用振动锤捶打钢护筒施工大直径桥桩基础.docx

文章编号 : 1001 2427 ( 2008) 03 101 02用振动锤捶打钢护筒施工大直径桥桩基础尹江 , 台沐礼吉林地矿建设集团总承包有限公司 , 吉林 长春130012摘要 : 本文介绍了在水上大直径桩施工中用振动锤捶击钢护筒的施工工艺及附属没备 , 并分析了该工艺的运用范围及发展前景 。关键词 : 振动锤 ; 水上大直径桩 ; 复杂地层中图分类号 : P642文献标识码 : ALarge d iam eter br idge p ile con struction by v ibra tion hamm erA new techn ique fo r large diam eter bridge p ile con struc tionY IN J iang, TA IM u2liJ ilin D ikuang Construction G roup Genera l C on tract C o. , L td, Changchun 130012, J ilin, Ch inaA b stra c t: The advan tage and techn ique of u sing vib ra tion hamm e r to thump the p ro tec tive tube in la rge d iam 2e te r con struc tion unde r the wa te r we re ana lyzed, m eanwh ile, b riefed con struc tion techn ique, cond ition s of app lica2tion, a ttachm en ts and deve lopm en t p ro sp ec ts.Key word s: vib ra tion hamm e r; la rge2d iam e te r b ridge p ile unde r the wa te r; comp lex stra ta苏州环城高速公路 H E2 标吴淞江特大桥 68 #、69 #墩的基础工程有 1 200 mm 的桩 108根水中桩 。 要求入卵 砾 石层 , 桩 长 约 70 余 米 , 水 深 达 10 余米 , 工期比较紧 , 年底半幅必须通车 , 包括水上承 台施工在内的工期约 60 天 , 为保证工程能按期保 质保量完成 , 我们采用了一种新的基础桩施工方法用振动锤捶打钢护筒 , 将钢护筒捶打至江底粘 性厚土层 23 m 左右 , 利用钢护筒本身的强度将 水 、淤泥 、砂层 、杂物等隔离开 , 在复杂地层中 ,钢护筒形成一个安全可靠的挡土防渗施工环境 。然 后用人工挖孔排渣清除护筒内的杂物 , 这种施工方 法称为钢护筒人工挖孔桩 。如果施工条件不允许 , 可用冲抓锥抓出护筒内杂物 ; 若地层条件合适 , 这 种施工方法在水上和松软复杂地层基础施工中具有很多优越之处 。1 振动锤捶打钢护筒施工的特点111 可施工桩径范围目前 振 动 锤 捶 打 最 大 钢 护 筒 的 直 径 可 达3 000 mm。人 工 挖 孔 或 冲 抓 锥 等 施 工 设 备 简 单 , 不会因桩径大和岩石硬而受影响 。而同样工程施工 所需的嵌岩3 000 mm钻孔桩施 工 设备 较为 庞 大 、 笨重 、昂贵且配置复杂 , 并且这种设备不普及 。112 工艺简单 、安全可靠不管在江河 、浅海的水中施工 , 还是在松软 、 易坍塌的地层中施工 , 由于钢护筒的支护作用 , 改 变了施工环境 , 使施工变得简单 、安全 , 挖到持力 层后还可以取样试压 , 以便确定桩底的标高 。113 可缩短整个施工工期此方法工艺简单 , 钢护筒使整个施工流程变得收稿日期 : 2007 212 210; 改回日期 : 2008 207 224作者简介 : 尹 江 ( 1972 2) , 男 , 黑龙江尚志人 , 吉林地矿建设集团总承包有限公司工程师 。102吉 林地质第 27 卷安全可靠 、动用设备少 、容易做到全面铺开作业 、连续作业 , 因此可以缩短工期 。多用于水上桥梁基 础的施工 。114 对付坚硬的地层有独特的优越性可以采用控制爆破掘岩 , 因此岩石的硬度与挖 孔直径对施工的影响不大 , 而机械钻进 , 岩石的硬 度与挖孔直径会明显影响到施工的进度 , 甚至增加施工难度 。115 扩孔工艺简单当桩底标高到达一定的深度时 , 所处的地层的 承载力达不到要求时 , 可以采用扩底方法 , 来满足 桩的承载力 。116 成本低由于占用的机械设备简单 , 消耗劳动力少 , 护 筒可以在砼浇灌完成后拔出二次利用 , 因此施工成 本低 , 在工程中得到广泛应用 。图 1 振动锤F ig11 V ibra t ion hamm er2 捶打钢护筒的工艺方法及原理213 吴淞江特大桥基础工程施工工艺及步骤( 1 ) 护 筒 制 作 : 应 严 格 把 关 , 护 筒 多 采 用10 mm厚的钢板卷成 , 尽可能卷圆 , 护筒直径比孔 径大 200 mm 为宜 , 每节护筒都要检查 , 相互对接 要保证同心度偏差 1 。( 2 ) 用 振 动 锤 将 护 筒 振 入 粘 性 原 土 以 下23 m或风 化岩 层 中 , 护 筒中 心和 导 正井 架中 心 基本重合 , 孔位 偏 差 1 cm , 护筒 在 振动 压入 土 层 、岩层时保证其垂直偏差 5 , 护筒离平台横 梁不能太近 , 避免护筒随钻机晃动 。另外 , 平台表 面离水面太高时 , 在护筒捶振完毕后应割去一定长度的护筒 , 保持护筒顶距水面 3 4 m 为宜 , 防止 水头压力过大 , 护筒底穿 。泥浆循环池可选用泥浆 船代替 。( 3 ) 如护筒 内 有杂 物 , 可 人工 挖 出或 冲抓 锥 抓出 。( 4 ) 若 在 水 中 施 工 , 先 排 出 钢 护 筒 内 的 水 , 再人工挖至或用冲抓锥抓至钢护筒底以上 2 m 的高 程为止 。( 5 ) 复振 。继 续 捶 打 钢 护 筒 , 直 至 打 不 动 。 经过复振之后 , 钢 护筒 能 达到 防渗 和 防坍 塌的 作用 。( 6 ) 人工挖孔或机械钻进 。该工艺的施工过程就是用振动锤将钢护筒捶打至粘性原土层 2 3 m 或岩层 , 然后人工挖出或冲 抓锥抓出护筒内的杂物 , 减少下沉摩擦阻力 , 然后 用振动锤捶打 , 直至无法下沉为止 。继续人工挖孔和浇注砼衬壁或机械钻进 , 直至桩孔施工完毕 , 继 而完成桩的钢筋混凝土浇灌工作 。该工艺的关键工 作是将钢护筒打至粘性原状土以下 2 3 m 或强风 化岩层 , 保证护筒底部不底穿 , 取得较好的止水效 果 , 确保人工挖孔或机械钻进过程的顺利进行 。211 振动锤沉管原理振动锤运转时 , 在偏心锤的作用下产生高频振 动 , 高频振动力通过液压夹持器作用于钢护筒上 , 再由护筒传给与其接触的地层 , 振动锤 、夹持器 、 钢护筒在动力和自重作用下 , 不断沉入地层 , 直至沉入粘性原土以下 23 m 或强风化岩层为止 。212 振动沉管的配套设备( 1 )( 2 ) ( 3 ) ( 4 )( 5 )振动锤 : 激振力 : 130 918 KN。液压夹持器 : 直径 1 0003 000 mm。 吊车 1台 : 16 t。发电机 1台 : 75 120 KW钢护筒 : 若干 。液压夹持器与振动锤用螺杆牢固连接在一起 ,又能瞬间将钢护筒分开 , 大大提高了捶打钢护筒效 率 , 减少占用大型其他设备的时间 。(下转 116页 )116吉林地质第 27 卷本次三维地震勘查 , 发现未填埋小井及填后再次塌陷小井 129 口 , R TK实测物理点 15 152 个 , 对测 区地表做了大密度测量工作 。对本测区地 表 (尤其小井口 ) 做定期动态监测 , 以便及时掌 握测 区地表沉降过程 , 提供准确的沉降资料 。 区内所有未采空区均处在构造断裂带上 , 预留煤柱窄 , 其稳定状态不可靠 。短期内不宜在本区建设永久性建筑物 。 营城矿区有几条北东向断层贯穿整个调查区 。走向近南北 , 倾向向东 , 断距大小不一 , 影响了煤 系地层的完整形态 。从 3 号 、 5 号煤层底板构造形 态推断 , 营城煤矿各煤层自东北向西南逐渐变深 ,推测九台 其塔木公路南侧矿区深部煤层塌陷可能 性较小 。如果推测属实 , 只要探明浅部小井分布情 况 , 就可以 找到 相 对稳 定区 块 。建 议 对该 区块 做 纵 、横波联合勘查 , 以便对深 、浅层采空 、塌陷区 细致调查 , 为老矿区综合治理 、合理开发利用 , 提供准确物探地质资料 。图 5 塌陷区平面分布图F ig15 Sub s iden ce a rea d istr ibu te m a p发性对人的生命和财产安全也构成了极大威胁 。利用测量所得井口坐标定期检查 、填埋小井 , 对保护 人民生命财产安全起到事半功倍的效果 。参考文献 : 1 何樵登等 . 地震勘探原理和方法 M . 北京 : 地质出版社 , 1986.M ike Cox, 李 培 明 等 . 反 射 地 震 勘 探 静 校 正 技 术M . 北京 : 石油工业出版社 , 2004.4 结论和建议营城煤 矿塌 陷 区地 震调 查 工 作 时 间 紧 , 任 务 重 , 工作区块大 , 条件艰苦 , 安全隐患突出 。通过 2 (上接 102页 )( 7 ) 成孔 , 下钢筋笼 , 成桩 。( 8 ) 起拔钢护筒用液压夹持器夹住钢护筒 , 吊车吊住振动锤上 边缘 , 启动振动锤 , 拔出护筒 。这样大大降低了施 工成本 。上施工外 , 还可引入在陆地上施工 , 利用钢护筒隔住水 、砂 、淤泥及易坍塌地层 。在城市施工中 , 可 改钻孔灌注桩为人工挖孔桩 , 这样可解决城市施工中泥浆处理的麻烦及大直径桩入岩困难和质量较难控制等问题 , 浇灌混凝土后 , 即可将钢护筒拔回 。 另外 , 这一工艺还可进一步完善 , 用机械抓斗挖孔 代替人工挖孔 , 既可大大提高成孔速度 , 又节省较多的劳动力 。用振动锤捶打钢护筒这一工艺 , 除可 用于桩基础施工外 , 还可用于基坑开挖时作为挡土 桩 。用插打的钢管作为