德桥码头PHC管桩施工方案

江苏德桥仓储有限公司江苏泰州港靖江港区新港作业区化工码头工程水上沉桩施工方案编制单位：上海三航奔腾建设工程有限公司江苏德桥仓储有限公司码头工程项目经理部编制人：王喜峰张小玉审核人：徐秉岳2008年10月一、编制依据及采用的标准和规范1、编制依据 、施工图纸1 、设计文件：长江航运规划设计院设计的泰州港靖江港区新港作业区化工码头工程施工图2 、勘探资料：南京大学建筑规划设计研究院岩土工程研究所泰州港靖江港区新港作业区化工码头工程岩土工程勘察报告 、主要釆用的标准和规范港口工程灌注桩设计与施工规程JTJ2482001港口及航道护岸工程设计与施工规范JTJ3002000港口工程质量检验评定标准JTJ221-98局部修订港口工程混凝土非破损检测技术规程JTJ/T27299高桩码头设计与施工规范JTJ29198码头附属设施技术规范JTJ2972001港口、码头工程设计、施工新技术标准、验收新规范与强制性标准条文对照手册港口工程技术规范港口工程桩基规范JTJ2032001港口工程地基规范JTJ250-98水运工程测量规范JTJ203-2001二、工程概况1、江苏徳桥仓储有限公司位于江苏省泰州港靖江港区新港作业区内，拟建的码头工 程包括：规模为30000吨级海轮泊位2个及工作平台、引桥。拟建码头位于靖江市丹华港下游150m处，东为拆迁中的泰和拆船厂。地貌分区属 长江下游冲积平原区，紧靠岸边部分水下地形较陡，为一侵蚀陡坡，而且起伏变化较大。码头平面呈“L”型布置，引桥位于码头的下游。考虑到不同船型靠泊及装卸作业的 需要，码头平台及系缆墩釆用“一”字型布置。码头由一座靠船装卸平台和1座系缆墩组 成，平台和系缆墩之间通过钢联桥连接，靠船装卸平台平面尺度为424x25nio在靠船装 卸平台上游侧布置1座系缆墩，系缆墩平面尺度为12x12m,采用墩式布置。码头通过 一座引桥与后方陆域相连，引桥长度为227m,标准宽度为12nio管线靠引桥上游侧布 置。引桥与防洪大堤相连接处需对现有的防浪墙破口（防浪墙建筑在防洪大堤上），并在 破口处修筑闸口。本工程主要结构物装卸平台（及引桥）和系缆墩分别为高桩梁板式和高桩墩台式结 构。码头桩台长424m,宽25m,釆用排架式高桩板梁结构，排架间距为7m。桩台共分 7个结构段，沉降伸缩缝为悬臂式。基础采用SOOmniPHC管桩，以层粉细砂为持力 层，每櫛排架设7根桩：一对半义桩、两对义桩和一根单直桩，斜桩斜度为5： 1。桩台 商不结构自上而下依次为现浇磨耗层、现浇面层、预制面板、纵向梁系、现浇横梁。纵 向梁系由边梁、管线支架梁、中间纵梁组成，面板采用迭合面板。靠船构件为悬臂式， 排架竖向设DA800型橡胶护舷，横向设DA300型橡胶护舷。码头面设置750KN系船柱, 为兼顾小船靠泊，在平台外挡二层系缆处设置250KN系船柱。系缆墩：为满足海船系缆的需要，码头桩台上游设系缆墩1座，平面尺寸为12xl2mo 采用高桩墩式结构，上部为现浇承台，基础采用SOOnmiPHC管桩。系缆墩与桩台之间 采用27mx3m钢联桥连接。引桥：码头桩台通过一条12m宽引桥与后方陆域相连接，至防汛大堤长度为227m。 引桥为全架空结构，顶面高程为6.40m引桥上游侧设2座补偿平台,尺寸为21.8mx8.75m, 引桥标准排架间距为20m,基础采用800mmPHC管桩或800mm钻孔灌注桩。上部 结构由现浇横梁、预制空心板及现浇面层组成。辅助平台：为布置生产辅助建筑物，在码头桩台后方、引桥前端下游设置一个 19.2111x11.3m的平台。平台釆用高桩梁板结构，基础为800mm灌注桩，上部结构采用 迭合板。为保证码头及引桥安全，码头系缆墩需设防撞桩保护，防撞桩釆用800钢管桩， 桩与桩之间用700钢横撑连接。2、自然条件 、工程地质码头区土层由上至下依次为： 层素填土：以粉质粘土为主，夹有少量生活垃圾和植物根茎，欠均匀，局部分布于江岸边，厚 度:0.300.40m,平均0.34m;层底标高:1.454.53m,平均2.67m;层底埋深0300.40m,平均 0.34nio -1层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，厚约23mm。此层工程地质差，此层层厚5.0013.30m,平均& 16m,层底 标高19.35-5.73m,平均-11.16m;层底埋深50013.60m,平均 8.24m。 -2淤泥质粉质粘土夹粉砂：灰色，饱和，软塑流塑，粉砂层厚度810mm不等，厚度平均在7.18111,层底平均标高 -l&34m,层底埋深平均15.42nio -1层粉砂：饱和，稍密，厚度：1.006.10m,平均2.87111；层底平均标高-21.14m,层底埋深平均24.11mo -2层粉砂：饱和,中密，饱和，厚度为2.00-15.0m,平均6.97111,不均匀分布,层底平均标高 -27.03m,层底埋深平均24.11mo标准贯入试验修正后平均击数为N=13.1击。 -3层粉细砂：密实，饱和，层底标高为-38.35-25.30m,厚度2.007.20m,平均4.63m;层底标 高上38.3525.30m,平均-45.64m;层底埋深【24.5030.00m,平均27.36m。标准贯入试验修正 后平均击数为N=24.7击。 层粉砂与淤泥质粉质粘土互层：灰色，密实，饱和，混砂质粉土，厚约1.6012.40m,不均匀分布，此层层底标高 为-46.95-25.07m,平均-36.83m;层底埋深【28.0041.20m,平均33.91m。标准贯入试验修 正后平均击数为N=20.3击。 层粉细砂：青灰色，中密，饱和，含云母片，厚度1.10m19.00m,平均&81m;层底标高 -62.65-35.67m,平均-45.64m;层底埋深【39.0060.20m,平均42.72m。标准贯入试验修正后 平均击数为N=25.7击。 层中粗砂饱和，密实，含有10%左右砾砂，砾卵石,灰黄色，以后者居多，成分为石英质，坚硬，该层 未穿透。标准贯入试验修正后平均击数为N=44.4击 、气象水文条件本工程所在河段地处亚热带季风区，气候温和、季风分明。多年平均气温为14.9C, 冬季为1.4C,夏季为27.9C,年平均降雨量1000-1050niin-般集中在7-9月份;年水面蒸 发量在900nmi以下，年陆面蒸发量在700-800mm之间,79月为汛期,11-12月为旱季。场地为长江水域范围，水深变化大，最大水深达20m以上，长江的潮汐类型呈不规 则的半日潮，一般每日潮位二涨二落，涨潮和落潮历时不等。潮位：历年最高潮位5.31m, 最低潮位-1.11m,平均潮位：1.34m,平均潮差1.63nio三、施工技术方案水上打桩工艺流程详见水上打桩施工工艺流程图。水上打桩施工工艺流程图1、办理施工许可证为抓紧施工，在本工程施工准备阶段，就向海事部门申请办理水上水下施工作业许 可证，并由海事局颁发航行通告（明确作业区域，作业内容，作业时间，船舶锚缆布置, 确保安全航行的注意事项等）。2、测水深由项目部的测量人员，对码头引桥位置进行河床泥面标高测量，根据测量结果，引 桥第一排管桩Y3轴线泥面标高在-0.1左右，考虑高潮位施打此3根桩,在试桩G11向上游 145mG轴轴线区域泥面标高在-0.9m左右,考虑适当赶潮水施工，码头其余沉桩区域基本 不受潮水影响。3、水上沉桩 、钢管桩和PHC管桩的制作和运输 PHC管桩委托具有相应资质，并具备水上落驳条件的我公司下属的靖江神禹港务 工程有限公司进行预制，钢管桩将委托具有相应资质的厂家进行制作，制作完成后 运至靖江神禹港务工程有限公司预制厂内，按照项目部编排的沉桩顺序表进行落 泊，落泊前先对钢管桩按照图纸设计要求进行防腐处理。 管桩在工厂拼接成整桩，根据管桩桩驳图，将管桩吊运上驳。 桩驳图根据现场沉桩顺序绘制，遵循“一驳桩以先打后装，后打先装”的原则， 避免翻桩。每驳叠放不超过4层，且同一层内，先用的放在两侧，后用的放在中间。 按这些原则进行装船，不仅使用方便，还可防止装卸时，因“偏载”而发生翻船事故。 装载量不超过甲板驳装载量的70%,保证航行安全。底层为多支点搁置，搁置点设置在吊点位置，垫楞要在同一平面上，底层以上各层 桩采用木楔支垫，支垫要在同一垂直线上；要求桩驳完成后，管桩稳固，无活动现 象，同时，用钢丝绳张紧固定，避免运输过程中造成PHC桩的损坏。 PHC桩和钢管桩运到工地后由质量员会同监理对桩的规格、桩身质量进一步作全 面的检查，对不合格桩不得用于沉桩。 、沉桩施工准备 打桩船的选择本工程最大桩长为51.0米，选择适合本工程施工需要的打桩船，拟选用金 海洋33#打桩船：船舶性能：桩船型长46.0111；宽14.0m,型深3.0m,满载吃水 1.9111,打桩架高63nio 锤型选择打桩锤的选择按以下两个原则选用：一是桩身锤击应力控制在桩身材料强度的允 许范围以内；二是保证工程桩打到设计要求的标高或设计要求的承载能力。本工程桩端落入第层的情况拟选用徳国D100-13型柴油锤。桩锤的最大打击能量 分别为333540Nm和266830Nm,作用于桩上的最大爆炸力为2600kN。替打加工替打要求具有足够的强度和刚度。替打的刚度尽量接近桩身刚度。替打与桩径相 适应替打下端的桩帽套入桩端后应有一定间隙；替打用厚钢板焊接成型，并与桩架的 桩锤行走跑道相连接，并用钢丝绳与桩锤固定。 垫木锤垫材料与锤型相适应，拟选用硬木、钢丝绳或钢丝绳夹钢板做锤垫木。桩垫具有一定的弹性和韧性，并具有足够的厚度，形状与桩断面相适应（比桩断 面小lcm）o桩垫材料拟选用松木制作，厚度在10cm。 桩驳选择根据图纸所示桩长、桩型和桩重量，满足运输过程和在该区域锚泊稳定性要求， 选用载重能力为l,000t桩驳。 锚船选择本码头工程紧靠长江主航道，为保证桩驳、打桩船、机具船安全靠泊，施工现场 配用一艘牢锚船，船上配备齐全的移船拉锚系统。根据海事局颁发航行通告进行抛锚, 并在锚缆布置点设置明显的安全标志，并加强日常和夜间巡视保卫工作。 地城设置为保证前期打桩船穿心缆及带缆的需要，在大堤防浪墙上间距80m左右人工凿除 5cmX5cm的小洞供打桩船带缆，水上沉桩完成用混凝土修补完好，在引桥下游侧无挡 浪墙位置预先挖设地笼1-2个。 桩位控制根据业主提供的测量控制点作为测量依据，进行校核，其成果报请监理工程师确 认，并对这些控制点进行保护。依据业主提供的基准点，釆用全站仪进行沉桩控制点 布设，仪器精度指标为测距2mm+2Ppm，测角一测回中误差1.5。观测釆用测角二测 回，测距二测回。水上沉桩桩位控制釆用“任意角前方交会法”控制桩位，在进行桩位控制时，设3 台经纬仪与控制点上，其中两台定位，一台校核，共同观测指挥桩位。控制点布设要 满足相邻两台仪器夹角控制在30。120。范围内。计算沉桩观测角时，要采用两种不同的计算方法对桩位进行计算、校核。正面测点和侧面测点的交会角必须满足大于60。小于120。的要求；同时保证校核 台与正面台交会角满足大于25。并小于155o桩顶标高控制采取在桩身和替打上用白油漆画出刻度，水准仪直接读桩身和替打 上的白油漆刻度來决定最后停锤，控制桩顶标高。桩的平面扭角控制釆取在打桩船上设花杆点，并量出花杆点到打桩船桩架龙口中心的距离，然后根据每根桩的桩中坐标和平面扭角计算出花杆点的交会角度。打桩定 位时，由经纬仪以交会法控制测量花杆的位置，则打桩船的平面扭角被确定，桩的平 面扭角同时亦被确定。 、沉桩根据工程地质情况，桩端进入第层粉细砂层中，沉桩以标高控制为主，贯入度控 制为辅助，。 驻船方式沉桩时，打桩船横流作业，采取“先引桥，后码头下游再上游”的顺序进行。打 桩船岸侧抽心缆可在岸侧防浪墙上带缆，后八字锚抛锚，前面的八字锚也带缆在防浪 墙上。老锚船先进入施工现场，根据海事局颁发航行通告进行抛锚；桩驳船靠泊老锚船，两根锚缆系于老锚船上；打桩船靠泊桩驳船外，进行后抛八字锚，前面带八字缆于防浪墙。沉桩锚位布置图见码头沉桩锚位布置图。依据沉桩顺序进行沉桩，不得随意变更。逐根检查船体及锚缆是否碰桩， 以及相邻桩是否相碰。在桩体上划上标高控制标志，替打按每隔0.1米绘制。桩身尺寸线从桩尖向 桩顶 每隔0.5米绘制，在距桩顶2米范围内，每隔0.1米绘制；采用四点吊，吊扣釆用钢丝绳一卡环捆绑，并压扣自锁。沉桩： 吊桩：沉桩开始，打桩船发动主机，通过松紧锚缆将打桩船移向桩驳 船，同时起升桩锤和替打，俯下桩架，放下大小吊钩，从桩驳船上将 桩水平吊起； 移船：通过松紧锚缆将打桩船移向沉桩地点，同时放小钩，起大钩， 桩由水平状态缓慢地吊至垂直状态。 初定位：在岸上测量人员的指挥下，进行打桩船的初定位。然后下桩 至桩尖抵泥面，打桩船打开抱桩器，桩进入龙口，并套好背板，向桩 顶套替打，并卸下小钩。 定位：在测量人员的指挥下，通过松紧锚缆，进行精确定位，定位确 认后，继续下桩，桩尖入土 3米左右，暂停下桩，校正桩身垂直度， 确认后继续下桩，直至在自重作用下不再下沉为止，再校对桩位。 压锤：放下桩锤，桩继续下沉，停止下沉后，在检查桩锤、替打和桩 身保持同一轴线上后，卸下大钩，打开抱桩器和背板。 开锤：开始锤击时，油门控制得小一些，以后逐步加大，直至打至设 计要求的桩尖标高或控制贯入度。当出现溜桩现象时，必须立即停止 锤击。最终由测量人员决定停止锤击。 退船：吊起桩锤和替打，露出桩顶，通过松紧锚缆，打桩船移向桩驳 船，再吊起第二根桩。 在移船过程，要注意避免碰桩和锚缆拌桩。 停锤标准：根据图纸设计要求，本工程PHC管桩沉桩以标高和贯入度双控制，以标高为主，贯 入度校核。釆用D100锤或以上锤型，停锤贯入度不超过8皿/击。当桩顶已达到设计标 高而贯入度仍较大时，应继续锤基使其贯入度接近控制贯入度，但需考虑施工水位，如 沉桩贯入度己达控制贯入度，而桩顶未达到设计标高时，应继续锤击贯入100mm或者30 到50击，其平均贯入度不应大于控制贯入度，且超高不大于lm。 沉设到位后管桩的临时固定沉桩区域受到涨落潮潮水的冲击，对桩有一定的影响。打设完成后的桩，在上部 横梁未施工前，在外力作用下容易发生倾斜。为保护沉设好的桩，需采取临时固定措 施，一个排架的桩沉设完成后，即可进行通长型钢受力围橈的安装，将排架桩连接成 一体，并尽快展开上部结构施工。 、PHC管桩质量检测根据港口工程桩基动力检测规范(JTJ249-2001)进行动测：PHC管桩高应变动力检 测数量为总桩数的3%；低应变动力检测数量为总桩数的10%o四、施工进度计划根据现场实际情况，引桥沉桩拟在2008年11月2日开始。引桥沉桩结束后，立即 转入码头桩的施工，并于2009年1月20日完成沉桩。五、质量保证措施：1、沉桩过程中做好详尽的锤击沉桩记录，其要求是：锤击记录应分阵次，阵次划分以桩身每下沉1.0米为准。当桩端进入硬土层 时，取0.5米为一阵。当桩端接近控制标高0.5米范围内，取0.1米为一阵。最后贯入度可按最后0. 1米或最后10击的平均每击下沉量为准。对沉桩过程中发生的异常现象，如断桩、桩身破损、溜桩、贯入度反常和桩 周冒泡等均须记录。2、沉桩后桩顶允许偏差：)直桩：允许偏位土 100毫米；倾斜度偏差1%。斜桩：允许偏位土 150毫米；倾斜度偏差1%。3、桩打入后，不得利用船体强行纠偏，以免损坏桩体。4、沉桩遇有下列情况之一时，必须立即停锤，分析原因，釆取措施，方可继续 沉桩：桩身突然下沉或严重倾斜；桩身裂缝或桩顶严重破碎；桩周大量涌水或地面严重隆起；锤击贯入度小于3mm。5、对己沉好的桩加强保护，尽快夹好围標形成整体，并用航标灯作为警示灯，安排人员和船只进行巡逻检查。6、当桩尖进入软土层时，控制好锤击能量，出现溜桩现象时，必须立即停止锤 击，不得跟打。7、在施打斜桩时，要加强前、后穿心缆的力量调节，避免船体纵向移动，造成 偏心锤击。8、桩运至现场后，做好桩的质量验收，对存在质量问题的桩，必须退回，不得 在工程中使用。9、严格根据打桩船的抗风浪能力安排施工时段，即风力不大于6级，波高不大 于0.5米，风速小于16米/秒。同时密切注意天气预报，在大风浪来临之前 做好施工船舶的避让工作。10、新浇混凝土 30m范围内禁止沉桩。七、安全保证措施1、所有施工管理及作业人员必须持证上岗，特殊工种人员必须持有相应的安全 操作证及技术操作证。施工前对所有的施工人员进行安全技术交底。2、所有施工人员进入施工现场必须戴好安全帽，水上作业必须穿好救生衣，高 空作业须系好安全带。上船前严禁饮酒。3、施工工地和生活区配备一定数量的消防器材，并定期进行防火安全检查，及 时消除火灾隐患。注意用电安全，电箱和配电板及用电方式均符合安全要求。4、沉桩等大型船舶设备施工前必须与港监部门即时联系，发出航行通告，制定 切实可行的安全技术措施，确保施工水域安全。5、水上沉桩前穿心缆拉设在长江滩涂的地拢上，地拢埋设时确保其埋深，在使 用过程中应经常检查，有被破坏的迹象及时进行恢复。6、在进行沉桩施工时，打桩船挂好信号、信号灯，通知过往船只。沉桩必须有 专人指挥，分工明确，统一信号。7、严格根据打桩船的抗风浪能力（风力小于6级，波高小于0.5m,风速小于 16m/s）安排施工时段。密切注意天气变化情况，在大风浪来临之前做好施工 船舶的避让工作。