某特大桥钢管桩、护筒插打施工技术总结_secret.doc

某特大桥水中墩施工某特大桥水中墩施工 钢管桩 护筒插打 施施 工工 技技 术术 总总 结结 编 制 日 期 目目 录录 一 工程简介 3 二 管桩施工地段的地质分布 3 三 施工水域水文 潮汐 3 四 施工准备 3 一 江边堤岸的处理 3 二 施工设备的准备 4 1 水上吊船 4 2 震动打桩机 4 3 辅助管柱下沉的施工机械设备 5 三 钢管桩 护筒 的进场检验 6 1 钢管柱制造与验收 6 2 钢管柱的接长 7 五 施工流程 7 一 某水上钢管桩及钢护筒工程量见下表 7 二 施工临时栈桥 7 1 施工步骤如下 8 2 型钢桁架 军用梁安装 9 3 施工中常见问题及处理 9 三 钻孔平台 11 1 平台定位桩 平台及导向安装 11 2 护筒插打施工 11 3 护筒插打注意事项 12 六 震动打桩机下沉管柱注意事项 12 七 安全注意事项 13 某特大桥某特大桥钢管桩 护筒插打钢管桩 护筒插打施工施工 某水上施工工况较为恶劣 常年受涨落潮影响 为了能够安全 优质 高 效的完成水上临时结构的施工 我们在施工组织和技术方案上都作了较为充分 的准备 为按期完成大临的施工奠定了坚实的基础 现根据我在施工中现场的 感受作一次技术总结 一 工程简介 某特大桥位于甬台温新建铁路某标段某县境内 全长 844 91m 起讫里程 为 DK250 021 08 DK250 866 00 某特大桥水中墩施工 采取简易栈桥形式辅助施工 为确保施工期间江上 船只的正常通行 水中栈桥分为两节 在 5 6 墩之间栈桥分离 断开部位为水 上预留通航孔 通航孔净跨距为 46 米 栈桥具体分布为 某特大桥宁波台侧栈 桥全长 81 6 米 温州侧栈桥全长 123 6 米 两侧栈桥俱不包括江堤处理段在内 栈桥及水中墩施工平台插打的钢管桩俱为 内55cm 的钢管桩 壁厚为 6mm 全桥钢管桩总插打数量为 90 根 总长 2289 米 水中墩施工平台内插打钻孔桩 施工的钢护筒 钢护筒规格为 内230cm 壁厚 12mm 栈桥在温州侧向江心 62m 范围内拓宽 拓宽段同时作为水上施工物资的临时起吊码头使用 二 管桩施工地段的地质分布 3 1 淤泥 灰色 流塑 饱和 高压缩性 0 45kpa 3 2 粉砂 灰黄 灰色 稍密状 饱和 中等压缩性 0 100kpa 3 3 淤泥质黏土 灰色 流塑 饱和 高压缩性 0 60kpa 4 粉质黏土 灰 灰黄色 软塑 饱和 中高压缩性 0 100kpa 5 1 细圆砾土 灰色 稍 中密 饱和 0 300kpa 三 施工水域水文 潮汐 某特大桥位于浙江省温州市境内 跨越某县境内的某水域 其中某为 级 航道 多年平均高潮位 3 74m 低潮位 0 88m 多年平均潮差 4 63m 四 施工准备 一 江边堤岸的处理 某两岸由于堤岸所处环境不一 所以须对两岸分别进行处理 宁波侧堤岸 内侧大部分为淤泥质外露滩涂 陆上则为农田 温州侧堤岸内侧只有小部分外 露 陆上则为便道 宁波侧栈桥施工时 江边护岸处采取填土加固方式处理 某宁波岸边土质 为软弱土层 位于农田和江边淤泥质滩涂上 地基承载力较低 同时由于该处 滩涂在正常潮位时外露部分较大 打桩船无法靠前进行插打钢管桩的施工 为 了便于栈桥施工及栈桥与岸边陆地之间的连接稳定 需沿陆上 3 墩向江边进行 填筑 填筑用土为砂粘土或碴石土 填筑范围 横桥向不小于 20 米 顺桥向 距 4 墩平台大约 5 米范围内 某江水受潮汛的影响 江中水流常年流速较大 因而对堤岸的冲击影响也 较大 为了克服江水对填土的冲刷影响 填筑后的堤岸需在外围进行防护处理 防护要求 在上 下游侧使用编织袋或草袋装土沿土堤进行堆码 堆码时必须 要按由下向上的顺序逐层 错位堆码 层层压实 确保施工的安全可靠 在正 对江心侧需插打木桩 插打木桩间距为 80cm 同时在木桩和土堤间插入一排竹 篱 竹篱与木桩间用铁丝捆绑 竹篱与填土间则抛填装土的草袋 抛填工作完 成后安排人员或使用机械将填土夯实 压实 某温州侧由于堤岸外露水面较小 在正常潮位时打桩船可驶进堤岸 可直 接由打桩船近岸插打钢管桩 陆上为京渡电镀厂门前便道 所以地基不需进行 填土处理 栈桥与陆地间的连接利用 C25 混凝土桥台过渡连接 二 施工设备的准备 根据工程特点 栈桥钢管桩和钻孔桩钢护筒选用水上打桩船插打 船上同 时需配备 DZ90 DZ60 型震动打桩锤及打桩导向架 液压夹持器 以满足钢管桩 及护筒插打的施工需要 1 水上吊船 根据 DZ X 型震动打柱机组的重量及起吊的钢管柱的重量 水上吊船主钩吊 重能力选择为 65 吨 用水上吊船起吊钢管柱上端逐步将管柱竖起 竖直管柱时 在管柱下端应有防止变形的护圈 上 下节管柱地接时应调协专用的导向对接 设备 由专人操作 以保证对接准确 2 震动打桩机 震动打桩机型号 震动锤的选用应满足以下两项规定 震动锤额定震动力 0 3 Q桩 Q锤 P 0 6 其中 p 额定震动力 KN Q桩 管柱重 Q锤 打桩机重 其中 ft 土壤磨擦力值 KN m2 砂性土采用 10 U 钢管柱周长 m H 钢管柱入土深度 m 覆盖层厚度 38m 考虑土壤下面阻力的系数 取 1 15 ft U H P 时桩锤满足要求 震动打桩机与钢管柱的联结 震动打桩机分成两种形式 一种是一台 DZ60 导向架 另一种是一台中 DZ120 加液压夹持器 两种形式分别使用于管桩 护筒的下沉 震动打柱机 与液压夹持器间用螺栓联接 使用时整体起吊与钢管柱连接 夹持器应与 2 3m 短管柱预先对好位置 3 辅助管柱下沉的施工机械设备 门式导向架 见下图 打桩船 导向架 打桩船上同时应配置 6 个卷扬机及 6 个铁锚 同时船上需配备一台 100KVA 发 电机组 以保证船只的定位和电动打桩锤及电焊机的用电需求 施工前打桩船由抛 锚船配合抛锚定位 近堤岸墩位施工时 可在岸边设置地锚 用于打桩船定位 每侧锚绳应在 150m 左右 一次抛锚可用于 2 3 个墩的钢管桩施工 打桩船前 端安装打桩导向架 导向架为简易可拆卸式 以便于钢管桩插打时进行导向定位 三 钢管桩 护筒 的进场检验 本桥水上栈桥基础 水上钻孔桩施工平台使用的钢管桩 护筒均从外直接 购进 陆地存放 再由水上驳船倒运至施工水域 所以钢管桩 钢护筒进场后 必须安排人员进行外观检查 材料规格 型号 外观尺寸等应符合栈桥设计要 求 检验合格后 用红油漆在钢管桩 钢护筒上作尺寸标注 以便于在插打时 进行进尺观测和长度记录 1 钢管柱制造与验收 甲 钢管柱制作焊接均在工厂内进行 钢管柱出厂应有合格证及厂方提供 的材质 焊缝质量 管柱外形尺寸的试验 检查记录和报告 并有监理部门签 证 乙 钢管柱为永久受力结构 其制作焊接除满足一般钢结构要求以外 还 需满足以下主要技术要求 钢管柱材质采用焊接性能好的平炉冶炼甲类 3 号镇静钢 A3 产品应有 出厂合格证书和试验报告 并应符合 普通碳素钢结构钢技术条件 GB700 79 中第二组的相应规定 焊接材料的型号质量应符合设计要求 并有出厂合格证手工焊的焊条应 符合 碳素焊条 GB5117 85 规定的要求 对 A3 钢宜采用 E4315 E4316 型 焊条 埋弧焊的焊丝应符合 焊接用钢丝 GB1300 77 规定的要求 对 A3 钢 宜采用 H08A H08MnA 焊丝配焊剂 431 所用对接焊缝的强度应与母材等强 管柱的纵横焊缝要求水密 钢管柱任一横截面内 宜采用一条纵向焊缝 最多不过两条 为了减少 焊缝对接 管节预制长度应 1 5 米 上下管节纵缝错开 距离沿弧长应 2 5 丙 钢管柱制作允许偏差及验收标准 外周长偏差 10mm 0 同一机警断面二条径差 椭园度 5mm 管端平面倾斜度偏差 2mm 管柱纵向弯曲矢高 管节长度的 1 1000 且不大于 10mm 管端平整度 2mm 对接缝板边错位 2 2mm 接头剖口偏差 5 相邻管节管径差 焊缝 咬边深度 0 5mm 对接焊缝加强高度 1 3mm 对接焊缝遮盖过坡口宽度 3 4mm 超声波探伤抽检率 纵横焊缝交叉处 100 其余纵横焊缝 20 2 钢管柱的接长 钢管柱工地接长 钢管柱在工地接长 采用手工焊缝 因此上节底端必须预先开好剖口 上 下节管柱对接焊时应校正直线度与垂直度 对口的间隙为 2mm 五 施工流程 一 某水上钢管桩及钢护筒工程量见下表 某水上墩各墩插打钢管桩类型及根数某水上墩各墩插打钢管桩类型及根数 墩号 栈桥桩 规格 根 桩长 总 根数 平台桩 规格 根 平台桩长度 钻孔桩钢护筒 规格 根 钢护筒长度 宁 波 台 侧 4 24m 427m 5 内55 16 19 3m 2 20 3m 2 22 3m 2 23 3m 10 内 55 16 32m 8 内230 18 32m 温 州 侧 6 30m 825m 7 内55 34 24 66m 2 22 66m 2 21 66m 2 20 66m 2 19 66m 2 29 63m 8 26 63m 4 23 63m 4 22 63m 4 21 63m 4 内 55 16 24m 8 内230 18 19m 附注 表中墩号是指主桥的墩号 管桩壁厚俱为附注 表中墩号是指主桥的墩号 管桩壁厚俱为 6mm6mm 钢护筒壁厚 钢护筒壁厚 12mm12mm 二 施工临时栈桥 栈桥基础为 内55cm 的钢管桩内填 C20 混凝土或砂相结合的管桩结构 桩 长在 19 30 m 之间 两侧栈桥共有 19 个墩 每墩有 2 或 4 根管桩 部分墩位 在桩顶下 2 m 范围内设置桩间联接系 桩顶设置钢质分配梁 栈桥在温州侧分 为拓宽段和标准段 拓宽段范围为 温州侧栈桥 1 6 墩 在标准段桩顶直接铺 设分配梁 分配梁上方满铺厚度为 5cm 的松木质脚手板 宁波侧为标准段栈桥 铺设方式与温州侧同 拓宽段兼作起吊码头用 管桩上设分配梁 分配梁上方 架设六四式轻便型军用梁 8 片 8 片六四式军用梁桁架间用钢枕连成整体 军 用梁上方铺设型钢桁架 军用梁与桁架间通过 U 形螺栓连结成整体 军用梁梁 跨结构设计成 5 跨连续钢桁梁 每跨 12 m 施工时可用于起吊水上施工用物资 或简易钢结构拼装平台 栈桥管桩内填充和桩间联接系设置表栈桥管桩内填充和桩间联接系设置表 栈桥墩号 项目 宁波侧栈桥 桩 内 填 砂 桩 内 填 砼 桩 间 联 结 温州侧栈桥 桩 内 填 砂 桩 内 填 砼 桩 间 联 结 1 施工步骤如下 1 打桩船前端安装钢管桩插打导向架 2 平板驳将钢管桩倒运至打桩船附近备用 3 打桩船驶进待插打墩位 抛锚艇抛锚 通过收绞锚索将打桩船精确定 位至打桩墩位 4 打桩船起吊钢管桩 钢管桩依靠导向架初步定位 并靠自重下沉 测 量人员进行精确调整定位 5 管桩顶端安装桩帽 振动锤 振动沉桩 6 管桩如需接长 则必须在管桩插打至外露水面不小于 2m 高度时停顿 利用吊船将待接管桩起吊 由电焊工进行焊接接长 接长方式采用包板焊接 接桩焊缝外形允许误差接桩焊缝外形允许误差 项 目允 许 偏 差 上下节桩错扣 2mm 咬边深度 焊缝 0 5mm 加强层深度 焊缝 0 2mm 加强层宽度 焊缝 0 3mm 7 重复上述顺序依次插打其他管桩 8 管 沉 桩插打要求 管桩插打时桩位允许偏差管桩插打时桩位允许偏差 序号项目允许偏差检验方法 中间桩d 2 且不大于 250mm 1 桩位 外 缘桩 d 4 测量或尺量 直 桩 1 2 倾斜度 斜 桩 15 tan 吊线和尺量检查 附注 附注 1 1 d d 为桩径或短边 为桩径或短边 mmmm 2 2 为斜桩轴线与垂线间的夹角 为斜桩轴线与垂线间的夹角 9 钢管桩插打顺序 由近岸墩位向江心墩位逐跨插打 2 型钢桁架 军用梁安装 1 标准段施工 当一个墩位的钢管桩插打完成后 应先安装桩顶的型钢分配梁 分配梁事 先在打桩船上或陆上予以拼装好 安装时直接由水上吊船或陆上吊机起吊整跨 安装 安装完成后按设计图纸要求铺设脚手板 而后再进行下一跨的管桩施工 下一夸的型钢桁架可在前跨上予以拼装 等所有的钢管桩插打完毕 桁架安装 结束后再统一安装栏杆 2 拓宽段施工 拓宽段的施工大致与标准段同 不同在于安装完底层桁架后 需吊装六四 军用梁 军用梁同样采取逐跨安装 逐跨连接的方式施工 待一跨军用梁安装 完成后 铺设上层桁架 上层桁架铺设好后按设计要求在吊机走行范围内铺设 枕木 其他部位铺设 5cm 厚度的松木脚手板 其余按上述要求依次施工 3 施工中常见问题及处理 在钢管桩 钢护筒 插打过程中 如发生下述问题则应按处理要求施工 钢管桩锤击沉桩常遇问题及防治 处理方法钢管桩锤击沉桩常遇问题及防治 处理方法 常遇问题 产 生 原 因防治措施及处理方法 桩达不到桩锤大小与桩的形状 断面和地层不匹配 更换合适的桩锤 桩帽和锤垫选择不当 打击能量损失太大 更换合适的桩帽和锤垫 遇地下障碍物或桩侧摩阻力很大或土的密 度很高或桩距过小 清除障碍物 更换合适的桩 锤 增大桩径 设计标高 或沉桩困 难 选用的闭口桩沉桩阻力过大 或遇到坚硬 土夹层 或桩端持力层深度与勘察报告不 符 改变桩断面 或桩端形式 或改换开口桩 采用植桩法 或 中掘工法 变更设计桩长 起吊时破损修复或更换 桩身破损 打桩时遇地下障碍物使桩破损 原则上更换 但如在打桩终了桩 身破损而破损度低 从设计上判 断还能用 可在管内灌注混凝土 桩顶破损 桩帽和桩锤不合适 或遇到地下障碍 物 如仅仅是桩顶破损 且破损 部分长度在 1m 左右 可挖出桩 顶 加入补强钢筋并灌注混凝土 破损部分较大时更换新桩 壁厚过小 或桩顶未补强或补强不够 增大壁厚 增加补强环和加 劲板桩身座屈 失稳 遇到硬夹层过大 或偏打 采用植桩法 或中掘工法 桩帽 与桩径匹配 尽量不采用送桩 桩端破损遇地下障碍物过打补桩 钢管桩架立不正及时调正 桩帽与桩身不在同一直线上调正桩帽 送桩筒与桩顶接触不良使两者接触面平整 打桩偏心 或垂骗过 大 遇横向障碍物 障碍物不深时 可挖除回填后再 打 实际的桩端持力层比原勘查评定的深继续施打 打进桩端持力层 承载力不 够 大直径开口桩的闭塞效果不明显 在桩端增加十字肋等以增加 闭塞效果 焊根间隔狭窄 焊接速度太快或太慢 焊接电流低 未 焊 透 焊枪角度或目标位置不合适 确保焊根间隔 1 4mm 焊接 速度合适 不使焊渣先行使用 500A 电源时 考虑其使用率 使最大电流为 450A 则恰当将 焊枪保持在 20 30 角度 以 使内垫环能充分熔化 焊渣未完全清除就焊应将前层的焊渣完全清除 焊条运行速度太慢 稍增大电流 保持焊渣不先 行的速度 夹 渣 采用焊枪前进法焊接时 采用焊枪后退法 0 45 焊 接 焊接电流过低增大焊接电流和焊接运行速度 搭 叠 焊条运行速度太慢加快焊接速度 接头处混入水分 杂物 焊接前清扫坡口 将水分 泥土 油脂 垃圾 铁锈等彻底除掉 裂 纹 热影响区硬化脆化 或焊线吸湿焊接前进行预热 平时好好 保管 用时将焊线再干燥 焊条 焊丝受潮状态下使用干燥后使用 三 钻孔平台 1 平台定位桩 平台及导向安装 进行水中墩的钻孔平台施工时 首先利用打桩船插打平台两侧的定位桩 定位桩为 内55cm 的钢管桩 沿顺桥向在平台两侧分布 每侧 4 根 钢管桩的 插打要求与栈桥钢管桩插打的要求同 钢管桩插打完成后 在挂桩顶部搭设底 层钢结构桁架 水中墩钻孔桩平台采用主体钻孔桩施工用的钢护筒及两侧的定位钢管桩作 支撑 在管桩和护筒顶部铺设分配梁 分配梁顶面铺设钢板搭设而成 平台顶 面铺设钢板可以保证钻机在平台上施工和移动方便 由于钢护筒的位置的准确 与否直接关系到钻孔桩的桩位偏移 因此对护筒的定位要求必须严格 否则钻 孔桩的偏移将不能满足规范要求 护筒 45 根 2124 米 钢护筒插打时采用下述方法进行定位 用万能杆件 或型钢拼 装导向构 架和用打桩专用夹直器进行插打时的定位 护筒插打时的导向装置直接落于定 位钢管桩顶部铺设的钢结构桁架上 桁架与管桩之间进行焊接连接 导向构架 与下部桁架通过螺栓相连 以确保导向装置的稳定 同时也便于倒桩时拆卸 采用这种方式施工时导向较固定 施工方便 调整容易 操作安全 使用的机 具设备少 很经济 施工中护筒的精度主要取决于护筒着床时的精度 所以对 护筒插打前的定位至关重要 测量人员必须进行认真 细致的观测调整 2 护筒插打施工 1 打桩船抛锚 绞索就位 水上平板驳将直径 内230cm 的护筒运至墩 旁备用 2 护筒安装 护筒定位支架安装完好后 吊船将护筒吊至定位架上 需 接长的进行接长 此时 关键要保证护筒的垂直度和接头的牢固 在护筒未 接够长度之前 不宜将护筒插入河床 以免因河床冲刷不平造成定位困难 待 护筒接长到位后 有意让护筒底口向上游偏移 2 5 cm 以抵消水流冲击护筒 的偏移 3 测量定位 护筒着床后 需对护筒进行认真精密测量 根据测量结果 进行细致调整 测量时可在打桩船甲板上和陆上同时设点 以便于测量交汇 插打过程中通过测量来控制护筒的位置和标高 在甲板上做点时 应多做几个 点 以保证观测时通视 钢护筒插打时应设置三台仪器 两台用于交会 另一 台用于复测 因考虑潮位影响及通视程度等因素 护筒定位现场完成计算 计 算数据应相互校核 以保证计算的正确性 护筒对位由打桩船利用紧 松锚绳完成 对位过程中 各锚机应由信号员 统一指挥 因为水中作业 江水涨落潮时对打桩船稳定影响较大 故大致对位 后应先收紧各锚绳 待打桩船稳定后准确对位 4 插打施工 首先靠护筒自重静压下沉 锤 桩帽及钢管桩中心必须 在同一直线上 以避免偏心影响 对位完成后 慢速松开卷扬机使桩在自重作 用下插入土中 在此过程中 应及时观察钢管桩偏位以便及时调整桩位 待自 重下沉完成后 应精确观测钢管桩偏位 若超出规范要求 应起吊钢管桩重新 对位 自重下沉完成后落锤压桩后拆除上吊点钢丝绳 调整达标后通过振动打桩锤点振动即可沉桩到位 待同墩位 9 个护筒全部 插打到位后 即可将护筒互相联结并形成整体 然后测放标高 焊接牛腿 拼 装上部构架 铺设钢板即形成钻孔平台 5 护筒插打顺序 先上游后下游 先两侧后中间 附图 钢护筒插打步骤图 3 护筒插打注意事项 1 为确保施工安全和护筒起吊时的垂直度 同时为防止起吊时变形 护 筒起吊应设三个主吊点 2 打桩船定位时 应注意与运桩平板驳之间的间距 避免起吊时碰撞