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苏通大桥三期试桩施工组织设计(0702改）

为查明基础的安全储备、检验索塔基础承载力和施工工艺，并为最终确定桩基长度提供依据，以确保大桥的可靠性与经济性，需进行试桩试验工作。

C2标三期试桩工程的工程内容为四根桩基的成桩、桩底注浆、桩基的承载力试验以及主5＃墩试桩平台位置的冲刷防护。四根桩的桩径D2.8~2.5m，混凝土标号为35号。试桩分别位于主5＃墩上游底160m和主8＃墩上游130m，其具体试桩布置图如下，试桩设计参数如下表：

3516736.054

3516721.756

JGJ／T 331-2014 建筑地面工程防滑技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf3516238.029

3516223.731

图1三期试桩平面布置图

同其它项目相比，本次试桩工程具有以下几个特点：

（1）试桩均位于深水中，且桩位最大水流速度达2.89m/s，必须设计安全可靠的施工平台。

（2）主墩基础处江面较宽，钻孔施工过程中混凝土的供应、泥浆排放等工作组织难度较大。

（3）试桩属于超长大直径钻孔桩，所穿过的地层主要以粘性土以及砂类土为主，采用反循环成孔工艺，泥浆护壁难度大。

（4）成孔后须对桩底压浆，并检验压浆前后试桩承载力。

（5）测试中须确定桩的极限承载力，并提供各土层的侧向极限摩阻和桩端极限承载能力，需要投入大量的测试仪器和元件。

（6）钻孔桩承受竖向荷载极大，且有很大一部分桩长位于局部冲刷线以上，在桩基础承载力试验时应将此段摩阻力扣除。

根据现场条件的较成熟的经验，本次试桩工程拟采用自平衡测试法。

由于苏通大桥地质、气象、波浪、水流等情况较为复杂，大桥桥梁基础结构需要承受较大的荷载。因此，合理选择桩型、桩长，确定桩基的承载力，在此大桥工程中显得尤为重要。同时通过试桩还可以验证桩基施工工艺、注浆工艺和打桩钻孔机具是否合理，以及拌和站混凝土的供应能力，以便在施工中加以改进。

图中7号试桩根据已经进行的陆域试桩的施工和注浆工艺，检验和确定本桥桩基础的施工工艺，包括泥浆配方、钻进工艺、清孔效果以及成桩后质量等。对其在水上实施的效果进行检验，并可作出改进。成孔后继续进行注浆工艺试验以确定注浆工艺流程、浆液配方、注浆压力等有关要素，并在注浆后进行承载力试验。

8号试桩采用与第一根试桩相同的施工和注浆工艺，进行注浆后承载力试验，通过与第一根试桩进行对比，进一步确定主墩或辅助墩单桩承载能力。同时以7号试桩施工工艺为基础，进一步优化施工工艺。

5号试桩和6号试桩主要用于确定主墩的承载能力，采用7、8号试桩成功的施工工艺，并进行注浆后承载力对比试验。

依据桥位区揭露地层的地质时代、成因类型、岩性、埋藏条件及其物理力学特征等，桥位区共分22个工程地质层，各层主要特征如下：

全新统（Q4）分为4层（1～4层）：1层为北侧上部的粉砂或亚粘土夹粉砂，又细分成三个亚层；2层为南侧上部的亚粘土“硬壳层”；3层为南侧上部的淤泥质亚粘土或粉砂夹层，分为2个亚层；4层为底部的亚粘土或亚粘土与粉砂互层。

上更新统（Q3）分为4层（5～8层）：5层粉砂为主，局部亚粘土，分为2个亚层；6层粗砂含砾，局部细砂，又分2个亚层；7层细砂、粉砂；8层粗砂夹细砂含砾、细砂，夹透镜体状亚粘土，分2个亚层。

中更新统（Q2）分为7层（9～15层），岩性为粉、细砂层、粘性土。

下更新统（Q1）、上第三系（N）顶板埋深在200m以上，粗略分为7个工程地质层（16－22层）。16～22工程地质层为下更新统及上第三系沉积物，下更新统以砂层为主夹粘性土；上第三系为半胶结状粘土、砂土为主，底部揭露玄武岩。

根据该项目的总体要求和技术特点，考虑水上试桩的施工难度、试桩施工安排、工序衔接和施工的强度等方面，我项目部拟从关键资源配备、施工技术控制、临时工程的建设、水电供应、机械设备进场、原材料的供应与试验检测、施工过程中的质量监控、文明施工与安全生产等方面来完成该项施工任务。

4、1试桩组织机构与人员组织

自我单位接到中标通知书后，按照投标书中的承诺积极筹备组建项目经理部，人员主要由局分别在全局范围内择优选拔。项目经理部对进场的人员、机械、设备、物资、材料统一管理、统一指挥、统一调动。

三期水上试桩现场负责人名单

目前临时工程的建设主要包括施工码头、生活区的建设、生产区的建设和连接施工码头的施工便道。目前临时工程的规划已经全部完成，准备工作也已经到位，正准备进入实施阶段。

生活用水采用自来水，生产用水采用江水经净化处理后使用。施工用电采用自发电，配备发电船一艘，发电船上安装一台400KW和两台220KW的发电机。

苏通大桥C2标段水中试桩施工全部是水上作业，施工水域船舶通航密度大，日断面平均流量达2200多艘次以上，通航环境极为复杂。桥位河段江面水域宽阔，受风、流及潮汐影响大，水文气象条件复杂。为了确保工程顺利进行，确保施工期间不出或尽量少出水上交通事故，施工之前对水上交通进行科学合理地组织和安排显得十分重要。施工船舶严格遵守的有关部门的规则，建立应急组织机构，负责对意外险情或事故的应急处置工作。同时做好应急处理措施，收集天气预报和水情通报，掌握台风、洪峰的动态，及时发布航行警告，尽早将台汛信息通报施工船及应急救助组成员，以便及时采取防范措施。防台时现场安全工作组派专人24小时值班，及时处理防台、防汛中出现的问题，通知施工船舶进入紧急防台状态，做好应急准备并保证通讯联系的畅通。检查平台设施固定设备是否处于完好状态。检查交通码头结构、锚链、引桥等属具是否完好正常。选择常熟港作为避风港。

生产事故应急救援部署表见表11.2－1

总指挥：全面负责整个急救行动，下达急救指令，向有关单位通报情况

队长：用报警器报警，带领急救员现场施救

队长：带领预备急救员现场待命

值班医生：根据现场急救队反映的伤员情况向总指挥提出急救意见

急救员A：携带药箱、对伤员实施人工呼吸、包扎、运送伤员

预备急救员A：待命，随时准备接替急救员A的工作

施工现场指挥：利用对讲机或手机向指挥中心报警，传达总指挥的急救指令，并将现场急救情况及时反馈给总指挥，根据指示调度现场施工人员

急救员B：携带氧气复苏器、对伤员实施心脏按压、协助包扎、运送伤员

预备急救员B：待命，随时准备接替急救员B的工作

急救员C：携带担架和救生吊带、协助包扎、协助运送伤员

预备急救员C：待命，随时准备接替急救员C的工作

根据二期试桩的钻孔分析，钻孔桩成孔周期控制在9.5天较合适。具体工效分析如下表所示。具体工期安排见附表。

一根钻孔灌注桩施工工效分析

钻头修补、机械保养、电器维修等

1主5＃墩试桩平台位置冲刷防护的施工

冲刷防护平面布置分为中心区和护坦区。中心区：为施工临时平台桩基础范围，平台范围及周边7m。平面尺寸为44m×34m。护坦区：为中心区外围适应河床冲刷变形，保护中心区外围床面，其范围为中心区外围15m范围，稳定边坡按1：3考虑。本工程为深水作业且流速较大，施工工况差且工期要紧，施工需采用大型专业工程船施工。为确保施工质量，施工时需根据实际情况选择作业时间，采用定点吊放施工。

中心区：采用抛袋装沙进行预防护，钢护筒施工后结合袋装碎石形成反滤层，最后采用网络块石形成永久护面。

护坦区：采用袋装碎石反滤，采用块石护面，袋装碎石层1m厚，块石层1.5m厚。

根据本工程结构特点、施工条件，本工程施工可基本分为三个施工阶段。

（1）第一阶段：首先在钢管桩施工前进行核心区预防护即袋装砂施工。

（2）第二阶段：在钢护筒施工后，进行核心区永久防护。

（3）第三阶段：完成核心区预防护后，在不影响水上其它工程施工前提下，进行护坦区的袋装碎石及块石吊放施工。

1.2、施工方案及要求

1.2.1、施工技术要求

袋装砂、袋装碎石施工安排在小潮汛进行，避免在大潮汛进行，块石施工安排在中、小潮汛进行，避免在大潮汛进行抛填施工。

为避免滩面冲刷后防护工程量的增加，中心区袋装砂吊放到位后方可进行钢管桩平台的施工。

为避免对钢护筒的沉设带来不利影响，中心区袋装碎石的施工待钢护筒沉设完成后进行。

袋装碎石施工完成后，块石施工要及时跟上。

防护工程开始施工前先将防护工程范围河床上影响工程质量的杂物清除干净。

1.2.3块石施工的工艺流程

与袋装砂及及袋装碎石的施工工艺流程基本一致。

1.2.4施工方法与要求

1）袋体材料、缝制材料和绑扎材料

袋体材料：300g/㎡的编织复合布（150g/㎡的丙纶编织布和150g/㎡的涤纶无纺布复合）

缝制材料：35支三股棉纶线缝制

绑扎材料：φ6mm丙纶绳。

袋装砂充填砂料选用细砂（大于0.075mm的沙粒含量占总量的85%以上，〈0.005mm的粘粒含量小于5%〉。要求进行抽样试验，每1000m3取样一个。

a、采用先充后抛工艺，抛填采用网络定点落底安放方法。

b、单只袋体尺寸以1.2m3为宜，砂袋厚度控制在0.4～0.6mm为宜，具体尺寸根据施工工艺及设备通过试抛确定。

c、充填时注意泵浆压力和水砂比及充灌速率的控制，防止袋体破裂和充填不均匀。充填率75%左右。每只袋装砂充填完成后，采用φ6mm丙纶绳绑扎袋口。

d、充填前对袋体布仔细检查，不得出现破损和老化现象，否则及时采取补救措施或弃之不用。

采用300g/㎡的丙纶长丝机织布缝制而成。

a质地坚硬，饱和抗压强度不低于50Mpa。

b碎石粒径40～80mm，其中40～60mm占50%～60%，60～80mm占40%～50%。

a采用网络定点落底吊放方法。

b单只袋体尺寸以1.2m3为宜，砂袋厚度控制在0.4～0.6mm为宜，具体尺寸根据施工工艺及设备通过试抛确定。

c袋装前对袋体布仔细检查，不得出现破损和老化现象，否则及时采取补救措施或弃之不用。

a石料要求质地坚硬、无风化剥落和裂纹现象。

b饱和抗压强度不低于50Mpa，重度不小于2.65t/m3。

c不允许使用簿片、条状、尖角等形状的块石。风化石、泥岩等亦不得用作抛填石料。

a采用网络定点落底吊放方法。

b块石施工时力求厚度均匀，符号规定偏差要求，不得出现空挡和漏抛。

1.3.施工人员及船机配备

注：以上人员配备不包括船员

额定功率（kw）或容积（m3）或吨位（t）

1000t～2000t

1.4.施工期河床监测方案

鉴于防护工程施工中将导致工程局部区域流场的变化，群桩基础及墩台的施工期更会导致工程局部区域流场的变化，产生一定的冲淤变化在所难免，因此，要特别重视做好施工期监测工作，合理调整控制各工序的施工顺序的速率，并根据出现的冲刷情况采取及时的补救、维护措施，以利工程的顺利实施。施工期的河床监测方案主要采用多波束测探仪定期水深探测。

B袋装砂抛投完成后测量。

C施工临时平台的钢管桩打设完成后测量。

E袋装碎石及块石抛投完成后测量。

F钻孔灌注桩施工期，每天进行一次水深测量。

试桩的钻孔施工采用先搭设水中钻孔平台，在平台上摆放KP3500型钻机，采用气举反循环成孔的方法。

钻孔平台平面尺寸为30×11m，顶标高为+8.0m。

主5号试桩钻孔平台基础采用16根φ140cm，δ=20mm钢管桩，主8号采用16根φ140cm，δ=16mm钢管桩，钢管桩顶以贝雷架做为主方向分配梁，HW40工字钢做为次分配梁，上铺厚12mm钢板形成钻孔工作平台。其布置图见下。主8号墩侧试桩平台与主5号布置形式相同，不同之处为主8号墩侧的桩底标高不同。

钻孔平台施工工艺流程图如下。

图3钻孔平台施工工艺流程图

φ140cm钢管桩采用δ=20mmQ235A钢板在工厂卷制，钢板下料之前根据设计图绘制加工图，其内容包括按钢管桩编号的加工大样图、拼接简图和堆放与发送顺序图等。

用于卷制钢管的钢板必须平直，不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板，且应符合有关标准和设计要求。钢料切割使用剪板机。钢料在切割后进行矫正，矫正后钢料表面不应有明显的凹痕和其它损伤，可采用锤击法或热矫法，下料后应根据要求将板端开好坡口。

钢管采用三辊轴卷管机卷制，卷管方向应与钢板压延方向一致。卷板过程中，密切注意保护管端平面与管线垂直。为满足钢管接缝处的圆度要求，卷管后应进行校圆。校圆分整体校圆和局部校圆两道工序。整体校圆可在卷板机上进行，也可在整体校圆夹具上进行。局部校圆采用簿钢板剪成直径为钢管内径的圆弧的一部分作为样板，该样板内靠筒体口附近进行检查，若不密贴表示该处不圆，不圆处局部锤直，直至密贴为止。

钢管的焊缝要求与母材等强，采用坡口熔透对接焊。钢管桩现场对接须保证施焊时接头和焊条干燥。

焊接管的管节制作偏差，要符合下列要求：

表2管节外形尺寸的允许偏差

±0.5%周长，且不大于10mm

0.5%d，且不大于5mm（d为管径）

椭圆度指管端两相互垂直直径之差

管节对口拼接时，相邻管节的管径偏差要小于3mm，对口的板边高差△要小于1.0mm。

（2）钢管桩的吊运与堆放

本项目钢管桩在桥位附近中远钢构件厂加工。加工厂自有重件码头，钢管桩出厂后无需公路运输，可直接吊运上船，因此对钢管桩长度限制较小，钢管桩可在工厂内加工成长40m左右的一段，使施工现场只有一个接头，大大提高了打桩施工工效，且钢管桩质量更有保障。工厂加工完成运往施工现场以前，在钢管桩适当位置处设置吊耳。吊装时要使各吊点同时受力，徐徐起落。桩身靠上打桩船桩架后将吊耳割除。

钢管桩的堆放支点位置与吊点位置相同，偏差不大于20cm。运输时要捆绑牢固，使各支点同时受力。驳船装钢管桩时，要按钢管桩的打设顺序编号，分层装驳，垫平放稳并保持船身稳定。

因为钢管桩较长，为避免桩身挠曲，可以采用多点支垫。各支点垫木要均匀放置，各垫木顶面要在相同的水平面上。钢管桩的堆放层数以不超过3层为易。

钢管桩的打设直接采用打桩船插打。

1）、钢管桩的测量放样

根据设计要求，此时桩身应在竖直面上倾斜
（此竖面的水平投影与船轴线一致）。当C点与某设计桩位重合后，还应使船轴线同设计的桩身水平投影的方位一致，这时打下的桩位才是正确的。由于A、B、D、C四者有着固定的几何关系，C点的位置既然已知则A、B、D三点的位置也随之确定，称这时A、B、D点的位置A设、B设、D设为与C设相应的设计位置。反之，当船体按A设、B设定位时，则C点必与C设相同。

b）、钢管桩的具体放样

工作开始前，将事先计算好的同C设对应的A设、D设点的坐标分别输入A、D点上的RTK手簿中作为导航数据指示打桩船开航。根据A、D点的手簿屏幕显示的与设计点位的距离
，调整船体使
，紧固锚链，使船体完全固定。为保证RTK打桩放样结果的正确无误，另在位于江堤的某已知点上设置全站仪，按C设点坐标计算出距离、方位角。当用RTK确定出C后，打桩机工作前放置全站仪棱镜，进行检核。待确定无误后，才开始施工。

2）、钢管桩打设的施工要点

a、沉桩前对打桩船的桩架、桩锤、动力机械以及电力线路等主要设备部件进行全面的检查，确保在打桩过程中的连续性。

b、沉桩前要调整好桩架的角度，在打直桩时应保证桩架的垂直度，在打斜桩时确保桩架的斜度与桩的斜度一致。

c、开锤前要仔细检查桩锤、替打与桩的中轴线是否一致，如有偏位及时纠正。

d、第一节桩在自重作用下并用桩锤打入3.0m后要复核桩架的垂直度，如发现问题必须校正后方可继续下沉。

e、每节钢管桩的沉桩工作要一次下沉到位，以免由于土的恢复将难以下沉。

f、钢管桩下沉深度原则上以设计的入土深度为标准，如遇到特殊的地质情况钢管桩不能下沉到设计标高，可以按照贯入度控制，即最终的连续锤击10击的贯入度不超过5cm即可停止下沉。

连续10击的贯入度为5cm的钢管桩的承载力计算如下：

[P]：桩的垂直容许承载力（Kn）；

n：系数，n＝1.0；

m：安全系数，临时建筑用1.5；

A：桩身截面积（cm2）；

e：最终贯入度（cm/击）；

Q：锤的冲击部分重力（Kn）；

JB／T 7360-2019 滚动轴承 叉车门架用滚轮、链轮轴承 技术条件.pdfq：桩、桩帽及锤的非冲击部分重力（Kn）；

K：恢复系数，K取0.55

E：一次锤击的能量，E＝26000Kn.cm

28框架剪力墙结构施工组织设计A=3.14×140×1.6＝703cm2

e＝5/10＝0.5cm/击

q＝3.14×1.4×0.016×48.8×78.5+10=279Kn（替打按10Kn考虑）