钢管桩施工方案.docx

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钢管桩施工方案

中储粮镇江粮油有限公司港口物流项目水工工程

钢

管

桩

施

工

方

案

编制：

审核：

审批：

中交二航局第三工程有限公司

中储粮镇江粮油有限公司物流项目水工工程项目经理部

2017年02月

1.编制依据

（1）《中储粮镇江粮油有限公司港口物流水工工程》施工图纸；

（2）《水运工程质量检验评定标准》（JTS257-2008）；

（3）《水运工程测量规范》（JTJ203－2001）；

（4）《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ248-2001）；

（5）《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）；

（6）《高桩码头设计与施工规范》（JTS167-1-2010）；

（7）《港口工程钢结构设计规范》（JTJ283-99）；

（8）《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；

（9）《海港工程钢结构防腐技术规定》；

（10）《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）。

2.工程概述

工程概况

中储粮镇江粮油有限公司港口物流水工工程位于长江下游镇扬河段和畅洲右汊右岸翻水河下游侧，地属镇江市京口区谏壁镇粮山村。

现有1#泊位后方岸边布置3个500吨级出运泊位，码头前沿线与现有沿江驳岸线一致，泊位总长175m，泊位上游距现有1#引桥，下游距现有出运码头。

待泊泊位长，共计27个排架。

内港池防撞桩分1#引桥防撞桩和2#引桥防撞桩，共计29个排架。

地质情况

根据江苏长江机械化基础工程公司2016年10月编制完成的《中储粮镇江粮油有限公司港口物流项目码头工程勘察报告》，勘探深度内拟建场地的土层自上而下可分为如下五层:

①层素填土（Q4al）:

主要为护岸块石夹粉质粘土等，分布于岸边，驳岸内侧较厚，经压实，成分较杂。

层厚～，层底标高～。

②层粉砂夹粉土（Q4al）:

灰色，饱和，稍密，含少量角砾。

砂粒成分主要以石英、长石为主，含云母屑片，夹粉土薄层，层理明显。

层厚～.层底标高～。

为中压缩性土。

③层淤泥质粉质粘土（Q4al）:

灰色，饱和，流塑，夹薄层淤泥质粉土，干强度低。

韧性低，在水域表层局部为江底灰色、灰黑色淤泥层，较薄。

本层厚～，层底标高～，为高压缩性土。

④层粉质黏土（Q4al）:

灰褐色，饱和，软塑，强度低，韧性中低，切面稍有光泽。

层厚～，层底标高～，为中偏高压缩性土。

⑤层粉质黏土（Q4al）:

灰褐色，饱和，可塑，干强度中等，韧性中等，切面光滑。

为中等压缩性土。

本次勘探未钻穿该层。

各土层的物理力学性质指标详见下表:

表2-1土的物理性质指标（平均值）

土层号

W（%）

R（KN/m³）

e

W1

WP

I1

①

/

/

/

/

/

/

②

③

④

⑤

表2-2土的力学性质指标

土层号

Es

（MPa）

a1-2

（MPa-1）

固结快剪

N

（击）

承载力

容许值

F（kPa）

C（kPa）

A（度）

①

/

/

/

/

/

/

②

90

③

60

④

100

⑤

140

工程数量

本工程钢管桩施工主要分为3个部分，分别为出运泊位陆上沉桩（Ф1000mm钢管桩81根，Ф1000mm钢护筒40根，Ф1000mm导向桩3根，）、待泊泊位水上沉桩（Ф800mm钢管桩27根,Ф800mm防撞桩29根），其中待泊泊位特殊区域2#引桥ZD1、ZD2墩台防撞桩（Ф800mm防撞桩6根）。

表2-3钢管桩数量一览表

名称

数量（根）

型号

备注

出运泊位

80

Φ1000钢管桩

后桩

出运泊位

40

Φ1000钢管桩

前墙

出运泊位

3

Φ1000钢管桩

导向桩

出运泊位

1

Φ1000钢管桩

定位桩

2#引桥

14

Φ800钢管桩

防撞桩

待泊泊位

27

Φ800钢管桩

前桩

待泊泊位

15

Φ800钢管桩

防撞桩

2#引桥支墩

10

Φ1100钢管桩

钢护筒

合计

190

3.施工总体部署

施工总体安排

根据施工总体进度计划安排，计划钢管桩施工时间为：

（1）出运泊位钢管桩施工：

2017年3月1日-2017年3月15日，共计15天；

（2）待泊泊位钢管桩施工：

2017年6月30日-2017年7月5日，共计15天。

出运泊位码头原驳岸墙拆除后进行土方回填为钢管桩提供施工工作面，根据实际情况出运泊位钢管桩桩位位于原驳岸内侧3m位置，拟采用50T履带吊配合振动锤进行施工，25t汽车吊配合钢管桩吊装及运输，钢管桩长度为30m，拟采用分段沉桩施工，焊接接桩，沉桩分段长度为12m、18m。

待泊泊位钢管桩施工鉴于现有码头1#泊位及引桥承载力限制，同时为了杜绝大型设备对1#泊位的现有结构的影响，确保施工安全，本工程待泊泊位钢管桩拟采用浮吊+振动锤水上沉桩方法施工，我部考虑到浮吊进入后方港池需通2#引桥，受现有皮带机廊道及改造后栈桥通航净空的限制，一般浮吊难以进退场，我单位拟采用起重臂可平放、船宽较小加配浮箱的专用起重船进场施工，该浮吊对通航净空的要求仅为，在同类项目的受限环境中已得到成功的运用。

图出运泊位桩位平面布置图

2#引桥ZD1、ZD2墩台防撞桩共6根，为避免对现有结构物、皮带机廊道以及对业主生产造成影响，对此处防撞柱采用分段接桩，浮吊进行沉桩施工，该施工设备有效的解决了受限空间沉桩的问题。

图2#引桥防撞桩平面布置图

4.机械设备选型及人员配置

机械设备

表4-1机械设备使用表

序号

名称

规格

数量

备注

1

履带吊

50T

2

沉桩施工

2

振动锤

DZJ120

2

沉桩施工

3

汽车吊

25T

2

钢管桩吊运

4

浮吊

1

水上沉桩

5

运输船

500T

1

水上沉桩

人员配置

表4-2钢管桩主要施工人员计划

序号

工种

人数

1

技术人员

2

2

履带吊司机

3

3

汽车吊司机

2

5

电焊工

2

6

电工

1

7

浮吊人员

10

8

质检员

1

9

安全员

1

10

测量员

2

合计：

24

功效分析

本工程钢管桩沉桩主要分为水上沉桩与陆上沉桩施工，主要施工工期如下：

（1）出运泊位陆上钢管桩：

2017年3月1日-2017年3月15日；

（2）待泊泊位及内港池防撞桩：

2017年6月30日-2017年7月14日。

出运泊位钢管桩施工日期共计15天，有效工作日为10天，根据现场地质及附近项目施工经验，采用履带吊配合振动锤各一台进行施工，每天沉桩为8根计算，80根钢管桩共计80/8=10天=10天，满足施工要求。

待泊泊位及内港池钢管施工日期共计15天，有效工作时间考虑10天，采用2艘运输船运输至现场，一艘浮吊船进行沉桩施工每天按6根考虑，共计56根钢管桩所需56/6=7天＜10天，满足施工要求。

5.施工总体部署

施工总体部署

根据实际情况出运泊位钢管桩桩位位于原驳岸内侧3m位置，拟采用50T履带吊配合振动锤进行施工，本工程钢管桩长度为30m，分12m、18m两节接桩进行施工。

鉴于现有码头1#泊位及引桥承载力限制，同时为了杜绝大型设备对1#泊位的现有结构的影响，确保施工安全，本工程待泊泊位钢管桩拟采用浮吊+振动锤水上沉桩方法施工，我部考虑到浮吊进入后方港池需通2#引桥，受现有皮带机廊道及改造后栈桥通航净空的限制，一般浮吊难以进退场，我单位拟采用起重臂可平放、船宽较小加配浮箱的专用起重船进场施工，该浮吊对通航净空的要求仅为，在同类项目的受限环境中已得到成功的运用。

2#引桥ZD1、ZD2墩台防撞桩共6根，为避免对现有结构物、皮带机廊道以及对业主生产造成影响，对此处防撞柱采用分段接桩，浮吊进行沉桩施工，该施工设备有效的解决了受限空间沉桩的问题。

钢管桩焊接

本工程钢管桩安排在具有相应资质等级的专业生产厂家加工制作，驳船运到施工现场，陆域沉桩须进行倒运。

钢管桩运输注意事项

钢管桩由水上运输。

驳船具备足够的长度和稳定性。

钢管桩运输时驳船上要设置半圆型专用支架，并采取加撑和系绑等紧固措施防止坠落、或航行过程中因风浪作用船体摇摆时导致桩滚动，必要时采用缆索紧固等措施。

钢管桩防腐层的保护措施

鉴于钢管桩防腐层施工过程中极易发生损坏现象，因此在本工程中，我们采取以下措施对钢管桩的防腐层在施工各环节加以保护。

（1）在钢管桩的装船和运输过程中，在桩驳上配备专用搁置支架，搁置面衬装橡胶垫，避免涂层和支架直接接触损坏涂层。

（2）施工过程中，采取有效措施防止钢构件对钢管桩防腐层的破坏。

（3）将组织长期从事钢管桩外表防腐施工、修补的专业队伍来承担施工中损坏的钢桩防腐层的修补。

钢管桩焊接及检测

（1）钢管桩焊接材料的型号和质量应符合设计要求，并附有出厂合格、证明书、必要时应按有关规定进行检验。

（2）钢管桩焊接所用焊条、焊丝和焊剂应存放在干燥处，焊前应按产品说明书，要求进行烘焙，并在规定时间内使用。

（3）焊接前应将焊接坡口及其附近范围内的铁、锈、油污、水气和杂物清除干净。

（4）为减少变形和内应力，管节对口焊接时宜对称施焊。

（5）焊接工作完成后，所有拼装辅助装置，残留的焊瘤和熔渣，等均应除去。

（6）对所有焊缝均应进行外观检查，焊缝金属应紧密，焊道应均匀，焊缝金属与母材的过渡应平顺，不得有裂缝，未融合，未焊透，焊瘤和烧穿等缺陷，对焊缝应进行无损探伤检查。

（7）超声波和射线照相探伤的结果应符合现行国家标准《结构工程施工及验收规范》及《钢熔化焊对接接头射》线照相和质量分级的等级标准。

（8）当探伤结果不符合上述规定时，应对不合格焊缝的两端分别向外作与该段长度相等的延伸补充探伤检查，并按下列规定修补：

1、当补充检查的焊缝合格后，应对原不合格的焊缝段进行修补。

2、当补充检查的焊缝仍不符合规定时，应进行研究采取有效措施，确保焊缝质量。

3、对修补后的焊缝仍应进行探伤检查，不合格焊缝的修补次数不宜超过两次。

钢管桩接桩

（1）出运泊位钢管桩接桩

单根钢管桩采用12m、18m两节接桩施工，沉桩时需边打入边焊接接长，一般可采用日二氧化碳气体保护焊机焊接，具有效率高，质量好，焊接变形小，适应全位置焊接，操作方便等优点。

焊丝采用金桥自动保护焊丝，由焊机的送丝机构自动送丝，靠人工手把（焊枪）焊接。

焊接前应将下节桩管顶部变形损坏部分修整，上节桩管端部泥砂、水或油污清除，铁锈用角向磨光机磨光，并打焊接坡口。

并将内衬箍放置在下节桩内侧的挡块上（图3），紧贴桩管内壁并分段点焊，然后吊接上节桩，使其坡口搁在焊道上，使上下节桩对口的间隙为2～4mm，再用经纬仪校正垂直度，在下节桩顶端外周安装好铜夹箍，再行电焊。

施焊应对称进行，管壁厚小于9mm的焊两层，大于9mm的焊三层。

焊接时注意：

焊完每层焊缝后，及时清除焊渣；每层焊缝的接头应错开；充分熔化内衬箍，保证根部焊透；遇大风，要装挡风板；气温低于0℃，焊件上下各100mm要预热；焊接完毕后应冷却1～5min，再行锤击打桩。

图5-2钢管桩接头焊接

（2）防撞装水上接桩

1、水上接桩要求：

控制下节桩的桩顶标高、使接桩不受水位影响。

同时避免下节桩置于软土层上，当下节桩入土较浅时，应采取措施防止倾倒；沉桩平台应保持平稳，上、下节保持在同一轴线上；下节桩锤击后如有变形和破损，接桩前需将变形和破损部分割除，并用砂轮机磨平；对口定位点焊需对称进行；

2、下桩过程中，桩架应保持垂直；

3、沉桩过程需满足以下要求：

振动沉桩时，保持振动锤中心和钢管桩在同一轴线上；打桩过程中，如无意外事故，不得中途停锤，必须连续施打完毕；不得用移船方法纠正桩位；

4、为防止在风浪、水流等作用下发生桩倾斜、偏位等，需采取以下措施：

沉桩后应及时连接桩头；采用加固措施将桩头加固；

5、由于现场实际地质情况与原设计差异较大，沉桩过程已现场实际为准，沉桩停锤应已最后复打阶段持续振动5分钟，而无法进尺为标准。

出运泊位钢管桩沉桩

本工程出运泊位钢管桩采取陆上沉桩施工，Ф1000mm钢管桩共有80根。

钢管桩及吊耳板材料均为Q235B钢，长度为10~30m不等，施工范围为出运泊位前墙、后桩、导向桩，后桩顶标高为+，桩底标高；前墙桩顶标高+，桩底标高，+。

桩顶以下~范围内进行防腐处理。

采用50吨履带吊配合振动锤进行施工。

出运泊位钢管桩施工流程

沉钢管桩施工工艺流程图见图5-3。

施工准备

测量定位

定位桩打设

钢管桩采购

钢管桩检验

钢管桩防腐

钢管桩沉桩

钢管桩插桩

桩位复测

合格

图5-3钢管桩陆上施工工艺流程图

出运泊位钢管桩沉桩施工方法

（1）机械设备选择

陆上钢管桩施工，机械采用50吨履带吊车、配合DZJ120振动锤施工。

（2）施工放样与定位

施工前，由测量人员依据设计图纸以及甲方现场提供的有效控制点，施放出钢板桩的桩位位置以及定位轴线。

（3）钢管桩沉桩

起吊。

在钢管桩桩顶下方约10cm处对称开两个φ6cm的孔，然后对该孔进行适当的打磨，以利于卡环的卡扣，在吊桩时，钢丝绳配卡环卡扣在已打好的φ6cm孔内，卡环吊住桩顶徐徐上升，直至该桩垂直。

钢管桩在起吊过程中应避免由于碰撞、摩擦等原因造成涂料破损、管节变形和损伤，同时在起吊、沉桩过程中应避免钢索、船体、码头接触、摩擦、碰刮钢管桩，并在接触面、点采取包裹柔性材料的措施。

沉桩。

沉桩前，对到场钢管桩的制作及防护等质量进行逐根检查，经检验合格后，方可用于本工程的施工。

沉桩以标高控制为主。

待泊泊位钢管桩沉桩

现有1#泊位及1#引桥受荷载限制，大型设备无法进入，待泊泊位钢管桩沉桩施工无法利用现有1#泊位码头作为履带吊行走沉桩平台，无法组织履带吊进场进行振动沉桩施工。

待泊泊位钢管桩施工组织方式为：

起重船驶进港池，振动锤方式进行水上沉桩。

港池疏浚完成，水深满足要求后，施工船舶进入后方港池，进行待泊泊位施工，水上进行钢管桩沉桩、防撞桩沉桩施工。

本工程待泊泊位水上钢管桩沉桩施工，浮吊进入后方港池需通过2#引桥，受现有皮带机廊道及改造后栈桥通航净空的限制，一般浮吊难以进退场。

我单位拟采用起重臂可平放、船宽较小加配浮箱的专用起重船进场施工，该浮吊对通航净空的要求仅为，在同类项目的受限环境中已得到成功的运用。

本工程待泊泊位钢管桩采取水上沉桩施工，钢管桩采用水上沉钢管桩共有Ф800mm钢管桩56根，其中待泊泊位共计27根，单根长度28m，桩顶标高，桩底标高，施工范围为1#泊位后方；防撞桩共计29根，单根长度28m，桩顶标高，桩底标高，分为X1-X15、Y1-Y14两个施工区域。

钢管桩沉桩以标高控制为主，施工完成后，桩内灌砂，焊接桩间钢联撑以及附属钢结构。

钢管桩插桩

钢管桩沉桩

桩位复测

起锤

浮吊船定位

钢管桩制作

待泊泊位钢管桩施工流程

图5-4沉桩施工工艺流程图

待泊泊位钢管桩沉桩施工方法

（1）设备选择

根据现场踏勘情况发现1#泊位后平台横梁桩基仅有两根桩，不适合进场大型机械沉桩施工，所以本工段钢管桩沉桩我部拟采用100T专用浮吊配合DZJ120振动锤进行沉桩。

（2）起吊

在钢管桩桩顶下方约10cm处对称开两个φ6cm的孔，然后对该孔进行适当的打磨，以利于卡环的卡扣，在吊桩时，钢丝绳配卡环卡扣在已打好的φ6cm孔内，卡环吊住桩顶徐徐上升，直至该桩垂直。

钢管桩在起吊过程中应避免由于碰撞、摩擦等原因造成涂料破损、管节变形和损伤，同时在起吊、沉桩过程中应避免钢索、船体、码头接触、摩擦、碰刮钢管桩，并在接触面、点采取包裹柔性材料的措施。

（3）安装导向架

导向架安装固定利用原1#泊位后平台做为固定点，逐根施打逐根安装。

（4）沉桩

沉桩前，对到场钢管桩的制作及防护等质量进行逐根检查，经检验合格后，方可用于本工程的施工。

沉桩以标高控制为主。

特殊区域钢栈桥及廊道下方防撞桩施工

2#引桥ZD1、ZD2墩台防撞桩共6根，为避免对现有结构物、皮带机廊道以及对业主生产产生影响，对此处防撞柱采用履带式打拔桩机进行施工，该施工设备有效的解决了受限空间沉桩的问题，有效地保障了业主的生产不受影响。

图5-5履带式打拔桩机

6.质量保证措施

成立以项目经理为组长、总工为副组长，各相关主要职能部门负责人为组员的工程质量管理领导小组。

具体见下图6-1。

图6-1质量保证体系

钢管桩施工技术标准

钢管桩的施工技术要求见下表：

表6-1钢管桩水上沉桩允许偏差

序号

项目

允许偏差（mm）

1

设计标高桩顶处平面位置

内河和有掩护的近岸沉桩

100

无掩护的近岸沉桩

150

2

桩身垂直度（每米）

10

表6-2钢管桩陆上沉桩允许偏差

序号

项目

允许偏差（mm）

1

设计标高桩顶处平面位置

板基础桩

边桩

100

中间桩

D/2

2

桩身垂直度（每米）

10

注：

D为桩径，单位mm

质量控制要点

施工注意要点

（1）潮水涨、落潮时，随潮水的涨、落适时松、紧缆绳，以保持船位不变和防止个别锚缆受力过大。

（2）施工时结合地质详勘资料，逐根分析桩的入土情况，锤击沉桩，详细记录沉桩过程，做好沉桩记录，特别对贯入度的异常变化，切忌强行施打或盲目施打，防止出现钢管桩卷口或超沉现象，要准确反映停锤前几阵贯入度。

（3）锤击时严格控制桩的垂直度。

（4）监测岸坡的稳定和已沉桩（斜桩、岸坡上桩）的变位，如果发现有变化，研究并采取相应的处理措施。

（5）沉桩时考虑到有可能出现的偏位，施工前应清楚水下可能存在的障碍物并根据事先探明的地质变化情况决定下桩时的提前量，沉桩作业中随时注意观察，对提前量参数进行调整。

（6）及时测出已沉桩的成果资料。

为保证沉桩质量，对桩位数据必须认真计算、校对、确认无误后方可用于施工。

沉桩期间如遇异常情况应暂停施工将情况汇报监理及设计经研究决定后再行施工。

沉桩及监控方法

根据现场情况，沉桩测量定位采用任意角交会，交会角介于30°~150°，采用水平仪、经纬仪和全站仪三种仪器进行沉桩测量控制。

当沉桩完毕后解除振动锤时，管桩由于其自身倾斜所产生的重力方向上的分量，会使桩有轻微的下沉。

因此需估测换打前后的偏位值，以确定桩位。

浮吊调整好自身的水平、方位和确定振动锤夹钢管位置后替打，测量再次观测桩的偏位和倾斜度，确定各项控制数据完全达到设计要求时，可以开始施打。

起先锤击原则：

打桩初时，起锤激振力应较小，通过观察桩身、振动锤等中心轴线一致后，方可转入正常施打，以避免偏心振动。

振动沉桩过程中，起先宜采用激振力低振，在桩由软土层进入硬土层时，应改用高振动力；快至设计桩顶标高时，应按使用高激振力档位施工，以确保桩的承载力在设计要求的停锤贯入度下达到设计承载力，无特殊原因，振动要保持连续，以免土壤恢复而增加其对沉桩的阻力。

7.安全保证措施

安全目标

负伤事故频率＜‰；

以零为奋斗目标，不发生重大工伤事故杜绝死亡事故。

安全制度保证

建立完善的安全管理网

项目经理部明确生产副经理主管安全生产工作，成立有关负责人参加的安全领导小组，负责研究与决策有关安全方面的重大问题。

下设专职安全工程师，负责工程的日常安全管理工作,专职安全工程师必须报请甲方监理工程师认可。

班组设兼职安全员。

并赋予他们进行安全管理、指导、检查、监督、制止违章，在危险时采取紧急措施，组织考核安全工作等责任与权力。

专职安全工程师持证上岗，在现场均须配戴好工作标志。

每月召开一次安全领导小组会议

讨论决定安全生产的重大事项；每周进行一次安全检查，并随即召开一次各部门的安全会议，检查总结一周的安全工作，贯彻安全领导小组决定，落实整改措施。

完善并执行安全目标管理制度

其中包括：

机械安全操作规程，安全用电制度、事故报告制度等。

实行安全目标管理

层层分解落实安全指标，严格执行与经济挂钩奖惩制度，坚决实施安全否决权制度。

配备安全防护用品

工地在醒目位置设立安全规定告示牌、安全宣传标语。

钢管桩施工安全注意事项

（1）加强对施工人员的安全教育，由安机部门定期组织安全培训，建立并完善奖惩制度。

（2）施工人员进入出运泊位及待泊泊位施工现场必须戴好安全帽，水上作业必须穿救生衣。

（3）重视施工区的防火，钢管桩堆放区域防盗安全，按照消防的规定，配备消防器材。

（4）所有钢管桩施工供电线路一律由电工装设，电器必须严格接地、接零，漏电保护器工作灵敏，配备齐全，非电工不得从事电工作业。

（5）所有配电柜、闸刀箱接头必须符合安全要求，必须配备保险丝或者触电保安器。

（6）现场所有电线、电缆必须进行绝缘性能检测，施工中应经常检查，发现达不到绝缘性能的电线、电缆要及时更换。

（7）出运泊位及待泊泊位钢管桩施工电焊工、起重工等特殊工种需100%持证上岗。

（8）钢管桩吊运时要注意安全，起重臂及构件下面不准站人，吊车必须经过检查合格后方可使用。

（9）吊钩、钢丝绳等起吊设备必须定期检查，如有不合格应及时更换。

（10）加强对设备的维修与保养，发现机械有异常应立即停止使用并检查找出问题的所在，及时修理。

（11）起吊时应有专人指挥，落钩之前应检查钢管桩等是否放置平稳，指挥人员应正确指挥，指挥手势统一、明确。

（12）严禁施工人员带病、疲劳施工。

（13）夜间施工要有足够的照明。

8.环保、文明施工措施

（1）施工现场实行封闭施工，四周除人员、车辆进出口通道外，其余周边应按规定封闭。

（2）施工现场应设置连续、通畅的排水设施和其他应急设施，防止污水、废水直流或堵塞排水通道。

（3）严禁机械把废弃的机油、动力油等直接排放到水中或地面。

（4）工具材料整齐堆放，每班收工做到工完场清，场地整洁，防止扬尘。

（5）现场噪音排放不得超过国家标准《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）的规定。

（6）在施工场界对噪音进行实时监测与控制。

监测方法执行国家标准《建筑施工场界噪声测量方法》（GB12524-1990）。

（7）使用低噪音、低振动的机具，采取隔音与隔振措施，避免或减少施工噪音和振动。