15海上钢平台搭建、拆除施工技术

海上钢平台搭建、拆除施工技术
姜坤1 史大运2 （中建筑港集团有限公司，青岛，266033）
摘要：中船重工760工程深水区基础采用旋喷工艺，对软弱土层进行加固形成拌合体。为进行旋喷桩施工， 采取搭建临时钢平台方案，将海上施工陆地化。旋喷桩施工完成后，需拆除钢平台进行后续工序施工。本 文从设计、施工两个方面介绍钢平台搭建、拆除施工工艺，为同类海上钢平台施工提供借鉴。 关键词：钢平台；搭建；拆除；旋喷桩。
安装主横梁施工
贝雷架施工
分配梁施工
面板安装
防护栏安装
3.2 施工工艺 试桩区钢平台采用方驳配70t履带吊海上施工，待试桩区钢管桩打设完成后进行钢管桩 平联及上部结构，形成两跨作业面后，采用200t起重船起吊70t履带吊至施工平台上继续钢 平台施工，钢平台施工总体方向沿钢平台横断面。 3.2.1 钢管桩施工 3.2.1.1 钢管桩制作 钢管桩间采用钢板进行焊接以实现钢管桩的接长， 钢管桩在制作的过程中， 先进行焊接 后进行连接板的焊接，满焊厚度不得小于8mm。钢管桩焊接采用坡口焊，焊接前，坡口内的 水、油、锈其它污物必须清除干净。施工时，应选择素质良好、技术熟练、经验丰富的焊工， 严格按焊接规范进行施工。焊接设备必须性能良好。焊接施工时，要加强质量监理，钢管桩 质量及焊接标准应符合下表： 序号 项目名称 允许偏差 1 钢管外周长 ±0.5%周长，且不大于 10mm 2 管端椭圆度 ±0.5%d，且不大于 5mm 3 管端平整度 2mm 4 管端平面倾斜 小于 0.5%d，并不大于 4mm 5 桩管壁厚度 按所用钢材相应标准规定
钢平台纵向断面图
钢平台横向断面图
2.4 荷载分析及计算 2.4.1 起重设备荷载：70t履带吊，动力系数1.1 履带吊着地面积履带着地面积：6.012m×0.76m 履带中心距：4.00m 履带接地比压：86kN/m2 履带吊在施工平台作业履带接地比压：172kpa 2.4.2 钻机荷载 单跨平台旋喷桩施工时1台钻机。单台钻机荷重350kN，单点反力90kN，动力系数1.1。 2.4.3 波浪力 桩及护筒的波浪力按《海港水文规范》（JTS 145-2－2013）“波浪对桩基和墩柱建筑 [2] 物的作用” 来计算： 纵向排架 2 年一遇 S 向波浪力计算结果 序号 1 2 3 4 5 杆件 820 钢管桩 273 下平联钢管 273 上平联钢管 工 20a 桁架斜杆 工 20a 桁架竖杆 波浪力 KN 14.58 5.27 13.85 7.14 3.46 作用点高（距离 泥面 m） -2.13 2.14 5.6 3.99 4.12 备注 单桩 单跨 9.0m 长 单跨 9.0m 长 单跨 3 个斜杆 单跨 2 个竖杆
粉质粘土⑤ 中风化石英砂岩⑦Fra bibliotek-31.2 -33.9
-30.64 -33.14
-30.44 -33.14
2.3 钢平台结构 钢平台顶标高+7.8m， 自上而下依次为： 8mm厚花纹钢板、 间距0.325m的I20a横向分配梁、 普通型贝雷片、2HN500200下横梁，基础采用8208、82010钢管桩，钢管桩材质为 Q345B，钢管桩顶标高+6.0，桩基打入良好持力层（较厚圆砾或中风化岩层），桩长38~44m， 见钢平台横向断面图、纵向断面图。
1 820 钢管桩 24.25 2 273 下平联钢管 5.71 3 273 上平联钢管 10.99 4 [20a 桁架斜杆 6.94 5 [20a 桁架竖杆 2.53 2.4.4 水流力 [3] 水流力按《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）计算
FW CW v 2 A / 2
φ820钢管桩水流力标准值： 泥面标高： -22.0m 水流流速 v=1.53m /s 桩 φ820×8 水流力(kN) 20.83 作用点标高(m) -5.66
钢管桩拼接示意图 3.2.1.2 钢管桩吊装、运输 制作完成的钢管由临时码头上船运送至施工现场。 根据现场施工进度组织分批运送至施 工现场。 钢管桩运输过程中采用多层叠放， 每层采用垫木进行支垫且各层垫木位于同一垂直 面上，船上管桩叠放层数不宜超过三层，以保证运输过程中的安全性。钢管桩起吊、运输和 堆存过程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。 在钢管桩沉放前应再次检查钢管焊 缝，若焊缝出现开裂应进行补焊。 钢管桩在起吊的过程中采用两点起吊，起吊应缓慢、平稳，保证各点受力均匀。
2、钢平台设计方案
2.1 自然条件 2.1.1 波浪 正常使用期:波高H1%=2.62m 周期T=5.1s，L=40.56m 校核工况（抗台） 波高H4%=3.42m周期T=6.5s，L=65.2m 2.1.2 潮位 极端高水位(50年一遇):5.11m 极端低水位(50年一遇):-1.07m 设计高潮位：+4.01m设计低潮位：+0.53m 施工潮位:+2.0m 2.1.3 风速 正常工作风速:六级风；抗台风速：十级以上风。 2.1.4 流速 V=1.53m/s(西向落潮最大流速) 2.1.5 泥面标高 泥面标高:-22m(最深处) 2.2 地质条件 钻孔编号 地层 淤泥① M5 淤泥混砾石② 粉细砂③ 圆砾④
1 2
顶标高(m) -17.8 0 -22 -27.3
墩号
顶标高(m) -17.94
墩 号
顶标高(m) -18.94
M6
-19.64 -26.84 -27.44
M7
-20.44 -27.54 -29.04
姜坤，男，1985 年，山东烟台人，青岛理工大学交通工程学院，邮箱 574467910@，研究方向：交通工程。 史大运，男，1985 年，山东烟台人，中国海洋大学工程学院，邮箱 18663891572@，研究方向：港口与航道工程。
纵向排架 10 年一遇 SE 向波浪力计算结果 序号 1 2 3 4 5 序号 1 2 3 4 5 作用点高（距离 泥面 m） 820 钢管桩 26.2 -3.28 273 下平联钢管 9.89 2.14 273 上平联钢管 17.14 5.6 [20a 桁架斜杆 11.43 4.00 [20a 桁架竖杆 5.54 4.00 横向排架 2 年一遇 S 向波浪力计算结果 作用点高（距离 杆件 波浪力 KN 泥面 m） 820 钢管桩 14.58 -2.13 273 下平联钢管 3.52 2.14 273 上平联钢管 9.23 5.60 [20a 桁架斜杆 4.76 3.99 [20a 桁架竖杆 1.73 4.12 杆件 波浪力 KN 横向向排架 10 年一遇 S 向波浪力计算结果 序号 杆件 波浪力 KN 作用点高（距离 泥面 m） -2.25 2.14 5.60 4.02 4.02 备注 单桩 单跨 6.0m 长 单跨 6.0m 长 单跨 2 个斜杆 单跨 1 个竖杆 备注 单桩 单跨 9.0m 长 单跨 9.0m 长 单跨 3 个斜杆 单跨 2 个竖杆 备注 单桩 单跨 6.0m 长 单跨 6.0m 长 单跨 2 个斜杆 单跨 1 个竖杆
钢管桩运输示意图
3.2.1.3 钢管桩沉桩 在钢管桩沉桩施工前要检查桩端部的浮锈、油污等赃物必须清除，保持干燥；检查钢管 桩桩身有无裂纹或损伤，若有损伤在进行合理的处理前不得进行沉桩施工。 钢管桩沉放前应先计算出每条钢管桩的坐标， 采用GPS-RTK,对沉桩位置进行定位。 船舶 施工过程中垂直于旋喷桩施工横断面， 在船舶两侧分别抛八字锚或交叉锚， 在施工的过程中 通过绞动前后、左右缆绳使其移动到指定的位置。在施工过程中，船机设备及锚缆应控制在 施工区域之内，严禁抛出划定的施工区域之外。 在试桩区钢管桩平台施工过程中，钢管桩沉放采用方驳配履带吊吊D90振动锤进行钢管 桩施工，钢管桩施工过程中应注意：振动锤中心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上，每根 桩沉放应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难。 采用履带吊将液压振动锤起吊， 操作液压振动锤使其液压钳夹紧钢管桩， 开启振动开关， 钢管桩在振动锤起振力的作用下振动下沉。 钢管桩施沉时应保证钢管桩接头错开， 避免最不 利截面的形成。 在钢管桩施工的过程中，应对其垂直度进行监测，采取措施对钢管桩垂直度进行纠偏， 直至钢管桩施打至设计标高。 钢管桩在沉桩过程中应以标高控制为主， 贯入度为辅。 在自沉、 压锤过程中，要注意观察桩位、沉降、桩身的变化情况，当出现异常情况时，应及时进行调 整并报告项目技术负责人。桩在沉入过程中，如果桩身突然倾斜错位，贯入度突然增大，同 时当桩锤跳起后，桩身随之出现回弹现象要暂停沉桩，待分析原因，问题解决之后再进行沉 桩施工。 3.2.2 钢平台搭设 试桩区在架设2跨上部结构后，用200t起重船将70t履带吊吊上已经搭设好的施工平台， 采用钓鱼法逐跨向前铺设施工。 钢管桩打设至设计标高后，检查桩的偏斜度，其误差均应符合要求后，立即进行钢管桩 间桩间平联、下分配横梁、上部型钢、贝雷架、分配横梁的施工。 3.2.2.1 间连接系 每排钢管桩打桩结束后，要及时焊接桩间平联和剪力撑，增加桩间的整体稳定性，防止 外力造成桩位移动。本工程钢管桩之间采用φ273*6的钢管桩桁架结构作为平联。 3.2.2.2 钢管桩桩头处理 钢管桩施工验收后， 测量人员根据设计桩顶标高放线， 通过计算得出钢管桩槽口的切割 深度，并在钢管桩上弹线，利用氧炔焰割炬或电气焊切割工艺割除超高的钢管桩。截桩时， 操作人员根据所放标高，再沿桩周缓慢切割，切割中履带吊及振动锤机必须吊住桩头，防止 切割掉的钢管桩掉落。 3.2.2.3 贝雷架施工 主横梁上部为贝雷架， 贝雷架先在陆上或已搭设好的平台上按每组尺寸拼装好， 然后运 输到位。贝雷架安装采用70t履带吊进行安装，为加强贝雷架整体稳定，贝雷架间采用贝雷 架连接片进行可靠连接。 70t履带吊首先安装一组贝雷片。准确就位后先牢固捆绑在横梁上，然后在横梁上焊接 卡板进行限位，再安装另一组贝雷片，贝雷片与贝雷片采用阴阳接头进行连接。 3.2.2.4 分配梁施工 贝雷架上铺设分配梁，横向分配梁为Ⅰ20a工字钢，间距为0.375m，横向分配梁与贝雷 架间有U型螺栓进行限位。 3.2.2.5 面板 分配梁上部铺设8mm厚钢板，在施工过程中，采用16t汽车吊随时配合旋喷桩施工。 3.2.2.6 防护栏 面板铺设至钢平台边界处，及时焊接1m高防护栏，并设置警示标识，防止施工作业过 程中人员落水。