圓木構架水上鉆孔平臺施工方案(10頁).doc
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2022-08-04
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1、2、地質情況高程 土質 極限承力KPa 極限摩阻力KPa -2.9-5.9M 粘土 190 40四、工程特點及難點1、作為施工人員行走和鉆機的軌道,便道和水上平臺是極為重要的工程,對安全和穩定性要求極高,施工環境均在水中,施工難度大。2、便道和平臺施工木樁基礎均位于水中,在水中進行測量放樣控制、 定位、施工難度大。3、沿路線方向有綜合管線、燃氣管道、自來水、光纜等位于道路兩側,施工時要為其留有一定的安全距離。五、排架施工工藝1.木樁的插打木樁采用挖機打壓的方法進行木樁的施工,木樁插打按最后的入土深度控制,通過樁承載力的計算橋木樁打入土層不小于3米,即可保證單樁承載力滿足要求。(見附后計算書)打2、樁順序按先岸邊后水中,先淺后深的順序施打。每打完一根樁進行平面位置垂直度及高程的復測,對不滿足要求的樁拔出重打。相鄰樁施工完畢,即橫向聯接加固,后續上部承重結構的安裝。2.木樁縱、橫向聯接本次設計用16cm的圓木進行聯接,耙釘加固各聯接點。3.木樁樁頭處理按平臺設計標高將樁頭割平,保證其在一個平面上,使各個樁均勻受力。4.橫梁的安裝橫梁用2530cm木方,加固仍采用耙釘,但是要保證耙釘的長度。5.面板的鋪設面板采用厚5cm的木模板,橫縱向用鐵釘對梁進行加固聯接。六、平臺設計說明作業平臺主要承載回旋鉆機10t自重,鋼筋籠4t,首灌砼5t及人員荷載。根據現場條件和新設計的樁位,平臺搭設最大長 523、 m,寬48m,平臺面高程為 2.14 m,平臺面板采用5cm厚木板鋪設,下鋪2530cm木方加固,橫主梁采用2530cm木方,縱橫向間隔1m1.5m用16cm的圓木加強連接,并連接主支架加固。下部采用20cm,46米長圓木樁作承力基礎,木樁間距1米,為加強圓木樁承載能力及穩定性,相鄰圓木樁之間用16cm圓木做剪刀支撐及橫系加強,每個平臺兩排木樁之間設置水平剪刀撐。詳見后附圖。七、受力計算集中荷載:旋轉鉆5噸,鋼筋籠4噸,首灌砼5噸。均布荷載:人: 0.2噸/m25CM木板:0.0054噸/m2木方: 0.1噸/m21、主梁計算根據木樁設計布置,縱橫向主梁最大間距4m,以簡支結構為計算模型,最4、不利荷載是集中荷載作用在2m處,同時有均布荷載作用。 集中荷載:P=14T101.4=196KN 彎矩計算Mmax=PL/4+qL2/8L:跨徑為4m經計算: Mmax=202.1KNMmax=M/WW:木方截面抗彎剛度 W=I/y=3.125106max=64.67Mpaw=103Mpa滿足方木彎曲容許強度要求 撓度計算fmax=PL3/48EI+5qL4/384EIE:方木抗彎截面模量為1103MpaI:2530CM截面慣性矩取3.906108mm4經計算:fmax=0.58mmf容=L/600=6.7mm滿足工方木容許撓度要求2、承載力計算木樁采用20cm,長6m圓木,直接打入河床,根據5、經驗及實地勘察,擬打入河床不小于3m深。承載力驗算單樁實際承載:P=(196+3.053)/6=34.19KN 單樁最大承載:P=(UL ii+Ak)/2U:圓木周長0.628m:側阻擠土效應系數,取0.6 L I:樁在河床下第i層土中的長度i:第i層土對樁側的極限摩力(Kpa)k:樁底端土的極限承載力(Kpa) A:木樁截面面積0.0314m2P=(UL ii+Ak)/2= 0.6280.6340+ 0.60.03142200/2 經計算:P=43.332KNPP,滿足承載力要求。 定性檢算簡支梁模型長度系數為1木樁截面慣性半徑i=I/A=2108/0.049=8.76cm 木樁長細比=L/6、i=10/0.0876=114.16p=59 故而屬于大柔度桿件。臨界應力scr=2E/2=3.14216272/114.162=12.31 Mpa 樁身抗彎剛度臨界荷載計算:P臨=scr d2/4=12.313.142502/4=2261.29KN E:木樁截面模量取16272 MpaI: 木樁慣性矩取1.92108mm4經計算: P臨=603.98KNP=26.03KNP臨,滿足木樁抗彎剛度要求八、水中樁基施工1、護筒埋設,根據現場施工具體情況,選用大護筒高5米,直徑2.0米,壁厚為3mm;小護筒直徑1.5米,護筒高出水面1米,深入河床2.0米。2、回填,土質較好的粘土進行回填,沉降一段時7、間后再對其進行鉆孔作業。3、鉆孔,開始鉆孔時,加清水在護筒內打漿,待泥漿均勻后方開始鉆進。在達到設計孔深后,方可提鉆。4、鉆進成孔,調整機位,對準新樁中心,進行鉆進,鉆進過程中注意孔位傾斜,鉆頭中心同樁位中心偏差不大于2cm。5、清孔,鉆孔達到設計標高后,經監理工程師驗收合格后進行第一次清孔,采用換漿法。6、鋼筋籠在鋼筋場地制作后,由鋼筋籠運送平板拖車拉運至樁基位安放,由于水上平臺限制,吊車不能直接到達平臺上進行鋼筋籠吊裝作業,故吊車停放于現行通車路段進行吊裝,在鋼筋籠運送及吊裝過程中做好道路封閉圍擋及安全警示,并派專人于兩頭做好交通指揮工作,考慮到吊裝安全和實際情況,每節鋼筋籠長度限制在9米8、以內。7、砼澆筑,因離岸邊較遠的采用汽車泵進行混凝土澆筑,汽車泵澆筑過程中,做好道路封閉圍擋及安全警示,并派專人于兩頭做好交通指揮工作,汽車泵輸送臂在收放過程中應朝向施工一側,嚴禁在通車道路上進行。在澆筑前泵管伸入樁基后,嚴禁擺動。8、泥漿循環系統設置,每座橋設一個泥漿箱,泥漿箱為12m長集裝箱改造,泥漿箱邊上設置一處沉淀池,沉淀池直接在施工路基范圍內開挖,深度1米左右,上口采用填筑圍堰,沉淀池尺寸為4*4*2m(長*寬*深),多余泥漿由泥漿運送車每天進行清理。 9、鉆機就位移位采用圓筒鋼管,下枕木進行移動,但在水中平臺上移動,因工作面較小,存在一定安全風險,應提前做好安全防護措施,同時小心謹9、慎,確保鉆機及人員的安全。 施工工藝流程圖主要承力為橫向18根鋼管樁,單根攤銷重量:398.72/18=22.15KN;導向樁采用60鋼管樁,設鋼管樁深土深度h米,根據沉樁承載力計算公式:p=0.5*(U*i*li*i+*A*R)得:p端樁軸向受壓容許承載力(KPa);U樁的周長(m),3.142*0.6=1.8852mli承臺底面或局部沖刷線以下各土層厚度,m;i與li對應的各土層與樁壁的極限摩阻力,kPa;樁基下有淤泥質粉質粘土,根據路橋計算手冊查得淤泥質粉質粘土取極限摩阻力(15+30)/2=22.5kPa;R樁尖處土的極限承載力,kPa;根據路橋計算手冊查得淤泥質亞粘土取樁尖極限承載力10、1000kPa;A樁底橫截面面積,m2;計算得:3.142*0.3*0.3=0.28278m2;i,分別為震動沉樁對各土層樁周摩阻力和樁底承壓力的影響系數,根據路橋計算手冊查得取值0.7;22.15=0.5*(3.142*0.6*0.7*h*22.5+0.7*3.142*0.3*0.3*1000)計算得:h5.0m。即鋼管樁入土深度不得小于5.0m。鋼管樁頂高出水面。三、施工方案1、施工場地平整及作業平臺陸上樁基就位采用吊機或鉆機自行移動,樁基施工前用推土機、挖機、壓路機進行場地平整。鉆機平臺的安全驗算:1.1荷載分析鉆機自重:計算單臺鉆機自重取荷載:P1=20.18*10*1.4=282.511、2KN;施工機具、人員荷載按規范規定:P2=(2.5+1.5)*3*1.4=16.8KN/m(考慮雙拼40a工字鋼承重寬度最大3m)雙拼40a工字鋼自重:0.0676*2*10*1.2*31=50.3KN1.2雙拼40a工字鋼的安全驗算:雙拼40a工字鋼受力由鉆機傳遞,40a雙拼工字鋼最大彎矩為:Mmax=18ql=18*16.8*3.77=29.8KNm支座處最大剪力設計值:max=12ql=12*16.8*3.77=31.67KN初選截面平臺所需的截面抵抗矩為:W=Mmaxw=23.1145*10=2.05*105mm查路橋施工計算手冊附錄三I40a工字鋼自重為0.6756KNm截面驗算梁12、自重產生的彎矩設計為:Mg=18*0.6756*2*3.77=5.26KNm總彎矩值為:Mx=29.8+5.26=35.06KNm彎矩正應力為:=MxWx=35.06*1061.0857*106=32.29Mpa145Mpa滿足施工要求。1.3算鋼管樁入土深度:鉆機平臺上考慮各種荷載總重P=282.52+50.3*2+3.3+12.3=398.72KN主要承力為橫向18根鋼管樁,單根攤銷重量:398.72/18=22.15KN;導向樁采用60鋼管樁,設鋼管樁深土深度h米,根據沉樁承載力計算公式:p=0.5*(U*i*li*i+*A*R)得:p端樁軸向受壓容許承載力(KPa);U樁的周長(m),13、3.142*0.6=1.8852mli承臺底面或局部沖刷線以下各土層厚度,m;i與li對應的各土層與樁壁的極限摩阻力,kPa;樁基下有淤泥質粉質粘土,根據路橋計算手冊查得淤泥質粉質粘土取極限摩阻力(15+30)/2=22.5kPa;R樁尖處土的極限承載力,kPa;根據路橋計算手冊查得淤泥質亞粘土取樁尖極限承載力1000kPa;A樁底橫截面面積,m2;計算得:3.142*0.3*0.3=0.28278m2;i,分別為震動沉樁對各土層樁周摩阻力和樁底承壓力的影響系數,根據路橋計算手冊查得取值0.7;22.15=0.5*(3.142*0.6*0.7*h*22.5+0.7*3.142*0.3*0.3*1000計算得:h5.0m。即鋼管樁入土深度不得小于5.0m。鋼管樁頂高出水面。1000010000010000010000010000010000010000010000010000010000080808030030039040880112130河床底水面橫梁縱梁鉆機5300*2200mm樁基放在兩根直徑250導管上面導管放在兩根長9.00m的方管上面,方管下面為圓木構架鉆機5.3m,下面鋼方管縱梁長9m,我們取平均值7.0m。