码头工程水上灌注桩施工方案

广西防城港电厂二期扩建项目配套码头工程水上灌注桩施工安全专项方案

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1 工程概述

气象、水文条件：本工程属于亚热带气候，季风气候明显。本区为台风频繁活动地区，平均每年约受1次最多3次台风或热带低压影响，台风袭击时，风力可达12级以上，常伴有暴雨或大暴雨。年平均降水量为2359.9mm。本港潮汐类型属规则全日潮，潮汐现象一般为一天一个高潮和一次低潮。最大潮差大于4.5m，最小潮差小于1m。附近海区平时波浪不大，根据波浪浮标实测资料，1m 以上波浪出现的频率小于18%，2m以上的大浪频率约在1.5%，波浪主要由风浪、涌浪和混合浪组成。

本工程海上共计14根桩，采用海上搭建钢平台进行施工，平台与平台之间用钢便桥连接。

2 编制依据

2.1广西防城港电厂二期扩建工程项目煤炭码头施工图、补遗说明书及招标文件答疑书。

2.2相关规范

（1）交通部《海港水文规范》（JTS145-2-2013）

（2）交通部《水运工程钢结构设计规范》（JTS152-2012）

（3）水运工程施工安全防护技术规范（JTS205-1-2008）

（4）中华人民共和国安全生产法（2014年修订版）

（5）中华人民共和国环境保护法

（6）中华人民共和国海洋环境保护法

（7）其它相关规范、标准等

（8）经业主确认的施工企业标准、规程和规定

3 施工总体部署

3.1 工程特点

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。

3.2 施工前准备工作

测量仪器校正：根据甲方提供的已知点坐标，校核GPS坐标及高程误差，并根据已知点，引点到办公地点，设置基站坐标。

3.3 机器设备

4 施工方法

海上灌注桩采用搭建钢平台进行成孔，钢筋笼、钢护筒由加工厂加工完成后，由平板车转运至沙堤堤头，在通过驳船转运至平台旁，通过平台上的履带吊下钢护筒和钢筋笼，浇筑混凝土时通过栈桥由地泵输送。

钢平台由8根辅助桩做骨架，辅助桩上铺设工字钢做主梁，工字钢铺设槽钢作为次梁，最后在槽钢上铺设木板。

钢便桥采用桁架结构，每跨长20m，共5跨。

5 水上作业平台钢结构稳定性安全验算

1.钢平台

受力计算

主梁最大跨距为3.9m，次梁最大跨距为4m。

荷载计算

由于此平台只需要用于灌注桩的成桩，对承受上部横梁的荷载，所以无需考虑砼荷载。

主梁工字钢

施工荷载q1=0.5t/㎡*3m=1.5t/m

模板荷载q2=0.3t/㎡*3m=0.9t/m

槽钢荷载q3=0.15t/m

q=q1+q2+q3=2.55t/m

次梁槽钢

施工荷载q1=0.5t/㎡*0.5m=0.25t/m 模板荷载q2=0.3t/㎡*0.5m=0.15t/m q=q1+q2=0.4t/m

弯矩计算

M=1/8*q*l²

（1）M=1/8*0.4*4*4=0.8t*m

（2）M=1/8*2.55*3.9*3.9=4.89t*m 3.截面系数计算

W=K*M/[σ]

W=1.1*0.8*105/1600=55cm³

W=1.1*4.89*105/1600=336.2cm³

查槽钢、工字钢计算参数表，可知

选取槽钢[12.6,W=62.14,满足要求。

实际选用工字钢I36a，W=875。

稳定性验算

平台有8根辅助桩打入原地面，辅助桩桩长12m，入土6m。影响平台的稳定性的主要因素为风和波浪。

考虑在12级风的作用下，查规范可知:

波浪力F1=0.147AV 1.74+0.15V KN

其中A为受波浪影响截面积；

V为波浪的波速。

A=0.5*6*8=24㎡，V=5m/s

F1=210KN

抗倾覆力主要由被动土压力组成。

F2=γHtg(45º+Φ/2)+2ctg(45º+Φ/2)

其中γ为土的重度，H为入土深度，c为土的粘聚力，Φ为土的内摩擦角。

查规范，γ取16KN/m，Φ取6°，c取8。

F2=124KN,共8跟桩，F=8*124=992KN。

安全系数Fs=992/210=4.7

2.钢桁架

引桥施工时,计划用陆浇注方案,需用钢桁架搭设工作平台铺设泵送管.桁架最大跨度L=20m,其高度为h=20/18=1.11,取h=1.5m,计划用三片组成空间桁架,每片桁架间用角钢构造连接,宽度为b≥h/2=0.555，取b=1.0m，上弦每隔1.25米焊一条角钢，桥面铺2㎝的木板，栏杆用1300㎜∟30×4的角钢焊接在桁架的上弦，并焊两道横栏杆。

单榀钢桁架便桥的结构图

（1）荷载计算

活荷载为施工荷载q1=1.5kN/㎡×1m=1.5 kN/ m

恒载为泵管、砼和桁架自重（桁架假设为0.4KN/m）

q2=[π（0.1522-0.13422）×7.85×103/4+π0.13422×2.5×103/4] ×9.8×10-3+0.4=1.05 kN/ m

因为是三片桁架，且泵管摆在中间，故荷载可以平均分配到桁架上

q=1/3（1.4×1.5+1.2×1.05）=1.12 kN/ m

（2）杆件截面选择

上弦

整个上弦截面不变，按最大内力计算。Nmax=-57.128 kN, lox=loy=125cm。选用∟63×6，A=7.29cm, i x= i y=1.93 , g =5.72

λx=y=l ox/ ix=64.77≦[λ]=150

b/t=63/6=10.5<0.54×1250/63=10.7

λyz=64.77[ 1 + 0.85*6.34/(1252*0.62)]

=80.18≦[λ]=150

因λx<λyz由λyz=80.18查表得稳定系数

706

.0

=

b

ϕ

σ=N/( b

ϕA)=57.128×103/0.706×7.29×102 =111.0 N/㎜2 ≦[ƒ]=215 N/㎜2

下弦