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出运码头施工方案培训资料

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2020年5月29日
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广西北部湾港钦州码头接岸工程主体工程

出运码头专项施工方案

版本编号: Ⅱ- 0910·B

编 制 单 位:中交四航局钦州项目部
审 批 单 位: (盖章)

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项目总工程师:
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共 份

第 份

目录
一 分项工程概况 2
1.1工程简介 2
1.2施工环境及条件 2
1.2.1施工环境 2
1.2.2地质条件 2
1.3本分部工程的目标及管理要求 3
1.4适用技术标准、规范及验收标准 3
二 环境因素、危险源及风险分析、评估 3
2.1环境因素 3
2.2危险源及风险分析、评估 3
2.3对风险控制和保证技术措施 3
三 主要施工工艺方案 3
3.1施工组织及施工安排 3
3.2场地平面布置图规划 4
3.3工艺技术方案 7
3.3.1港池挖泥 7
3.3.2护岸施工 8
3.3.3灌注桩施工 11
3.4施工进度计划及保证措施 17
3.5资源配置 17
四、职业健康安全、环境保护、质量保证技术措施 18
4.1职业健康安全保障措施 18
4.1.1组织保障 18
4.1.2孔桩施工危险源分析、识别 19
4.1.3技术措施 20
4.2环境保护保障技术措施 21
4.3质量保证技术措施 22
4.3.1材料要求 22
4.3.2技术要求 22
4.3.3施工要求 22

一 分项工程概况
1.1工程简介
广西北部湾港钦州码头接岸工程主体工程位于中国南海的北部湾北部的钦州湾内。工程起点于30万吨油码头辅助平台交接点,终点至规划三墩外港规划岸线区南端部登陆点,总长度2998.25m。
码头为灌注桩基础出运码头,码头前沿水深-3.5米,长度为150米,。
1.2施工环境及条件
1.2.1施工环境
箱梁预制场拟建于大榄坪9号泊位码头后方陆域,该区域为吹填砂场地,地势较平整,面积宽广,场地上覆盖大量的杂草,前沿水深大多为0~-1m左右。该梁场位置距离栈桥工程现场水上距离约11.8km。陆上通往钦州港的道路正在施工中,当前通车条件较差。生活及施工用水电接口已接通至现场。
1.2.2地质条件
据钻探揭示,场地岩土层主要由回填砂、第四系海陆交互相沉积层(Qmc)、侏罗系基岩(J)组成。
(1)后方场地地表为回填砂,层厚7.50~8.50m,层底高程-1.70～-2.70m。
(2)第四系海陆交互相沉积层(Qmc)
淤泥①:深灰色,含有机质,具腥臭味,流～软塑状,土质不均匀,表层含少量碎石、角砾,抽取进尺快。该层分布场地表层,所有钻孔均有揭示,层厚9.80～12.70m,层底高程-10.75～-14.18m。
(3)侏罗系地层(J)
岩性为粉砂岩,泥质粉砂岩,根据风化程度不同分为强风化层②和中风化层③,其特征描述如下。
1)强风化粉砂岩②:紫红色,岩质很软,水钻进尺快,岩芯呈碎块状。该层钻孔有揭示,层厚0.50～0.60m,层底高程-11.35～-13.17m。
2)中风化粉砂岩③1:紫红色,局部夹薄层状泥质粉砂岩,粉砂状结构,中厚～厚层状构造,裂隙较发育,岩质较硬,岩芯呈短～长柱状、少量碎块状。该层钻孔有揭示,最大揭示厚度5.40m,未钻穿。
3)中风化泥质粉砂岩③2:紫红色,局部夹薄层状粉砂质泥岩,泥质粉砂结构,中厚层状构造,裂隙较发育,岩质稍硬,岩芯呈短柱、碎块状。该层钻孔揭示,最大揭示厚度5.10m,未钻穿。
1.3本分部工程的目标及管理要求
环境因素、危险源及风险分析质量目标:工程施工符合设计文件的有关要求,工程质量确保按交通部颁布的<水运工程质量检验标准>(JTS257- )达到合格标准。
安全目标:保不发生重大机损和人员伤亡事故,重伤频率为0。
工期目标: 8月25日前完成梁场建设。
1.4适用技术标准、规范及验收标准
(1)<水运工程质量检验标准>(JTS257- )
(2)<港口工程地基规范>(JTS147-1- )
(3)<水运工程混凝土施工规范>(JTS202- )
(4)<水运工程测量规范>(JTS131- )
(5)<港口工程桩基规范>(JTS167-4- )
(6)<海港总体设计规范>(JTS165- )
二 环境因素、危险源及风险分析、评估
2.1环境因素
本工程施工水域潮差大,5-6月西南涌大,且时常有暴雨、强阵风等天气影响,码头前沿灌注桩受天气和水文影响较大。
2.2危险源及风险分析、评估
序号
涉及活动/过程
危险源描述
可能导致的事故
1
沉桩
(钢护筒)
无方案,未交底施工、使用三无船舶
物体打击
2
捆桩方法不正确或管桩滚动伤人
起重伤害
3
桩锤、吊钩、钢丝绳断开脱落

3
桩架平台上螺丝、配件坠落,桩工无证上岗、酒后上岗、桩架上不系安全带、不戴安全帽、不正确使用安全防护用品
高空坠落
物体打击
4
桩架平台上螺丝、配件坠落,桩工无证上岗、酒后上岗、桩架上不系安全带、不戴安全帽、不正确使用安全防护用品
高空坠落
物体打击
5

施工作业平台未按要求及使用规定型材搭建
坍塌
7
灌注桩
桩锤、吊钩、钢丝绳规格不符合
物体打击
施工
起重伤害
8

钢丝绳、卡环老化、磨损、裂缝,钢丝绳断丝(股),钢丝绳、卡环接法不符合要求
起重伤害
9

钢筋笼及对接起吊角度不符合规定或构件超重、违章操作
起重伤害
11

未执行”三相五线制”要求,未编制临时用电方案
触电事故
12

用电设备、手动工具未实行”一机一闸一保护”
触电事故
13

电线架设或埋设不规范不符合现场安全生产要求
触电事故

火灾事故
14

电线老化、氧化、破损未包扎,电线乱搭、乱接、乱拉
触电事故

火灾事故
15

潮湿作业未使用36伏以下安全电压,手提电动工具没有绝缘手柄
触电事故
16
施工
配电线规格选用不当
触电事故
17

接地与重复接地设置不符合要求
触电事故
18
用电
专用保护零线设置不符合要求
触电事故
19

开关箱(未级)无漏电保护或保护器失灵
触电事故
20

漏电保护装置参数不匹配
触电事故
21

配电箱内无隔离开关设置
触电事故
22

配电箱内多路配电无标记,导致操作失误
触电事故
23

输出线混乱,操作失误
触电事故
24

电箱无门、无锁、无防雨措施、无警示标示及责任人电话
触电事故
25

用电设备外壳未作接零保护
触电事故
26

非电工人员作业或电工人员配置不足
触电事故
27

电箱内漏电保护、器材参数与用电设备容量不匹配,安装不合格
触电事故

火灾事故
28

安全保护装置不灵敏及失效
触电事故
29
临 水
作业人员不穿救生衣
淹溺事故
30
临 边
作业人员不带安全帽、不系安全带、不穿水鞋、防滑鞋
淹溺事故
31
作 业
临水作业人员穿长统水鞋易滑鞋
淹溺事故
32

作业人员酒后上岗
淹溺事故

高处坠落
33

单人水上作业或夜间灯光作业照明不足
淹溺事故
34
电焊
焊机输入、输出端无保护罩
触电事故
35
作业
焊接未经处理的空油桶装及罐
其它爆炸
36

作业人员穿着尼龙化纤之类工作衣等操作
其它爆炸
37

操作人员无证作业或冒雨作业
触电事故
38
风、电
作业前没清理现场可燃物,作业后没熄灭火种
火灾事故
39
焊作业
气瓶压力表坏、乙块没防回火装置、胶管老化
其它爆炸
40

乙炔、氧气瓶与明火距离不够
其它爆炸
41

危险范围内动火未按规定报批
其它爆炸

火灾事故
42

作业人员无证操作
其它爆炸
43

搬运时气瓶猛烈碰撞
其它爆炸
44

气瓶嘴、表管枪等工具及操作人员手沾有油脂进行作业
其它爆炸
45

气瓶放在高压线下、靠近火源或日光底下爆晒及高温的地方无遮盖
其它爆炸

火灾事故
46

气瓶没有减压阀而直接使用氧气
其它爆炸
47

不采取任何措施就直接进行氧割罐锅炉等容器
其它爆炸
48
挖掘机
起重作业垂直面下同时施工
物体打击
49
装载机
特种作业起重机械设备未经专门检验或检验不合格
起重伤害
50
履带吊
起重设备就位基础不牢固
提升伤害
51
汽车吊
操作人员无证上岗、酒后驾驶、违章操作
起重伤害
52
巻扬机
机械设备带故障作业、检验证过期失效
机械伤害
53
等起重
超负荷作业或钢丝绳等部件受力磨损、断丝超标
提升伤害
54
机械设
力矩限制器、行走限位装置失效、门吊无夹轨器等
机械伤害
备作业
物体打击
55

吊物捆扎不牢固坠落
物体打击
56

雷雨、雾天、强风、夜间作业照明没有足够视线差
高处坠落
57

作业范围靠近高压线
触电事故
58

操作人员不了解吊物尺寸、超重冒险作业
提升伤害

作业人员站在重物上随重物升降或坐不准上人的升降机上下
高处坠落
59
潜水泵
不设漏电保护开关,输送电缆漏电
触电事故
抽水机
63
船舶
无线电设备,工作不正常或损坏、过期失效
倾覆事故
共性
淹溺事故
64

”三防演习”不熟练
火灾事故
65

船舶性能差,途中发生故障
淹溺事故
66

救生、消防设备设施不齐全、过期或失效
淹溺事故

火灾事故
67

消防、救生通道受阻
淹溺事故

火灾事故
68

各种警报系统信号失效
淹溺事故

火灾事故
69

水密门(窗、孔)密封性能不好,进水超载
倾覆事故

淹溺事故
70

压载系统、排水系统工作不正常
倾覆事故

淹溺事故
71

船舶周边无栏杆或栏杆不适合要求
淹溺事故
72

船舶系泊设备设施、拖带设备设施损坏或断裂
碰撞事故

淹溺事故
73

船员疲劳身体不适或酒后上岗
淹溺事故
74

无证上岗或违章操作
淹溺事故

机械伤害
75

作业时不带安全帽、不系安全带及采取其它安全措施
高处坠落

物体打击
76

船舶接拖、解拖,系缆、解缆失误
淹溺事故

机械伤害
77

在受力缆绳旁(缆绳崩断)站立或作业
物体打击
78

船舶现场维修或厂修,未停机、停电或缺乏防护罩就进行维修
触电伤害

机械伤害
79

油舱、隔舱电、风焊、气割等维修作业不按操作规程和规定
火灾事故

执行
其它爆炸
80

船舶压载过重或纵、横龙骨强度不够
倾覆事故
81

船舶电器无防护罩或电缆破裂外露漏电
触电事故

火灾事故
82

船上乱拉乱接电线或线路参数与电器容量不符
触电事故

火灾事故
83

船舶拖航出海未按规定封舱加固
淹溺事故
84

船舶超性能作业,夜间施工照明不足
人员伤亡
85

船舶不适航作业,通讯设备设施不足或不畅
船舶交通事故
86

船舶防台时未进入防台锚地及时避风,措施不落实
倾覆事故

淹溺事故
87
施工
未经检验或检验不合格就使用
机械伤害
88
机械
机械设备维修未关电源或停机就进行维修
触电伤害

机械伤害

2.3对风险控制和保证技术措施
⑴对重大危险采取”两个控制”,即前期控制,施工过程控制
①前期控制:工程开工前在编制专项方案时,针对工程的各种危险源,制定出防控措施。
②施工过程控制:在工程施工过程中,严格按照各项操作规程和专项施工方案施工并监督检查,认真落实整改。
⑵加强安全生产的管理
①认真落实各级安全生产责任制,建立健全各项管理制度,杜绝一切人为事故的发生。
②增强各级管理人员安全责任意识,加强安全专业知识培训。
③严格加强各种危险源预防管理工作,结合工程特点,针对确认的危险源实施相应的预防控制措施。
⑶加强安全交底制度的落实
①交底必须在施工作业前进行,没有交底前不得施工。
②被交底者在执行过程中,必须接受项目部的管理、检查、监督、指导,交底人也必须深入现场,检查交底后的执行落实情况,发现有不安全因素,应马上采取有效措施,杜绝事故隐患。
(4)安排专人了解施工水域气象动态,及时通知现场技术管理人员,按照应急预案尽早做好应对恶劣天气的防范措施,避免危险事故发生。
(5)嵌岩桩施工方案所有吊装作业施工前均应仔细核算吊具、吊点、卡环等受力分析,并经监理及公司批准后方可实施。
(6)所有现场施工人员均应接受安全技术培训交底后方可上岗,所有施工人员应按照要求佩戴劳动防护设施,特种作业人员需持证上岗。
(7)落实安全检查制度,做到每周小检查、每月大检查。对于违反安全规定人员给予处罚、违反安全规定的设备及时清场或维修。
三 主要施工工艺方案
3.1施工组织及施工安排
梁场建设根据施工场地,施工工艺,施工进度等因素统一规划,由专门的设计院进行结构设计。然后根据设计图纸由专业的施工队伍施工。
出运码头先进行围堰施工,完成后及时进行后方砂石回填。然后再做块石棱体护坡施工,块石棱体施工完成后再开挖护岸前端港池。最后在回填的出运码头上做冲孔灌注桩施工。
3.2场地平面布置图规划
箱梁预制场拟建于大榄坪9号泊位码头后方陆域,距离栈桥工程地现场水上距离约11.8km。根据箱梁出运相关参数的要求,设计出运码头及港池开挖。详见平面图和断面图。

图3.2-1 出运码头断面图

图3.2-2 港池开挖平面布置图

图3.2-3 出运码头平面布置图

3.3工艺技术方案

3.3-1出运码头工艺流程图
3.3.1港池挖泥
3.3.1.1概述
前沿停泊地及调头地挖泥共约15万m3,由于工期紧且靠近业主已投产的3-8#泊位,泥驳需要和3-8#泊位公用进出航道。
依据1200t起重船满载时的吃水4m,钦州港的水文条件及施工成本等综合考虑,前沿水深按照-3.5m控制。
3.3.1.2施工工艺
施工工艺流程如图3.3-1及挖泥船施工工艺示意图3.3-2。
挖泥船就位
挖泥装驳
运泥、抛泥
返 航
施工准备

图3.3-1施工工艺图
图3.3-2 挖泥船施工工艺示意图

3.3.1.3施工方法
(1)施工开始前应进行原泥面测量,分析各区土层的分布情况,以指导分区、分层开挖施工。施工过程中加强对船舶保养检修,防止运输过程中的泥砂流失污染环境,泥驳的航行线路按指定航线航行。
(2)按预定分区顺序组织施工,尽可能减少船组间的相互干扰,施工前可依据地质资料及实测原地形地貌,对分区做适当调整。
(3)挖泥时采用分层分条开挖法,分层厚度控制为2m,为确保边坡开挖过程中不发生塌坡,挖泥时依据土质及土层厚度按设计要求放坡,放坡采用阶梯法。
(4)挖泥采用实时动态GPS自动定位系统,定位精度高,在施工过程中勤打水(挖至断面标高时,大面积时用测深仪测量),控制挖泥厚度,特别是边坡及斗位联接处。
(5)施工中必须填写详细施工记录,包括施工位置及泥土类型,挖泥标高,挖泥船装驳时间,泥驳航行,抛泥返回到达挖泥船的时间等。
3.3.1.4开挖所需船机
13m3抓斗挖泥船2艘,1470kw拖轮2艘,1000m3自航泥驳2艘。
3.3.1.5质量保证措施
(1)在挖泥施工过程中根据土层厚度及土质情况合理控制开挖深度,一般不超过2m,施工中严格控制欠挖。
(2)开挖的边坡不陡于设计边坡。
(3)作好施工记录,开挖前原地泥面测量记录。
(4)开挖时,测量工勤打水勤对标,避免漏挖超挖。
(5)水文尺常校核。
(6)开挖分层厚度每层按2.0m控制,避免因开挖厚度过大造成坍塌现象。
(7)夜间施工时,水文灯、定位标挂设标示明确,避免错挖。
(8)开挖范围、底标高及边坡等要符合设计要求。
3.3.2护岸施工
3.3.2.1 概述
护岸是由砂袋填筑围堰而成,围堰后方回填砂。填筑抛石棱体施工。砂袋围堰的横断面设计,考虑按照平均水深4.5米、入淤泥厚度1.0米;护岸总高度为5.7米;砂袋底宽采用10米,砂袋顶宽3米。砂袋分层填筑,底层高度1.2米(预计沉入淤泥内),地面以上第二层高度1.0米,砂袋长度根据现场具体情况确定。为确保护岸的后方漏砂,围堰迎水面须满铺设土工布,土工布用小砂袋压紧,每二层设一处小砂袋压紧,间距为每1.5m一处,小砂袋尺寸为50*30*20cm。
前方抛石棱体为50cm级配碎石护坡+4.5m顶宽的块石护坡。后方回填砂在灌注桩左右7m范围内振冲。

图3.3-3围堰断面图
3.3.2.2施工工艺
工艺流程:
施工准备→测量放线→打设定位竹竿→砂袋定位下沉→砂泵均匀充灌砂料→检查砂袋形状→绑扎砂袋袖口→上一层砂袋施工→逐层砂袋施工→铺设止水薄膜→完成围堰→块石护坡
3.3.2.3工艺方法:
(1)对海岸线进行测量,定出围堰位置范围,同时测量出设计围堰位置的海床面标高;
(2)利用低潮时安放底层砂袋,采用直径50mm、长6米的钢管沿着砂袋四周每隔3米1根插进河床里以定位砂袋,防止砂袋漂动;
(3)由运砂船直接对砂袋进行充灌砂,充至砂袋容积的75%—85%,充完每一层后都要进行测量观测,看其是否有沉降,如果沉降较大需等其沉降稳定才可进行下道工序施工;
(4)沉降稳定后才可进行上一层砂袋的施工,如此逐层充灌填筑直到设计标高;
(5)利用退潮时,在围堰外侧铺设倒滤土工布,并采用小砂袋压住固定。
(6)围堰工程完成后,然后用运输车后方回填砂。
(7)围堰形成后,利用挖机和人工配合回填级配碎石倒滤层,铺设后填筑块石护坡,坡面用挖机挑选大块石护坡。
3.3.2.4质量保证措施
(1)砂袋要选用比重轻、耐酸碱、耐腐蚀、渗透性好、整体连续性好、强度高的土工织物,以保证使用寿命;
(2)砂料以含泥量小于5%的中细砂为宜;
(3)施工过程注意均匀充灌砂料,施工员需手持硬套管按照由远到近、从四周到中间顺序进行均匀充灌,避免砂袋移位或起堆,注意不要使砂料充填至袖口;
(4)控制充填量,实践证明,砂袋充填量在85%左右效果最好;
(5)砂袋袖口间距以5米左右为宜;
(6)每个砂枕施工完毕要用测量仪器检查砂枕形状,若发现较明显的凹槽难以处理则要以窄小的砂袋填补;
(7)面层砂袋充填至60%袋容时,施工人员穿雨鞋在砂袋上适当踩踏,让砂料均匀分布于砂袋内;
(8)施工过程中要经常测量注意砂袋沉降变化。
(9)注意倒滤层的厚度。对破坏的土工布及时修补。
3.3.2.5技术保证措施
1)砂袋定位控制
(1)施工前严格按设计图纸施放围堰轴线和內、外侧边线导标,其中內、外侧边线导标须根据已施工的砂袋标高结合围堰坡比经常调整位置。
(2)定位桩采用竹竿,定位桩根据导标粗定位后,由全站仪指挥精细定位。
(3)定位桩应稳固,如水流流速影响较大,需用锚固在上游的铁锚以缆绳拉接,防止倾斜倒塌。
(4)砂袋施工采用平铺方式,从最低处往上逐层铺设,层与层之间应错缝。
(5)每层新铺的砂袋与已完工的砂袋需搭接0.2-0.3米,防止砂料收缩后砂袋间留下较大孔隙。
2)边坡控制
施工前根据海底地形及砂枕设计标高、设计边坡绘制砂袋断面图,根据不同断面合理配置各种规格的砂袋。
施工过程中经常对已充灌砂袋进行测量,掌握砂袋实际位置、标高和边坡形成情况并指导施工顺利进行。
3)砂袋充填度控制
砂袋充灌的饱满度控制在75%-85%之间。砂袋充填过于饱满,土工布受到较大张力,容易使砂袋在不均匀沉降时折断。
施工过程注意均匀充灌砂料,施工员需手持硬套管按照由远到近、从四周到中间、先上游后下游的顺序进行均匀充灌,避免砂袋移位或起堆。注意不要使砂料充填至袖口。
面层砂袋充填至60%袋容时,施工人员穿雨鞋在砂袋上适当踩踏,让砂料均匀分布于砂袋内。
4)倒滤层控制
保证倒滤层的厚度及铺设均匀。防止在抛填块石时将砂袋砸破。土工布铺设时要保证搭接长度。
3.3.3灌注桩施工
3.3.3.1概述
出运码头前端综合桩基的受力和边坡的稳定性。滑道梁前端18米范围内的桩基采用直径1.1米的灌注桩,详见总平面布置图。桩基桩长21-24米,嵌岩深度为8米,桩顶标高为3.05米。
灌注桩配筋图如下:

图3.3-4嵌岩灌注桩配筋图
桩基钢筋配筋计算说明:
表3.3-1 配筋计算说明书
一、桩基配筋计算

桩身最大弯矩计算
桩径1.1m

Mmax
KN·m
1800
Nu
KN
4400
配筋计算

<水运工程混凝土结构设计规范>JTJ151- P30页的计算公式:

计算值
Nu=αα1fcA[1-sin(2πα)/(2πα)]+(α-αt)fyAs
KN
4401.261
ηNuei=ηMmax=2/3α1fcArsin3(πα)/π+fyAsrs[sin(πα)+sin(παt)]/π
公式右边
2311.027
αt=1.25-2α

0.409489
fc—混凝土轴心抗压强度设计值,C35,考虑施工工艺系数0.8,取16.7*0.8

13360
A—构件截面面积,π/4d2
m2
0.950332
fy—钢筋强度设计值,Ⅲ级钢筋,取360MPa
kPa
360000
As—全部纵向钢筋截面面积

0.009327
r—圆形截面的半径
m
0.55
rs—纵向钢筋所在圆周的半径
m
0.4675
e0=Mu/Nu—轴向力对截面重心的偏心距
m
0.409091
eα附加偏心距
m
0.036667
ei=e0+eα
m
0.445758
h—截面的高度,对圆形截面,h=d
m
1.1
h0—截面的有效高度,对圆形截面,h0=r+rs
m
1.0175
经试算,求解得:

α

0.420256
AS
m2
0.009327
配筋率

0.009815
0.6%A
m2
0.005702
圆桩配筋选19φ25,AS

0.009327
偏心距增大系数计算:

ei---偏心距(mm)

445.7576
η---偏心距增大系数η=1+1/(1400ei/h)*(l0/h)^2*ξ1ξ2

1.662981
ξ1---偏心受压构件的截面曲率修正系数ξ1=0.5*fc*A/N

1.442776
ξ2---构件长细比对截面曲率的影响系数ξ2=1.15-0.01*(l0/h)

0.942265
N---轴向压力设计值(N)

4400000
l0---构件的计算长度(mm)

22850.88
h---截面高度(圆取直径d)(mm)

1100
h0---截面有效高度 圆h0=r+rs(mm)

1017.5
A---构件的截面面积(mm)

950331.8
fc---混凝土轴心抗压强度设计值fc(N²/mm)

13.36

3.3.3.2施工工艺流程

施工准备
测量定位
钻机就位
桩位复测
钻进施工
护壁泥浆制备
钻渣存放
孔深测定、清孔
成孔检查
YES
处理
NO
安防钢筋笼
导管就位
钢筋笼加工
钻机移位
导管密封检查
二次清孔
水下混凝土灌注
混凝土拌合、输送
孔内泥浆排放
桩头处理
桩体检测
进行下道工序
泥浆外运

图3.3-5灌注桩工艺流程图
3.3.3.3施工方法
(1)沉钢护筒及成孔
钢护筒就位后采用吊机悬挂分节施打。钢护筒采用1.2米厚度为10mm钢板卷制成型,接口必须焊接牢固、密封。钢护筒的长度为9m。钢护筒施打采用42型振动锤。钢护筒沉放时,经测量定位后报验后开始振沉。时刻观察在振沉过程中的变化,及时校正冲孔桩桩位。钢护筒沉放误差必须在允许范围之内。纵向≤50mm,横向≤100mm,桩身垂直度≤1%;由于钢护筒长,为了确保钢护筒在施工中不偏位,不倾斜,采用仪器全过程跟踪震动锤施工钢护筒。
(2)钻机就位
因本工程冲孔桩钢护筒沉放已满足规范对冲孔桩的偏位要求。只要将冲机和钢护筒对中即可。
(3)泥浆配置
因冲孔桩的钢护筒打到强风化层,钢护筒能够承受内外水压力和砼压力。而不易产生坍孔等现象。因此冲桩冲孔对泥浆护壁要求不是很高。
(4)成孔
钻机就位后,调平底座及支架的垂直度。确保钻机运行时不产生偏移和下沉,钻孔过程要及时掏渣和反循环泵进行清渣。开冲一个台班后,重新复核桩位。确保桩位在规范允许范围之内。冲孔过程中,钢丝绳上设有标记,提升落锤要适度,防止提锤过高击断锤齿,提锤过低进尺过慢。工作效率低。在土层变化处应捞取土样,判断土层,并与地质剖面图对照,作好详细记录。
(5)终孔清孔及验收
终孔后,进行孔径及标高测量,桩位偏差复测,符合设计标准后立即进行清孔。采用反循环方法清孔。反循环清孔时,将反循环泵泵口靠近孔底。孔顶注入清水,反循环泵将孔底沉渣和泥浆抽出。直至将孔内的泥浆换出,孔底沉渣达到设计要求。
(6)钢筋笼的制作与安放
① 钢筋必须有出厂质量保证书,进场经复检合格后方可使用。钢筋笼制作按图纸要求,按<水运工程钢筋混凝土施工规范>执行。
② 钢筋笼分段制作,分段长度9m,两段钢筋笼焊接时,接头设置在35倍钢筋直径范围内的接头数不超过钢筋总根数的一半。
③ 钢筋笼均匀设置吊环或固定杆,以防吊运时扭转、弯曲,骨架主筋外侧应设置定位钢筋环、混凝土垫块,保证钢筋的保护层厚度。
④ 安装钢筋笼时,对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁,钢筋笼下沉到设计位置后,应立即固定,防止移动。
(7)二次清孔
钢筋笼和导管安装完毕后,下导管,利用导管再次清孔,清孔反循环抽浆法。清孔时护筒内保持原有水位,清孔结束后,及时检查沉渣厚度、合格后浇筑水下砼。
(8)灌注水下砼
浇筑水下砼用导管法施工,主要设备有刚性金属导管、承料漏斗、提升机具等。导管由内径200～300mm的无缝钢管分若干节组成,各节导管间经过快速接头加止水胶皮垫圈连接,以防漏水。中间管节长2.0～3.0m,导管下部最末一节长4～6m,配制砼的材料必须经检验合格后投入使用,导管必须具有足够的强度和密封性。导管在使用前必须进行水密承压试验,经压力试验强度和密封性均达到施工要求后方可使用。水密试验水压不小于孔内水深的1.3倍的压力,也不小于导管壁为焊缝可能承受灌注砼时最大内压力的1.3倍。可按P=γchc-γwhw计算确定。灌注桩混凝土配合比中粗骨料的最大粒径不应大于钢筋最小净距离的1/4,砼用砂为级配良好的中砂。砼的技术指标经过配合比设计、试拌确定。浇筑水下砼的工艺流程:坍落度要求在180~220mm,砼要求有良好的和易性。砼为自拌砼,砼罐车从砼搅拌站运输到现场。现场设置一台天泵,经天泵泵送到冲孔桩灌注的料斗中。先将导管沉至孔底,用一块圆形钢板将导管口盖住。钢板上焊有吊勾,用冲机的副机经过钢丝绳吊住。人工用木棍将盖板顶住。然后经地泵将砼泵送到料斗中。装满首批砼。首罐砼必须满足导管埋深必须1米以上孔内砼、孔底距导管口40cm的孔内砼、导管外侧平衡压力下的导管内砼三部分砼总和。根据公式计算V=ΠD2(H1+H2)/4+Πd2h1/4,首罐砼需 3.2m3。将导管底端提离孔底30～40cm,卷扬机将盖板拉出。使砼靠自重下落冲向孔底并向四周扩散。然后不断地将砼经过承料漏斗浇入导管内,管外砼便不断被挤上升,随着砼面的上升,相应逐渐提升导管。严禁导管提升过度。灌注开始后,应连续不断进行,每斗砼灌注时间间隔应尽量缩短,拆除导管所耗时间应严格限制,一般不超过15分钟,不得中途停工。灌注过程中,要专人勤测孔深,确定导管下端埋置深度和拆提管长度,使其保持适宜埋深,并填写好水下砼灌注记录表。导管埋置深度一般为2～4m,最大埋深不得大于6m,埋深太浅,容易造成断桩,埋深太大,容易造成埋管。由于顶部的砼疏松,灌注时超灌1m砼,待终凝后凿除。灌注砼时为防止排出的泥浆污染环境,及时用排浆泵将泥浆抽出,抽放到排污船中。先将泥浆排污船贮存,再运到指定地方倾倒。
3.3.3.4质量保证措施
a孔底沉渣必须清理干净,沉渣厚不大于50mm。再放钢筋笼,钢筋笼安装时要注意不让其碰到孔壁,并保证砼的保护层厚度,每圈数量不应少于4块。
b确定桩尖标高,可经过冲孔中的冲渣、进尺记录来进行检查,同时还应用带锤的检尺绳,在同一孔底测试两个点以上,以验证冲孔深度。
c灌注桩的钢筋笼,因直径较大,纵向刚度较小,在加工组装时,要注意钢筋笼的变形。
3.3.3.5施工机械
一台80t履带吊,一台液压振锤,4台冲孔桩机冲孔,4台泥浆泵。
3.3.3.6灌注桩常见缺陷产生原因分析及其对策
灌注桩的质量事故时常出现的原因是什么。①灌注桩的施工工序较多,工艺流程相互衔接紧密,环环相扣,持续时间较长且过程中不宜长时间停顿;②属于地下隐蔽工程,主要工序的施工过程都在水下及地下进行,不便监视;③影响施工正常进行和施工质量的因素很多,难以全面预见。
灌注桩缺陷就是指不能满足设计要求的灌注桩存在的质量问题。灌注桩的施工过程中,灌注水下混凝土是成桩的关键性工序,灌注过程中应分工明确,密切配合,统一指挥,做到快速、连续施工,灌注成高质量的水下混凝土,防止发生质量事故。一旦出现事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救。对于确实存在缺陷的冲孔桩,应尽可能设法补强,不宜轻易废弃,造成过多的损失。经过补强的桩须经认真的检验认为合格后方可使用。对于质量极差,确实无法利用的桩,应与设计单位研究采用补桩或其它措施。
a导管进水
㈠、主要原因
①首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量已够,但导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入。②导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。③导管提升过猛,或测探出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。
㈡、预防和处理方法第一原因时需要将钢筋笼提出采取复冲清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土,重新浇筑。若是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管;或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如重下新管,必须用潜水泵将管内的水抽干,才可继续灌注混凝土,为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土内应有足够深度,宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干,续灌的混凝土配合比应增加水泥量,提高稠度后灌入导管内,灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻,使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。
若混凝土面在水面以下不很深,且未初凝时,可于导管底部设置防水塞(应使用混凝土特制),将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力,以克服水的浮力)。导管内装灌混凝土后稍提导管,利用新混凝土自重将底塞压出,然后继续灌注。若如前述混凝土面在水面以下不很深,但已初凝后,导管不能重新插入混凝土时,可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒,用重压或撞击方法压入原混凝土面以下适当深度,然后将护筒内的水(泥浆)抽出,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净,再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。
b卡管
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管。卡管有以下两种情况:
㈠、初灌时隔水栓卡管;或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。
处理办法:可用长杆冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出冲孔,进行清理修整(注意切勿使导管内的混凝土落入井孔),然后重新吊装导管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,需按前述第二项处理方法将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻,要采取可靠措施防止回倒伤人。
㈡、机械发生故障、停电或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备好备用机械,发生故障时立即调换备用机械;同时采取措施,加速混凝土灌注速度,必要时,可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝,导管内又堵塞有混凝土,此时应将导管拔出,重新安设冲机,利用较小冲头将钢筋笼以内的混凝土冲挖吸出,用冲抓锥将钢筋骨架逐一拨出,然后以粘土加砂砾填塞井孔,待沉实后重新冲孔成桩。
c坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔现象,可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能上提,或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度,相差很多,均可证实发生坍孔。
坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低,或孔内外水位差减小,不能保持原有落水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动,或者有特殊地质夹层坍落等,均有可能引起坍孔。
发生坍孔后,应查明原因,采取相应的措施,如保持或加大水头。移开重物、排除振动等,防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出落入孔中的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出,将混凝土冲开抓出,同时将钢筋抓出,只求保存孔位,再以粘土掺砂砾回填,待回填土沉实后,重新冲孔成桩。
d埋管
导管无法拔出称为埋管。其原因是:导管埋入混凝土过深,或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大,或因提管过猛将导管拉断。
预防办法: