锁口钢管桩围堰施工方案

百色市龙旺大桥

主墩承台锁口钢管桩围堰

施工方案

编制：

复核：

审核：

广西公路桥梁工程总公司百色市龙旺大桥项目经理部

二零一二年二月

目录

一、工程概况 (1)

（一）结构特点 (1)

（二）墩位水深情况 (1)

（三）墩位地质情况 (3)

（四）围堰设计方案 (5)

二、施工总体方案 (7)

三、施工工艺流程 (8)

四、施工进度计划要求 (8)

五、施工机械设备和人员配置要求 (8)

六、钢管桩施工工艺 (10)

（一）钢管桩施工前准备工作 (10)

（二）钢管桩吊运和堆放 (10)

（三）钢管桩插打 (11)

（四）钢管桩内支撑安装 (11)

（五）钢管桩施工质量标准 (12)

（六）基坑开挖 (12)

（七）封底混凝土浇筑 (13)

（八）钢管桩的拔除 (14)

七、钢管桩插打常见问题和对策 (14)

八、质量控制措施 (14)

九、施工安全控制措施 (15)

（一）施工安全生产目标 (15)

（二）安全管理一般规定 (15)

（三）临时用电安全管理 (16)

（四）机械设备安全 (17)

（五）防火安全 (17)

（六）水上施工安全 (17)

（七）围堰设计、施工安全技术措施 (18)

（八）基坑开挖安全技术措施 (19)

（九）围堰施工危险源识别 (20)

十一、施工生产事故应急救援预案 (21)

（一）应急救援组织机构 (21)

（二）应急救援组织机构职责 (22)

（三）应急救援措施 (23)

（四）事故预防与处理 (25)

十二、文明施工及环境保护 (26)

十四、附件 (27)

一、工程概况

（一）结构特点

龙旺大桥主墩为4#、5#墩，承台分两幅设计，单幅承台顺桥向长1350cm，横桥向宽1450cm，厚400cm，承台顶标高+110.654m，承台底标高+106.654m。左、右幅承台之间边缘的距离为425cm。4#、5#墩位于水中，现已填土形成筑岛围堰施工钻孔桩，钻孔桩完成后拟在筑岛围堰上直接插打锁口钢管桩施工承台。

筑岛围堰平面布置如《图2-1 主墩筑岛围堰平面布置图》所示：

《图2-1 主墩筑岛围堰平面布置图》

（二）墩位水深情况

根据2011年7月中旬实测数据，桥位处水位标高为114.5米，桥位处水深见《图

2-2 主墩区域水深示意图》。

图2-2 主墩区域水深示意图

（三）墩位地质情况

1、地质刨面及岩土力学参数

根据原设计图表示，4#、5#墩地质情况《见图2-3 主墩地质柱状图》

图2-3 主墩地质柱状图

各岩土力学参数如表《2-2 岩土力学参数表》：

粘土及粉质粘土为微透水层，粉土为弱透水层，卵石为强透水层，基岩为微透水层。

由于现场墩位处已被地方采砂导致河床标高降低，水深增加，河床以上均为填土

（四）围堰设计方案

主墩承台围堰拟采用锁口钢管桩方案。两幅承台采用同一钢管桩围堰连体施工，锁口钢管桩围堰平面内尺寸35.414m×15.752m （已考虑施工偏差和承台施工的立模空间），锁口钢管桩顶标高为115.7m，钢管桩穿过卵石层，打入软岩层，4#墩钢管桩长16m，5#墩钢管桩长20m，锁口钢管桩采用φ529mm×8mm 钢管桩加焊角钢形成锁口，由于桩径较大，根据施工经验，桩径≥45cm时，桩尖不封闭有利桩下沉，故桩尖不采取桩靴封闭加强，而采取桩尖补强圈补强，即在桩尖钢管50cm处外侧焊接10mm厚钢板补强圈。

围堰具体结构设计见附件一：《百色市龙旺大桥水中主墩锁口钢管桩围堰设计图》。

二、施工总体方案

锁口钢管桩提前在岸上加工焊接锁口，在主墩钻孔桩施工完毕后插打，锁口钢管桩插打利用25t吊机配合，先用60t振动锤初打，最后再采用120t振动锤插打到位。插打前先安装导向，以保证锁口钢管桩围堰顺直、每根钢管桩锁口能互相锁紧、防止漏水。钢管桩插打完毕开挖到第一道支撑牛腿下的位置，安装第一道支撑，第一道支撑安装完毕后再继续开挖到第二道支撑牛腿下的位置，安装第二道支撑。第二道支撑安装完毕后再继续开挖至基坑底。基坑开挖采用2台长臂挖机同时作业，同时根据基坑土质情况，也可安放一台小挖机在基坑内作业，将基坑内土挖出基坑外，再及时运走。开挖过程要同时对基坑内抽水。快开挖到承台底时要注意观察基坑内的水位变化情况及锁口钢管桩围堰防水情况，若基坑底土质情况好，基坑渗水小，基坑底可直接采用混凝土干封，此时干封混凝土厚度约

50cm；若基坑土质较差，基坑底渗水量大，则需要采用水下混凝土封底，封底厚度1.5m。

施工过程要随时对围堰的支撑情况进行检查，如发现围堰变形、扭曲等异常情况要立即停止作业，人员撤离安全地方，必要时要回填土或抽水进围堰，待分析原因加固确保安全后才能继续作业。

三、施工工艺流程

锁口钢管桩围堰施工工艺流程见《图3-1 锁口钢管桩围堰施工工艺流程图》

图3-1 锁口钢管桩围堰施工工艺流程图

四、施工进度计划要求

根据总体计划安排及现场实际进度情况，5#墩锁口钢管桩围堰施工拟2012年2月15日开始，3月30日施工完成。4#墩锁口钢管桩围堰施工拟3月15日开始，4月30日施工完成。

五、施工机械设备和人员配置要求

1、施工机械配置要求

围堰施工施工机械配置要求见《表5-1施工机械设备配置表》

表5-1 施工机械设备配置表

2、施工人员配置要求

围堰施工人员配置要求见《表6-2 施工人员配置表》

表6-2 施工人员配置表

六、钢管桩施工工艺

（一）钢管桩施工前准备工作

(1)钻孔桩施工完成后，撤离钻机，清理钻孔桩施工平台。

(2)将钢管桩运到工地后，详细对其检查后，进行钢管桩锁口焊接，焊接先采用连续电焊后，再实施满焊，焊缝厚度不小于4mm，钢管桩锁口焊接加工完成后，对两侧锁口用两根2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补等方法加以整修。

(3)单根钢管桩长12m，在桩端制作吊桩孔。桩身内外侧及锁口阴阳头，均涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。

(4)钢管桩施打前，测量放样定位，控制围堰各个边的钢管桩位置，定出围堰的角点。

（二）钢管桩吊运和堆放

装卸钢管桩采用两点吊。吊运方式采用单根起吊，并注意保护锁口阴阳头，以防止锁口变形。管桩堆放在平坦加固的场地上，堆放前对场地进行压实处理。

在堆放时注意以下几点：

(1) 堆放的顺序、位置、方向、和平面布置等应考虑到以后的施工方便；

(2) 钢管桩要按型号、规格、长度、施工部分分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；

(3) 钢管桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过3根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为3－4 米，且上、下层垫木应在同一垂直线。

（三）钢管桩插打

1、打桩机械选择

根据设计地质和现场调查情况，打桩机械选择60T振动打桩机。

2、钢管桩打设

锁口钢管桩采用单根逐根插打。先用吊车将钢管桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一根即套上桩帽，轻轻加以锤击。

在打桩过程中，为保证钢管桩的垂直度，用两台经纬仪在无导向框限位两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移，在打桩进行方向的钢管桩锁口处设卡板，阻止管桩位移。同时在导向框上预先算出每根管桩的位置，以便随时检查校正。

开始打设的一、二根钢管桩的位置和方向确保精确，以便起到样管导向作用，每打入1 m应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋与导向框焊接固定。

钢管桩插打顺序：由各边中部向两端插打钢管桩，分别在角桩处合拢。

根据现场实际情况和钢管桩的设计，选择单桩打入法，以一根钢管桩为一组，逐根插打，直至钢管桩插打完毕。

（四）钢管桩内支撑安装

钢管桩内支撑共设两层，内支撑系统由牛腿、导梁、支撑钢管构成。牛腿采

用30cm槽钢，导梁采用50cm工字钢，支撑钢管采用φ500×10mm钢管。内支撑安装顺序为：基坑开挖至牛腿设计标高底以下30cm→安装牛腿→安装导梁→安装钢管支撑。

（五）钢管桩施工质量标准

钢管桩检验标准如《表4-1 钢管桩检验标准》

《表4-1 钢管桩检验标准》

（六）基坑开挖

基坑开挖采用长臂挖机和抓斗完成，围堰基坑上部长臂挖机能够着的地方均采用长臂挖机挖除，堆放在围堰5米外的范围，并及时将弃土运到指定位置放置。围堰基坑下部采用GSD80抓斗出土。为加快开挖速度，采用两台长臂挖机同时开挖，开挖分层进行，每层厚度约50cm。

抓斗机由斗体和主机两部分组成，主机为一台履带式起重机，抓斗容积为1.0m3，由于卵石及土体较为硬密，抓斗采用带掘齿的抓斗。

抓土从基坑中央向四周对称、均匀、逐步、分层抓土，为使抓斗能在基坑内靠边的位置偏抓土，在钢管桩顶面焊接数根钢筋挂钩，挂钩钢筋采用φ20圆钢制作，偏抓时，先将抓斗落至开挖面底，将抓土斗张开用的钢丝绳挂在钢管桩周

边的钢筋挂钩上，然后将抓斗提升至一定高度后突然松下，再将钩子上的钢丝绳取下，收紧闭口用的钢丝绳，即可达到偏抓的目的（如下抓斗偏抓示意图4-3）。

抓斗偏抓示意图4-3

抓出的土放置在离基坑边5m以外的地方，再用汽车运输弃至指定地点，不得堆积于基坑边。

挖土过程边抽水，观察检查围堰渗漏情况，同时注意检查围堰锁口钢管及支撑是否变形。

（七）封底混凝土浇筑

基坑开挖过程注意观察围堰渗水情况，若围堰密封性好，渗水量小，则围堰封底采用干封，基坑只需要开挖到承台底50cm，基坑内水抽干后清理平整基底，直接往基坑内灌注50cm厚封底混凝土。若基坑内渗水量大，渗水量大于预计的封底混凝土浇筑速度，且基坑底不密实，则考虑采用水下混凝土封底，此时需将基坑底开挖至承台底下1.5米，不抽水，安装封底平台及导管，按水下混凝土灌

注工艺进行水下混凝土封底。

（八）钢管桩的拔除

钢管桩拔除采用90T振动拔桩机，拔桩时，先用振动锤将管桩锁口振活以减小土的阻力，然后边振边拔，振幅为10-20mm；供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.2～2.0倍；对引拔阻力较大的钢管桩，采用间歇振动的方法每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。

七、钢管桩插打常见问题和对策

1、打桩阻力过大不易贯入

主要由两种原因造成：一是在坚实的砂层或沙砾层中打桩时，桩的阻力过大；二是钢管桩连接锁口锈蚀，产生变形，致使管桩不能顺利沿锁口顺利而下。对第一种原因，需在打桩前对地质情况作详细分析，充分研究贯入的可能性，选择合适机械。对第二种原因，应在打桩前对钢管桩逐根检查，有锈蚀或变形的应予及时调整。还可在锁口内涂以油脂，以减少阻力。

2、板桩向行进方向倾斜

在软土中打桩时，由于连接锁口处的阻力大于管桩周围的土体阻力，从而形成了一个不均衡力，使管桩向前进方向倾斜。这种倾斜要尽早调整，可用卷扬机钢索将管桩反向拉住后再下沉。

八、质量控制措施

1、施工技术人员跟班作业，勤交底、勤检查，严格技术交底复核制度，并深入工班检查指导，与工人、技师一道保证各工序质量。

2、施工过程控制：严格执行“三检制”及工程监理制度，接受监理工程监督、检查和验收，严格执行各项检查签证制度，确保工程质量。实施工序质量检验程序，特别重视施工过程中的控制、质量监察。工序交接必须有班组间的交接

检查，上道工序不合格，不准进入下道工序。

3、定期进行质量教育，加强技术培训，增强员工质量意识，牢固树立“质量第一”的思想观念。

4、对进场的材料要进行严格的检查，不合格产品一律不准使用。

5、锁口钢管桩插打必须设导向，保证管桩整齐、顺直，锁口能有效锁住，防止漏水。管桩垂直度偏差小于1%。

6、锁口钢管桩必须按设计要求打到设计标高，当无法打到设计标高时，需及时汇报，分析原因。

7、为防止管桩震动时将管桩震破，管桩上部振动锤夹持的地方必须加劲。

8、管桩对接必须保证上下管桩在同一直线上，接头焊缝饱满，并对称贴6块以上加劲板。

9、管桩的支撑体系为重要受力结构，必须严格按设计要求安装，焊接部分必须由熟练的点焊工完成，保证焊接质量。

九、施工安全控制措施

（一）施工安全生产目标

坚持“安全第一，预防为主"的方针，杜绝死亡事故，避免重伤事故。

（二）安全管理一般规定

1、合理布置作业现场，做到整洁、有序、文明生产和生活。

2、每天收集天气预报资料，掌握天气变化动态。，当六级以上大风时，应停止工作。

3、施工过程确保现场全天候有人值班。

4、现场施工人员严禁喝酒。

5、特殊工种人员必须持证上岗。

6、所有进入施工场地的员工必须戴安全帽，穿防滑鞋。

（三）临时用电安全管理

1、严格按有关规定安装线路及设备，用电设备都安装地线，不合格的电气器材严禁使用。库房严禁烟火，采取防护措施。

2、架空线：架空线必须设在专用电杆(水泥杆、木杆)上，严禁架设在脚手架上，架空线装设横担和绝缘子。架空线离地4m以上，机动车道为6m以上。

3、电源要有醒目的警告牌，非专业人员严禁靠近或乱动。

4、电缆电线接头要规范、牢固、严禁漏电。电缆线沿地面敷设时，不得采用老化脱皮的电缆线，中间接头牢固可靠，保持绝缘强度；过路处穿管保护，电源端设漏电保护装置。

5、启动电机要装降压启动装置与漏电保护器。

6、所有电器设备要进配电箱，设置防护棚，严禁露天淋雨。用电场所配电箱、开关分开设置，并采用两级漏电保护装置。

7、坚持一机一闸用电和下班断电加锁的原则。电工必须持证，电器必须严格接地接零和使用漏电保护器三种安全保护。电器安装后经验收合格才准接通电源使用，各工作面用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用。电线，电缆必须架空，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆，电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。局限性内作业面照明应采用安全矿灯或36伏以下的安全电压。

8、手持电动工具和单相回路的照明开关箱内装设漏电保护装置，照明灯具的金属壳做好接零保护。

9、施工现场临时用电每天进行检查，重点对移动式电动设备、潮湿环境和水下电气设备检查。

（四）机械设备安全

1、所有施工设备和机具在使用时均必须由专职人员负责进行检查、必要的试验和维修保养，确保状况良好。各技术工种必须经过培训并经考核取得合格证，方可持证上岗操作，杜绝违章作业。大型机械的保险、限位装置防护指示器等必须齐全可靠。

2、驾驶、指挥人员必须持证上岗，必须按规程要求进行操作，驾驶员作好例行保护和记录。

3、机械与输电线路(垂直、水平方向)须按规定保持距离。

（五）防火安全

1、建立经理部、作业区、班组三级防火责任制，明确职责。

2、重点部位如仓库、木工间配置相应消防器材，一般部位等处设常规消防器材。

3、施工现场用电，严格执行有关规定，加强电源管理，防止发生电器火灾。

4、焊、割作业点与氧气瓶、乙炔气瓶等危险物品的距离不得少于10m，与易燃易爆物品的距离不得少于30m。

（六）水上施工安全

1、根据航务部门的要求提前做好航道改道和设置好通航标志。

2、在桥墩施工位置，上下游各300米范围内，划定施工作业区域，并做好明显标志，特别是晚上应有警示灯照明。

3、非工作船只不得进入施工水域范围。

4、施工租用作业的船只，应符合航监部门的技术指标。船上应设有救生和消防设备。