钻孔平台施工方案

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1
3
电焊机
BX1-500-2

15
4
气割设备

10
5
交通船

2
6
运桩驳
200T

1
7
汽车吊
QY-50A

2
8
发电机

1
9
全站仪
GTS-311S

2
10
电子经纬仪
ET-02

2
11
电子水准仪
Leica NA2

1
12
测深仪
SDH-13D

1
13
流速仪
LS-25

1
14
试验仪器

1
试验室配套
6、质量、安全、环保措施
(2)两台钻机分别处于平台两侧,则施工机械和车辆则行驶见图21。
(3)施钻承台中心桩时,则施工机械和车辆则行驶见图21。
图21两台钻机位于平台一侧时的机械布置
图22两台钻机位于平台一侧时的机Fra Baidu bibliotek布置
图23两台钻机位于平台一侧时的机械布置
图24履带吊示意图
经过以上几种情况分析,搭设施工平台可以满足施工过程中机械行走、作业和材料堆放的需要不会占用主栈桥,可以保证主栈桥的畅通。
图1施工平台示意图
2、平台施工工艺流程
BNP13~19、BNP30、BNP31#平台施工施工工艺流程见图2。
图2施工平台施工工艺流程图
3、施工平台施工步骤
平台施工采用50t履带吊机以“钓鱼法”由主钢栈桥开始向外施工,钢管桩采用90型液压振动锤沉放,所用材料均用驳船水运至作业地点。
施工平台总体施工顺序:按照先上游(靠近栈桥侧)后下游的施工顺序进行,并按跨径6米,9米,12米,9米逐步分四跨施工。钢管桩施沉完成第一跨后,待第一跨平联,横梁,贝雷片,上部结构面板施工完成后,履带吊从栈桥前移至第一跨开始施沉第二跨钢管桩。以此类推逐步完成施工平台。施工步骤见图3~图12。
δ≤10
<1.0
10<δ≤20
<2.0
δ>20
<δ/10,且≤3
③、钢管桩焊接工作应按焊接工艺所规定的焊接方法、焊接程序、焊接范围和技术措施进行,减少焊接变形和内应力,焊接接头的基本型式与尺寸必须按照国家标准GB985~986-80保证焊接质量。并应注意下列事项:
a、焊接前,应将焊缝上下30mm范围内的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。
6)平联焊接要求:焊接质量按标准检验控制,同时满足设计要求。
图16平联布置图
4.3、平台上部结构搭设
1)下横梁制作、安装
①、下横梁在后场制作,用400t驳船运往桥墩处。
②、钢管桩施沉到位,接长钢管桩顶标高达到+4.478m,平联连接完成后,先用测量仪器在桩帽上测出主钢梁的轴线,根据轴线画出下横梁的边缘定位线,及两端定位线,并做上明显的标记。然后在钢管桩沿横轴线在标记处开孔槽,孔槽开孔尺寸为高460mm,宽410mm。在孔槽内放置2HN600*200的下横梁。
3)平联施工选在低平潮时进行。这时平联露出水面,便于吊装焊接作业。下层平联根据水位情况,尽量降低其标高以提高平台稳定性。
4)使用50t履带吊吊装,用三个2吨的手拉葫芦配合调整平联的位置,将其安装就位,焊工坐在附着在钢管桩的挂篮上施工,将平联焊接牢固。
5)平联与钢管桩焊接形成为全周连接角焊缝,焊角高度按设计要求进行。特别应注意平联两侧及下部与钢管桩的焊接质量。
图14角钢导向架
钢管桩施工精度要求为:平面位置偏差:±30cm;倾斜度:≤1%;高程偏差:0~15cm。
钢管桩吊耳的设置:在钢管桩上对称设两个吊吊耳(要求在出厂前加工完成,并要求对其进行打磨)。
施工控制要点:
1)在沉管过程中,如出现钢管桩快速下沉或钢管桩沉不下去的情况,应及时分析原因,进行处理。如快速下沉是因桩尖穿过硬土层进入软土层引起的,则应继续沉管作业。如沉不下去是因桩尖顶住孤石或遇到硬土层引起的,则应放慢沉管速度(慢振),待越过障碍后再正常沉管。
6.1、质量保证
6.1.1、质量保证体系
为确保现场钻孔平台施工工作的顺利进行,设立了钻孔平台施工工作现场组织管理机构。见图26。
贝雷梁在后场按设计要求组合拼装成节,拼装长度按施工跨度为6m、9m、12m、9m,拼装完成后水运至施工现场。现场在已安装完成的主梁上按设计位置做出贝雷梁的安装线标记,50t履带吊安装完成后,及时将贝雷梁在主梁上用卡板(如图18)连接牢固。每榀贝雷梁之间用75角钢现场加工成斜撑连接(如图19),以使整个平台形成整体,以免钻孔时贝雷梁晃动。
2)沉桩过程中,若遇到下沉速度剧变,桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹,桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时,应暂停沉桩,分析原因,采取有效措施。
3)沉桩时,以控制桩尖设计标高为主。当桩尖已达设计标高,而下沉速度仍较大时,应继续振动,若一段时间后下沉速度仍无改变时,应停止振动。
4)当下沉速度很小,而桩端标高未达到设计标高时,应继续振动10分钟,如无异常变化时,即可停止振动。
注:D为管外径。
b、管节对口拼装时,相邻管节的焊缝必须错开1/8周长以上。相邻管节的管径偏差应符合表2的规定。
表2相邻管径允许偏差
管径(mm)
相邻管节的管径偏差(mm)
≤700
≤2
>700
≤3
c、管节对口拼接时,相邻管节对口的板边高差应符合表3的规定。
表3相邻管节对口板边的允许偏差
板厚δ(mm)
相邻管节对口板边高差凸(一)
图20U型螺栓连接图
4)面板及护栏安装
在已安装好的工25上铺设工12纵向分配梁,工12分配梁上铺装6mm厚钢板,钢板与工字钢间断焊接,以免滑动。铺设工字钢和面板时预留钻孔桩钢护筒位置,并用安全网封闭,以免人员掉落入江中。面板铺设完成后,平台四周焊接栏杆,并设置救生圈,灭火器等防护用品。栏杆外围用安全网封闭。施工平台施工完成之后,就可以在施工平台上施工桩基了。
另采用同时搭设支栈桥与施工平台的方案作为备选方案,具体操作可根据现场施工情况进行确定。布置图见图25。
图25支栈桥与平台布置图
4.4、施工平台的拆除
根据施工进度计划,施工平台在桩基施工完后,承台施工前便可开始拆除,拆除到下一个墩字施工,施工平台的拆除顺序与安装的相反,拆除从上而下。采用履带吊逐跨后退拆除的方式,先拆除附属结构和桥面层,然后依次是工12.6纵向分配梁、工25横梁、贝雷片主梁、横梁,最后拆除平联、钢管桩。
4.1.3、钢管桩接长
第一节钢管桩施沉到位后,测量钢管桩顶标高,并与理论标高对比,确定第二节钢管桩长度:
1)若第一节钢管桩施沉到位后,钢管桩桩顶已超出理论标高则工人通过搭设的翘板割掉钢管桩多余部分,现场将钢管桩顶口开口准备放置下横梁:
2)若第一节钢管桩施沉到位后,钢管桩桩顶低于理论标高则应根据实测差值现场加工接长钢管桩。第二节接长钢管桩长度=理论标高(+4.478m)-实测桩顶标高(?)。工人通过挂篮或翘板现场焊接接长钢管桩(如图15)。
图18贝雷片与下横梁连接卡板图
图19贝雷片斜撑布置图
3)工25分配梁安装
工25分配梁放置在贝雷梁的节点上,与贝雷梁呈十字型放置,间距为75cm,用U型螺栓与贝雷梁连接牢固(如图20)。在桥墩桩基位置设置预留孔,预留孔尺寸为2.5*2.5m,确保护筒能够顺利下沉。并在后场加工履带吊走道板,以便履带吊能够顺利通过预留孔。
5、资源计划
5.1、人力资源
表5施工人力资源计划
序号
名称
人数(名)
备注
1
项目副经理
1
2
副工段长
2
3
工程技术人员
2
4
质检员
1
5
质保员
2
6
安全员
2
7
测量员
4
8
试验员
1
9
焊工
20
10
起重工
10
11
总计
44
5.2、设备资源
表6施工设备资源计划
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
履带吊
QUY50

1
2
振动锤
DZ200KS
图12履带吊依次按照6米,9米,12米,9米跨径逐步施工完成施工平台
4、主要施工方法
4.1、钢管桩施工
4.1.1、钢管桩制作、运输
钻孔平台钢管桩(包括水平联系钢管)均用Q235钢板在专业工厂加工制作,设计焊缝等级为二级。钢管桩按设计规格,地质条件和现场经验分两节加工:第一节长24米,第二节长度根据现场施沉的第一节钢管桩的顶标高和理论桩顶标高差值确定。
4.3、平台上机械设备布置及作业考虑
该平台每个前、中布置2台250型,分别先施钻承台四角处桩基,完成后,留一台钻机施工两个分体式承台中间桩,另一台钻机转至一下平台施工。在此其间,主要施工机械或车辆主要为一台50t履带吊和混凝土罐车,根据钻机所处位置不同,分别有以下几种情况:
(1)两台钻机处于平台的同一侧,其施工机械和车辆则行驶于平台另一侧,见图21。
1、概况
引桥BNP13~19、BNP30、BNP31墩施工平台长36m,宽15.2m。平台基础由18根Φ800x10的钢管桩组成。设计桩长29.478m,桩顶标高+4.478m,桩底标高-25.00m。钢管桩桩长根据地质状况调整桩长及桩底标高。平联采用一道Φ600×6mm钢管平联。上部结构从下而上为2HN600支撑梁,支撑梁上设贝雷架、I25a分配梁、I12.6次梁及6mm厚钢板面层。施工平台结构见图1。
平台施工采用50t履带吊机以“钓鱼法”由主钢栈桥开始向外施工。钢管桩作标及垂直度控制用两台全站仪,采用前方交汇法进行控制。钢管桩采用90型液压振动锤沉放,所用材料均用200t驳船运至作业地点。
沉桩顺序:每跨钢管桩施沉前首先确定好沉桩顺序。钢管桩施沉总体按照先上游(靠近栈桥侧)后下游的施工顺序进行。并且要防止先施打的桩妨碍后续的桩施工。施工平台钢管桩施沉顺序如图13。
③、下横梁采用两点吊,吊点设在1/4梁长附近的肋板处。主梁用50t履带吊起吊安装,并用手拉葫芦配合微调就位。
④、下横梁梁放置到位后,工人利用履带吊在钢管管桩上焊接2~4个型钢短接头,在型钢短接头上放置挂篮,焊工在挂蓝上焊接肋板和连接板。完成下横梁施工(下横梁布置图如图17)。
图17下横梁布置图
2)贝雷架安装
b、将焊丝、焊条、焊剂焊前应烘干。
c、焊接完成后,所有的拼装辅助装置,残留的焊缝金属和熔渣均应除去,不允许存在咬边、气孔、夹碴、裂纹、未焊满的陷槽等看得见的缺陷。
d、焊缝处外观允许偏差应符合下表4的规定。
表4焊缝外观允许偏差
缺陷名称
允许偏差
咬边
深度不超过0.5mm,累计总长度不超过焊缝长度的10%
超高
1)制作程序:拼接→喷砂除锈→防腐处理→检查验收→吊运上船
2)涂装方案:
在加工厂拼接成桩后,进行除锈处理,自局部冲刷线-5.6m以下2m起至钢管桩顶为设计防腐区,即钢管桩的设计防腐范围为钢管桩顶以下12米段的区域。设计采用刷两道防锈漆(红丹漆)或沥青漆的防腐体系。经过检验合格后吊运上方驳,运抵施工现场。
图13钢管桩按施工顺序编号图
沉桩方法:驳船在测量的指挥下移至桩位位置。钢管桩和振动锤在栈桥上套好由履带吊起吊竖直后,通过事先焊在栈桥上的角钢导向架(如图14)与钢管桩三边相切作限位装置,并用两台全站仪,采用前方交汇法控制调整钢管桩的平面位置和倾斜度,定位后利用钢管桩和振动锤的自重慢慢下放至泥面,再由测量复核调整钢管桩的平面位置及倾斜度,当平面位置偏差在±30cm以内、倾斜度1%以内,符合施工要求后,接通振动锤电源下沉钢管桩到位,下沉终止以顶标高控制为主,并结合实际施沉情况定。
3)质量验收标准:
①、制作钢管桩的材料应符合设计要求,并有出厂合格证明和试验报告。
②、焊接管的管节制作偏差应符合下列要求:
a、管节外形尺寸的允许偏差,应符合表1的规定。
表1管节外形尺寸的允许偏差
偏差部位
允许偏差(mm)
周长
±0.5%周长,且≤10
管端椭圆度
0.5%D,且≤5
管端平整度
2
管端平面倾斜
小于0.5%D,且≤4
3mm
表面裂缝、未熔合、未焊透
不允许
弧坑、表面气孔、夹渣
不允许
4)钢管桩防腐应按设计要求和有关规定进行。
①、在涂底或防锈蚀处理前应将铁锈、焊碴、油污和泥土等清除干净;
②、干燥后的防锈漆层均匀光滑,无明显挂流;面漆应色泽均匀、光滑平整;
③、平台使用过程中应对钢管桩定期养护、补涂。
4.1.2、钢管桩沉设
图3利用主钢栈桥,履带吊起吊钢管桩
图4测量定位钢管桩位置,利用振动锤和钢管桩自重施沉钢管桩至泥面
图5钢管桩位置测量定位后,开通振动锤施沉钢管桩
图6施沉到位后,测量桩顶标高,并接长钢管桩
图7依次施沉下一根钢管桩
图8第一跨钢管平联施工
图9第一跨下横梁施工
图10履带吊施工施工平台第一跨上部结构
图11履带吊前移施工平台并逐跨推进施工
图15钢管桩接长示意图
4.2、平联施工
1)平台设置一层平联,平联采用Φ600×6mm钢管连接,平联加工成一端弧形直接焊接在钢管桩上,另一端采用哈佛连接(如图16)。
2)钢管桩单桩沉放结束后(2根以后),立即将其与以其他沉桩连成整体。开始平联的连接。平联的设置:钢管桩之间在高程为+2.5m处设置一层水平联系平联采用φ600×6钢管。
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