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海上沉樁施工專項(xiàng)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目基本信息本工程為跨海特大橋樁基施工項(xiàng)目,位于我國(guó)東南沿海海域,主要建設(shè)內(nèi)容包括1033根水上鋼筋混凝土方樁及鋼棧橋鋼管樁基礎(chǔ)施工。橋梁全長(zhǎng)7311m,共135聯(lián),單跨跨度12m,采用"7跨一聯(lián)+3跨一聯(lián)"的組合設(shè)計(jì)。樁基工程作為上部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵承重體系,直接關(guān)系到橋梁整體穩(wěn)定性與使用壽命,設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí),樁基設(shè)計(jì)使用年限25年。1.2地質(zhì)水文條件地質(zhì)特征:根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,施工海域第四系覆蓋層厚度達(dá)30-45m,主要由淤泥質(zhì)黏土、中砂層及圓礫層組成,地基承載力特征值80-180kPa。樁端需進(jìn)入中風(fēng)化巖層不小于2m,單樁豎向承載力特征值不低于3500kN。水文條件:施工區(qū)域?qū)侔肴粘毙?,平均高潮?3.2m,平均低潮位-1.5m,最大潮差4.8m;潮流流速1.2-2.5m/s,流向呈往復(fù)流特征;50年一遇波高5.8m,周期8.5s;海水氯離子濃度2.8%-3.5%,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。1.3主要工程量樁型類別規(guī)格參數(shù)數(shù)量(根)樁長(zhǎng)(m)混凝土強(qiáng)度防腐要求鋼筋混凝土方樁650mm×650mm103350.5C50/F300樁身涂刷環(huán)氧富鋅底漆兩道鋼管樁Φ630×10mmQ235B21246-52-環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧面漆二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)采用矩陣式管理模式,設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理部,配置以下關(guān)鍵崗位:項(xiàng)目經(jīng)理:全面負(fù)責(zé)項(xiàng)目統(tǒng)籌協(xié)調(diào),對(duì)質(zhì)量、安全、進(jìn)度負(fù)總責(zé)技術(shù)負(fù)責(zé)人:分管施工技術(shù)、方案優(yōu)化及難題攻關(guān)安全總監(jiān):專職負(fù)責(zé)海上施工安全管控及應(yīng)急管理施工隊(duì)長(zhǎng):現(xiàn)場(chǎng)施工組織與資源調(diào)配,下設(shè)3個(gè)作業(yè)班組質(zhì)量工程師:負(fù)責(zé)沉樁全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督與驗(yàn)收測(cè)量主管:GPS定位系統(tǒng)與沉樁精度控制2.2施工船舶配置船舶類型數(shù)量主要參數(shù)功能定位浮吊船1艘最大起重150t,船長(zhǎng)56.1m,船寬15m,配備一體化懸臂導(dǎo)向架沉樁作業(yè)主體平臺(tái)運(yùn)樁駁船2艘載重500t,船長(zhǎng)64.5m,船寬12m,樁艙設(shè)橡膠緩沖墊層管樁運(yùn)輸與臨時(shí)存放打樁船1艘配備DZ90型振動(dòng)錘(激振力900kN),樁架高度60m,最大作業(yè)水深25m振動(dòng)沉樁作業(yè)測(cè)量船1艘搭載雙頻GPS-RTK系統(tǒng),定位精度±5mm,配備測(cè)深儀與姿態(tài)傳感器實(shí)時(shí)定位與沉樁監(jiān)測(cè)拖輪2艘功率1200馬力,航速12節(jié),配備消防與救生設(shè)備船舶拖帶與應(yīng)急救援2.3施工區(qū)域劃分根據(jù)潮汐規(guī)律與船舶作業(yè)半徑,將施工水域劃分為A、B、C三個(gè)作業(yè)區(qū),每個(gè)作業(yè)區(qū)配置獨(dú)立的測(cè)量控制網(wǎng)與安全警戒區(qū)。采用"分區(qū)流水、逐段推進(jìn)"的施工順序,優(yōu)先施工主航道區(qū)域樁基,再向兩側(cè)延伸作業(yè)。三、關(guān)鍵施工工藝3.1鋼管樁加工與防腐處理管樁加工:采用Q235B鋼板在陸地工廠卷制焊接成型,單節(jié)長(zhǎng)度12m,坡口角度35°±5°,鈍邊1-2mm。焊接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊,焊縫等級(jí)達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),焊后進(jìn)行100%UT探傷檢測(cè)。防腐處理:表面處理:噴砂除銹達(dá)Sa2.5級(jí),表面粗糙度50-80μm涂層體系:環(huán)氧富鋅底漆(干膜厚度80μm)+環(huán)氧云鐵中間漆(120μm)+脂肪族聚氨酯面漆(80μm)特殊部位:樁頂2m范圍及接樁處涂刷玻璃纖維布增強(qiáng)層,干膜厚度≥400μm3.2沉樁施工工藝3.2.1浮吊船-導(dǎo)向架一體化施工工法船舶定位:采用"八字錨"拋錨定位系統(tǒng),主錨纜長(zhǎng)度為水深的6-8倍GPS-RTK實(shí)時(shí)定位,動(dòng)態(tài)調(diào)整錨纜使船位偏差控制在±30cm內(nèi)安裝傾斜儀監(jiān)測(cè)船體姿態(tài),橫傾≤1°,縱傾≤0.5°管樁起吊與立樁:雙吊點(diǎn)起吊:主吊點(diǎn)設(shè)在樁頂1/3樁長(zhǎng)處,副吊點(diǎn)設(shè)在樁端2/3處采用橡膠包裹的專用吊具,避免損傷防腐涂層起重臂后傾30°,通過(guò)主副鉤協(xié)同動(dòng)作實(shí)現(xiàn)樁體由水平轉(zhuǎn)為豎直狀態(tài)導(dǎo)向定位:將鋼管樁插入浮吊船前端焊接的型鋼導(dǎo)向架(尺寸1.2m×1.2m)導(dǎo)向架內(nèi)置液壓糾偏裝置,可實(shí)現(xiàn)±5°范圍內(nèi)角度調(diào)整采用"十字線法"定位,通過(guò)全站儀校核樁位偏差≤5cm3.2.2振動(dòng)沉樁施工流程插樁:管樁在自重作用下初步下沉,待穩(wěn)定后測(cè)量初始垂直度采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀呈90°方向監(jiān)測(cè),傾斜度控制≤0.5%若偏差超限,通過(guò)導(dǎo)向架液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,重新插樁振動(dòng)沉樁參數(shù):振動(dòng)錘型號(hào):DZ90型,激振力600-900kN可調(diào)作業(yè)檔位:初始采用低檔(300kN)振動(dòng)下沉2-3m正常作業(yè)切換高檔(750kN),振幅控制在4-6mm終錘階段:最后100mm平均貫入度≤5mm/擊,且連續(xù)3陣(每陣10擊)滿足要求停錘控制標(biāo)準(zhǔn):雙控指標(biāo):以樁端高程為主,貫入度為輔當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí),若貫入度偏大(>8mm/擊),需繼續(xù)錘擊至貫入度穩(wěn)定若貫入度達(dá)標(biāo)但樁端高程未達(dá)設(shè)計(jì)值,允許超深≤1m,報(bào)設(shè)計(jì)單位復(fù)核3.3接樁施工工藝當(dāng)單節(jié)樁長(zhǎng)不足時(shí),采用焊接接樁工藝:接頭處理:樁端切割平整,露出新鮮金屬面,坡口角度45°采用4塊加強(qiáng)鋼板(10mm×200mm×300mm)對(duì)稱布置清除焊口處鐵銹、油污,露出金屬光澤焊接操作:采用E5015焊條,直流反接,焊接電流180-220A分兩層焊接:第一層打底焊,厚度≥5mm;第二層蓋面焊,余高2-3mm焊后自然冷卻≥15分鐘,采用石棉布包裹緩冷質(zhì)量檢查:焊縫外觀:無(wú)氣孔、夾渣、裂紋,咬邊深度≤0.5mm超聲波檢測(cè):100%UT探傷,Ⅱ級(jí)合格接樁后垂直度偏差≤1%,樁頂偏位≤10cm3.4樁基承載力檢測(cè)采用反力架靜載試驗(yàn)法:試驗(yàn)裝置:圍繞試樁對(duì)稱布置4根輔助樁,形成2m×2m正方形陣列上部搭設(shè)工字型鋼梁反力架,采用2I45a型鋼配置5000kN液壓千斤頂,量程精度0.4級(jí)加載制度:分級(jí)加載:每級(jí)加載為設(shè)計(jì)承載力的1/10,持荷1小時(shí)極限承載力判定:當(dāng)沉降量突然增大(>40mm)或累計(jì)沉降>100mm時(shí)終止試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)量:總樁數(shù)的1%,且不少于3根四、質(zhì)量控制措施4.1關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)控制項(xiàng)目允許偏差檢測(cè)方法頻率要求樁位偏差直樁≤10cmGPS定位+全站儀復(fù)核每樁必檢樁身垂直度≤1%H經(jīng)緯儀+測(cè)斜儀沉樁全過(guò)程監(jiān)測(cè)樁頂標(biāo)高±5cm水準(zhǔn)儀+測(cè)繩終錘后立即檢測(cè)貫入度≤5mm/擊百分表+自動(dòng)記錄儀終錘階段連續(xù)監(jiān)測(cè)焊縫厚度≥設(shè)計(jì)值超聲波測(cè)厚儀每道焊縫3處4.2質(zhì)量保證體系材料控制:鋼材、焊條等原材料進(jìn)場(chǎng)需提供質(zhì)保書,并按規(guī)定進(jìn)行力學(xué)性能復(fù)試鋼管樁出廠前進(jìn)行100%水壓試驗(yàn)(試驗(yàn)壓力1.0MPa,保壓30分鐘)混凝土預(yù)制樁需提供抗彎試驗(yàn)報(bào)告,抗裂彎矩≥設(shè)計(jì)值1.15倍過(guò)程控制:實(shí)行"三檢制":班組自檢→質(zhì)檢員復(fù)檢→監(jiān)理驗(yàn)收沉樁過(guò)程實(shí)時(shí)記錄:每米錘擊數(shù)、電流值、垂直度變化曲線建立質(zhì)量追溯系統(tǒng),每根樁編制唯一二維碼標(biāo)識(shí)測(cè)量控制網(wǎng):建立獨(dú)立施工控制網(wǎng),包含3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)和6個(gè)工作基點(diǎn)每周進(jìn)行控制網(wǎng)復(fù)測(cè),平面位置中誤差≤15mm采用雙機(jī)GPS定位系統(tǒng),確保定位精度達(dá)到±20mm五、安全生產(chǎn)管理5.1海上作業(yè)安全防護(hù)個(gè)人防護(hù)裝備:強(qiáng)制佩戴:安全帽、救生衣、防滑鞋、防水工作服特殊作業(yè):焊工配備絕緣手套、防護(hù)面罩;登高作業(yè)系雙鉤安全帶船舶安全設(shè)施:救生設(shè)備:每船配備救生圈(帶自亮浮燈)8個(gè),救生衣30件消防系統(tǒng):布置泡沫滅火器(4kg)12具,消防水帶2條(20m)通訊設(shè)備:VHF甚高頻對(duì)講機(jī)3臺(tái)(頻道16為應(yīng)急頻道),衛(wèi)星電話1部5.2危險(xiǎn)源辨識(shí)與防控危險(xiǎn)源類別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)防控措施船舶碰撞重大設(shè)置AIS船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),夜間開(kāi)啟警示燈,劃定500m安全警戒區(qū)臺(tái)風(fēng)影響重大建立三級(jí)預(yù)警機(jī)制(藍(lán)色:風(fēng)力≥7級(jí);黃色:≥9級(jí);紅色:≥12級(jí))起重作業(yè)較大實(shí)施"吊裝作業(yè)許可制度",風(fēng)速≥12m/s時(shí)停止吊裝觸電事故較大施工用電采用TN-S系統(tǒng),設(shè)備接地電阻≤4Ω,配備漏電保護(hù)器(動(dòng)作電流30mA)5.3應(yīng)急預(yù)案應(yīng)急組織:成立應(yīng)急指揮部,下設(shè)搶險(xiǎn)組、通訊組、醫(yī)療組配備專用應(yīng)急救援船1艘,24小時(shí)待命典型工況處置:船舶走錨:立即啟動(dòng)備用錨,拋下雙錨固定船位,疏散作業(yè)人員人員落水:投擲救生圈,啟動(dòng)救生艇,采用"人鏈"救援法樁體斷裂:立即停止作業(yè),設(shè)置警示標(biāo)志,采用浮吊打撈斷裂樁段應(yīng)急演練:每月組織防臺(tái)應(yīng)急演練,每季度開(kāi)展綜合應(yīng)急演練演練內(nèi)容包括:人員疏散、消防滅火、傷員急救等科目演練后進(jìn)行評(píng)估總結(jié),持續(xù)改進(jìn)應(yīng)急預(yù)案六、環(huán)境保護(hù)措施6.1海洋生態(tài)保護(hù)施工期污染控制:船舶機(jī)艙設(shè)置油水分離器(處理能力0.1m3/h),含油污水達(dá)標(biāo)排放生活污水經(jīng)生化處理裝置(MBR工藝)處理后回用,不外排固體廢棄物分類收集,塑料垃圾壓縮打包運(yùn)回陸地處理生態(tài)敏感區(qū)保護(hù):距施工區(qū)1km處設(shè)置海洋生物監(jiān)測(cè)點(diǎn),每周采樣分析禁止在潮間帶拋錨,選用環(huán)保型脫模劑(植物基)施工噪聲控制:晝間≤70dB,夜間≤55dB,振動(dòng)錘加裝隔音罩6.2綠色施工措施采用低能耗振動(dòng)錘(比傳統(tǒng)設(shè)備節(jié)能25%)鋼管樁采用工廠化預(yù)制,減少現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)量施工船舶優(yōu)先選用LNG動(dòng)力或電動(dòng)船舶,降低碳排放建立環(huán)境管理體系,通過(guò)ISO14001認(rèn)證七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制準(zhǔn)備階段(第1-15天):施工船舶進(jìn)場(chǎng)、設(shè)備調(diào)試、測(cè)量控制網(wǎng)建立試樁施工(第16-25天):完成3根工藝試樁,確定沉樁參數(shù)主體施工(第26-180天):分3個(gè)作業(yè)面平行施工,日均完成6-8根樁檢測(cè)驗(yàn)收(第181-200天):樁基承載力檢測(cè)及竣工資料整理7.2進(jìn)度保障措施配置2套振動(dòng)錘設(shè)備,實(shí)現(xiàn)"人停機(jī)不停"兩班制作業(yè)建立材料儲(chǔ)備庫(kù),確保鋼管樁庫(kù)存滿足15天施工用量與氣象部門建立專項(xiàng)服務(wù),提前72小時(shí)獲取精確天氣預(yù)報(bào)實(shí)行進(jìn)度考核獎(jiǎng)懲制度,設(shè)立進(jìn)度保證金(合同額的5%)八、資源配置計(jì)劃8.1主要施工設(shè)備設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量功率/能力備注振動(dòng)錘DZ902臺(tái)900kN配備液壓夾樁器GPS定位系統(tǒng)TrimbleR9s3套平面精度±10mm支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全站儀LeicaTS602臺(tái)測(cè)角精度0.5秒帶自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別功能液壓千斤頂5000kN2臺(tái)行程300mm配套壓力傳感器超聲波探傷儀USM35XS1臺(tái)頻率0.5-20MHzA掃描顯示8.2材料供應(yīng)計(jì)劃鋼管樁:每月供應(yīng)120根,分3批進(jìn)場(chǎng),每批40根焊接材料:E5015焊條,儲(chǔ)備量5t/月,存放在防潮倉(cāng)庫(kù)防腐涂料:環(huán)氧富鋅底漆(500L/月),環(huán)氧面漆(300L/月)輔助材料:橡膠緩沖墊、高強(qiáng)螺栓、測(cè)繩等按月度計(jì)劃采購(gòu)九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程9.1驗(yàn)收依據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》(JTS167-4-2012)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(GB50205-2020)9
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