海上CANTITRAVEL平台桩基施工关键技术应用V3

海上CANTITRAVEL平台桩基施工关键技术应用中交一航局第二工程有限公司让世界更畅通Contents目录二海上平台工艺及装备介绍三海上打桩平台工艺及装备应用四工艺创新点五应用前景一引言六结语一引言图1码头典型断面图（一）项目背景厄瓜多尔波索尔哈多用途码头项目是局和公司在厄瓜多尔市场实施的首个项目。业主拟投资建设4期项目，码头总长1600米，目前中标实施的是1期项目，新建总长400米码头及后方堆场配套设施。该项目为顺岸式高桩板式结构码头，共64排架，每排架有5跨，A-E轴，其中A和E轴桩基为φ1016mm，BCD轴桩基为φ914mm，桩基为混凝土灌注桩，岩层以上采用钢护筒包裹，钢护筒壁厚0.95cm，设计最大桩长33.25m，设计最小桩长17.35m，设计总数320根。右图1：码头典型断面图一引言（二）面临问题项目特点工期紧，任务重安全、环保要求高质量要求高当地资源匮乏传统工艺打桩船组+钢栈桥平台传统工艺特点国内船舶调遣周期长、费用高柴油锤噪声大、易污染打桩船质量控制无法保证受海况影响大、效率低结果分析施工成本大履约无法保证安全保障低，不适合薄壁钢护筒沉设工程质量降低一引言图2：移动式打桩平台3D图（三）结论综合分析，采用传统工艺施工成本高、安全风险高、工期无法保证且质量不易控制。

以厄瓜多尔波索尔哈多用途码头项目为依托，海上CANTITRAVEL打桩平台+反循环钻机施工工艺，将桩基施工由水上作业变为陆上作业，同时不受任何海况影响，可连续进行施工作业，在保证工程质量的同时，确保项目履约和降低施工成本。如图2所示：移动式打桩平台3D图Contents目录一引言三海上打桩平台工艺及装备应用四工艺创新点五应用前景二海上平台工艺及装备介绍六结语二海上平台工艺及装备介绍（一）海上移动式打桩平台设计海上移动式打桩平台有4大系统：

平台作业系统支撑行走系统

打桩定位系统

夹桩系统

平台作业系统主要是平台顶部施工作业区域。该区域固定施工设备和存放施工机具。主要设备：180T吊机；反循环钻机；空压机；发电机；D135振动锤；电焊机等二海上平台工艺及装备介绍支撑行走系统钢平台行走梁钢桩帽行走轮二海上平台工艺及装备介绍打桩定位系统支撑架限位轮悬挑梁限位架二海上平台工艺及装备介绍夹桩系统钢抱箍连接杆二海上平台工艺及装备介绍销子（二）海上CANTTRAVEL打桩平台工艺原理海上CANTTRAVEL打桩平台利用BD两排桩基作为支撑，已完成桩基通过夹桩系统形成整体；钢平台顶部固定180T吊机，平台两侧及前侧安装定位系统，采用平台上吊机与钢丝绳的牵引力产生的水平力为动力，使钢平台通过行走轮沿行走梁轨道槽行走，达到位置后设置车挡，防止溜车；测量并调整定位系统，进行桩基施工，每次循环可施打2个排架桩基。二海上平台工艺及装备介绍（三）反循环钻机（桩顶钻机）该钻机是气举反循环原理，配套机具有动力柜和空压机，钻头为亚伦钻，适用于地质较硬区域，具有钻孔快、无扩孔、操作方便等优点。

转盘式钻机是通过动力头旋转带动钻杆，并传递动力到钻具上，并可通过钻杆对钻具施工一定的压力，增加钻进能力，变更钻头也可适用于各类条件地质，转盘式钻机原理是将动力系统通过变速、减速系统带动转盘驱动钻杆钻进，并通过油缸升降钻具施加钻压，沉渣在通过反循环排渣系统排到外面。主要配套设施有：钻头、钻杆、动力头、操作室、钻杆起吊装置、空压机、动力柜、水泵等。二海上平台工艺及装备介绍（四）

其他方面以原智利平台为基础，借鉴CANTITRAVEL打桩平台原理，进行消化吸收，并自主创新研发一套打桩平台，有效保证了桩基施工工期。二海上平台工艺及装备介绍Contents目录一引言二海上平台工艺及装备介绍四工艺创新点五应用前景三海上打桩平台工艺及装备应用六结语三海上打桩平台工艺及装备应用（一）平台打桩施工流程施工准备平台移动实现陆转海

安装定位系统和平台转向

桩基钻孔及浇筑

安装桩帽及连接杆（夹桩系统）

安放行走梁并移动

桩基结束，平台下码头

三海上打桩平台工艺及装备应用（二）平台打桩工艺应用（1）施工准备-平台组装陆地上预制6个混凝土支墩作为支撑，轴线与桩基中心保持一致。采用分块拼装焊接的方式形成整体，为了确保精度，定位系统在海上进行组装。三海上打桩平台工艺及装备应用（2）平台移动实现陆转海

2.1平台移动前，先完成1-3排架D和C轴桩基（6根桩基），混凝土支墩轴线与桩基中心保持一致，前沿2个混凝土支墩中心距离D轴桩基中心12.57m，即行走梁长度，平台移动前，先将已完成的6根桩基与混凝土支墩采用连接杆固定，夹桩系统形成整体。三海上打桩平台工艺及装备应用（2）平台移动实现陆转海

2.2准备工作完成后，安装钢丝绳，采用吊机+平衡架垂直提举牵引钢丝绳产生一个水平力，使钢平台通过行走轮沿着行走梁轨道槽移动，直至达到准确位置，设置车挡固定。三海上打桩平台工艺及装备应用注意事项：1）行走梁翼板之间采用螺栓连接，梁底分别与混凝土支墩预埋钢板和钢桩帽进行焊接连接；2）平台组装完成后，调整高度，使混凝土支墩标高与D轴桩基标高保持一致，保证两道行走梁接口处间距小于1cm，无错台，行走梁顶面斜度小于0.5°；3）行走梁安放在钢桩帽中心，防止偏位造成事故。三海上打桩平台工艺及装备应用（3）安装定位系统和平台转向

3.1定位系统分两次安装，分别是平台转向前先安装侧向定位架，完成1-3排架A-B桩基，然后平台转向后，安装前侧和两侧定位系统。第一次安装侧定位系统第二次安装侧定位系统三海上打桩平台工艺及装备应用（3）安装定位系统和平台转向

3.2平台转向原理即是将平台由垂直于码头方向调整为平行于码头方向前进，主要通过调整行走轮的方式改变行走方向，从而实现整个打桩平台转向。三海上打桩平台工艺及装备应用注意事项：1）行走轮与钢平台焊接位置提前焊接25厚度平钢板，面积大于行走轮顶部平面。竖向采用25厚度钢板焊接井字架，加固支撑点受力；2）2个液压千斤顶在平行于码头方向同时起顶，注意观察行走轮，顶起1-3cm即可。3）平台转向后，加强行走轮与钢平台的焊接连接，确保焊接质量。三海上打桩平台工艺及装备应用（4）桩基钻孔及浇筑桩基浇筑顺序：桩基浇筑后混凝土达到25Mpa后可以安装行走梁，即48小时后可移动平台。BD轴桩基是支撑行走梁，为避免桩基浇筑完成后，混凝土强度未达到而耽误平台移动，所以桩基浇筑顺序为N(B/C/D轴桩基)—N-1/N-2(A轴桩基)—N+1（BCD轴桩基）—N-1/N-2(E轴桩基)。一个循环10根桩基，两排架，前方2排B/C/D轴桩基，两侧2排A轴和E轴桩基。三海上打桩平台工艺及装备应用单根桩基施工流程：插打钢护筒—桩顶钻机钻孔—桩顶钻机拆除—安装钢筋笼—清孔—安装混凝土导管及浇筑—安装桩帽和灌浆—安装夹桩系统—移动平台至下一循环4.1插打钢护筒：采用振动锤进行插打钢护筒，为防止钢护筒底部在打设过程中变形，底部焊接加强板。三海上打桩平台工艺及装备应用4.2钻孔：采用吊机将钻机垂直吊至钢护筒上，钻机与钢护筒纵轴线对齐后紧固抱桩系统，使钻机与钢护筒连成整体。钻机安装完成后，吊机依次安装钻头和钻杆，然后开始钻孔。采用两个75KW的泥浆泵向护筒内注入高压水，保证护筒内水量充足，设计采用清水孔成孔，沉渣可直接排入大海，不需要特殊处理。三海上打桩平台工艺及装备应用4.3钢筋笼安装：桩基钢筋笼分两节制作，分别是底部变径钢筋，顶部加长钢筋，所有绑扎接口需要焊接，防止绑扎接口松开。安装过程中采用130T吊机配合平台上180T吊机作业。三海上打桩平台工艺及装备应用4.4二次清孔：钢筋笼安装完成后，二次测量孔深，底部沉渣超过5cm，需要采用气举管进行二次清孔，采用气举反循环原理进行清孔，直到孔底无沉渣为止。三海上打桩平台工艺及装备应用4.5混凝土浇筑：由于泵车长度无法直接将混凝土泵送至导管顶部，在平台上提前布置地泵管。混凝土坍落度以22±2cm为宜，并有一定流动度，保持坍落度降低至15cm的时间不少于1小时。施工前做好交底，防止导管提出混凝土面。为了确保浇筑桩基浇筑高度，在设计桩顶位置开口，开口处安装一个容器，用于接收混凝土沉渣。三海上打桩平台工艺及装备应用4.6桩基检测：按照设计要求，桩基100%需要完成桩身完整性检测；抽取设计总量10%桩基进行PDA检测。三海上打桩平台工艺及装备应用（5)安装夹桩系统

5.1桩帽安装及灌浆：在陆地上将预制桩帽与钢抱箍采用螺栓连接。制作十字吊架，并通过手拉葫芦调整桩帽标高，验收后，桩帽内侧与钢护筒空隙（5cm)之间进行灌浆，底部采用直径5cm的橡胶圈，主要用于止浆，由于灌浆部分区域在水下，借鉴桩基浇筑的方式进行灌浆：加工制作一个直径3cm导管+漏斗，在浇筑前先铺设一层10cm厚度小碎石，然后分层灌注施工，第一层浇筑高度为50-80cm，浇筑12小时后，将间隙内的水抽干后再进行灌浆，二次灌浆完成24小时后，可以取下吊装架和手拉葫芦。三海上打桩平台工艺及装备应用5.2安装连接杆：桩帽灌浆完成后，桩基之间安装连接杆，连接杆与钢桩帽采用插销连接，方便安拆，最终已完成桩基形成整体。三海上打桩平台工艺及装备应用（6)安放行走梁并移动待桩基混凝土强度达到25Mpa后，可进行平台的移动，移动前在支撑行走梁桩基上安装钢桩帽。调整钢桩帽顶部标高，保持一致，行走梁之间螺栓连接，底部与钢桩帽焊接。采用吊机+平衡架方式拉伸钢丝绳牵引形成水平力，直到平台移动至下一跨并固定，行走梁前端设置车挡，防止溜车，平台底部与行走梁之间采用连接杆铰接连接，使整个平台体系形成整体。三海上打桩平台工艺及装备应用（7)桩基结束，平台下码头

所有桩基完成后，CANTITRAVEL平台需要下码头。支撑行走梁钢桩帽顶标高+5.55m，BD轴位置码头面层标高为+5.60m，高差5cm，行走梁长度12.57m，坡度为0.3%，小于设计要求的0.5%，满足要求。最终行走梁一端固定在桩基，一端固定在码头面层上，形成过渡层。三海上打桩平台工艺及装备应用主要流程：1）先将定位系统架、配重块和其他设备机具通过履带吊吊装至码头面层，通过平板车倒运指定位置，目的是减少整个平台配重；2）吊机牵引力为动力将整个平台缓慢通过行走梁行驶到码头面层；3）在码头面层上通过250T吊机将180T吊机进行拆解，并通过平板车运到指定地方再次组装；4）同理，平台在码头面层上进行拆解，然后采用250T吊机分块吊离。三海上打桩平台工艺及装备应用（三）应用效果（1）施工效率最高效率可达1.5根/天，包含桩基浇筑、桩帽安装和灌浆等施工作业，单纯钻孔及浇筑可达2根/天，施工效率较其他工艺有极大提高。

（2）施工质量控制

海上CANTITRAVEL平台进行桩基施工，采用上下两层限位架控制桩位平面位置和垂直度，平面位置偏差≤50mm；桩基垂直度平均不超过0.5°误差。Contents目录一引言二海上平台工艺及装备介绍三海上打桩平台工艺及装备应用五应用前景四工艺创新点六结语创新点1研究创新了海上CANTITRAVEL打桩平台施工技术四工艺创新点2海上CANTITRAVEL平台+反循环钻机进行桩基施工较常规施工工艺，有效提高了打桩精度、打桩效率和施工质量，极大降低了施工成本。43海上施工适用范围广，不受长周期波和水流等复杂海况影响，可实现连续作业，不仅可以进行桩基作业，同时，也可进行抛石和预制板安装等施工作业。5安全节能环保优势明显，摒弃了传统的船组打桩模式，采用移动式平台降低施工安全风险。结构模块化，采用吊机+滑轮实现平台移动；仅循环移动轨道，即可实现平台移动；一次循化可以施打2个排桩架。Contents目录一引言二海上平台工艺及装备介绍三海上打桩平台工艺及装备应用四工艺