水上钻孔桩钢护筒施工方案

水上钻孔桩钢护筒施工方案钢护筒施沉工艺简述（1）9#主墩和12～14#连续刚构主墩钢护筒施工采用130t履带吊+YZ-300振动锤；考虑履带吊起重性能，钢护筒分三节施沉，单节最大长度20m，最大起吊重量34t（以最不利9#墩为例）。为保证钢护筒施沉垂直度，采用导向架。钢丝绳考虑四点起吊，与钢护筒成60度夹角，选用直径37mm，强度1700MPa的钢丝绳，破断拉力为876KN则有：876÷132=6.6＞6，满足要求。选用17T的卸扣能满足要求。辅墩、边墩及引桥钢护筒施工采用80T履带吊+YZ-180振动锤。考虑履带吊起重性能，钢护筒分三节施沉，单节最大长度24m，最大起吊重量29t（以最不利15#墩为例）。为保证钢护筒施沉垂直度，采用导向架。钢丝绳考虑四点起吊，与钢护筒成60度夹角，选用直径34mm，强度1700MPa的钢丝绳，破断拉力为736KN则有：736÷109=6.7＞6，满足要求。选用12T的卸扣能满足要求。单根钢护筒施沉工艺流程如图1：图-1钢护筒施沉工艺流程图钢护筒制作、加工与运输钢护筒长度确定桩基钢护筒最小埋置深度计算如下：L=［（h+H）rw—Hro］/（rd-rw）式中L：护筒埋置深度；H：最高潮位至最低河床冲刷线深度为：2.5-(-1.9)=4.4m；h：护筒内外水头差为：2mrw：护筒内泥浆比重：12.5kN/m3ro：水的比重：10kN/m3rd：护筒外河床土层饱和容重kN/m3rd=(△+e)ro/(1+e)△：土层的相对密度，取平均值2.70kN/m3e：饱和土的孔隙比，覆盖层中大部分为淤泥和淤泥质粘土，取平均值e=1.598，rd=(2.70+1.598)×10/(1+1.598)=16.5KN/m3。代入上式计算得L=［（h+H）rw—Hro］/（rd-rw）=［（2+4.4）*12.5-4.4*10］/16.5-12.5=9m，取安全系数为1.5，则钢护筒的实际埋置深度Ls=13.5m，钢护筒长度L’＝Ls+H+h＝13.5+4.4+2=19.9m，取整20m。根据设计图纸要求桩基钢护筒长度分为结构用钢护筒和临时用钢护筒，结构用钢护筒规格为φ3100*22mm、φ2500*20mm和φ2100*16mm。临时用钢护筒规格为φ3100*16mm、φ2500*20mm、φ2100*16mm。根据水文条件，钻孔平台标高设定为+4.5米，结合各个承台设计底标高，得出钢护筒实际所需长度见表-1。表-1钢护筒参数表墩号护筒顶标高护筒底标高承台底标高河床标高护筒规格结构用钢护筒长度（m）结构用钢护筒重量（t）临时用钢护筒长度（m）临时用钢护筒重量（t）护筒长度（m）入泥深度（m）根数单根重量（t）94.5-52-12-4φ3100*22φ3100*164066.816.520.156.5482486.9104.5-43.6-8.6-2.4φ2500*20φ2500*163542.713.112.848.141.2855.5114.5-45.1-10.1-5.8φ2500*20φ2500*163542.714.614.349.639.3857.1124.5-57-12-6.9φ2500*20φ2500*164554.916.516.261.550.11871.1134.5-58-13-7.8φ2500*20φ2500*164554.917.517.162.550.21872144.5-58-13-7.2φ2500*20φ2500*164554.917.517.162.550.81872154.5-56.5-11.5-7φ2500*20φ2500*164554.91615.76149.5870.1164.5-61.5-10.5-6.7φ2100*165141.81512.36654.8854.1174.5-61-10-5.7φ2100*165141.814.511.965.555.3853.7184.5-60.5-9.5-5.6φ2100*165141.81411.56554.9853.3194.5-60.5-9.5-5.4φ2100*165141.81411.56555.1853.3204.5-60-9-4.8φ2100*165141.813.511.164.555.2852.9214.5-59.5-8.5-4.6φ2100*165141.81310.76454.9852.5224.5-59-8-3.9φ2100*165141.812.510.363.555.1852.1234.5-60.5-9.5-5.7φ2100*165141.81411.56554.8853.3244.5-59-8-3.7φ2100*165141.812.510.363.555.3852.1254.5-58-7-2.9φ2100*165141.811.59.462.555.1851.2264.5-56.5-5.5-1.6φ2100*165141.8108.26154.9850274.5-56-5-1.1φ2100*165141.89.57.860.554.9849.59284.5-56-5-0.8φ2100*165141.89.57.860.555.2849.6294.5-55.5-4.5-0.6φ2100*165141.897.46054.9849.2304.5-55.5-4.5-0.5φ2100*165141.897.46055849.2314.5-55.5-4.5-0.3φ2100*165141.897.46055.2849.2324.5-55.5-4.5-0.3φ2100*165141.897.46055.2849.2334.5-56.5-5.5-1.3φ2100*165141.8108.26155.2850344.5-55-40.1φ2100*165141.88.57.059.555.1848.8354.5-56-12.1φ2100*165545.15.54.560.558.1849.6（2）钢护筒制作、加工与运输钢护筒的材质选用Q235B，根据钢护筒的规格由专业厂家采用螺旋焊缝或直缝加工。为便于钢护筒施沉，在护筒底口（50cm）和顶口（30cm）处设置一道16mm加厚环板并在每节顶口两侧设置吊孔以方便施沉；钢护筒加工示意图见REF_Ref3815\h图-2。图-2钢护筒加工示意图钢护筒制作完成后，派专人现场验收合格后根据钢护筒的尺寸和船舶参数制定好装船方案。各墩钢护筒根据沉桩顺序分批装运，每船运输10根左右。按先中间后两边的顺序对称装船，交错叠成梯形。考虑钢护筒直径大、易滚动，容易在运输过程出现失稳、掉落等现象；装运钢护筒应在钢护筒的上、下口位置焊接米字支撑，钢护筒之间采用多支垫堆放，垫木均匀放置，并适当布置通楞，垫木顶面宜在同一平面上，最后用φ60mm（用麻袋包裹）钢丝绳横向捆绑。图-3钢护筒装运固定示意图钢护筒加工质量要求表-4钢护筒制作允许偏差序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1外周长(mm)±5S/1000用钢卷尺量两端2管端椭圆度(mm)±5D/1000用钢卷尺量管端互相垂直两直径之差，每根（节）2个测点3桩长度(mm)+300，-0用钢卷尺量，每根（节）1个测点4管节对接错牙(mm)不大于3mm用焊检测器检查，每根（节）取一大值，每根（节）1个测点5焊缝尺寸及外观样板尺，目测10点注：S-钢护筒外周长，D-钢管外径，L-钢护筒长度，δ-钢板厚度，单位均为mm。表-5焊缝外观缺陷的允许范围和处理方法缺陷名称允许范围超过允许的处理办法咬边深度不超过0.5mm，累计总长度不超过焊缝长度的10%补焊余高≤5mm进行修正表面裂缝、未融合、未焊透不允许铲除缺陷后重新补焊表面气孔、弧坑、夹渣不允许铲除缺陷后重新补焊钢护筒施沉设备选型1）钢护筒重量：2）振动锤按激振力P〉土的侧摩阻力R进行选择，激振力可按下试计算：P>R-G=KK×LK×U×T-G式中：KK——土层液化系数LK——钢护筒不同土层中的入土深度（m）U——钢护筒周边长度T——不同土层的单位摩阻力（kN/㎡）G——钢护筒和振动锤自重（kN）表-1工程地质和相关参数表编号土层桩侧土的摩阻力标准值（kPa）层厚（m）地勘孔编号护筒规格单根护筒重量（t）备注②-1淤泥1218.4DZ9-1φ3100*2287主墩和连续刚构以9#墩为例②-2淤泥质黏土2414.8④-2粗砂709.4③粉质粘土605.4②-1淤泥1226.5SZD12φ2100*1649辅墩、边墩及引桥钢护筒以34#墩为例②-2淤泥质黏土2417.2④-2粗砂7010.5③粉质粘土600.9代入公式计算得出主墩振动锤额定激振力需大于2937KN，选用YZ-300振动锤可满足施工要求。代入公式计算得出引桥振动锤额定激振力需大于1753KN，选用YZ-180振动锤可满足施工要求。表-2YZ-300振动锤性能参数表表-3YZ-180振动锤性能参数表钢护筒分节（1）主塔墩及连续刚构主墩钢护筒分节长度为见表-1：表4-1主塔墩及连续刚构主墩钢护筒分节长度表墩号单根总长度（m）护筒规格单根总重（t）节段数分节情况备注9#56.5φ3100*22φ3100*1687320m+20m+16.5m主塔墩10#48.1φ2500*20φ2500*1656320m+15m+13.1m辅墩11#49.6φ2500*20φ2500*1657320m+15m+14.6m边墩12#61.5φ2500*20φ2500*1671323m+22m+16.5m连续刚构主墩13#62.5φ2500*20φ2500*1672323m+22m+17.514#62.5φ2500*20φ2500*1672323m+22m+17.515#61φ2500*20φ2500*1676323m+22m+16m边墩注：前两节为结构钢护筒，第三节为临时钢护筒（2）引桥钢护筒分节长度见表4-2：表.4-2引桥钢护筒分节长度表墩号单根总长度（m）护筒规格单根总重（t）节段数分节情况备注16#66φ2100*1652.6324m+24m+18m引桥墩17#65.5φ2100*1652.3324m+24m+17.5m18#65φ2100*1651.9324m+24m+17m19#65φ2100*1651.9324m+24m+17m20#64.5φ2100*1651.5324m+24m+16.5m21#64φ2100*1651.2324m+24m+16m22#63.5φ2100*1650.8324m+24m+15.5m23#65φ2100*1651.9324m+24m+17m24#63.5φ2100*1650.8324m+24m+15.5m25#62.5φ2100*1650.1324m+24m+14.5m26#61φ2100*1649324m+24m+13m27#60.5φ2100*1648.7324m+24m+12.5m28#60.5φ2100*1648.7324m+24m+12.5m29#60φ2100*1648.3324m+24m+12m30#60φ2100*1648.3324m+24m+12m31#60φ2100*1648.3324m+24m+12m32#60φ2100*1648.3324m+24m+12m33#61φ2100*1649324m+24m+13m34#59.5φ2100*1647.9324m+24m+11.5m35#60.5φ2100*1649.1324m+24m+12.5m安装导向架（1）导向架设计与制作a、为保证钢护筒的准确定位及竖直度，施工平台上设置导向架定位。b、导向架主要作用：保证钢护筒在自重作用下及在连续施沉时能够垂直入土下沉。（2）导向架安装固定a、导向架采用履带吊吊装移位，并固定在已完成钻孔平台的预留钢护筒顶口位置，导向架与钻孔平台通过加劲板焊接连接，以确保导向装置的稳定，同时也便于拆卸。采用这种方式施工时导向架较固定，施工方便，调整容易，操作安全。b、导向装置内设置有供钢护筒定位、纠偏、调整的千斤顶和锁定装置。对钢护筒进行微调定位、施沉过程中纠偏及调整。导向架示意如图5-1：图.5-1导向架结构示意图钢护筒施沉（1）首节钢护筒施沉：a、用汽车吊配合履带吊抬吊起第一节钢护筒，慢慢翻身垂直立放在导向架内并临时固定；B、夹管：撤下大钩改挂振动锤，使其下端的夹持器夹紧钢护筒顶端。c、对位：将夹紧的钢护筒吊起，移动大钩使钢护筒下端对准己固定好导向架孔口，在沉桩前先用自重下沉，移动夹持器的位置，使钢护筒顶面在同一水平面上，钢护筒缓慢下放至河床内。图.6-1汽车吊配合履带吊抬吊钢护筒示意图图6-2钢护筒施沉现场施工注意事项：①钢护筒施工前应加强对河床标高观测，施沉钢护筒选择在水流流速小的时段进行；如果有较大冲刷，及时对河床进行防护。②在钢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。待钢护筒接长到位后，有意让钢护筒底口向上游偏移2～5cm，以抵消水流冲击护筒的偏移。③施工中钢护筒的沉桩平面精度主要取决于钢护筒着床时的精度，所以对钢护筒插打着床时的定位至关重要，测量人员必须进行认真、细致的观测调整。④当钢护筒着床并定位后，或未着床但顶端已经超过导向架时，应及时用10t手拉葫芦或在钢护筒四周焊接4根工25牛腿悬挂钢护筒，测量校核，利用导向架调整钢护筒垂直度，使首节钢护筒固定在导向架上。图6-3钢护筒悬挂示意图（2）第二节钢护筒施沉a、用汽车吊配合履带吊抬吊起第二节钢护筒，焊接第二节钢护筒。b、在相互垂直的两个方向设监测点，指挥履带吊操作，使钢护筒自然垂直对准桩位，启动振动锤，（此时，履带吊大钩稍放松，并控制大钩下降速度以便钢护筒在保持垂直的状态下沉入土中）。两个观测点连续观测钢护筒的垂直度，发现有倾斜倾向立即调整大钩位置进行纠正。c、履带吊配合振动锤进行钢护筒沉放，通过振动锤吊起钢护筒时，先利用自重下沉，在确保钢护筒的位置准确，桩身有足够的稳定性后，再采用振动下沉。图.6-4第二节钢护筒施沉现场施工注意事项：①在振动施沉过程中，振动锤、夹持器、桩顶必须连接可靠，其中心与护筒中心、钻孔桩中心应保持在一条直线上。偏差控制在50mm以内。②钢护筒着床后，需对钢护筒进行认真精密测量，根据测量结果进行细致调整，测量时可在平台上同时设点，以便于测量交汇，插打过程中通过测量来控制钢护筒的位置和标高。③钢护筒插打时应采用两台仪器交汇测量。因考虑潮位影响及通视程度等因素，钢护筒定位现场完成计算，计算数据应相互校核，以保证计算的准确性。④钢护筒下沉过程中用吊锤配合检查其竖直度，保证自身垂直度后再用振动下沉。（3）第三节钢护筒施沉施沉钢护筒与第二节