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(xiàng)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 + 116.840 LDK001+711.080 ，該橋全長 594.24m，橋梁 結(jié)構(gòu)形式為 1-24m+6-32m + (48+2 X 80+48 ) m + 1-32m+2-24m +1-32m ，全橋?yàn)闃痘A(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(jì)單位的要求，需先進(jìn)行棧橋施工，然后再由設(shè)計(jì)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

2、提供的水文材料，沙溪河十年一遇洪水位為107.92m，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(jì)劃針對本工程的特點(diǎn)，按照職能明確、精干高效、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、指揮有力的原則組建項(xiàng)目部的架子二隊(duì)，架子隊(duì)設(shè)隊(duì)長 1人、畐U隊(duì)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(duì)作業(yè)人員34人。

3、132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(yùn)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(jì)劃于 2009年2月10日開工，2009 年4月21日完工，計(jì)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4.2 9.8m，根據(jù)調(diào)查資料，橋址處的沙卵石層為5 10m , 下部為泥質(zhì)砂巖。墩位處置采用©426 X8mm鋼管樁、2136b工字鋼 橫梁及128a工字鋼分配梁搭設(shè)平臺作為樁基的鉆孔平

4、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,具體布置見水中墩施工棧橋與平臺布置圖。2.2設(shè)計(jì)最大施工荷載根據(jù)鉆孔平臺的使用特點(diǎn)和設(shè)計(jì)意圖， 結(jié)合平臺施工需要，確定 設(shè)計(jì)最大荷載為60噸。按平臺上同時設(shè)置3臺沖擊鉆（15t X3）,施 工荷載和其它荷載（按15t計(jì)）。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600 X200mm。2.3、設(shè)計(jì)思路本棧橋施工平臺設(shè)計(jì)思路是先根據(jù)荷載計(jì)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(yàn)算，如發(fā)現(xiàn)不滿足，則重新布設(shè)并驗(yàn)算，直至滿足設(shè)計(jì)要求。2.4平臺基本布置主墩

5、平臺總體尺寸為：8#、9#、10#墩23.6 X20m，考慮下一 步鋼圍堰的施工，平臺工作樁距承臺邊 2.4m，采用©426 X8mm鋼 管樁作為平臺管基，共需要©426 X8mm鋼管樁42根。輔墩平臺尺 寸為：6#墩 19 Xl8.9m、7#墩 20.4 X20.05m、11#墩 20.4 X20.5m、 12# 墩 17.75 X17m ,采用 ©426 X8mm 鋼管樁，各需要 ©426 X8mm 鋼管樁36根（12#墩30根）。橫梁采用2根136b工字鋼雙拼，與 鋼管樁焊接在一起。分配縱梁采用128a工字鋼，間距為0.3米平臺 面板采用8= 10

6、mm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(yàn)，以驗(yàn)證與設(shè) 計(jì)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(yùn)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(jì)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

7、巖，計(jì)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(jì)，計(jì)算自由端按 13m計(jì)。鋼管樁設(shè)計(jì)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:單個平臺鋼材數(shù)量統(tǒng)計(jì)序號名稱規(guī)格單位數(shù)量單位重<ka>總重IkQ備注1平臺面板鑰板6 = lOffun血4茂理訂訂0522縊向分配梁1 28a皿15804亂4768682. 63權(quán)梁I 36bm283, 2蚯6618594. 94巾 426 X Simm630S4529205權(quán)向斜撞槽鋼【20日皿402.822. 639115. 26縱向斜撐櫓鋼【閃am396.4122. 6389

8、717合計(jì)195335.7輔墩鉆孔平臺材料數(shù)量:6#墩：I6#墩平臺鋼材數(shù)量統(tǒng)計(jì)一序號名稱規(guī)格單J數(shù)量單位重(kg)總重(kg)備注1平臺面板鋼板S =10nmm2359.178.628189.42縱向分配梁I28am119743.47&2033.63橫梁I 36bm22&865.6614891.74*426X8mram54084453605橫向斜撞槽鋼【20am320.122.637243.96縱向斜拯踏鋼20am321.7322,637290.757舍計(jì)154999.47#墩:7#墩平臺鋼材數(shù)量統(tǒng)計(jì)序號名稱規(guī)格單也R8 B單位重(kg)AX (kg)備注1平臺面板舸板E =

9、10mnm2418,278.532828, 72縱向分配樂128a皿139443.4760697.23惜梁I 36bEl244.865.6616073.64劎管樁血 426X8miID54084453605橫向斜掾喈鋼20am341922.637805.16縱向斜據(jù)喈鋼2(bm340.3622.637702.347含計(jì)159886. 511# 墩:11#墩平臺鋼材數(shù)量統(tǒng)計(jì)序號名稱規(guī)格單也單徒重(kg)總重(kg)備注1平臺面板鋼板6 =10nm2418.278.532028. 72縱向分配梁I28am140L 64147眾1藏43権槃136bn24665.6616152.44鋼管樁m54084

10、453605橫向斜撐槽鋼20anS44.922.637805.1縱向斜撐槽鋼20am319.72Z637913.77171248.312# 墩:12#墩平臺鋼材數(shù)量統(tǒng)計(jì)序號名稱規(guī)格單位數(shù)量單也重(kg)總重(kg)備注1平臺面板鋼板n2301. 7578.523687. 42縱向分配粱I28am102043.4744339.43橫梁136bm177,565.6611654, 654鋼管樁426 X Sumin45084378005橫向斜撐樽鋼20a皿283.122,636406. 66縱向斜樓槽鋼20a253.222.635?307含計(jì)129618.1鉆孔平臺使用材料匯總分別為： 426*8m

11、m 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(yùn)輸臺車運(yùn)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(diǎn)位置，根據(jù)中心點(diǎn)放出十字樁，然后安放導(dǎo)向架， 確認(rèn)位置及垂直度確認(rèn)準(zhǔn)確后開始打入，

12、 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(jì)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136b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(jì)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工字鋼橫梁長度方

13、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 128a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L豈用吊扎覆擬輔錘攏打平臺2.釗管樁槌同跌象jfc工及樁ZJ 沁啟工4.2鉆孔平臺上其它結(jié)構(gòu)設(shè)置施工技術(shù)措施421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(yùn)輸、起吊都應(yīng)按規(guī)定設(shè)置支

14、點(diǎn)和吊點(diǎn)。4.2.2鋼管樁一般由1 2節(jié)組成，在施工的平臺后方棧橋上接 長成整根樁，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%o,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(jì)標(biāo)高及

15、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平臺橫梁在岸邊預(yù)制好后，由運(yùn)輸車（船）運(yùn)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

16、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(xiàng)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(xiàng)的使用、 管理制度，項(xiàng)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(jì)驗(yàn)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(jì)入沖擊擾動荷載），按3臺鉆機(jī)同時施工則15 X3=45t、設(shè)計(jì)動荷載系數(shù)依規(guī)范取1.2，因此檢算荷

17、載為60t。6.2、結(jié)構(gòu)計(jì)算6.2.1、128a工字鋼縱向分配梁驗(yàn)算：按均布荷載及集中荷載作用下的簡支梁計(jì)算最大跨徑為5.10I28a工字鋼截面參數(shù):2截面面積A=55.37cm單位重量g = 4347kg/m4截面慣性矩1 =7115cm3截面抵抗矩W =508.2cm半截面面積矩S= 292.7cm3翼緣平均厚t 0.85cm。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600 x200mm。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/ (3 X2)

18、 =5t恒載:橋面板和橫梁自重 q恒=0.3 X78.5 + 43.47=67.02kg/m155200155RaRb由靜力平衡方程對Rb取矩:Ra X5.1=670.2 X5.1 X2.55+5.0 X104 X3.55+5.0 X104 X1.55 計(jì)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：M 活二 pa = 5.0 104 1.55 = 77knm恒載產(chǎn)生的跨中彎矩：M 恒 Jql2 J 670.2 5.1 2.2knm 恒 8 8跨中的總彎矩取值:M=Mb+M 恒=77+2.2=79.2k nm謖 2knmM 79 2 疋10故：正應(yīng)力1558.4kg/c

19、m = i55.84MPa v !丨-215MPaW 508.2剪應(yīng)力=屠=5170_= 250.22kg / cm2 = 25MPa - L 110MPa7115 0.85能夠滿足要求6.2.2、2I36b 橫梁工字鋼驗(yàn)算按均布荷載及集中荷載作用下的簡支梁計(jì)算最大跨徑為5.10米。136b工字鋼截面參數(shù):2截面面積A = 83.64cm單位重量g= 65.66kg/m4截面慣性矩，16574cm3截面抵抗矩W = 920.8cm3半截面面積矩S=541.2cm翼緣平均厚tw = 1.20cm恒載：上構(gòu)自重:*5.1+51ix 78.5 +I 2丿15551+51、'卜 43.47 x

20、 20.4/5.1 + 65.66 x 2 = 1418.458kg / m200155UOkn150knRbRa由靜力平衡方程對Rb取矩：Ra X5.仁 1418.458 X5.1 X2.55+15000 X3.55+15000 X1.55計(jì)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：皿活=pa=15O0. 竺2 L 23250kgmI 2丿恒載產(chǎn)生的跨中彎矩： M 恒=lql2 = 0.125 1418.458 5.12 = 4611.76kgm 恒8跨中的總彎矩取值：M 總=M 恒 M 活=23250 4611.76 二 27861.76kgm278.6

21、2knn故：正應(yīng)力二=M = 27861.76 100 = 1512.9kg/cm2 = 151.3MPa 215MPaW 920.8 7剪應(yīng)力 =QSlb18617.07 541.216574 1.2 2=253.3kg/cm2 = 25.33MPa =110MPa能夠滿足要求6.2 , 3、鋼管立柱檢算、單根426*8mm 鋼管樁受力計(jì)算按每根樁樁長為15m，自由端長13m計(jì)算單根鋼管柱實(shí)際受載二支反力N=171.03KN單根鋼管樁容許承載力：D 2一d 2 剛度計(jì)算：<426*8mm 鋼管樁回轉(zhuǎn)半徑i= '= 147.8mm4長細(xì)比 QL/i=13000/147.8=88=130滿足要求樁的容許承載力計(jì)算：P= ©FR/K查表縱向彎曲系數(shù)©=0.583，單根樁截面的計(jì)算面積（©外426 ,t=8mm ）F=0.0105m 2，鋼的屈服應(yīng)力 R=210Mpa，安全系數(shù)K取2.0，則:P=0.583 X 0.0105 X 210 X 103/2=642.76KN> 支反力N=171.03KN滿足要求、鋼管樁壓桿穩(wěn)