浙江某港口水运围垦工程碎石桩试桩施工方案.doc
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1、+温州港状元岙港区围垦(第三施工段促淤堤)工程碎石桩施工方案 中交第三航务局有限公司 编制单位:温州港状元岙港区围垦(第三施工段促淤堤) 工程项目经理部编制日期: 2011年10月温州港状元岙港区围垦(第三施工段促淤堤)工程碎石桩试桩施工方案主 编: 施立军 (工程师)参编人员:励正丰 (工程师)黄首智 (工程师)曾仁刚 (助理工程师)刘 冰 (技术员)张艳志 (施工员)付锦程 (助理工程师)审 核 人: 徐康茹 (高级工程师)目 录1、 编制依据32、 试桩位置及目的33、 工程概况34、 施工部署45、 试桩施工工艺56、 桩基质量检测77、 质量保证措施78、 安全保证措施89、 资料整
2、理101 编制依据1.1 温州港状元岙港区围垦(第三施工段促淤堤)工程设计图纸(中交第三航务工程勘察设计院 2011年4月),状元岙港区围垦(第三施工段促淤堤)工程 设计交底会问题答复2011年8月3日。1.2 温州港状元岙港区围垦工程(第二、三施工段围堤轴线修改)施工图设计阶段工程地质勘察报告(温州工程勘察院有限公司 2005年6月)1.3 施工规范和验收标准(1) 港口工程地基规范(JTS 147-1-2010);(2) 水运工程质量检验标准(JTS 257-2008);(3) 港口工程碎石桩复合地基设计与施工规程(JTJ 246-2004);(4) 港口工程基桩静载荷试验规程(JTJ 2
3、55-2002);(5) 建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002);(6) 其它有关的现行标准、规范。1.4 2011年9月9日专题会议会会议纪要。1.5 2011年10月20日专题会议会会议纪要。2 工程综述2.1 工程概况温州港状元岙港区围垦(第三施工段促淤堤)工程位于温州市洞头县元觉乡状元岙岛北侧,拟建的状元岙港区二期以西,深门大桥以东。分北侧潜堤和西侧潜堤,北侧潜堤长约1350m(桩号K1+850K3+200),西侧堤长约650m(桩号K3+200K3+850)。本工程堤基加固采用碎石桩工艺,沉桩前先在天然泥面上铺设两层总厚度为1.0m的砂被垫层。碎石桩在冲灌砂被垫层结束后分区进
4、行,加固面积约13.6万m2。碎石桩采用分区加固,置换率分别为20%及15%,桩径1m,原设计间距1.98m和2.28m。K1+850K3+050段,堤轴线后7.00m至堤外采用1.98m间距,堤后7.00m30.30m范围内采用2.28m间距;K3+050K3+ 850段,堤前12.75m范围以外采用1.98m间距,堤前12.75m范围以内及堤后采用2.28m间距,正方形布置。后根据我单位船机设备的具体情况和规范的有关要求,通过设计交底会提出了桩形布置的调整意见,设计同意了我单位提出的桩形布置调整意见,目前暂按如下意见实施:方形桩形布置改为梅花形(等腰三角形),即置换率为20%的1.98m1
5、.98m方形布置改为2.1m1.87m(底高);置换率为15%的2.28m2.28m方形布置改为2.1m2.48m(底高)。共有碎石桩30644根,碎石方量为m3。 4 施工总体部署4.1 施工部署和总的施工安排根据本工程的实际情况和总工期的要求,总体施工潜堤长度2000m(北侧潜堤1350m;西侧潜堤650m),为加快施工进度,本工程计划从两端同时开工,然后向中间推进,先期投入2条铺排船进行2层砂被垫层铺设施工,然后投入2条砂桩船进行碎石桩施工,在碎石桩沉设完毕后,随后开展砂肋软体排铺设和第3层砂垫层铺设施工,护底块石、抛填堤心石和抛理块石护面施工随后跟进,形成流水施工,以保证如期完成本项目
6、施工任务。本工程计划于2011年8月1日开工,总的施工安排如下:(2)碎石桩施工: 2011年9月1日2012年11月30日,工期15个月。4.1.1 主要工作量: 4.1.2 施工总平面布置图。施工总平面布置主要分以下部分:4.1.3 劳动力的配备本工程根据项目部组织机构,配备有相类似工程施工经验的技术管理人员15人,在工程开工前全部到位,工人根据施工的进展逐步进场。4.1.4 施工船机的配备 本工程根据施工需要主要完成铺设砂被垫层、砂肋软体排、沉设碎石桩、抛石等施工任务。所需船机为铺排船、砂桩船等,以上所需船机由本公司统一调遣,充分保证现场施工的需要。通过水路进入施工现场,调遣周期为1周。
7、4.1.5 材料的供应 本工程所需的施工材料主要有海砂、碎石、块石、土工布,数量大,具体供应情况如下:(1)海砂:由业主提供,通过陆-水转运至施工现场。(2)碎石及块石:由乐清、玉环等地的宕口采购,为了保证连续供应,计划多个宕口同时供应,水运至施工现场。(3)土工布:向有资质的生产厂家采购,陆运至施工现场。4.1.6 施工总流程图本工程分为北侧堤和西侧堤工程,根据现场情况,采取流水施工,其施工总流程图如下:5 主要施工方案5.1 测量工程5.1.1 概述本工程为温州港状元岙港区围垦工程第三施工段,自桩号K1+850K3+850,内容包括铺设砂垫层、沉设碎石桩、铺设砂肋软体排及抛石理坡等项目。为
8、精确控制堤身的轴线及边线和沉碎石桩施工,我们从业主提供的首级控制点作为本工程施工测量控制网的起算点。在人员配置上,选派具有丰富施工经验和操作技能的测量技师担任测量组长,并选派曾参加过温州港状元岙港区一期工程施工的测量人员,由上述人员组成一支实力雄厚的测量队伍,采用包括GPS在内的多种测量技术手段,对整个工程进行全面的、精确的平面和高程控制。5.1.2 坐标系统和水准点(1) 坐标系统:本工程采用北京54坐标系施工控制坐标点一览表编号X坐标Y坐标标高(m)控制点来源14.059.58859.125业主提供16#.698.9046.815业主提供(2)水准点:本工程采用85国家高程 施工控制水准点
9、一览表编 号高 程(m)坐 标水准点来源1459.125(.059,.588)业主提供16#6.815(.698,.904)业主提供IG035.312(.162,.129)业主提供5.1.3 施工测量控制网布设 施工测量严格按照水运工程测量规范(JTJ203-2001)中有关规定执行,基准面采用85国家高程。在施工测量控制网布设前,对业主提供的首级控制点进行踏勘复核,按要求办理书面的移交手续,并经监理工程师验收确认,以确保控制网的精度。由于业主提供的控制点相距1491米,工程施工战线较长,无法用常规仪器布测量控制网,所以采用GPS定位技术布测施工平面控制网。(1) 测量仪器序号仪器型号数量1中
10、海达HD8200 GPS接收机8台2中海达HDS2003数据处理软件1套(2)布设方法及要求平面控制网外业采用高精度双频GPS接收机用静态相对定位模式按照一级GPS平面控制网的技术要求布测。GPS静态相对定位模式,执行的技术指标见下表:序号项 目技术指标1卫星高度角152数据采样间隔=203观测时段长度40min4平均重复设站数N25PDOP值6外业观测时用记录手簿对GPS观测过程的有关测站信息、仪器的天线高度等均需仔细量测和认真记(3)GPS数据内业处理GPS数据处理采用HDS2003软件进行解算。(4)测量控制网布设根据现场实际地形情况和施工需要,本工程的测量控制网基线布置图如下:(5)
11、施工加密点的布设我们在施工测量控制网的布设时,充分考虑施工实际需要,以及应用的测量放样手段的基础上,在附近布置三个施工控制点,分别为SH-1、SH-2、SH-3。并考虑在生活住地附近设置一个控制点作为GPS参考站。施工测量控制网测量时,在业主提供的控制点与拟布设的控制点间按需要布设几个临时点,以加强网型质量。施工控制加密点一览表点编号X坐标Y坐标标高(m)SH-1.3762.50565.2864SH-2.0283.28605.4455SH-3.2228.880628.7536本工程施工测量控制网拟采用GPS静态测量方法布设,精度按等同于常规测量中的一级导线平面精度、四等水准的高程精度要求控制。
12、GPS数据处理采用厂家附带的HDS2003静态数据处理软件。每个控制点计算出三维坐标,既可作为平面控制点,又可作为高程控制点。点位选择在基础稳固、不发生沉降位移且通视良好的位置,按规范要求进行埋设。在施工测量控制网布设内、外业完成后,项目部组织有关人员进行内部验收,再报公司相关部门进行复核。复核通过后把施工测量控制网的布设方案及测量成果提交监理工程师核查、批准。5.1.4 施工前水下地形测量为了掌握施工前施工区域的滩面原始状况,项目部根据设计要求对围堤施工区域水域进行1:1000的水下地形测量。测量过程的测线布设、水深点的间距及各项控制误差均严格按照相关规范要求执行。水深测量船配备进口的深海测
13、深仪、无验潮测深软件及GPS定位系统。由专门的电脑成图软件对测量数据进行处理后,直接输出该区域的水下泥面图,成果科学直观、精度高。选在水流较平缓的时段进行海测工作。测量成果及时汇报有关人员,配合下步施工,并报监理工程师审核。 5.1.5 主要测量方法(1)陆上及露滩施工采用标志定位围堤施工根据工程进展情况,用GPS RTK实时动态测量或全站仪三维坐标法分别设立断面标和里程标。对于控制要求高的分项,在施工过程中采用全站仪配合进行定位控制。水上抛填通过设立水尺进行标高控制,陆上施工采用水准仪进行放线和找平。(2)海上施工采用GPS卫星定位系统水上铺设砂被垫层、碎石桩沉设、软体排铺设、堤身抛填等施工
14、定位均采用船载的GPS卫星定位为主,常规定位为辅,确保工程质量满足设计要求。(3)轴线定位放线前期采用GPS定位系统,后期陆上可采用全站仪进行测量定位复核,沿轴线方向每隔100m设一根轴线桩,在测量堤坝轴线时,设置纵横向副线,以此作为坝体施工放样的控制线,根据三角网或导线点进行测定,以陆上交会法进行定点,采用深孔(以稳固为原则,一般5m6m)埋设定位桩,定位桩高出高潮水位,作为是坝体施工边线控制参照。(4)测量坝轴线时,同时测量横断面边脚线,沿内外坡脚每隔100m设边桩,作为铺设砂肋软体排、土工布、抛石范围等的标志。(5)堤身填筑过程中,应对堤身边坡进行控制测量,每加高一层测量一次,区分堤身各
15、类填筑料的边线必须标出,并及时控制施工断面。(6)施工期间所有施工定位放线、隐蔽工程测量资料及时整理、汇总,做到规范化管理,并认真接受指挥部和监理工程师的监督检查。(7)对建筑物周围设置的各类控制桩应分别进行编号并绘制施工测量平面图,施工期间对控制桩要进行妥善保护,定期校核,如发现偏倒、移位、遗失等,应及时校正可补上。5.3 水上碎石桩施工5.3.1 概述本工程的堤基处理加固采用碎石桩方式,分区加固。置换率分别为20%及15%,桩径1m,均采用梅花形布置。K1+850K3+050段,堤轴线后7.00m至堤外采用2.1m1.87m(底高)的间距布置,堤后7.00m30.30m范围内采用2.1m2
16、.48m(底高)的间距布置;K3+050K3+ 850段,堤前12.75m范围以外采用2.1m1.87m(底高)的间距布置,堤前12.75m范围以内及堤后采用2.1m2.48m(底高)的间距布置。共有碎石桩30644根,碎石方量为m3。根据施工进度安排,准备采用2艘碎石桩船同时进行施工,施工工期为13个月。根据设计要求碎石桩正式施工前需进行成桩试验,成桩试验位置选在桩号K2+400K2+500范围,具体位置位于潜堤轴线外侧4055m范围,成桩试验区面积为150m2,成桩试验后确定合理的碎石填充量、套管升降幅度和速度、套管往复挤压振动次数、振动器振动时间、电动机工作电流等施工参数,保证桩身连续性
17、和密度均匀。成桩试验桩数不小于40根,试验成桩后应对碎石桩桩身质量进行检测,检测数量不小于5根,检测方法按质量控制和工程监测要求执行。5.3.2 施工工艺流程根据地质情况和设计碎石桩的置换深度,本工程碎石桩需穿透1-3淤泥层,沉设采用振动沉管一次拔管法成桩工艺,施工工艺流程如下:施工准备测量基线布设沉 管碎石桩船就位运碎石船就位测量定位停 锤灌 碎 石拔 管碎石质量检查 5.3.3 施工方法(1)施工准备设备选择 根据本工程碎石桩的工程数量和我单位其他类似工程施工的经验,现选用三航碎石桩1#、三航碎石桩3#船及辅助船舶。具体详见下表:主要施工船舶一览表船舶名称数量规 格主要外型尺寸性能振动锤型
18、号备 注三航砂桩1#1架高52m70.15m19.52m4.27mDZ120三根钢套管三航砂桩3#1架高75m72m25.4m4.2mDZJ480三根钢套管运碎石船6600800t- 测量基线布设 详见5.1测量工程。(2)碎石桩船就位本工程处于外海水域,潮流流速大,为减少碎石桩偏位,砂桩船均采用顺流方向抛锚就位。(3)测量定位碎石桩孔位是按设计分区与置换率要求并结合碎石桩船钢套管实际间距进行布桩放样。碎石桩测量定位为进一步提高工效,加快进度,在碎石桩船上均安装GPS定位系统,提高了碎石桩施工测量精度,且必要时可以在夜间和雾天进行施工。碎石桩船抛锚就位在沉设碎石桩施工分区适当位置后,测量人员和
19、施工员指挥碎石桩船移位,达到理论计算位置,校核准确后,收紧锚缆,即开始沉管。(4)沉管及停锤碎石桩孔位经监理工程师确认并同意沉管后,松钢套管吊钩,压锤,套管停止下沉后开启振动锤,在振动锤的激振力作用下,把下端设有活瓣钢桩靴的钢套管打入到设计要求的标高后,沉管时要保证钢套管垂直。碎石桩沉管停锤以设计桩底标高控制为准,沉管时注意观测套管下沉速度,当套管下沉速度突然减缓乃至停止下沉,表明套管已进入粉质粘土层,继续振动60s碎石桩管下沉量在30cm以内即可停锤,即已满足设计标高的要求。(5)灌碎石根据碎石桩实际的入土长度计算需要灌碎石的理论量。首次加料时,向管内一次性加满骨料。用吊车把碎石料吊至碎石桩
20、船上的集料箱内,再用皮带机运至计量料斗内,提升计量料斗,开启闸门灌至钢套管中。如出现上料斗的碎石料不易进入钢套管内时,我们在碎石桩船提升料斗侧面设置附着式振捣器,在下料时开启振捣器,振动上料斗,使碎石料能顺利进入套管内。(6)拨管按成桩试验确定的提升速度、每次提升高度、留振时间和反插深度进行振动提管和反插,以保证碎石桩顶部的密实度及与碎石垫层相连通,然后再往上拔出碎石垫层顶面。5.3.4 技术质量要求(1)碎石桩碎石料采用未风化的干净砾石或扎制碎石,粒径宜为2cm10cm,粒料级配不应采用单级,含泥量不大于5,且不得含黏土块。进场后必须按有关规范要求进行批量检验。合格后方能投入使用。(2)桩孔
21、定位应准确,有专人复核,定位标志要明显牢固。沉桩施工主要采用GPS定位,在陆上放置的一台全站仪和一台经纬仪作为复核。在桩位满足设计要求后再下桩,确保了桩位的准确性。(3)下沉套管时,套管在水面处的平面位置偏差不超过50mm,套管垂直度不超过1.5%,成桩直径不小于设计桩径的5%,并不宜大于设计桩径的10%。沉桩时利用经纬仪随时观察钢套管的垂直度,并及时进行调整(4)碎石桩施工顺序一般从中间开始,向两端或者四周进行,并采用隔排、隔桩跳打。施工过程中,合理控制施工速率。(5)灌碎石时严格控制碎石用量,如出现异常,及时分析原因。(6)拨管时严格控制速度,拔出顶标高前留振20s,保证桩顶碎石的密实度。
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