大直径钻孔桩钢护筒施工技术

1、大直径钻孔桩钢护筒施工技术 1 工程概况 铜陵长江公铁大桥为合福铁路跨越长江的重要通道， 跨江桥 为公铁合建斜拉桥，主桥桥跨布置：90m+240m+630m+240m+90m 其中，4#墩为南岸主塔墩，基础采用55根 2.8m大直径钻孔灌 注桩，桩底标高-102.0m，桩长101m钻孔桩钢护筒设计采用材 质为Q235B外径3.1m、壁厚22mnH勺钢板制作，护筒底标高 -28.0m。 2 地质条件 4#主塔墩位于长江南岸岸坡， 钢护筒入土范围内勺覆盖层以 黏性土为主，其下为细圆砾土层。地质情况如表 1 所示： 表1 3 钢护筒制造、运输及吊装 钢护筒为螺旋钢管，单根长度 40.4m，考虑现场起

2、重设备起 吊能力和起吊高度勺限制， 钢护筒分两节制造， 底节长度 23.0m， 顶节长度17.4m,分别在护筒顶、底口采用 12mm勺钢板加强， 加强箍高度为50cm钢护筒振沉时顶标高按+12.4m控制。 钢护筒采用船舶平放运至现场。 150t 全回转浮吊起吊到 4# 墩钻孔平台，由设置在钻孔平台上勺 100t 龙门吊机完成翻身。 起吊翻身时龙门吊机大小钩协调作业，护筒悬空翻转90后， 垂直定位。 4 钢护筒定位 钢护筒采用全站仪坐标放样法确定桩位。 施工过程中的定位 主要依靠导向装置上下平面的限位使之平面位置、 垂直度保持在 设计允许偏差范围内， 并利用测量仪器在振沉过程中进行全程监 控。

3、4-1 导向架定位 为确保钢护筒的沉放精度， 在钻孔平台上设置导向装置， 导 向装置由导向框和其上的导向架组成， 采用型钢焊接成整体， 安 装固定在钻孔平台上， 导向框和导向架间通过螺栓连接。 限位装 置采用可调距螺旋顶， 分别设置在导向框和导向架顶面上， 上下 层导向高差5.0m,确保钢护筒入土垂直。利用导向装置定位钢 护筒时， 先在钻孔平台上进行导向装置的粗定位， 通过在导向架 顶面放样控制点， 协调上下层螺旋顶精确定位钢护筒并调整垂直 度。 4-2 测量监控 在护筒振沉过程中由两台全站仪前方交汇对护筒 2 个方向 垂直度进行监控， 测量监控人员随时与现场技术员保持联系， 引 导操作人员对

4、护筒偏位、垂直度进行动态调整。 5 钢护筒振沉 5-1 振沉设备 两台APE400B夜压振动打桩锤并联作为沉桩设备振沉钢护 筒，激振力可达 640t 5-2 钢护筒振沉 底节钢护筒通过导向限位装置上的螺旋顶调整好平面位置 和垂直度后，锁死螺旋顶，龙门吊机落钩，待钢护筒自重克服土 层摩阻力不再下沉后（一般在自重作用下下沉约2m，安放振 动锤。检查各液压夹持器夹紧后，吊机带劲徐徐落钩，护筒在锤 自重压力作用下下沉稳定（压锤后护筒下沉约5m，吊机松钩， 开启振动锤， 先进行点振， 利用限位装置调整护筒偏位和垂直度， 再开锤施振510s，停锤检查护筒姿态。开锤、停锤交替进行， 直至底节钢护筒顶面至导向

5、架顶面约 1.5m 时，停锤松开夹持器。 在施振过程中吊机不带劲作业 （因振动锤的激振力远远大于龙门 吊机的起重能力）。 在底节护筒顶端焊接定位挡块，起吊顶节钢护筒对位接高， 调整护筒垂直度和接头错台， 与底节护筒焊接成整体， 焊缝检验 合格后继续振沉， 直至护筒顶面至导向架顶面约 1.0m 时，停锤。 拆除上层导向架，在下层导向框的约束下，振沉到位。 控制标准：钢护筒垂直度小于 1/200 ，平面偏差小于 50mm。 5-3 钢护筒对接 钢护筒对接采用焊接连接，焊接方式以CO2气体保护焊为 主。但由于C02气体保护焊受环境影响大，在雨天和大风天气下， 只能采用电弧焊，焊接时间较长。C02气体

6、保护焊焊丝材质： JQ-YJ501 -1、1.2mm 焊接设备：FR-500AN C02气体保护焊电 焊机。电弧焊采用 502 焊条，焊机为 BX1-500 焊机。 6 出现问题及解决方案 (1) 钢护筒的分节制造应为整根护筒卷制成型后从分节处 切断，但加工厂在切断后处理对接坡口时破坏了原始切口， 且未 对所有护筒进行试拼，导致现场按加工厂所做对接标记接高时， 顶、底节护筒间存在折角，且有大多数护筒接口处严重错台。针 对上述问题， 现场通过调整顶节护筒垂直度满足要求， 并协调底 节护筒，使顶、底节间不致存在较大折角后，重新修整对接处切 口，调整错台，再固定焊接。 (2) 从钢护筒施工情况得知，

7、在护筒下沉至底标高-16.0m -18.0m 时，护筒极易发生偏位和倾斜，该位置正好处于底节护 筒振沉完毕的标高， 因护筒对接施焊时间较长， 护筒周围土质受 剧烈扰动后又重新固结， 土中应力发生变化， 加之护筒对接存在 折角，因此在顶节护筒对接完成后再次开锤施振容易导致护筒姿 态的变化。故要注意施振方式，施振、停锤交替进行，并根据测 量数据调整四周限位。 (3) 螺旋顶顶杆前端与护筒接触面为一直径10c m圆盘，由 于导向装置的定位精度及螺旋顶限位装置的加工精度影响， 护筒 壁只能与圆盘一侧接触。 在钢护筒振沉过程中， 会带动螺旋顶转 动，产生的扭矩使锁死装置失效， 定位精度无法保证。 后经讨

8、论， 在护筒初始吊装、对位阶段用螺旋顶调整其姿态，满足要求后， 在限位装置旁焊接双肢 20 号槽钢代替螺旋顶顶紧护筒进行限 位，将螺旋顶旋松不接触护筒，经优化后，解决了由于螺旋顶自 身弊病形成的对护筒无法有效限位的问题。 （ 4）前 30 根钢护筒制作时，底节护筒顶口、顶节护筒底口 均开30坡口，钝边为24mm但工厂制作时，未保留钝边，坡 口处形成刀刃状，在顶节护筒对位时刃边容易卷边、打滑，对接 困难。后对加工制作提出新的要求，在底节顶口不开坡口，顶节 底口开45坡口，钝边为4mm优化后护筒对接更加快捷，且减 少了焊接工作量，可节约时间约 2 小时。 7 结语 大直径钻孔桩钢护筒是钻孔灌注桩施工的前提和保证， 钢护 筒的施工质量直接影响着钻孔施工的安全、 质量和工期。 随着大 跨度桥梁施工技术的发展， 大孔径桩基础已广泛的应用于桥梁施 工中，结合铜陵长江公铁大桥钻孔桩钢护筒的施工， 笔者认为以 下几点值得注意： （1）严格控制钢护筒的加工精度，特别是对接位置的吻合 程度，护筒的对接线形是钻孔施工顺利进行的保证。 （2）底节护筒沉入的平面位置和垂直度偏差决定了整根护 筒的施工质量， 必须严格控制护筒自重入土时的姿态， 不满足控 制标准要求时应立即拔出重新调整。 （