港区一期工程建设的主体工程，码头全长1600米、宽42米，为高桩梁板结构。
工程由上海港务工程公司总承包，上部梁板结构由通州建总集团有限公司施工。
在码头钢管桩桩基施工完毕后，进行2800多根钢管桩的桩帽及承台施工。
由于海上作业风激浪高与陆地不同，模板支设没有支撑点，潮水的涨落，直接影响模板标高的控制和施工进度，而应用大船作业不灵活且施工成本高，应用小船和竹筏则施工安全无保障；施工时不允许破坏钢管桩的防腐涂层；施工中必须保证结构混凝土的质量，氯离子试验必须符合设计及规范要求。
因此，支模工艺是否合理，将直接影响到工程施工进度、工程质量和安全生产。
海上箱梁桩帽钢凳反吊支模施工工法则解决了外海作业桩帽承台施工中的技术难题，该工法制作方便，设计构思新颖，结构合理，有效地解决了传统方案采用的3φ22元钢反吊支模法产生的模板拆除不便、修补困难、影响结构混凝土质量、施工不安全等问题，经济和社会效益明显，对外海作业桩帽承台施工具有广泛的应用价值和指导意义。
该项成果荣获2004年度上海市工程建设优秀质量管理小组一等奖。
2、特点
本工法与传统的桩帽承台模板施工对照表，根据三种方案的优缺点分析，确定采用钢凳φ32精轧螺纹钢反吊支模工艺。
3φ22元钢反吊式支模工艺
钢抱箍式支撑体系
钢凳φ32精轧螺纹钢筋反吊支模工艺
工
艺
原
理
此支模工艺是在钢管桩两侧采用3φ22元钢进行反吊，元钢上端做成弯钩，钩焊在钢管桩的两个侧面，每侧3根。
两侧2[36b反吊槽钢通过对拉螺杆固定，桩帽底模就铺在两侧的2[36b反吊槽钢上。
（方案一图）
此支模工艺是将两片钢抱箍夹紧在钢管桩上，再将底模骨架2[36b槽钢搁在钢抱箍两端，两侧槽钢通过对拉螺杆固定。
桩帽底模板就铺在两侧的2[36b槽钢上。
（方案二图）
此支模工艺是在钢管桩顶部采用槽钢焊接钢凳，在钢凳两头预留孔中采用φ32精轧螺纹钢筋进行反吊，在精轧螺纹钢筋外套PVC管，以便拆模时可顺利抽出精轧螺纹钢筋。
两侧2[36b反吊槽钢通过对拉螺杆固定，桩帽底模板就铺在两侧的2[36b反吊槽钢上。
（方案三图）
特
点
优点：
（1）自重小，海上作业方便；
（2）受潮水涨落影响小，可作业时间长；
（3）不会破坏钢管桩防腐涂层；
（4）承载力可通过计算确定
缺点：
（1）标高不太好控制，沉降系数无规律。
（2）反吊筋割除时，必须深入砼内10㎝（保护层厚度），需破坏砼土的表面，而且增加了施工难度。
（3）割除反吊筋后，砼必须修补，但修补后，砼不易密实（因为是由下向上修补），往往氯离子试验不符合要求，因此将会严重影响混凝土的质量。
（4）若某根桩偏位（特别是斜桩），支模后，往往受重力的影响，在桩两侧承载力不均匀，将会引起轴线偏移，还会引起桩帽几何尺寸不准。
（5）反吊筋不好重复利用，造成部分钢筋浪费。
优点：
能确保桩帽结构混凝土的质量，抗氯离子试验合格。
缺点：
（1）标高不易控制：
斜桩与钢抱箍成夹角，增加了标高控制难度，且沉降无规律。
（2）承载力不易确定：
试验值为90吨，实际能承受多少荷载不详。
（3）自重大：
钢抱箍单片自重约140公斤，海上作业不安全。
（4）成本大：
用钢板量大，一次投入成本高。
（5）拆除不方便：
海上作业，风浪大，且无施工所需立足之地。
（6）可作业时间短：
受潮水涨、落的制约，每次朝位只能安装3～4对抱箍，这样每个承台13对抱箍必需3～4天完成，影响工期。
（7）破坏钢管桩涂层，对钢管桩的防腐不利。
钢抱箍与斜桩之间有一个夹角，螺丝拧紧后，钢抱箍易在箍与桩的接触点位置破坏钢管桩的防腐涂层。
（8）需用压力扳手，承受重力不容易掌握。
优点：
（1）解决了两端悬臂大，易下沉问题。
（2）自重小，拆装方便，耗劳动力少。
（3）可作业时间比其它方案均长。
（4）对钢桩基本无妨碍，不破坏钢桩防腐层。
（5）承重体系调整方便、快捷。
（6）反吊筋可重复利用
（7）省时、省料，而且部分工艺可以同上部结构同时施工。
（8）能确保砼质量，抗氯离子试验能满足设计要求。
（9）用[40槽钢代替设计要求的稳桩H型钢，使整个承台工艺简单化，不但满足了设计要求，而且对上部结构钢筋施工创造了有利条件，也减少了钢筋工和焊工工作量。
缺点：
（1）需用少量UPVC管，但成本很小。
（2）φ32精轧螺纹钢筋拆除后，UPVC管孔内需用砼灌实，但操作较简便，且成本不大。
方案一：
采用3φ22元钢反吊式支模工艺
方案二：
采用钢抱箍式支撑体系
方案三：
采用钢凳φ32精轧螺纹钢筋反吊支模工艺
3、适用范围
本工法适用于水面、高空等无法进行模板支撑的钢筋混凝土模板施工的工程。
4、工艺原理：
本工法支模工艺是在钢管桩顶部采用槽钢焊接钢凳，在钢凳两头预留孔中采用φ32精轧螺纹钢筋进行反吊，在精轧螺纹钢筋外套UPVC管，以便拆模时可顺利抽出精轧螺纹钢筋。
两侧2[36b反吊槽钢通过对拉螺杆固定，桩帽底模板就铺在两侧的2[36b反吊槽钢上。
5、工艺流程及操作要点
5.1施工总流程
临时槽钢焊接→承重双拼[36槽钢安装→桩顶标高测定→稳桩槽钢[40安装→整个承重体系调整→搁栅、底板铺设
5.2具体施工方法
5.2.1沉桩结束后，在支承桩、密排桩、斜顶桩（平面布置见示意图）竖向焊4根Φ25钢筋下挂[20槽钢作为临时承托双拼槽钢用。
支承桩与密排桩间用7M长的[20槽钢。
密排桩与斜顶桩间用5M长的[20槽钢。
[20槽钢具体位置高度在+2.2M左右，也可随意，只要大概平整。
Φ25钢筋长度视情况而定，预先焊在[20槽钢上，只要密排桩退出0.4M左右就可以施工，此时潮位为+2.6M左右，或Φ25钢筋上口弯成180°直接挂在桩口上，只要桩顶退出（是指海水退潮后使桩顶露出海水）就可施工再补焊，可缩短工时。
5.2.2临时承重槽钢安装后进行桩顶测定及承重双拼[36槽钢安装工作和桩身钢凳预埋等一系列工作。
5.2.3承重双拼[36槽钢吊装利用浮吊放在相应位置，确切位置可用吊筋调整。
双拼[40槽钢安装，也就是整个承重体系扁担安装，双拼[40槽钢安装预先安放轴线于支承桩上口，便于双拼[40槽钢就位，防海、岸侧凸进凸出，因承台13M宽，而[40槽钢12M长，每边需缩进0.5M，这样也利于上部结构施工及保护层的要求。
因扁担槽钢代替H型钢预埋在上部结构中。
双拼[40槽钢在海侧可伸出0.3M，便于斜顶桩外两道吊筋垂直就位。
且上层双拼[40槽钢待混凝土达到强度后拆除吊走调转使用。
承重双拼槽钢安装时注意海、岸侧边线控制及与预埋钢凳之间焊接和螺栓锁定，上下层叠合处无空隙。
5.2.4在[40槽钢安装结束后，利用36根Φ32精制螺纹钢吊起[36槽钢，完成整个反吊承重体系安装。
双拼[36槽钢调整是利用2只2T手拉葫芦吊起至+2.26M标高，再把Φ32精制螺纹钢从双拼[40槽钢中间从上而下贯入，在安放吊筋时从上口先拧好一只精制螺母，以防贯入时滑入海中。
在精制螺纹钢伸出[40底部时加一只精制螺母再加Φ50PVC管1.2M长，再加一只精制螺帽，再穿过双拼[36槽钢，再从下向上加2㎝垫片，2只精制螺母，精制螺纹钢根部加一根保险销，以防底部精制螺帽受潮位影响松动滑落。
在每根精制螺纹钢上有6只螺母固定，便于整个承重体系稳定防受潮位变动而上下滑动。
也防拆除时精制螺纹钢无上口固定，滑入海中。
便于精制螺纹钢周转。
在[36槽钢调至+2.26M后，在中间接头处加1.2㎝钢腹板焊牢，使之连成一个整体。
在[36上口一根6M长[16槽钢横向把[36锁定，使之稳定。
[16槽钢@3000，共需8道。
反吊杆及螺母等见示意图。
5.2.5整个承重体系随时可以调整，且调整工序简单，花时少，如方便可多几对手拉葫芦加快调整速度。
承重体系调整结束稳定后进行搁栅、底板铺设及上部结构施工。
5.2.6待上部结构第一层砼达到70%以上强度后（约7天左右）进行整个承重体系拆除，拆除时把上口两只精制螺母（因上口预留约0.7M~1.0M精制螺杆）利用[40槽钢下口螺母把精制螺杆下调，使整个承重体系下落1M左右，待底板、搁栅拆除后进行底部承重体系吊运。
拆除[36槽钢时（槽钢一端预先用钢丝绳系牢）只要把上口螺母拧掉，利用槽钢自身重量下掉，在槽钢下降时候，起吊拉出[36槽钢，既方便又省时。
5.3反吊承重体系安装注意点：
5.3.1扁担[40槽钢与支承桩、斜顶桩、密排桩预埋槽钢焊牢且上口平整，防止倾斜、吊筋不垂直，受力不均。
5.3.2精制螺纹钢上套Φ50PVC管，在上部结构施工中,不能损坏，否则混凝土进入PVC管，易造成精制螺纹钢不能拆除。
5.3.3承重[36槽钢排距匀称，利于承重体系受力均衡。
5.3.4拆除时注意钢丝绳系位置及方向。
5.3.5承台两端悬臂大，[36槽钢抗弯不够，利用相邻承台安装一榀，双拼[40稳桩槽钢，上部各横9对双拼[30槽钢用精制螺纹钢吊相应双拼[36槽钢头。
5.3.6双拼[36、[40槽钢间距在4~5㎝，不宜太大或太小，太大垫片受力易坏，太小吊筋穿不进。
6、材料
本工法实施无新型材料及特殊材料，每个桩帽模板支撑施工用料见下表：
名称
规格型号
单位
用量
备注
槽钢
[16
M
48
将下部各承重槽钢连接成整体并固定
槽钢
[20
M
48
临时承托用
槽钢
[36
M
40
下部承重槽钢
槽钢
[36b
M
40
下部承重槽钢
槽钢
[40
M
80
上部承重槽钢（钢凳）
对拉螺栓
Φ32
个
36
含螺母、垫片
精轧螺纹钢筋
Φ32
M
72
承重反吊
PVC
Φ50
M
43.2
便于抽出Φ32反吊钢筋
7、机具设备
主要机具设备一览表
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
电焊机
10KW
台
1
用于固定焊接
吊机船
艘
1
在不同组间交叉作业
水准仪
S3
台
1
标高测定
经纬仪
J2
台
1
轴线测定
手拉葫芦
2T
只
2
调整槽钢标高
浮筏
只
1
施工作业（竹排）
8、劳动组织及安全
8.1劳动组织
序号
工程项目
人数
备注
1
电焊工
2人
槽钢固定焊接
2
木工
4人
铺设搁栅及模板
3
起重工
2人
吊装、安装
4
架子工
4人
搭设槽钢，安放螺栓及螺帽等
5
辅工
2
协助以上工人施工
8.2安全事项
8.2安全注意事项：
8.2.1严格执行“穿戴制度”，水上作业施工人员应穿救生衣；
8.2.2作业时必须保持两人以上，单人严禁作业；
8.2.3晕船、高血压者不得上岗作业；
8.2.4海上6级风以上时严禁施工作业。
9、质量要求
本工法必须遵照执行的规范有：
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2002）、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）、《港口工程技术规范标准》。
除以上的验收规范质量要求外，本工程质量还应注意以下几点：
9.1钢筋保护层必须大于5CM，以防氯离子渗透；
9.2高性能混凝土浇筑完毕后，自然养护时间必须大于1小时，在未达到1小时以上，混凝土不能被海水淹没。
因而必须熟练掌握海水涨、落潮的规律和延续时间，控制好施工进度；
9.3施工中严禁损坏钢管桩防腐涂层。
10、效益分析
本工法与同类施工方法相比，提高了施工质量和安全，加快了施工进度，有利于桩帽承台的质量控制，降低了工程成本，经测算，采用了钢凳φ32精轧螺纹钢筋反吊支模工艺，比采用φ22元钢反吊支模工艺节约成本11万元，比采用钢抱箍式支模工艺节约成本35万元，并提前工期一个月，产生的经济效益和社会效益较为显著。
采用钢凳加φ32精轧螺纹钢反吊支模工艺与传统支模工艺的各项经济指标对比分析如下表：
序号
指标名称
φ22元钢反吊
支模工艺
钢抱箍式
支模工艺
钢凳加φ32精轧螺纹钢反吊支模工艺
1
钢材
96Kg
300Kg
15Kg
2
电焊条
200元
40元
3
发电
120元
20元
4
作业时间236只桩帽
59天
118天
24天
5
安装
4人组—4组/天
5人组—2组/天
4人组—10组/天
6
拆除
5人组—3组/天
5人组—2组/天
5人组—8组/天
7
修补
4人组—2～3组/天
无修补
2人组—20组/天
8
143吨位船机
1800元/台班
安装
4组/台班
安装
2组/台班
安装
10组/台班
拆除
3组/台班
拆除
2组/台班
拆除
8组/台班
修补
2只竹排配合
20吨位船一艘
（300元/台班）
无
无
9
拆除费用
14万元
21万元
10万元
10
总成本
71万元
95万元
60万元
提前一个月工期，
获奖金10万元。
11、应用实例
1、上海国际航运中心洋山深水港区一期C标码头驳岸工程，地点：
小洋山岛，开竣工日期：
2002年10月26日—2004年5月28日，实物工程量：
236只桩帽、29只承台（26185M3砼），应用数量：
1023根桩。
2、上海国际航运中心洋山深水港区二期A标码头承台工程，地点：
小洋山岛，开竣工日期：
2004年6月26日—2005年5月15日，实物工程量：
30只承台（27925M3砼），应用数量：
610根桩。
3、上海国际航运中心洋山深水港区二期A标码头工程，地点：
小洋山岛，开竣工日期：
2005年1月1日—2005年11月30日，实物工程量：
259只桩帽（11812M3砼），应用数量：
618根桩。
附加说明：
本工法起草单位和主要起草人名单：
起草单位：
通州建总集团有限公司
主要起草人员：
张晓华卞飞亚黄学建花云霞纪前进
（此工法获2005年江苏省级工法）
钢凳φ32精轧螺纹钢筋反吊支模工艺流程照片
升级会员 