海上升降平台沉桩施工方案

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递交日期 撰写人 审核人 文件编号 版本号 SCL-SNIM/PMN-ETD-CP-016 Rev.1

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目录

1工程概况 ...................................................................................... 1 2沉桩施工工艺流程 ....................................................................... 2 3沉桩施工方法 ............................................................................... 3

3.1 平台组装及主要沉桩设备配备 ................................................. 3 3.2沉桩测量控制 ............................................................................. 4 3.3平台粗定位 ................................................................................. 5 3.4平台精确定位 ............................................................................. 5 3.5供桩方驳定位 ............................................................................. 6 3.6吊桩 ............................................................................................. 6 3.7桩的定位 ..................................................................................... 6 3.8吊锤施打 ..................................................................................... 6 3.9钻岩施工 ..................................................................................... 7 3.10 复打桩 ...................................................................................... 8 3.11夹桩、割桩头 ........................................................................... 8 3.12 平台移位 .................................................................................. 9

4 沉桩停锤标准 ............................................................................ 10 5 工程各项计划 ............................................................................ 11

5.1 工程进度计划 .......................................................................... 11 5.2 工程设备投入计划 ................................................................... 11 5.3 劳动力投入计划 ....................................................................... 12

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6 沉桩质量保证措施 .................................................................... 13

6.1测量质量控制 ........................................................................... 13 6.2 打桩质量控制 .......................................................................... 14 6.3 钻岩质量控制 .......................................................................... 15

7 安全环保保证措施 .................................................................... 18 8 附件 ........................................................................................... 20

附件1：沉桩顺序图 附件2：平台沉桩进度计划

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1工程概况

本工程引桥深水区域及码头平台沉桩计划租赁JB108和JB112两个海上升降平台完成。计划引桥22~27排架18根、码头平台1~51排架199根，共计217根钢管桩采用平台沉桩。

根据桩位布置情况以及后续施工工序要求，将所有待沉桩分为两个施工区域，分别为：Ⅰ区：引桥22~27排架，码头平台26~51排架共计117根钢管桩；Ⅱ区：码头平台1~25排架共计100根钢管桩。JB108和JB112两台海上升降平台根据现场组装及沉桩设备配备情况，先行具备打桩条件投入使用的平台先进行Ⅰ区沉桩施工。

根据施工需要，两个沉桩区域同步施工，Ⅰ区施工顺序按照引桥22→27，码头部分按51→26顺序依次进行，Ⅱ区施工顺序按照25→1顺序依次进行，具体每根桩沉桩顺序见附件1沉桩施工顺序图 。

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2沉桩施工工艺流程

图1施工工艺流程示意图

平台组装及沉桩设备安装 测量内业计算 抛锚、平台初步定位 下降平台、移位 平台精确定位 测量观测 夹桩 供桩驳船定位 沉桩完成 复打桩 钻岩施工 吊桩入抱桩器 搭钻岩平台 调整抱桩器对桩定位 否 满足停锤标准 是 安装桩锤 开锤施打 2 / 23

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3沉桩施工方法

3.1 平台组装及主要沉桩设备配备

平台从荷兰租赁商拆卸成块后通过集装箱发运到施工现场，进行现场组装。平台组装完成后，在平台上进行履带吊组装及液压抱桩器安装。

考虑到平台船可能先于履带吊进场，在平台组装完成后，先使用起重船作为起重设备配合平台进行沉桩施工，待履带吊进场后使用履带吊在平台进行施工作业。

平台平面布置示意图如图2所示。

图2 平台平面布置示意

30.5m支腿船舱22.0m履带吊液压抱桩器 施工平台装备有液压系统升降支腿，工作状态，在海上可将施工

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平台升离水面，最大作业水深25m,通过调节支腿的下放长度可在海床上保持平衡稳定。平台上配备有履带吊，液压抱桩器，桩锤，钻机等机械设备，从事水上打桩、安装、桩孔钻孔作业，基本不受风浪影响。JB108和JB112平台主要设备和技术性能参数如表1所示。

表1 JB108和JB112平台主要设备和技术性能参数

项目名称 船体参数 升降支腿 长×宽高 数量×直径×长度 提升速度 锚泊系统 数量×锚重 起重设备 桩锤 打桩台架 JB108 JB112 30.5m×21.9m×2.9m 30.5m×21.9m×2.9m 4×1.4m×47.4m 15m/h 4×1.5T 250t履带吊 CG300液压锤 装设在平台舷边，平行和垂直舷边方向有效行程60cm。 4×1.4m×47.4m 15m/h 4×1.5T 150t履带吊 D100柴油锤 装设在平台舷边，平行和垂直舷边方向有效行程60cm。 钻机 抗风力 工作时 GM-20A 6级 12级 25m 2m 2m/s GM-20A 6级 12级 25m 2m 2m/s （升起状态） 不工作时 最大水深 平台移位 条件 最大浪高 最大涌流速度 3.2沉桩测量控制

根据桩位图、测站布置情况和平台抱桩器安装跟平台船相对位置关系等有关技术参数，拟定平台和桩的定位测量方案并作出相应内业计算。

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沉桩时采用固定控制点前方任意角度交会和距离控制，每根桩的定位均有岸上2台全站仪控制。

根据平台平面尺寸，在平台视线好的合适位置设置标杆，采用全站仪控制平台平面位置。 3.3平台粗定位

先在沉桩位置抛一浮漂，作为平台初步定位参照物。平台由锚艇拖至施工现场，拖带时根据风浪、水流方向控制注意控制好平台驻泊位置，打桩台架要在施工台架墩台一侧，然后锚艇辅助抛锚。抛设的锚需注意不影响已施打工程桩。抛锚结束后，收紧缆绳使平台初步定位，平台处于悬浮状态。 3.4平台精确定位

平台定位精度是平台沉桩作业的关键环节，必须确保平台定位的精度，否则将增加平台移位次数，浪费可作业时间。根据平台上下抱桩器有效行程，此次平台定位的允许偏差不得大于600mm。

为保证平台定位精度，首先要求铰锚移动前面一个支腿，测量检查符合要求后，徐徐降下支腿，然后以此支腿为圆心，通过绞锚实现其他支腿的定位。当所有支腿均以下落，启动各支腿所附提升装置同步起升平台，升离水面高度以不受波浪影响为准，一般控制在1.5m以上，完成精确定位后，放松锚缆。

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3.5供桩方驳定位

供桩方驳的抛锚要根据潮流方向预先确定一定的提前量，锚艇辅助抛锚定位于另一侧。为了避免供桩方驳和平台发生碰撞，两者之间应保持一定安全距离，距离原则上一般不小于3m,非吊桩作业时作业距离可适当放宽。 3.6吊桩

吊机移至平台靠近供桩方驳一侧，在桩顶开两孔穿吊具起吊钢管桩，桩直立后吊机平移，在接近抱桩器由人工辅助缓慢入抱桩器。 3.7桩的定位

在送桩入抱桩器前，通过岸上测站指挥打桩台架和抱桩器初次定位。桩入抱桩器后，桩在接触海底泥面前，吊机吊着桩，通过液压油缸移动抱桩器，调整桩的平面位置直至满足设计桩位要求，测量人员确定无误后下桩自沉。 3.8吊锤施打

桩自沉稳定后，利用吊机付钩吊吊笼人工解去上吊点。移动吊机吊起液压锤缓慢套入桩顶。压锤沉桩后测量人员及时检查桩偏位情况。经检查无异常后即可开锤试打。试打开始时宜手动控制锤击，冲击高度和作用时间均宜控制在最小幅度。沉桩过程中吊机钢丝绳要保持一定的自由长度，锤击过程中密切观察贯入度情况和抱桩器相对位

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置，出现异常情况立即停止锤击检查。锤将碰上抱桩器时松开上抱桩壁，快碰到下抱桩器时松开下抱桩器，沉桩满足设计停锤标准后停锤。

根据现场沉桩情况，按照停锤控制标准，对于能直接锤击至设计底标高的桩则直接完成沉桩作业；对于预计无法直接锤击至设计底标高时即考虑搭设钻岩平台进行钻岩施工。

海上升降平台打桩示意如图3所示。

图3 海上升降平台打桩示意图

吊机液压锤钢管桩 3.9钻岩施工

根据地质情况，对预计需要钻岩的桩，平台完成一个排架初打桩后，将平台升至钻岩需要高度，借助抱桩器人工在桩顶下合适高度安

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装钢抱箍，将预先加工的型钢模块套在钢抱箍上，铺设钢板后形成钻岩平台。

对预计不需要钻岩的桩，在一个排架打桩过程中个别桩出现沉桩困难，需要钻岩的桩，将平台升至钻岩需要高度，钻岩辅助设备放置在平台上，将预先改装好的置顶式钻机吊上桩顶进行钻岩施工。

钻岩选用GM-20A型工程钻机，采用泵吸反循环清渣钻进，钻头使用组合式牙轮钻头。启动钻机待反循环正常后，开动钻机慢速下放钻头开始钻进，初始阶段宜取较低转速；当正常钻进时方可取较高转速，并根据钻深需要适时加钻杆。 3.10 复打桩

钻岩完成后，平台上履带吊吊桩锤套在桩顶，开动锤直接将桩锤击至设计底标高即完成沉桩作业。 3.11夹桩、割桩头

考虑到施工现场的涌浪很大，夹桩工作在具备条件后立即进行。并且保证有效夹桩，使已打桩形成一个稳定的整体，防止桩摆动，移动，并在桩上设置警视灯。

首先根据不同部位桩顶标高不同，在合适标高人工安装钢抱箍，每个排架用28b工字钢横向相连夹桩，根据桩位的不同，每相邻二个排架用4对[12槽钢纵向相连，钢管桩夹桩见图4。

图4 钢管桩夹桩示意图

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槽钢钢牛腿工字钢?钢管桩 割桩根据施工需要，在槽钢上适当位置铺设木板形成临时工作平台。测量人员根据设计桩顶标高放线，电气焊工根据标高在桩身上划弹切割线，利用气割进行切割作业。为了防止测量出现错误，钢桩切割线必须全部进行二次复核。气割后桩顶标高误差控制±1cm。 3.12 平台移位

在本次定位沉桩任务完成后，紧固好平台上各设备，下降平台，通过锚艇协助移到下一个位置，进行下一个工作循环。

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4 沉桩停锤标准

停锤标准按照如下原则确定：①尽可能直接一次性完成沉桩，避免进行钻岩；②对必须嵌岩方可完成沉桩的桩，为确保钻岩施工能顺利进行，严格控制锤击能量和贯入度。

4.1第一次沉桩停锤标准

为防止过度锤击造成钢管桩变形，第一次沉桩停锤标准以贯入度控制,根据试桩沉桩情况，停锤贯入度按最后10cm平均贯入度6mm/击,锤击能量不超过150KJ控制。

根据地质情况及沉桩情况，预计能直接打入的桩可适当加大锤击能量直接锤击至设计底高程。

4.2 第二次沉桩停锤标准

第二次沉桩停锤标准以标高控制为主，桩端必须打至钻孔底，贯入度小于4mm/击即可停锤。

以上停锤标准为初步建议标准，最终停锤标准将会同业主及工程师商讨后确定。

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5 工程各项计划

5.1 工程进度计划

按照目前海上升降平台设备调遣准备情况，第一个平台预计计划日期为2011年6月30日，计划沉桩完工日期为2011年12月1日。第二个平台预计预计进场日期为2011年7月30日，计划沉桩完工日期为2011年12月7日。从设备调遣到全部码头平台沉桩完成计划175天，计划于2011年12月7日完成。

进度计划见附件2 平台沉桩进度计划 5.2 工程设备投入计划

表2 工程设备投入计划表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 设备名称 JB108 JB112 履带吊 起重船 液压锤 柴油锤 方驳 方驳 方驳 起锚艇 交通艇 钻机 11 / 23

规格型号 250T QZ01 CG300 D100 非自航1000吨 非自航400吨 自航100吨 1000HP kw GM-20A 数量 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 海上升降平台沉桩施工方案

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5.3 劳动力投入计划

发电机 100KW 2 表3 劳动力投入计划表

工种 技术负责 打桩施工队 嵌岩施工队 测量员 安全员 质检员 合计：70人

人数 2 20 16 4 2 2 工种 PDA测试工程师 气割电焊工 起重工 船舶驾驶员 普工 人数 2 6 2 4 10 12 / 23

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6 沉桩质量保证措施

6.1测量质量控制

（1）沉桩定位采用全站仪对平台和桩进行精确定位。使用测量仪器全站仪2台(Leica TS06,和Topcon GTS332n)，经纬仪（J2）1台。

（2）施工前，先在原有的控制网基础上埋设加密点，确保在打桩时前方交会的角度足够大，不因各种因素影响观测视线。

（3）开工前将每根桩的观测数据整理好，包括桩位控制的前视和后视点，测量控制水准点，绘制桩位控制图，计算桩位控制角度等，并经过校核后方可投入使用。

（4）打桩前先在陆地上架设2台全站仪和1台经纬仪进行观测。其中，一台全站仪进行正面基线观测，另一台全站仪进行侧面基线观测，经纬仪校核桩位。测量控制示意图见图5。

图5 测量控制示意图

正面基线（全站仪）陆岸边坡线校核（经纬仪）侧面基线（全站仪）

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（5）打桩过程中，测量人员根据设计标高处的设计角度指挥操作人员利用液压油缸调整抱桩器伸缩量控制桩的平面位置，并利用两台免棱镜激光测距仪实时校核，并观察垂直度是否满足。待桩的平面位置及其垂直度满足要求后即可压锤沉桩。压锤下沉完毕，观察桩位偏差，根据桩位偏差适当调整桩位。

（6）待桩不再下沉时启动桩锤开始打桩。打桩期间要做好贯入度记录，当贯入度达到控制贯入度时及时通知打桩指挥人员停锤。

（7）打桩完毕后平台退出打桩区域，陆上测量人员复测钢管桩设计位置处的坐标及桩身垂直度，并做好记录。 6.2 打桩质量控制

（1）沉桩质量标准控制标准见表4.

表4 沉桩控制标准

序号 1 2 3

（2）平台升降受气象，波浪条件，在风力，涌浪恶劣的天气，强行升降平台存在较大危险，也很难保证平台定位精度，应根据天气预报和现场实际观测结果，选择在合适的海况下升降平台，并保证有足够的定位作业时间。平台定位过程中，拖船应守候在旁边，以

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项目 桩顶标高 桩顶平面位置 垂直度 允许偏差 ±1cm ±5cm 1％ 海上升降平台沉桩施工方案

防止出现跑锚现象时进行紧急处理。抛锚时缆绳应避免对已施打桩和老码头航道造成影响。

（3）考虑施工现场涌浪较大，要求桩入抱桩器时一定要脱离水面，并系好缆绳，防止桩的摆动碰桩损坏抱桩器。

（4）对液压锤沉桩，吊锤前应认真检查液压各接头螺栓是否拧紧，吊锤中应避免液压过度扭曲造成液压油外漏。

（5）柴油锤沉桩应注意保持锤笼，桩锤、替打、桩在同一条直线上，替打保持平整并垫废旧钢丝绳传递能量。锤击开始时宜使用低档，逐步跳高档位。液压锤沉桩开始锤击时宜手动控制，锤跳高和锤击频率宜低，逐步分级加大锤击能量。打桩时若发生贯入度异常、桩身突然下降，桩身出现较大倾斜，桩身剧烈抖动等现象，应暂停锤击待查明原因后方能继续锤击。

（6）锤击过程中严格按照停锤标准停锤，防止因过度锤击导致桩尖变形造成后续钻岩施工困难。

(7)升降、移船作业时，要注意保持船体平衡，可预先调整打桩台架和吊车的位置。

（8）复打过程中进行PDA检测，进行室内桩的承载力分析并报工程师。 6.3 钻岩质量控制

6.3.1 钻机选用

本工程选用GM-20A型工程钻机。钻机采用泵吸反循环清渣钻进。

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钻头选择组合式牙轮钻头，根据岩层及桩基情况，确定钻头外径。

6.3.2 钻前准备

施工平台搭设要求平稳，牢固，平台面积适合钻机施工，并满足钻岩设备荷载要求。

每根桩下钻头之前必须先用测绳量出空管长度，并打捞桩内金属质异物，防止钻孔卡钻及破坏钻头机具。钻机就位后应认真检查钻头的完好情况和打捞安全缆绳的可靠程度。

6.3.3钻进

启动钻机待反循环正常后，才能开动钻机慢速下放钻头至孔底，当钻头距孔底200～300mm时应大泵量（≥108m3/h）排渣，并慢速低压回转。当整个钻头底面完全接触岩面后，方可正常钻进。

钻进参数应根据岩层，桩径，泵量和钻机的经济钻速等加以选择和调整。在钻进初始阶段，由于孔底不平整，故采用较小一些钻压，钻头与孔底磨合后可施加正常钻压。

牙轮嵌岩钻进转速一般以13～23r/min为宜。当初始阶段、地层坚硬或软硬不均及孔深较大时，取较低转速；当正常钻进时，可取较高一些转速。

加钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底80cm～100cm,维持冲洗液循环1～2分钟,以清洗孔底并将管道内的钻渣排净，然后停泵循环加钻杆。钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓螺母和拧卸工具等掉入桩内。

每根桩嵌岩钻孔钻头接近桩尖时一定要减速减压，仔细判断桩尖

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处是否存在变形和卷边现象，如果遇到卷边变形应先停钻，拟定处理方法后再往下施工。钻头过了桩尖后，要观察桩基是否会下沉或塌孔，如果出现异常应及时提钻，拟定方案后再继续往下施工。

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7 安全环保保证措施

7.1施工安全准备措施

①坚决贯彻“安全第一，预防为主”的指导思想。

②沉桩施工前，与相关海事部门取得联系,收集有关海上交通安全的法律或法规、船舶避碰规则等,并组织船员、技术 人员等认真学习、严格遵守以保证船舶在航行、作业与停泊时的安全。

③遵守海上安全保障规则并且尽可能地采取一切必要的措施，使施工作业不妨碍矿石船的正常作业，主要有以下措施：

➢ 根据业主对海上施工区域的限定，在区边界设置两个红色危险警示浮标做为施工区域标识。

➢ 施工期间需要占用航道，提前24小时通知海事部门，并随时与业主保持沟通，确保我方施工设备能在及时避让。 ④水上施工设备应配备状态良好的无线电通信、消防、防撞和救生设备。

⑤作业人员上岗前，要进行岗前安全作业教育，配备足够的救生衣以及其他安全设施（如防护耳塞、安全带、安全帽等）。

7.2 施工过程中的安全措施

①施工船舶工作人员要熟悉水深图，掌握潮位变化情况，在近岸区施工时，避免搁浅。

②水上施工设备等在季风期施工时，制定安全避风措施。 ③打桩平台禁止在大风、浪涌较大时进行升降平台作业。 ④严禁超载航行，注意方驳装载平衡，做到“三适”（适航、适

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载、适运）。

⑤抛锚作业时需抛设锚漂，锚漂选用鲜艳、显眼的颜色，以利于过往船只的避让。

⑥设备施工作业时，船上操作人员应佩戴防护耳塞，穿救生衣，防滑鞋，负责登高作业的操作员必须配置安全带。

⑦吊机旋转区域需标识出来，吊装作业时，禁止护栏内停留人员。 ⑧水上吊装作业的，必须统一服从水上调度指挥，操作人员必须佩戴安全帽、救生衣、防滑鞋、安全带。

⑨海上升降平台应设置安全爬梯供人员上下平台，爬梯两侧应设计安全护栏，爬梯应平稳且需考虑风浪及潮汐变化对人员上下的影响。

7.3环保措施 (1) 防油污染措施

本工程中所有水上施工设备配备油水分离器及油污柜，用以舱底含油污水处理。一旦发生水上设备漏油情况，立即紧急进修修复泄油点，对于已经入海的污油，采用船配吸油毡进行吸附，统一收集存放到油污柜。

(2)生活垃圾定期收集，运输至岸上集中堆放后，最后运至垃圾场。

(3)打桩船噪音污染控制:沉桩期间，施工操作人员佩戴防护耳塞进行防护。

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8 附件

附件1：沉桩顺序图 附件2：平台沉桩进度计划

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