苏通大桥水中试桩工程施工总结

RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总结 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 苏通大桥水中试桩工程苏通大桥水中试桩工程 施工总结施工总结 路桥集团第二公路工程局 二 OO 三年十一月十日 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 1 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 苏通大桥水中试桩工程施工总结目录苏通大桥水中试桩工程施工总结目录 1 编制范围 依据编制范围 依据 2 1 1 编制范围 2 1 2 编制依据 2 2 工程概况工程概况 2 2 1 工程概况 2 2 2 试桩工程规模 2 2 3 试桩施工目的 3 2 4 试桩关键技术控制 3 2 5 工程地质状况 5 3 施工组织施工组织 6 3 1 水电供应 6 3 2 水上交通组织 6 3 3 施工设备安排 7 3 4 工期安排 12 4 施工工艺介绍施工工艺介绍 12 4 1 试桩钻孔平台搭设 12 4 2 钢护筒的下沉 19 4 3 钻孔施工 22 4 4 钢筋笼的加工与安装 26 4 5 混凝土的浇注 32 4 6 桩底注浆 34 4 7 成桩检测 37 4 8 试桩施工过程中的主要风险及预防措施 39 4 9 对主墩钻孔施工的建议 40 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 2 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 1 1 编制范围 依据编制范围 依据 1 11 1 编制范围编制范围 水中试桩中 8 试桩的钻孔施工 钢筋笼制作 混凝土浇注以及孔底注浆工艺 总结 5 6 7 试桩的钻孔施工 钢筋笼的制作 混凝土浇注及孔底注浆 以及注浆后自平衡承载力检测等 1 21 2 编制依据编制依据 苏通大桥主桥基础试桩工程水中试桩设计 2003 年 6 月 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 公路工程质量检验评定标准 JTJ071 98 苏通大桥自平衡测试技术 水上试桩 试桩方案 监理工程师通知 03 07 21 1 关于进一步明确水中试桩测试和压浆方案 的通知 2 2 工程概况工程概况 2 12 1 工程概况工程概况 苏通长江公路大桥位于长江河口地带 桥位处第四系地层分布广泛 第四系地 层为一套河床 河流漫滩相为主导的松散沉积物 具有河流相结构 河床底部基岩 埋深在 200m 以上 因此主墩基础均按摩擦桩设计 为确保基础的安全 检验索塔基础承载力和施工工艺 并为最终确定桩基长度 提供依据 以确保大桥的可靠性与经济性 需进行试桩试验工作 2 22 2 试桩工程规模试桩工程规模 C2 标水中试桩工程的工程内容为四根桩基的成桩 桩底注浆 桩基的承载力试 验以及主 5 墩试桩平台位置的冲刷防护 其中桩底注浆方案分别为 5 8 试 桩采用 6 回路 U 型管压浆 6 采用 4 回路 U 型管压浆 7 采用 4 根声测管直接作 为压浆管的直管压浆 桩基承载力测试方案分别为 5 试桩进行压浆前 后两次测 试 采用双层荷载箱 6 7 进行压浆后测试 采用单层荷载箱 8 试桩不进行 承载力测试 四根桩的桩径 D2 8 2 5m 混凝土标号为 35 号 试桩分别位于主 5 墩上游底 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 3 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 160m 和主 8 墩上游 130m 其具体试桩布置图如下 试桩设计参数表 1 表 1 试桩主要参数表 编号X 坐标Y 坐标 顶标高 M 底标高 M 钢护筒底 标高 M 桩长 M 5 054 4815 0 121 0 56 1126 6 756 0705 0 121 0 56 1126 7 029 9055 0 112 0 37 3117 8 731 4945 0 112 0 37 3117 2 32 3 试桩施工目的试桩施工目的 在一期 二期试桩的基础上 结合水中施工的特点 进一步验证主桥基础钻孔 灌注桩的承载力 完善钻孔施工工艺 注浆工艺等 总结适合苏通大桥基础施工的 成熟施工工艺 方法 为主桥钻孔灌注桩的施工的顺利进行创造条件 2 42 4 试桩关键技术控制试桩关键技术控制 针对水中试桩的施工目的 对本期试桩的关键施工技术分别进行了控制 1 试桩钻孔平台搭设 桥 轴 线 苏 州 水 流 方 向 主5 87 K20 544 K20 844 K20 944K21 044 主6 主7主8 65 图 1 水中试桩平面布置图 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 4 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 通过对试桩钻孔平台的搭设包括钻孔平台的各部分的施工工艺以及关键工序的 施工控制的总结 以利于对以后各主墩钻孔平台的搭设进行指导 2 钢护筒下沉 试桩的主要目的之一在于确定钢护筒的下沉工艺 其主要的技术实施与技术控 制见表 2 所示 表 2 钢护筒下沉控制措施 施工过程技术指标可能发生的问题技术对策 中心偏位 50mm中心偏位 护筒施工 倾斜度 1 200倾斜倾斜 利用 GPS 平面定位布置在强度 和刚度足够的平台上的导向架 在导向架内下沉钢护筒 3 钻孔施工 检验并总结成桩施工工艺 提出水中成桩施工控制措施 其主要的技术实施与 技术控制见表 3 所示 表 3 钻孔施工技术控制措施 施工过程技术指标可能发生的问题技术对策 中心偏位 50mm中心偏位监测钻机就位精度 倾斜度 1 200 倾斜 坍孔 掉钻 1 钻机有自动导向功能 2 钻头设置导向圈 配重 3 采用减压钻进 4 根据地质条件选择合适的进 尺 5 及时监测 调整泥浆指标 6 加强设备检修保养 沉淀层厚 20cm 成孔施工 含砂率 1 1 选择合适的泥浆种类 2 加强泥浆的置换 4 泥浆控制指标 表 4 钻孔施工泥浆控制指标 粘度 S 容重 g cm3 含砂率 PH 值 失水率 ml 30min 泥皮厚度 mm 20 251 05 1 250 5 38 910 181 2 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 5 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 5 钢筋笼加工制作 表 5 试桩技术控制措施 施工过程技术指标可能发生的问题技术对策 吊装变形符合要求变形超限 钢筋笼施工 不影响下步施工钢筋对接误差大 1 专用吊具代替钢筋笼受力 2 严格对钢筋编号安装 3 专线台座法成型 4 控制各预埋件的空间位置 6 混凝土浇注 表 6 混凝土浇注控制措施 施工过程技术指标可能发生的问题技术对策 连续快捷 混凝土施 工12h 坍落度 14cm 堵管 混凝土发生离析 导管埋深过小 断桩 1 严格控制混凝土和易性 坍落 度 2 确保首盘砼的方量 3 准确检测导管埋深 4 严格遵循配合比拌制混凝土 5 控制导管提升高度 6 加强混凝土供应能力 7 建立和完善质量监控体系 2 52 5 工程地质状况工程地质状况 桥位区域地层主要有古生界泥盆系 石灰系 二叠系 中生界三叠系 侏罗系 白垩系 新生界第三系 第四系 区域内基岩仅泥盆系在狼山 福山出露 其余均 为隐伏状态 被第四系覆盖 依据桥位区揭露地层的地质时代 成因类型 岩性 埋藏条件及其物理力学特征等 桥位区共分为 22 个工程地质层 主桥深水基础持力 层位于 5 8 层 根据形成年代的先后 自上而下各地层主要特征分别如下 1 1 全新统 Q4 分为 4 层 1 4 层 1 层为北侧上部的粉砂或亚粘土夹粉 砂 又细分成三个亚层 2 层为南侧上部的亚粘土 硬壳层 3 层为南侧上部的淤 泥质亚粘土或粉砂夹层 分为 2 个亚层 4 层为底部的亚粘土或亚粘土与粉砂互层 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 6 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 2 2 上更新统 Q3 分为 4 层 5 8 层 5 层粉砂为主 局部亚粘土 分为 2 个亚层 6 层粗砂含砾 局部细砂 又分 2 个亚层 7 层细砂 粉砂 8 层粗砂夹 细砂含砾 细砂 夹透镜体状亚粘土 分 2 个亚层 3 3 中更新统 Q2 分为 7 层 9 15 层 岩性为粉 细砂层 粘性土 4 4 下更新统 Q1 上第三系 N 顶板埋深在 200m 以上 粗略分为 7 个工程 地质层 16 22 层 16 22 工程地质层为下更新统及上第三系沉积物 下更新统 以砂层为主夹粘性土 上第三系为半胶结状粘土 砂土为主 底部揭露玄武岩 3 3 施工组织施工组织 水中试桩工程内容为 4 根钻孔灌注桩的施工 本工程施工难度大 所要取得的 技术参数多 精度要求高 故相应地对施工 测试的每一个环节提出更高的要求 为确保试桩工程的施工和测试工作顺利进行 针对该工程的施工组织安排分述如表 7 表 7 水中试桩人员配置 序号岗 位人 数备 注 1现场总负责人1 2现场副总负责人2 3现场技术负责人1 4现场工程师3 5安全负责人3 6机械负责人1 7物资负责人1 8测量负责人1 9试验负责人1 11作业队队长1 12作业队工班长2 13机长2 14普通工人96 人 15起重工10 16机械修理工32 3 13 1 水电供应水电供应 生活用水采用自来水 生产用水采用江水经净化处理后使用 施工用电采用自 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 7 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 发电 配备发电船一艘 发电船上安装一台 400KW 和两台 200KW 的发电机 3 23 2 水上交通组织水上交通组织 苏通大桥 C2 标段水中试桩施工全部是水上作业 施工水域船舶通航密度大 日断面平均流量达 2200 多艘次以上 通航环境极为复杂 桥位河段江面水域宽阔 受风 流及潮汐影响大 水文气象条件复杂 1 为了确保工程顺利进行 确保施工期间不出或尽量少出水上交通事故 施 工之前对水上交通进行科学合理地组织和安排 2 施工船舶严格遵守的有关部门的规定 建立应急组织机构 负责对意外险 情或事故的应急处置工作 3 做好应急处理措施 收集天气预报和水情通报 掌握台风 洪峰的动态 及时发布航行警告 尽早将台汛信息通报施工船及应急救助组成员 以便及时采取 防范措施 4 防台时现场安全工作组派专人 24 小时值班 及时处理防台 防汛中出现 的问题 通知施工船舶进入紧急防台状态 做好应急准备并保证通讯联系的畅通 5 检查平台设施固定设备是否处于完好状态 检查交通码头结构 锚链 引 桥等属具是否完好正常 选择常熟港作为避风港 生产事故应急救援部署表见表 8 表 8 急救应急部署表 急救应急部署表 应急指挥中心现场急救队应急后备队 总指挥 全面负责整个急救 行动 下达急救指令 向有 关单位通报情况 队长 用报警器报警 带领 急救员现场施救 队长 带领预备急救员现 场待命 值班医生 根据现场急救队 反映的伤员情况向总指挥提 出急救意见 急救员 A 携带药箱 对伤 员实施人工呼吸 包扎 运 送伤员 预备急救员 A 待命 随 时准备接替急救员 A 的工 作 施工现场指挥 利用对讲机 或手机向指挥中心报警 传 达总指挥的急救指令 并将 现场急救情况及时反馈给总 指挥 根据指示调度现场施 工人员 急救员 B 携带氧气复苏器 对伤员实施心脏按压 协助 包扎 运送伤员 预备急救员 B 待命 随 时准备接替急救员 B 的工 作 有关单位相关人员电话号码 大桥建设指挥部记录 急救员 C 携带担架和救生 吊带 协助包扎 协助运送 预备急救员 C 待命 随 时准备接替急救员 C 的工 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 8 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 指定医院记录 南通海事局记录 伤员作 3 33 3 施工设备施工设备安排安排 1 1 施工设备配备施工设备配备 1 供电设备选型 根据试桩工程施工 测试各阶段作业用电量分析以及二期试桩在钻孔过程中 的用电量分析 充分考虑施工过程中的发电机故障和设备启动电压要求 采用 1 套 400KVA 发电机组供电 2 套 200KW 发电机组作为备用 2 沉桩机选型 依照苏通大桥试桩方案设计图纸 5 6 桩钢护筒的入土深度为 36 4m 7 8 桩钢护筒的入土深度为 30 6m 根据二期试桩的钢护筒的打设情况 利用 DZJ 200 型沉桩机下沉 29 56m 以及相应的地质情况 按照 桥涵 P 324 表 6 34 选取地层的单位面积动摩阻力为计算依据来确定沉桩机最大激振力需求 根据计算 7 8 桩选用 DZJ 200 型振动沉桩机 5 6 桩两台 DZJ 200 联动 或者 APE 400 型振动沉桩机进行钢护筒打设 3 钻机选型 钻机的选型主要从钻孔深度 钻头类型 钻机扭矩和泥浆配套设施几个方面考 虑 a 钻机的钻孔深度 水中试桩 5 6 桩的平台标高为 8 0m 桩底标高为 121 0m 钻孔深度为 129m 7 8 桩的平台标高为 8 0m 桩底标高为 112 0m 钻孔深度为 120m 所 以钻机的最大钻孔深度必须大于 130m b 钻头类型 水中试桩直径均为 280 250cm 的变截面桩 属大直径超长桩范畴 根据试桩 所在地的地质条件分析 试桩位置附近地层主要为砂土亚粘土夹杂分布 且以砂性 土为主 钻孔过程中易发生倾斜 故钻头宜选用双腰带四翼笼式刮刀钻头 此类钻 头在砂性土地层具有强度高 导向性 导正性好 传递扭矩平稳的特点 c 钻机的扭矩及钻具 试桩钻孔深度须达到 125m 以上 而且试桩位置地层主要为较密实砂土层 尤其 是在 90m 标高以下砂层标贯击数达到 100 以上 所以钻孔应选用大扭矩回旋成孔 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 9 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 钻机 钻机的钻头采用双腰带四翼笼式刮刀钻头 其切削齿与孔底呈 4 条线状接触 接触面积约为 0 2 0 6m2 根据试桩所在的南引桥地层物理力学性质 所需钻压宜 在 150 320KN 左右 考虑到为保证钻孔垂直度必须减压钻进 施加在孔底的钻压控 制在钻具总重的 50 70 内为宜 故本工程施工时钻孔机具最大扭矩不宜小于 120 KN m 钻具总重不小于 40t 水中试桩施工时的钻机选用自有的河南郑州勘察机械厂生产的 KP3500 型钻机 该型号的钻机可正反循环施工 可直接显示钻压 钻孔垂直度等指标 操作简单方 便 而且适用于各种地层 该机最大输出扭矩达 210KNm 最大提升力 130t 钻孔深 度大于 130m 完全能够满足以上试桩施工需要 我局在主塔墩桩基础施工中同样也 将采用 KP3500 型钻机 而且本次试桩工程使用的 2 台钻机将投入到主塔墩施工当中 这就进一步增强了试桩工作的针对性和可信度 4 起吊设备选型 试桩工程对起吊设备要求最高的工况为下沉钢护筒 下放钢筋笼两个阶段 按 照其中所需的最大起吊能力 吊装高度以及作业半径等参数进行选择吊机 a 下沉钢护筒 5 6 试桩钢护筒长度为约 63 4m 壁厚选用 25mm 钢护筒总重量为 110 4t 分两节下沉 首节长度为 42 0m 重量为 73 2t 通过综合比较选用 280 吨 的浮吊来进行钢护筒的下沉施工 b 下放钢筋笼 钢筋笼分 4 节加工 钢筋笼的最大吊重为 73 1t 荷载箱按 7 5t 考虑 所以钢 筋笼最后安装就位前的总重量为 80 6t 钢筋笼的最大分节长度为 36 0m 选用吊重 为 280 t 最大吊装高度为 56 8m 的浮吊作为主要吊装设备 同时配备一艘 63 吨的 浮吊作为其他小型构件的吊装设备 5 砼供应设备 砼供应包括拌和 运输 输送和灌注等 试桩砼均采用商品砼 采取陆运与水 运相结合 砼泵车泵送的方法浇注混凝土 主要设备为两艘汽渡 21 辆砼搅拌运输 车 2 辆砼泵车 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 10 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 表 9 水中试桩工程施工设备配备表 序号名称规格 型号能力单位数量来源进场时间 一 钻孔平台施工设备一 钻孔平台施工设备 1 打桩船艘 1 外租 2003 6 2 2 抛锚艇扬锚 63 1 550HP 艘 1 外租 2003 6 1 二 钢护筒下沉设备二 钢护筒下沉设备 3 液压打桩锤 APE 400400KW 台 1 外租 2003 8 4 液压打桩锤ZDJ 200 200KW 台 1 自有 2003 6 5 5 浮吊 280T280T 艘 1 外租 2003 6 6 6 浮吊 60T60T 艘 1 外租 2003 5 27 三 成孔设备三 成孔设备 7 钻机 KP3500150KW 台 2 购置 2003 6 20 8 泥浆泵 4PN50KW 台 2 自有 2003 6 20 9 泥浆船 1500M31500M3 艘 2 外租 2003 6 20 10 空压机 LGY20 20 820m3 min 台 2 自有 2003 6 23 11 水上拌和站 CHZ75 1S2000150M3 h 艘 1 购置 2003 6 25 12 砼输送泵 HBT80C181KW 台 2 自有 2003 6 25 13 布料杆 HG28B7 5KW 套 2 自有 2003 6 25 14 甲板驳 1000T1000T 艘 2 外租 2003 6 5 15 舱口驳 3200T3200T 艘 2 外租 2003 5 29 16 舱口驳 1500T1500T 艘 2 外租 2003 5 29 17 拖轮 1200HP980HP 艘 1 外租 2003 5 29 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 11 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 18 拖轮 430HP430HP 艘 1 外租 2003 5 27 19 发电机 250KVA250KVA 台 2 购置 2003 5 28 20 发电机 400KVA400KVA 台 1 购置 2003 5 28 21 变压器 1000KVA1000KVA 台 1 自有 2003 5 30 22 电焊机 BX3 500 台 6 自有 2003 6 10 23 人渡 400HP 60 人艘 2 外租 2003 6 5 24 压浆泵BW 1507Mpa台2自有 2003 7 01 2 2 测量 试验设备配备测量 试验设备配备 我局在试桩施工中拟配备的测量和试验仪器 设备见表 10 所列 另外试桩工程 业主委托测试的项目众多 主要包括测出各土层对桩的侧向极限摩阻力 桩端反力 以及各土层界面上的沉降位移 桩顶位移 桩端位移 验证并确定单桩极限承载力 分层岩土摩擦力 端阻力 桩基沉降 桩弹性压缩 土层的塑性变形等 我局将在 试桩施工过程中密切配合检测单位实施测试工作 并在测试单位自行组织的基础上 根据实际需要再组织相应的检测设备 表 10 水中试桩工程测量 试验主要仪器配备表 序号种类仪器设备名称规格型号单位数量进场时间 1 全站仪Sokkia set 2010 台 12003 4 26 2 水准仪Topcon DL 101c 台 22003 4 26 3 钢尺 50m 把 22003 4 26 4 测量仪 器 水准尺 5m 把 22003 4 26 1 液压式压力试验机YE 1000台 12003 4 25 2 万能材料试验机WE 1000A台 12003 4 21 3 电动抗折机HK2 50台 12003 4 26 4 胶砂搅拌机JJ 5台 12003 4 21 5 胶砂振动台ZS 15台 12003 4 21 6 水泥标准稠度仪台 12003 4 21 7 沸煮箱FZ 31A台 12003 4 21 8 恒温干燥箱SC101 3台 12003 4 24 9 砂浆稠度仪 SGI45 台 12003 4 21 10 砂浆试模 7 07122003 4 21 11 试验仪 器 砼试块试模 15 组 242003 4 21 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 12 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 12 磅秤台 22003 4 21 13 天平台 12003 4 21 14 无侧限抗压试模组 32003 4 21 15 砼搅拌机 50L 台 12003 4 21 16 砼振动台ZHDG 8台 12003 4 21 17 塌落度仪个 22003 4 21 18 压碎性指标测定仪套 42003 4 21 19 泥浆指标测试仪器套 12003 4 21 20 标准筛套 22003 4 21 3 43 4 工期安排工期安排 1 工期安排工期安排 根据苏通大桥建设指挥部的总体安排 综合考虑桥位处地质条件和施工设备能 力进行试桩工程工期的安排 具体安排为 2003 年 6 月 2003 年 11 月 2 工期保证措施工期保证措施 为保证试桩施工计划的实施 在进行试桩施工时采取下列保证措施 1 在钻孔阶段 采用 KP3500 钻机进行钻孔施工 选用具有自动导向装置的 钻头 在钻头和钻杆上增加配重块和导向设施 并采用优质泥浆护壁等措施来保证 试桩的孔壁安全和成孔的垂直度 在上述措施的有利保障下 实际施工中钻孔速度 要比工效分析中的钻孔速度稍快 2 在钢筋笼的加工和安装过程中 首先在钢筋笼制作时加大分节长度 钢筋 笼分 4 节加工 以减少接头数量 钢筋笼的连接采用快捷方便的镦头直螺纹连接器 进行连接 从而减少钢筋笼的接长下放时间 4 4 施工施工工艺介绍工艺介绍 本次试桩施工均模拟主桥基础桩的施工方法进行 钢护筒的打设采用 DZJ200 与 APE 400 型沉桩机进行 钻孔施工采用 KP3500 钻机 钢筋笼的加工采用在钢筋 笼加工场集中进行 钢筋笼的安装采用 280T 浮吊和 1 台 63T 浮吊配合进行施工 混凝土浇注采取陆运与水运相结合 砼泵车泵送的方法浇注 4 14 1 试桩钻孔平台搭设试桩钻孔平台搭设 试桩平台总共两个 分别位于主 5 墩和主 8 墩的上游 160m 和 130m 钻孔 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 13 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 平台平面尺寸为 30 11m 顶标高为 8 0m 主 5 号试桩钻孔平台基础采用 16 根 140cm 20mm 钢管桩 主 8 号采用 16 根 140cm 16mm 钢管桩 钢管桩顶以贝雷架做为主方向分配梁 HW40 工字 钢做为次分配梁 上铺厚 12mm 钢板形成钻孔工作平台 其布置图见下 主 8 号墩 侧试桩平台与主 5 号布置形式相同 不同之处为主 8 号墩试桩平台的桩底标高不同 桩顶分配梁2HW40 分配梁HW40分配梁HW40 桩顶分配梁2HW40 6 括号内数字用于主8 墩 7 试桩施工平台所有外露的钢结构表面均涂 装成橙黄色 8 钢管桩与型钢的材质为Q235钢材 贝雷桁 架的材质为16Mn钢材 9 钢管桩内灌砂 并在钢管桩桩顶的50cm范 围内浇注20号素砼 备用试桩孔位 图 2 钻孔平台整体布置图 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 14 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 钻孔平台照片 钻孔平台施工工艺流程图如下 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 15 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 钢管桩加工 打桩船就位 测量定位 钢管桩设计 打设首节钢管桩 现场焊缝检测 打设至设计标高 桩间平联施工 割桩头 焊桩顶托盘 安设横梁 安设分配梁 纵横梁间防滑处理 铺设脚手板 测量桩顶标高 测量放样组拼贝雷横梁 安装护栏 测定孔位 接长钢管桩 图 3 钻孔平台施工工艺流程图 1 钢管桩的加工制作 钢管桩的加工制作 140cm 钢管桩采用 Q235A 钢板在工厂卷制 钢板下料之前根据设计图绘制加 工图 其内容包括按钢管桩编号的加工大样图 拼接简图和堆放与发送顺序图等 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 16 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 钢管的焊缝要求与母材等强 采用坡口熔透对接焊 钢管桩现场对接须保证施 焊时接头和焊条干燥 所有焊缝质量要求均应符合 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 焊缝要求 生产厂家应按 钢结构工程质员检验评定标准 GB50221l 95 和 公路桥涵施工技术规范 进行外观自检评定 焊接管的管节制作偏差 要符合下列要求 表 11 管节外形尺寸的允许偏差 偏差部位允许偏差备注 外周长 0 5 周长 且不大于 10mm测量外周长 管端椭圆度0 5 d 且不大于 5mm d 为管径 椭圆度指管端两相互 垂直直径之差 管端平整度2mm 管端平面倾斜2mm 管节对口拼接时 相邻管节的管径偏差要小于 3mm 对口的板边高差 要小于 1 0mm 本项目钢管桩在桥位附近中远钢构件厂加工 加工厂自有重件码头 钢管桩出 厂后无需公路运输 可直接吊运上船 因此对钢管桩长度限制较小 钢管桩可在工 厂内加工成长 40m 左右的一段 使施工现场只有一个接头 大大提高了打桩施工工 效 且钢管桩质量更有保障 工厂加工完成运往施工现场以前 在钢管桩适当位置 处设置吊耳 吊装时要使各吊点同时受力 徐徐起落 桩身靠上打桩船桩架后将吊 耳割除 钢管桩的堆放支点位置与吊点位置相同 偏差不大于 20cm 运输时要捆绑牢固 使各支点同时受力 驳船装钢管桩时 要按钢管桩的打设顺序编号 分层装驳 垫 平放稳并保持船身稳定 因为钢管桩较长 为避免桩身挠曲 可以采用多点支垫 各支点垫木要均匀放 置 各垫木顶面要在相同的水平面上 钢管桩的堆放层数以不超过 3 层为易 2 钢管桩打设 钢管桩打设 钢管桩的打设直接采用打桩船插打 1 钢管桩的测量放样 a 钢管桩的放样方法 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 17 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 i 直桩的放样 在船上适当位置选定 A D 两点设置 RTK 流动站 设 C 为打桩机上桩身下端 的位置 在打直桩时使 C 点与某设计桩位 C设重合 由于 A D 与 C 有固定的几何 关系 再令 A C 的方位角为一定值时 则 A D 的坐标也随之确定 称此时 A D 的位置 A设 D设为与 C 设相应的设计位置 反之 当船体按 A设 D设定位时 则 C 点必与 C设重合 ii 斜桩的放样 根据设计要求 此时桩身应在竖直面上倾斜 此竖面的水平投影与船轴线一 15 致 当 C 点与某设计桩位重合后 还应使船轴线同设计的桩身水平投影的方位一 致 这时打下的桩位才是正确的 由于 A B D C 四者有着固定的几何关系 C 点的位置既然已知则 A B D 三点的位置也随之确定 称这时 A B D 点的位置 A设 B设 D设为与 C设相应的设计位置 反之 当船体按 A设 B设定位时 则 C 点必与 C 设相同 C GPS B GPS A 船轴线 GPS D 15 度 GPS A GPS B C RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 18 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 b 钢管桩的具体放样 工作开始前 将事先计算好的同 C设对应的 A设 D设点的坐标分别输入 A D 点上的 RTK 手簿中作为导航数据指示打桩船开航 根据 A D 点的手簿屏幕显示的 与设计点位的距离 调整船体使 紧固锚链 使船体完全固定 为保 S cmS5 证 RTK 打桩放样结果的正确无误 另在位于江堤的某已知点上设置全站仪 按 C 设点坐标计算出距离 方位角 当用 RTK 确定出 C 后 打桩机工作前放置全站仪 棱镜 进行检核 待确定无误后 才开始施工 3 桩间平联施工 桩间平联施工 钢管桩之间依靠 100cm 壁厚 10mm 钢管桩水平联接以形成群桩基础 平联中 心的标高为 2 5m 4 桩顶横梁及分配梁施工 桩顶横梁及分配梁施工 桩顶横梁及分配梁均为常规施工 桩顶贝雷横梁采用在驳船上组拼成长约 30m 的框架 再以 60T 浮吊安放于钢管桩牛腿上 并与牛腿固结 贝雷横梁施工完成后 在其上铺设纵横分配梁 纵横分配梁之间要求点焊 以防施工荷载造成相对滑移 危及人员和设备的安全 在施工完平联 斜撑和分配梁后 安装面板 栏杆以及人梯等形成钻孔平台 钢管桩的打设采用东海大桥桩 7 号打桩船打设 主 8 打桩时间为 6 11 日 6 17 日 主 5 打桩时间为 6 20 日 6 24 日 全部打设至设计标高 每根的平面偏位满足设 计以及规范要求 表 12 主 8 试桩平台钢管桩偏位表 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 19 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 平面偏位 序号打设日期 X cm Y cm 8 12003 6 111414 8 22003 6 1745 8 32003 6 1320 8 42003 6 171315 8 52003 6 13110 8 62003 6 1768 8 72003 6 1482 8 82003 6 141012 8 92003 6 1416 8 102003 6 1366 8 112003 6 13116 8 122003 6 1584 8 132003 6 1583 8 142003 6 16127 8 152003 6 16118 8 162003 6 1667 表 13 主 5 试桩平台钢管桩偏位表 平面偏位 序号打设日期 X cm Y cm 5 12003 6 22160 5 22003 6 24414 5 32003 6 2359 5 42003 6 24120 5 52003 6 2361 5 62003 6 24127 5 72003 6 23619 5 82003 6 2357 5 92003 6 22169 5 102003 6 22413 5 112003 6 22176 5 122003 6 22155 5 132003 6 22310 5 142003 6 21133 5 152003 6 21416 5 162003 6 2027 4 24 2 钢护筒的下沉钢护筒的下沉 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 20 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 根据施工设计 钢护筒的下沉浮吊配合 DZJ 200 型与 APE400 型的沉桩机分节 下沉 每个钢护筒分两节 8 试桩的钢护筒总长度为 42 3m 首节长度为 22 3m 次节长度为 20 0m 7 试桩的钢护筒首节长度为 22 0m 次节长度为 20 3m 5 6 试桩的钢护筒总长度为 61 1m 首节长度为 36 0m 次节长度为 25 1m 1 导向架结构 导向架结构 在试桩施工中 采用两种导向架结构形式 即 7 8 桩直接采用三层型钢井 字架作为导向架 5 6 桩采用小型钢加工成桁架式的导向架 桁架式导向架由立柱 立柱间横向联系及斜撑等组成 立柱及立柱间横向联系 采用两根 20 号槽钢对拼而成 斜撑采用 10 号槽钢 导向架结构为四边形 平面尺 寸为 530cm 长 320cm 宽 导向架的长度为 14 2m 导向架的具体结构见下图所 示 320 135135 导向架控制直径 137 5 钢护筒边界线 137 5 530 A A B B 135135 137 5137 5 330 BB AA 100 320 立柱 立柱间横向联系 斜撑 立柱 C C C C N 100 图 4 导向架结构图 单位 cm 导向架利用钻孔平台进行固定 导向架的固定位置见下图所示 HK40 型钢 导向架 钢管桩间连接钢管 工18 贝雷片 钢管桩 图 5 导向架固定位置图 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 21 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 导向架照片 导向架的固定照片 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 22 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 首节钢护筒下沉照片 次节钢护筒下沉照片 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 23 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 表 14 钢护筒施工记录表 试桩 编号 钢护筒 长度 钢护筒分节情况钢护筒打设时间施工净时间入土深度 5 61 1m36 0m 25 1m5 月 5 日 0 30 3 003h36 1m 6 61 1m36 0m 25 1m5 月 17 日 14 32 15 077 3h36 1m 7 42 3m22 0m 20 3m5 月 27 日 9 05 11 407 3h32 3m 8 42 3m22 3m 20 0m5 月 27 日 9 05 11 407 3h32 3m 表 15 钢护筒施工控制记录表 平面偏位 试桩编号倾斜度 X mm Y mm 5 东西 0 2 南北 0 25 3020 6 东西 0 1 南北 0 1 5020 7 东西 0 3 南北 0 4 256 8 东西 0 1 南北 0 1 2022 说明 5 6 试桩的钢护筒的下沉采用导向架下沉 7 8 试桩的 钢护筒的下沉采用焊接在试桩平台的平联上的两层型钢井字架来定位的 4 34 3 钻孔施工钻孔施工 1 成孔施工 成孔施工 成孔采用 KP3500 型钻机气举反循环的方法施工 泥浆采用膨润土配置 制浆 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 24 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 设 泥浆池与净化器 下游 钻机 制浆机 浮吊 钢筋笼制作 排渣船 成孔阶段平面布置图 溜槽 备为一台 400L 型的制浆机 布置在试桩平台上 配置好的泥浆通过泥浆池进入孔内 泥浆池的尺寸为 5 8 1 5m 泥浆池分为 4 个仓 泥浆池上布置一个钻渣预筛器和 一个 250 型净化器 钻孔施工中排出的泥浆先直接经过预筛器 过滤到泥浆池中的 一个封闭的仓内 形成初次过滤后泥浆 然后用泥浆泵将经过初次过滤后的泥浆抽 到净化器中 通过净化器的处理将泥浆和钻渣分离 泥浆直接过滤到泥浆池 钻渣 经过溜槽输送到泥浆船上 钻孔施工阶段的平面布置图如下 钻孔施工工艺流程图 测量放样 钻孔平台搭设 安装钢护筒导向架的定位架 安装钢护筒导向架 分两节下沉钢护筒至至设计标高制作钢护筒 复测桩及护筒中 心 钻机就位 泥浆池及沉淀池制作 钻 2 8m 的孔至钢护筒底标高 钻孔平台材料准备 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 25 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 钻孔施工照片 表 16 水中试桩钻孔施工时间记录表 试桩 编号 孔深钻孔时间 有效作 业时间 纯钻孔 时间 接钻杆等 其他时间 平均钻 孔速度 5 126m 9 月 11 日 11 45 9 月 17 日 17 55 115 5h70 5h45h1 1m h 6 126m 8 月 26 日 13 00 9 月 4 日 18 00 143 6h77 3h66 3h0 9m h 制备泥浆 形成泥浆循环系 统 换钻头钻机再就位 钻 2 5m 孔 检查泥浆指标 钻至设计孔深 清孔检查泥浆指标按施工要求配制泥浆 检验桩的直径及垂直度 成孔工艺各种参数收集 整理 成孔总结 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 26 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 7 117m 8 月 4 日 9 30 8 月 9 日 6 17 117 2h71 5h45 7h1 0m h 8 117m 7 月 12 日 11 18 7 月 26 日 19 15 130 3h82h48 3h0 9m h 2 2 泥浆配制 泥浆配制 根据施钻地层的特点 在钻孔施工过程中 为防止发生流砂及软流塑地层扩孔 塌孔 缩径等现象 保持孔壁稳定 使用不分散 低固相 高粘度的 PHP 泥浆进行 护壁 1 造浆材料 在水中试桩中所配制的泥浆原材料主要有三种 复合钠基膨润土 羧甲基纤维 素 CMC 纯碱 Na2CO3 2 泥浆配比的控制指标以及材料用量 根据 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 的要求 在施工过程中主要 检测的指标有比重 PH 值 稠度值等 根据以上指标 确定泥浆配制过程中的材料 用量 配制好的泥浆比重为 1020Kg m3 1150Kg m3时的用量即为膨润土的用量 配 制好的泥浆 PH 值 8 10 时的用量即为纯碱的用量 配制好的泥浆稠度值为 16S 25s 时的用量即为纤维素的用量 3 泥浆循环系统的流程 泥浆制备系统 钻进成孔 反循环出浆 泥浆净化器净化 泵送回原孔位 泥浆沉淀池 4 泥浆检测与控制 根据各墩位的地质勘察报告可以得出 5 8 四个主墩钢护筒的底标高以下的 地层基本上是砂性土层 在泥浆的性能指标满足规范要求的同时 更主要的改进泥 浆的部分性能指标 以防止塌孔 四根试桩泥浆的性能指标范围见表 17 表 17 水中试桩泥浆性能指标表 比重 g cm3 粘度 s 含砂率 胶体率 失水率 mm 30min PH 值 泥皮厚 mm 30min RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 27 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 进孔1 12 1 1517 210 5 2 596 9814 4 15 28 8 51 5 2 0 出孔1 15 1 2618 230 5 4 096 9814 6 15 38 8 51 5 2 0 清孔后1 09 1 118 190 59910 2 13 48 51 0 1 5 3 成孔检测 成孔检测 为了很好的验证成孔的质量以及验证钻机的性能要求是否满足施工要求 在试 桩过程中对每根桩超声波成孔检测 检测的内容主要是垂直度和孔径 从检测的结 果分析可知 成孔的垂直度和孔径均满足要求 具体检测结果见表 18 表 18 成孔检测结果汇总表 试桩编号倾斜度孔径 5 向西倾斜 0 39 符合设计要求 6 向东南倾斜 0 23 符合设计要求 7 向西南倾斜 0 3 符合设计要求 8 向东倾斜 0 14 符合设计要求 4 44 4 钢筋笼的加工与安装钢筋笼的加工与安装 试桩的钢筋笼的总长度有 120m 和 129m 两种 共分四节制作 钢筋的连接采 用镦粗直螺纹接头连接 为尽量减少钢筋笼在加工和吊装过程中的变形 拟采取在 二期试桩过程中总结的经验方法 即在制作钢筋笼时用长线胎模固定 在吊装时用 吊带 胎模和吊具的示意图如下 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 28 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 图 6 胎模结构图 胎模照片 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 29 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 钢筋笼的加工制作采取在岸上配料 并且经过镦粗形成半成品 然后经过码头 运输到制作钢筋笼的驳船上 驳船的平面尺寸为 51 12m 为了减少钢筋笼在整体 拼装时的误差 每 12m 节段的钢筋笼先在驳船上试拼好 钢筋笼的制作工艺图如下 2 将加工好的钢筋笼在第3 4节段位置拆开 将钢筋笼的1 3节段作 为钢筋笼的第一节 钢筋笼劲性骨架 A A A 1 在钢筋笼加工船上 按12m一节的长度连续加工4个钢筋笼节段 A 钢筋笼加工底座 钢筋笼 5 以7号节段为基础 按12m 12m 14m的节段接长钢筋笼至第9节段 完成第三节钢筋笼的加工 6 在钢筋笼加工船上加工10m长的钢筋笼节段 并在其顶段焊接荷载 箱 完成第四节钢筋笼的加工 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 30 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 3 移开1 2 3号节段 按照同样的方法以钢筋笼的4号节段为基 础 按12m均长节段接长钢筋笼至第7节段 4 将加工好的钢筋笼在第6 7节段位置拆开 将钢筋笼的4 6节 段作为钢筋笼的第二节 成形后一节钢筋笼照片 钢筋笼的吊装采用盐航工 2028 号 280 吨的浮吊吊装 为减少吊装过程中的变形 36m 及以上阶段的钢筋笼吊装采用五点吊装法 盐航工 2028 号浮吊配有一个主钩和 两个副钩 每个吊钩分别配有卷扬机 可以进行单独起吊 其相关参数见下表 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 31 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 表 19 盐航工 2028 号浮吊的起吊参数表 起吊角度主钩高度主钩跨度吊重 吨 副钩高度副钩跨度吊重 吨 7053 210 828056 814 4180 6049 418 420052 622 5120 5044 425 116046 829 9100 4038 031 012039 836 180 说明 1 主 副钩的高度和跨度的单位均为米 2 主 副钩的高度要减去吊钩的高度 2 0m 此高度中未包括甲板到 水面的距离 3 船体的主要尺寸为 50 18 4 6m 吊杆长 50 8m 每节钢筋笼的吊装工艺如下图 1 浮吊就位 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 32 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 2 浮吊下放吊钩 准备起吊钢筋笼 3 起吊钢筋笼 RBG SECOND HIGHWAY ENGINEERING BUREAU 苏通大桥水中试桩工程施工总 结 33 路桥集团第二公路工程局路桥集团第二公路工程局 4 浮吊将钢筋笼吊离钢筋笼加工船 准备移动自 身船体的位置 使钢筋笼就位 钢筋笼吊装