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上海国际航运中心地基加固工程施工方案.doc

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上海国际 航运 中心 地基 加固 工程施工 方案
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目录第一章 编制依据 ................................................................2第二章 工程概况 ................................................................2第三章 总体施工部署 ............................................................3第四章 主要施工工艺 ............................................................8第五章 安全管理 ...............................................................20第六章 文明施工 ...............................................................27编制依据(1)交通部第三航务工程勘察设计院《洋山深水港区二期工程接岸结构西段 400m 及西驳岸深水段地基加固施工图》 (2004 年 4 月编制) 。(2)交通部第三航务工程勘察设计院《洋山深水港区二期工程接岸结构东段 1000m 地基加固工程施工图》 (2004 年 3 月编制) 。(3) 行业标准《水运工程测量规范》 (JTJ 203-2001 ) (4)通部第三航务工程勘察设计院勘察工程公司《上海国际航运中心洋山港二期工程港区总施工控制网测量技术报告》 。(5)行业标准《港口工程地基规范》 (JTJ 250-98) 。(6)国家、地方政府颁发的相关法律、法规。(7)有关会议纪要及相关的《中港第三航务工程局技术质量安全交底书》 。工程概况洋山深水港区 1.4km 水工工程(B 标)位于一期工程的西侧,其接岸结构为高桩承台(包括板桩墙)及二级抛石棱体。1.4km 水工工程(B 标)位于 1.4km 水工工程的西段700m,另加西驳岸及 205m 车客渡码头范围。由于 1.4km 水工工程区域位置表层分布着厚度 10~16m 的淤泥、淤泥质粉质黏土或淤泥质黏土,且这几层土处于饱和、流塑状态,强度低、压缩性高,对抛石棱体的稳定及沉降固结均存在着不利因素,因此必须进行砂桩加固。接岸结构及西驳岸深水段地基加固主要包括抛袋装中粗砂垫层、打砂桩及抛填碎石保护层。其工程量分别为:抛袋装中粗砂垫层 167445.2m3,打砂桩 18486 根,抛填碎石保护层约76000m3 左右。总体施工部署洋山深水港区 1.4km 水工工程(B 标)接岸结构及西驳岸深水段地基加固工程计划从东往西安排作业面。即从桩号 K0+700 向西至桩号 K1+511.8 ,在保证有足够工作面的前提下,使各道工序形成流水作业。3.1 总体安排根据业主对洋山深水港区 1.4km 水工工程总体要求 2006 年底建成投产的要求,承台板桩墙结构在 2004 年 12 月底形成,地基加固进度必须满足工程总体进度要求,为了保证洋山深水港区 1.4km 水工工程接岸结构工程进度,地基加固计划于 2004 年 5 月初开始抛填袋装砂垫层,计划于 6 月底前结束,砂桩施工计划于 5 月 10 日开始,10 月10 日前结束。1m 厚碎石保护层抛填同时流水跟进。根据设计要求,袋装中粗砂砂垫层标高在-10.0m 以上的,可以在承台钢桩沉桩后直接抛填;标高在-10.0m 以下的先抛填碎石保护层然后进行承台钢桩桩基的施工。3.2 船机选择根据指总进度计划要求,计划投入 2 艘定位抛砂船和 4~6 艘运砂船用于水抛袋装中粗砂垫层施工。对施打砂桩,我项目部计划调入专业砂桩船 4 艘,分别为三航砂桩 1 号、三航砂桩 2 号、三航起重 10 号及三航桩 3 号。完全能施工进度要求及接岸结构地基加固设计要求。具体船机配备见表 1。船机配备表表 1 3.3 施工进度保证措施针对本工程工期紧,施工条件差的特点,提前做好施工前准备,特别是船机设备的改造,要抓紧抓实,同时做好砂源的落实,以及运输能力的配套。施工过程中,组织搞好船机设备的维修保养,提高船机设备的完好率。在人员组织上,要采取激励措施,同时加班加点提高工作效率。在施工工序中,合理安排施工顺序,协调好各施工船舶的锚位,尽量减少各施工船舶施工期间的相互影响。在材料(砂源)组织上,及时掌握天气变化,做好砂源的储存备料工作,同时利用社会上的运输能力,保证材料运输能力满足施工需要。3.4 主要工序安排( 图 1) 图 1 地基加固工序安排图3.5 测量定位3.5.1 测量系统坐标系统:采用 54 北京坐标系(任意带, 中央子午线 L0=122°) 。高程系统:采用小洋理论最低潮面。小洋山理论最低潮面在 85 国家高程基准面以下船机 数量(艘) 备注定位工作船 2 第八、九区 1 艘第十、十一区 1 艘袋装中粗砂垫层(碎石保护层)运输船 4~6 用于运输砂袋及碎石料三航起重 10 号 1 第八、九区三航砂桩 1 号 1 第十、十一区三航砂桩 2 号 1 第十一区砂桩三航桩 3 号 1 砂垫层 L 区、M 区的增补打砂桩中粗砂灌袋抛填袋装中粗砂施打砂桩抛填碎石保护层2.36m。3.5.2 测量控制网布设在指挥部提供的首级控制网点的基础上,在小洋码头、大南凹回填区及 D 标工作船码头增设 3 个测量控制网点,与首级控制网点一起组成三角平面控制网。在岸线相对稳定区域布设 1 个水准点,在指挥部提供的首级水准点基础上,采用往返测,取得 2 个控制网点及布设的 1 个水准点的高程值,作为高程控制点。具体见测量控制网测量技术报告。测量控制网在布设的 3 个月内,每月不小于 1 次;3 个月后如控制点趋于稳定,每 2 个月复测不小于 1 次,确保测量控制网的精度满足工程施工要求。3.5.3 建立施工坐标系建立施工坐标系统,为方便工程测量施工。以码头西侧前沿角点为坐标原点,为了与一期工程施工坐标统一,坐标原点的施工坐标设定为A0=2000,B0=3500,垂直码头前沿线往海侧方向为 x 正方向,平行于码头前沿线往西方向为 y 正方向,和 54 北京坐标系的旋转角为 140º。设计坐标与施工坐标的转换关系见下:A=(Xi-X0)cosα-(Yi-Y0)sinα+A0 B=(Yi-Y0)cosα-(Xi-X0)sinα+B0 其中 α=140º X0=3390679.473 Y0=503967.325 A0=2000 B0=3500 Xi、Y i 为需要换算的旧坐标主要施工工艺4.1 袋装中粗砂垫层施工4.1.1 工程量及材料供应洋山深水港区 1.4km 水工工程(B 标)接岸结构及西驳岸深水段地基加固工程共有砂垫层 167445.2 ,自东向西桩号:K0+700~K1+511.8。砂源采用金塘砂场的中粗砂,用 600~1000t 皮带机运输船驳运至大洋山及附近岛屿的驳岸上,进行人工装袋,采用 4~6 艘 500 /艘海吊抛砂船运到现场。4.1.2 工前水深测量及试抛施工在水抛施工前应对整个抛填水域进行一次水下地形测量,水深测量仪器采用美国生产的 odom max mark III 双频测深仪,并结合设计提供的地质资料选择有代表性的区域进行试抛施工。了解并掌握抛填后的淤沉情况,即通过理论抛填量与标高的变化量推算沉陷量,同时通过试抛了解水流对抛投位置的影响程度,以便在实际施工时,在不同的流速时段,合理调整抛投位置,使抛填施工做到尽量均匀。4.1.3 工 艺流程袋装中粗 砂垫层施工的主 要工艺流程如图 2 所示。施工准备工前测量散砂灌袋装船抛石船定位起吊并抛至水中开网抛砂袋网络准备编织袋准备图 2 水抛袋装中粗砂垫层施工流程图4.1.4 施工顺序考虑工程整体工期及实际施工现场情况,对整个加固区我部拟分区段进行施工。首先抛投袋装中粗砂垫层 L、M 区(砂桩加固六区) ,以利于在现场的起重 10 号专业砂桩船尽快投入砂桩沉设施工,然后依次向西推进施工,即以桩号 K0+700 为界向西进行抛填,与砂桩施打形成流水作业。同时根据砂桩船进场情况,袋装中粗砂垫层开设 2 个施工作业面,即西驳岸袋装中粗砂垫层与接岸结构袋装中粗砂垫层同时进行。抛投袋装中粗砂垫层按厚度 2m 进行控制。4.1.5 设备、材料的选用考虑到施工现场的实际工作量及水文地质情况,计划每天的抛砂量约为 3000~4000m3,抛砂船用 500~800t 自航网络海吊抛砂船装船并抛投。砂垫层用砂采用中粗砂,要求粒径大于 0.25~0.5mm 的粒径含量大于 85%,含泥量不得超过 3%;砂袋袋体采用普通编织袋。灌砂袋在大洋山及附近岛屿选用较平整且有出运条件的场地采用人工方式灌包并封口。4.1.6 现场抛投由于施工现场处于开阔水域,缺少固定的参照物,故我部拟采用 2 艘定位船定位,定位船为 4 锚平板驳船,定位船位置用 GPS 卫星全球定位系统进行定位,海吊抛砂袋船系泊在定位船侧抛投的方法进行施工。抛投过程中我部及时进行水下地形测量并结合现场施工人员利用水砣勤打水深,及时掌握抛填前后水下地形变化,以指导现场施工并根据实际情况作出相应的调整。4.1.7 技术措施和注意事项(1)严格控制实际抛填的范围及抛填的厚度,确保砂垫层对砂桩的保护作用。(2)施工前期作典型施工试验。分析水深及水流的流速、流向与抛填物的关系,确定其飘移量。以便在施工时根据实际情况确定抛填及定位位置。(3)砂袋抛设完成后,立即测量水深并进行潜水探摸,并根据测量结果,决定是否进行局部补抛。(4)施工过程中,应根据当时的水流情况进行定位,并随时调整定位船位置,以减少流失量,急流时停止抛填。(5)抛填时应注意收听当地气象预报,并做好船舶警戒工作,做到安全施工。4.2 施打砂桩4.2.1 施工船舶根据总体进度计划要求,我部计划安排四艘专业砂桩船,用于洋山深水港区 1.4km 水工工程( B 标)接岸结构及西驳岸深水段地基加固工程的砂桩施打。四艘砂桩船分别为:三航起重 10 号、三航砂桩 1 号、三航砂桩 2 号和三航桩 3 号,其中三航起重 10 号和三航砂桩 1 号可以同时施打 3 根砂桩,三航砂桩 2 号可以同时施打 2 根砂桩,而三航桩 3 号为单管砂桩船。由于三季度台风活动频繁,根据对该海域可施工作业天数统计,5、6、7、8、9、10 月份月均可作业天数为 22.5 天,故该工程月可作业天数按每月22 天计。根据施工经验三管砂桩船平均每天打 70 根,两管砂桩船平均每天打 50 根,单管砂桩船每天打 30 根。按此计算,平均每月可完成 5000 根左右的砂桩任务。4.2.2 砂桩定位4.2.2.1 水下地形测量及探摸由测量船采用无验潮测量技术对砂桩区的海域进行水下地形测量,并结合潜水员进行水下探摸,查清海底表面的地质情况,指导后续施工。4.2.2.2 桩位计算建立以码头前沿东侧角点 O 为坐标原点,码头前沿往西方向为 Y 轴正方向,与码头前沿垂直往海方向为 X 轴正方向的施工坐标系,设置坐标原点 O 施工坐标为(2000,3500) ,施工坐标系 X 轴在设计坐标系中的方位角为 140º。建立施工坐标系后,计算桩心在施工坐标系中的坐标,把测量控制点的设计坐标转换成施工坐标(图 3) ,应用计算机软件计算桩位测量放样角。计算结果需项目总工复核并报监理工程师审核。X X-Y 为设计坐标系x-y 为施工坐标系图 3 坐标转换示意图4.2.2.3 沉桩定位(图 4) 平面位置由岸上一台全站仪、一台经纬仪按前方任意角交汇法控制。选取测量控制点时,要保证交会角在 60°~120°之间。对于两管和三管砂桩船,船上设 1 台经纬仪进行平面扭角的观测。定位时,只有当所有测量仪器观测结果一致时,才能下桩。下桩后,若偏位较大,则起桩,重新定位,尽量减少沉桩偏位。图 4 砂桩定位示意图4.2.3 工艺流程及措施砂桩施工流程如图 5 所示。施工准备测量基线布砂桩船就位测量定位沉管停锤灌砂拔管运砂船就位砂质检查图 5 砂桩施工工艺流程图4.2.3.1 定位测量人员和施工员指挥砂桩船移位,达到理论计算位置,校核准确后,收紧锚缆,准备沉管。4.2.3.2 沉管套管底部设 4(6)瓣活页,确保活页启闭灵活可靠。活页用钢丝绳串联后从管内引至卷扬机,下桩前用卷扬机牵引钢丝绳关闭活页。桩位经监理工程师确认并同意沉管后,松套管吊钩,压锤,套管停止下沉后开启振动锤,使套管继续下沉。沉管时使桩管保持垂直。为了保证使砂桩打至设计标高,施工中我们对砂桩管进行了改进,在采用罐干砂工艺的 3 艘砂桩船(三航起重 10 号、三航砂桩 1 号及三航砂桩 2 号)的管壁开若干个单向进水孔,以此削减沉管过程中的阻力。套管改进后砂桩施打效果良好,砂桩桩尖标高基本能达到设计要求。4.2.3.3 停锤标准砂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黏土层,继续振动 60s 砂桩管下沉量在 30cm 以内即可停锤, 即加固已满足设计要求。4.2.3.4 灌砂砂桩每延米灌砂量以不小于 1.15m3/m 控制。根据砂桩实际的入土长度计算需要灌砂的量。用吊车把砂料吊至砂桩船上的集料箱内,再用皮带机运至计量料斗内,提升计量料斗,开启闸门灌至砂桩管内。在以往的施工过程中,我们发现上料斗的砂料不易进入砂桩管,我们分析主要原因是因为料斗出料口较小,而砂料又有一定的含水率,为此,本工程我们在砂桩船上料斗侧面设置了附壁式振捣器,在下料时开启振捣器,振动上料斗,使砂料能顺利进入砂桩管内。4.2.3.5 拔管套管上拔时开启振动锤并在孔底留振 20s,然后边起边拔,拔管的速度控制在2.0m/min 以内,均匀地振动拔管,以保证桩身的连续性和密实度。当砂桩管尖离砂垫层顶面 2m 时再留振 20s,以保证砂桩顶部的密实度及与砂垫层相连通,然后再往上拔出砂垫层顶面。4.2.4 砂桩质量控制标准砂桩水平偏差≤200mm,垂直度 ≤1.5% ,成桩直径偏差不小于设计桩径的 105% 。每延米灌砂量不小于 1.15m3/m;沉设施工中不得中断、脱节、缩径、陷口,否则重打。桩尖标高控制是通过在砂桩管外壁标上刻度,利用岸上全站仪观测棱镜所放刻度处标高,以此得到在沉管过程中砂桩管尖的标高。4.3 抛填碎石保护层本工程在砂桩沉设后按设计要求需在砂桩区上部抛填一层 1m 厚粒径在 1~8cm 的碎石,以防止砂体流失,洋山深水港区 1.4km 水工工程(B 标)接岸结构及西驳岸深水段地基加固范围内碎石的理论量约为 60000m3。我部拟在砂桩某区段结束后具备一定工作面的条件下,立即组织抛投。抛投最大强度为 2000m3/d。具体做法同袋装中粗砂垫层,这里不再赘述。安全管理我局一直以提高工程质量作为企业的生命,保证工程质量作为管理的前提,积极开展技术质量工作,并于 2002 年 6 月通过中国船级社公司 ISO9001(2000 年版)质量体系认证工作。在该项目施工过程中,我公司将按照《质量保证手则》 、 《质量体系程序文件》运做,以确保质量体系的有效运行。6.1 质量工作方针精心施工、产品优良、顾客满意、终身服务。6.2 质量目标单位工程“优良”,具体分部、分项工程划分及质量预计目标见表 2。分部、分项工程划分及质量预计目标一览表表 2 6.3 质量保证体系(图 7)分部工程名称 序号 分项工程名称 计划目标 备注1 水抛袋装中粗砂垫层 优良2 设沉砂桩 优良 关键工序地基加固3 抛设碎石保护层 优良项目经理:徐捍卫项目副经理:孙海荣、高小荣项目总工程师:骆加权工程师励正丰技术部叶修煜机电吴建江试验室郑志强测量楼企虹砂垫层吴春年砂桩林祖伟碎石层陶建国劳务陈瑞昌梅钟明图 7 质量保证体系图6.4 施工过程控制6.4.1 施工前控制项目经理部项目总工组织有关人员学习设计图纸,了解设计意图,组织图纸会审,并将问题整理汇总提交业主和设计单位。依据施工图,由项目部总工程师组织人员编制施工组织设计,上级组织有关部门会审,并经批准后实施。施工要严格按设计和规范对参加施工的相关人员明确技术要求、质量标准及操作要点,使每一位相关施工人员了解本工程的每一道工序及相关细节。无论对施工图纸、施工用材或施工工艺的更改,都必经办妥书面手续,批准后实施。6.4.2 工序控制为保证工程质量,我部在进行下一道工序施工前前道工序必须验收合格。在抛填袋装砂垫层前必须对抛填区进行工前水深测量,以了解施工水域的水下泥面标高,确保砂垫层抛填厚度和抛填的均匀性。每一阶段抛石完毕后,验收一次。下阶段开始抛填前,有关沉降、位移数据均应符合设计要求并得到监理认可后方可进行。各道工序实行“三检”制度,做到“谁施工谁负责质量,谁操作谁保证质量”。上道工序不合格,不能转入下道工序。
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