水中鉆孔平臺施工方案

1、萬能聯(lián)絡(luò)線沙溪特大橋鉆孔平臺施工專項方案1、工程概況1.1工程概況沙溪特大橋位于向莆鐵路萬能聯(lián)絡(luò)線上，起訖里程為ldk001+116.840ldk001+711.080，該橋全長594.24m，橋梁結(jié)構(gòu)形式為1-24m +6-32m（48+280+48）m1-32m +2-24m +1-32m，全橋為樁基礎(chǔ)，該橋跨越沙縣境內(nèi)的沙溪河，河面寬度為362m，水深4.29.8m，6#12#墩為水中墩。根據(jù)業(yè)主和設(shè)計單位的要求，需先進(jìn)行棧橋施工，然后再由設(shè)計單位對該橋進(jìn)行地質(zhì)鉆探?，F(xiàn)棧橋施工已經(jīng)結(jié)束，后續(xù)進(jìn)行鉆孔平臺的施工。1.2水文地質(zhì)情況根據(jù)沙縣水文站提供的水文材料，沙溪河十年一遇洪水位為107.

2、92m，沙縣站各年最高洪水位及出現(xiàn)的時間如下：時間最高水位m相應(yīng)最大流速m/s2006-6-1108.663.272007-6-14105.762.122008-6-19104.861.76由于沙溪河的水位高低主要取決于下游電站，施工時可以根據(jù)現(xiàn)場情況，積極主動與下游電站聯(lián)系，盡量把水位控制在鉆孔平臺以下。1.3總體部署1.3.1勞力組織及用工計劃針對本工程的特點，按照職能明確、精干高效、運轉(zhuǎn)靈活、指揮有力的原則組建項目部的架子二隊，架子隊設(shè)隊長1人、副隊長1人、技術(shù)主管1人，技術(shù)人員3人、安全員1人、物資1人，架子隊作業(yè)人員34人。1.3.2機(jī)械設(shè)備配備機(jī)械設(shè)備配備詳見下表序號機(jī)械名稱規(guī)格型

3、號單位數(shù)量性能1汽車吊25t臺2良好2震動打樁機(jī)dz-90臺1良好3運輸車臺1良好4電焊機(jī)bx1-400臺6良好5船300t艘1良好1. 4工期安排本棧橋水中墩鉆孔平臺計劃于2009年2月10日開工，2009年4月21日完工，計劃工期為70天。2、施工方案2.1、總體施工方案根據(jù)2008年10月25日對沙溪河床的測量結(jié)果顯示，橋址位置水深為4.29.8m，根據(jù)調(diào)查資料，橋址處的沙卵石層為510m，下部為泥質(zhì)砂巖。墩位處置采用4268mm鋼管樁、2i36b工字鋼橫梁及i28a工字鋼分配梁搭設(shè)平臺作為樁基的鉆孔平臺和雙壁鋼圍堰施工平臺。平臺順橋向跨度最大為5.10m，垂直橋向跨度最大為5.10m,

4、具體布置見水中墩施工棧橋與平臺布置圖。2.2設(shè)計最大施工荷載根據(jù)鉆孔平臺的使用特點和設(shè)計意圖，結(jié)合平臺施工需要，確定設(shè)計最大荷載為60噸。按平臺上同時設(shè)置3臺沖擊鉆（15t3），施工荷載和其它荷載（按15t計）。選擇最不利工況，將荷載換算成60t重車，橫向輪距為2m，輪胎接觸面積為600200mm。2.3、設(shè)計思路本棧橋施工平臺設(shè)計思路是先根據(jù)荷載計算出平臺各部位材料型號，再通過對各種材料所受到的施工荷載和恒載進(jìn)行驗算，如發(fā)現(xiàn)不滿足，則重新布設(shè)并驗算，直至滿足設(shè)計要求。2.4平臺基本布置主墩平臺總體尺寸為：8#、9#、10#墩23.620m，考慮下一步鋼圍堰的施工，平臺工作樁距承臺邊2.4m，

5、采用4268mm鋼管樁作為平臺管基，共需要4268mm鋼管樁42根。輔墩平臺尺寸為：6#墩1918.9m 、7#墩20.420.05m、11#墩20.420.5m、12#墩17.7517m，采用4268mm鋼管樁，各需要4268mm鋼管樁36根（12#墩30根）。橫梁采用2根i36b工字鋼雙拼，與鋼管樁焊接在一起。分配縱梁采用i28a工字鋼，間距為0.3米.平臺面板采用10mm的鋼板，其上布置8防滑條。平臺管基的縱向和橫向均采用20#槽鋼作剪刀撐，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。為使下一步鉆孔樁施工過程中鋼護(hù)筒定位的準(zhǔn)確性得以保證，在平臺底層架設(shè)鋼護(hù)筒定位導(dǎo)向架。施工前，先擬定兩根樁試樁通過靜載試驗，以驗證與

6、設(shè)計的偏差值，從而確定單樁震動下沉的最終貫入度，藉以控制各樁打入深度。鋼管樁采用螺旋鋼管在工廠定制，運送至現(xiàn)場組拼焊接，平臺用的分配梁和連接系，在現(xiàn)場加工制作安裝。2.5.鉆孔平臺管基樁長由于沒有設(shè)計資料，根據(jù)2008年10月25日對沙溪河床的測量結(jié)果顯示，橋址位置水深為4.29.8m，根據(jù)調(diào)查資料，橋址處的沙卵石層為510m，下部為泥質(zhì)砂巖，計算樁長時砂卵石層的厚度統(tǒng)一按照5m考慮。故鋼管樁樁長統(tǒng)一按照15m計，計算自由端按13m計。鋼管樁設(shè)計樁頂標(biāo)高為106.71m和108.21m。3、鉆孔平臺材料數(shù)量主墩單個鉆孔平臺材料數(shù)量：輔墩鉆孔平臺材料數(shù)量：6#墩：7#墩：11#墩：12#墩：鉆孔

7、平臺使用材料匯總分別為：426*8mm鋼管為340.2噸，鋼管樁橫梁114.6噸，橋面板為228.7噸，鋼管樁縱、橫向剪刀撐為112.1噸，縱向分配梁424.2噸，護(hù)欄為7.17噸。鋼總量為：1226.97噸。4、鉆孔平臺的施工方法4.1鉆孔平臺的施工4.1.1鉆孔平臺鋼管樁插打棧橋施工完畢后，由運輸臺車運送制作完成的426*8mm鋼管樁至棧橋鉆孔平臺施工位置，吊機(jī)停置于浮船上，整體吊裝鋼管。插打采用dz90震動打樁機(jī)施打至河床面以下5m。測量定位采用全站儀、水準(zhǔn)儀測量控制。通過導(dǎo)線控制網(wǎng)對每個鋼管樁進(jìn)行精確定位，放出鋼管樁的中心點位置，根據(jù)中心點放出十字樁，然后安放導(dǎo)向架，確認(rèn)位置及垂直度確

8、認(rèn)準(zhǔn)確后開始打入，打入過程中全站儀全過程觀測，隨時糾偏校正，直至鋼管樁打入深度達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。每排鋼管樁下沉到位后，應(yīng)進(jìn)行樁之間的連接，增加樁的穩(wěn)定性，鋼管樁與鋼管樁之間采用20槽鋼連接體系，連接系分橫向連接和縱向連接系，連接系桿件與鋼管間采用加焊連接綴板的方式連接。槽鋼尺寸需根據(jù)現(xiàn)場尺寸下料。焊縫質(zhì)量滿足要求。4.1.2樁頂連接及分配梁安裝鋼管樁橫梁為雙拼i36b工字鋼，長6m或9m; 鋼管樁橫擔(dān)經(jīng)測量放線后，直接嵌入鋼管樁內(nèi),鋼管樁上焊接牛腿以保證其頂標(biāo)高能滿足設(shè)計要求108.50m和107.00m。為保證鋼管樁及平臺的整體穩(wěn)定性，要求橫梁在長度方向上必需焊接成整體。雙拼i36b工字鋼橫梁長

9、度方向焊接方式采用正面對焊，并在焊接處雙面焊接菱形綴板加勁，焊縫質(zhì)量滿足要求。分配梁采用i28a工字鋼每0.3米一根搭設(shè)在鋼管樁橫梁上，作為平臺荷載縱向分配梁，分配梁沿長度方向正面焊接成整體，以保證平臺上構(gòu)整體穩(wěn)定。橋面板采用10mm厚鋼板滿鋪，固定在平臺縱向分配梁上。平臺欄桿高1.2m，采用50焊接鋼管焊接，立柱間距2m，焊在平臺鋼面板上。4.2鉆孔平臺上其它結(jié)構(gòu)設(shè)置施工技術(shù)措施4.2.1打樁前對現(xiàn)有水文、地質(zhì)作全面了解。對鋼管樁進(jìn)行質(zhì)量檢查，不得有彎曲、嚴(yán)重局部變形和虛焊、漏焊等現(xiàn)象。樁的堆放、運輸、起吊都應(yīng)按規(guī)定設(shè)置支點和吊點。4.2.2鋼管樁一般由12節(jié)組成，在施工的平臺后方棧橋上接長

10、成整根樁，接樁時應(yīng)盡量保持各節(jié)樁的軸線在一條直線上，最大偏斜不宜大于3，且各節(jié)偏斜應(yīng)反向錯開。4.2.3用履帶吊機(jī)吊裝dz-90震動打樁機(jī)震打鋼管樁時吊機(jī)不得受力，只能懸掛千斤繩起保險作用；為加快施工進(jìn)度，鋼管樁與dz-90震動打樁機(jī)間用液壓夾持器將兩者相連，取消樁頂法蘭盤結(jié)構(gòu)。dz-90震動打樁機(jī)每次連續(xù)震動時間不宜超過3min。震動時觀察到打樁機(jī)、樁帽與基樁之間連接螺栓松動時立即停震，而且每當(dāng)出現(xiàn)打樁機(jī)振幅異常或打樁導(dǎo)向架偏斜等情況時，都應(yīng)停震進(jìn)行檢查分析處理。4.2.4鋼管樁入河床深度以設(shè)計標(biāo)高及貫入度雙控控制。4.2.5鋼管樁插打完畢后，及時設(shè)置樁間聯(lián)接系及樁頂分配梁。4.2.6平臺橫

11、梁在岸邊預(yù)制好后，由運輸車（船）運至棧橋平臺施工位置，再由吊機(jī)起吊懸臂拼裝，并及時與樁頂分配梁連接，設(shè)腳手板、安全網(wǎng)、欄桿、安全標(biāo)志等設(shè)施。5、安全技術(shù)措施、平臺四周最外側(cè)的分配梁下桁梁及平臺護(hù)欄處環(huán)向安裝燈帶，平臺護(hù)欄采用紅白油漆相間涂刷。、水上施工作業(yè)期間請航道管理部門協(xié)助管理作業(yè)水域的安全通航管理工作，防止過往船只與施工作業(yè)船只發(fā)生碰撞或撞到已施工好的鉆孔平臺（橋墩鋼管樁）上等惡性事故的出現(xiàn)。、現(xiàn)場施工作業(yè)須做好以下安全防護(hù)工作：、“非施工人員不得上橋”的安全警示牌掛好，同時現(xiàn)場施工管理人員須加強(qiáng)此方面的宣傳教育工作。、水上施工人員、管理人員按要作好以下安全防護(hù)工作：必須穿救生衣、戴安全

12、帽、穿防滑鞋，不容許穿拖鞋或類似拖鞋的涼鞋上工地，作業(yè)船上、平臺護(hù)欄邊按要求安放救生圈，并制定專項制度，安質(zhì)部加強(qiáng)監(jiān)督，對違章的施工人員、管理人員要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰。、警示燈、燈帶要按要求安裝，安質(zhì)部負(fù)責(zé)制定專項的使用、管理制度,項目部設(shè)專人進(jìn)行管理，負(fù)責(zé)電源的開、關(guān)控制工作和日常的檢查、維修、更換。6、設(shè)計驗算6.1、荷載說明、人群及其他施工荷載p施=5t。、鉆機(jī)重：15t（計入沖擊擾動荷載），按3臺鉆機(jī)同時施工則153=45t、設(shè)計動荷載系數(shù)依規(guī)范取1.2，因此檢算荷載為60t。6.2、結(jié)構(gòu)計算6.2.1、i28a工字鋼縱向分配梁驗算：按均布荷載及集中荷載作用下的簡支梁計算最大跨徑為5.10米

13、。i28a工字鋼截面參數(shù)：截面面積 單位重量截面慣性矩 截面抵抗矩 半截面面積矩 翼緣平均厚 。選擇最不利工況，將荷載換算成60t重車，橫向輪距為2m，輪胎接觸面積為600200mm。罐車后軸的觸地寬度為600mm，長度為200mm?？v向分配梁布置間距為30cm，由后軸的觸地寬度可知三根橫梁直接受力,則每根橫梁受力為：p活=30/（32）=5t恒載:橋面板和橫梁自重q恒=0.378.543.47=67.02kg/m。 由靜力平衡方程對rb取矩：ra5.1=670.25.12.55+5.01043.55+5.01041.55計算可知支座的總剪力取值：ra= rb=51.7kn活載產(chǎn)生的跨中彎矩：

14、恒載產(chǎn)生的跨中彎矩：跨中的總彎矩取值：m=m活+m恒 =77+2.2=79.2knm故：正應(yīng)力剪應(yīng)力能夠滿足要求6.2.2、2i36b橫梁工字鋼驗算按均布荷載及集中荷載作用下的簡支梁計算最大跨徑為5.10米。i36b工字鋼截面參數(shù)：截面面積 單位重量 截面慣性矩 截面抵抗矩半截面面積矩 翼緣平均厚恒載:上構(gòu)自重：由靜力平衡方程對rb取矩：ra5.1=1418.4585.12.55+150003.55+150001.55計算可知支座的總剪力取值：ra= rb=18617.07kg活載產(chǎn)生的跨中彎矩：恒載產(chǎn)生的跨中彎矩：跨中的總彎矩取值：故：正應(yīng)力剪應(yīng)力能夠滿足要求6.2，3、鋼管立柱檢算、單根4

15、26*8mm鋼管樁受力計算按每根樁樁長為15m，自由端長13m計算單根鋼管柱實際受載=支反力n=171.03kn單根鋼管樁容許承載力：剛度計算：426*8mm鋼管樁回轉(zhuǎn)半徑i=長細(xì)比=l/i=13000/147.8=88=130 滿足要求樁的容許承載力計算：p=fr/k查表縱向彎曲系數(shù)=0.583，單根樁截面的計算面積（外426，t=8mm） f=0.0105m2，鋼的屈服應(yīng)力r=210mpa，安全系數(shù)k取2.0，則：p=0.5830.0105210103/2=642.76kn 支反力n=171.03kn滿足要求、鋼管樁壓桿穩(wěn)定性計算鋼管的回轉(zhuǎn)半徑為：i=長細(xì)比=l/i=13000/147.8=88查軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)表，=0.583鋼管容許承載n=a= 0.5833.14（2132-2052)10-6/42.1105=642.76kn鋼管受到最大壓力為：=342.05knn =642.76kn滿足要求由歐拉臨界應(yīng)力：e=2.1105mpa i=2.9210-4m4=0.36104=3600knp=342.05kn壓桿維