钻桩平台及钢护筒的设计与施工

设计与施工钻桩平台设计概况17#、18#墩钢平台设计方案相同，平台面板外形尺寸为24×29.2m，两侧支栈桥宽8m，钻孔平台（钢围堰施工时需拆除部分）尺寸为15×13.2m。钢平台桩基采用Φ630×10的钢管桩，桩长入岩层深度不小于3m，具体钢管桩的入岩深度采用冲击力与贯入度控制，采用履带吊及振动锤振设贯入度达到1-3cm/min时方可停止。桩顶放置双拼I45b工字钢主梁；主梁上设置I25b工字钢间距为30cm的分配梁；为了便于桩基及后期钢围堰的施工，分配梁的在钻孔平台与支栈桥处是全部断开的，分配梁的接长采用搭接方式。桥面板采用10mm厚钢板，在桩基护筒顶部采用多块小钢板搁置在分配梁上不焊接，便于桩基施工。钢平台顶高程108.5m。钢平台需满足SR360旋挖钻施工，25t汽车吊起吊20m钢筋笼，同时满足混凝土罐车运输荷载的要求。图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s1117、18号墩钢平台平面图图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s1217、18号墩钢平台横断面图图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s1317、18号墩钢平台纵断面图钢护筒及井字架设计P17#、P18#墩水中桩基础施工用钢护筒采用18mm厚钢板卷制而成，外径2.3m，长度18米。表STYLEREF1\s2SEQ表格\*ARABIC\s11大桥水中桩基基本参数表墩台号数量外径(m)壁厚（mm）单根长(m)单重(Kg/m)重量（t）P1762.318181013109.4P1862.318181013109.4P1962.318181013109.4合计（t）437.6钢护筒打设过程中容易受各种因素影响，造成倾斜，为了控制钢护筒的垂直度，需要利用双层井字架进行调整。井字架内空尺寸为2.38*2.38m，高度为4m，上层井字架固定在钻孔平台上，下层井字架通过槽钢20连接在钢管桩上。先放出桩位中轴线，焊接固定上层井字架；在井字架各边内侧中心焊接5m长20槽钢，通过槽钢20配合线锤临时定位下层井字架平面位置及高度，下层井字架调整到位后，各角焊接20槽钢至相邻钢管桩上，下层井字架焊接固定完成后，拆除内侧临时固定槽钢。图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s14导向架平面布置图图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s15上层井字架加工尺寸图图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s16下层井字架固定位置及方法图平台与钢护筒施工钢平台施工施工平台顶标高与现有栈桥顶标高（+108.5m）一致。四个施工平台彼此分开，均垂直于主栈桥，其中16-18号墩平台平面尺寸为24*29.2m，19号墩平台平面尺寸为30m×20.5m，钢护筒设计顶标高（+108.5m）与施工平台齐平，底部需穿过覆盖层。1、钢管桩定位根据现场施工条件，在岸边设置两个加密控制点，采用一台全站仪或两台J2经纬仪前方交会法（交会角控制在60°-120°之间）放样平台钢管桩。钢管桩控制部位为钢管外切线，经纬仪十字丝切于钢管外切线，可以观测钢管的平面偏位情况和垂直度，通过对讲机指挥打桩机调整钢管桩的垂直度和纠正平面偏位。2、钢管桩运输钢管桩在加工场加工好后，用平板车运输到施工地点。平板车两侧设置栏杆或其它障碍物保护钢管桩，同时利用缆绳紧固，防止坠落；平板车装桩时应采用多支垫堆放，垫木均匀放置，垫木顶面宜在同一平面上；在运输和起吊钢管桩时保持平稳，避免变形。3、钢管桩打设钢管桩在加工场加工好后，用平板车运输到施工地点。平板车两侧设置栏杆或其它障碍物保护钢管桩，同时利用缆绳紧固，防止坠落；平板车装桩时应采用多支垫堆放，垫木均匀放置，垫木顶面宜在同一平面上；在运输和起吊钢管桩时保持平稳，避免变形。（1）钢管桩打设顺序：由于平台平面尺寸较大，主栈桥位于钢平台下游，平台钢管桩基施工时从下游向上游进行。（2）平台钢管桩插打时，安装导向架，采用75t履带吊及DZ90振动锤进行打设施工。为增加钢管桩受力面积，桩顶设置80cm×80cm的10cm厚钢板，平台顶标高为108.5m，钢管桩顶高程为106.1m。（3）首节钢管桩长度的确定：由于钢管桩标准阶段长度为12m，施工前根据打设位置水深确定首节钢管桩长度，即要保证初始钢管桩进入河床不小于3m，并且露出水面的高度不小于1.5m。如果定尺钢管不够长则考虑在岸上焊接好，再进行打入。（4）当钢管桩在自重和振动锤振击下进入河床后，重新测设钢管桩平面位置及垂直度，满足要求后启动振动锤将钢管桩锤入河床。打设过程中测量人员通过全站仪、施工人员通过锤球对钢管桩纵横向的垂直度进行观测，并通过对讲机指挥履带吊前后、左右摆动以调整钢管桩的垂直度。当钢管桩进入河床2-3m，其平面位置及垂直度基本不会发生变化后，让钢管桩在振动锤的振动下振入河床。（5）当首节钢管桩顶露出水面约1.5m左右时，停止振入，进行钢管桩的接高。钢管桩接高时，履带吊起吊待接钢管桩就位，施工人员乘小船进行焊接施工。小船锚固于已打钢管桩。（6）钢管桩打设深度采用设计深度和贯入度两个方面进行控制。当桩端达到风化岩时，应以贯入度控制为主，桩端标高为辅；贯入度在1-3cm/min时即可停锤；然后测量人员测设桩顶位置，割除多余钢管，然后进行下道工序施工。（7）平台钢管桩打设中的质量控制标准如下：表STYLEREF1\s2SEQ表格\*ARABIC\s12钢管桩打设质量控制标准表序号项目检查标准1平面位置纵向5cm，横向10cm2垂直度1%3贯入度1-3cm/min4、钢管桩接长钢管桩接长采用对接满焊，焊缝要求饱满。钢管桩接长时，履带吊起吊待接钢管桩就位，施工人员乘小船进行焊接施工。在施工过程中接长时按照以下工艺进行：（1）接口清理：钢管桩对接前接口两侧30mm内的铁锈、氧化铁皮、油污清除干净，并显露出钢材的金属光泽。（2）焊接：两钢管接头采用对接平焊，焊接为手工焊，按焊接工艺要求，焊接应控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸。接头处采用4块500mm×100mm×10mm缀板，缀板必须保证焊缝密贴；每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度，同一焊缝应连续施焊，一次完成。（3）焊缝清理及处理：焊缝焊接完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。（4）焊接环境：湿度不宜高于80%；温度不得低于0℃。表STYLEREF1\s2SEQ表格\*ARABIC\s13钢管桩对接焊接允许偏差表项目允许偏差（mm）上下节桩错口≤2对口板边高差＜1表STYLEREF1\s2SEQ表格\*ARABIC\s14焊缝外观允许偏差表项目允许偏差（mm）咬边深度不超过0.5mm，累计长度不超过焊缝长度的10%超高3mm表面裂缝、未熔合、未焊透不允许弧坑、表面气孔、夹渣不允许5、横联施工钢管桩在桩顶下50cm、250cm处采用φ200×6作为平联进行纵向连接，平联上设置剪刀撑，剪刀撑采用[20型钢，平联、剪刀撑与钢管桩采用缀板焊接。施工前对根据平联设计尺寸对称焊接横联、斜撑。首先由汽车吊将平联吊运至桩顶处，然后人工指挥将平联降低进行平联焊接。在施工过程中要保证焊接质量，以确保平联的使用功能。6、I45垫梁施工钢管桩顶焊接80cm×80cm的10cm厚钢板后，按每一排在桩顶拉通线，安放45工字主钢梁。由于钢管桩打设不可能完全在一条直线上，安装主梁时需要根据实际情况进行调整。双拼45工字钢采用在陆地岸边焊接成整体，吊装时采用汽车吊安装。两工字钢在翼缘顶部焊接，在端部焊缝长度为10cm，中间单元每间隔1m进行焊接，焊缝长度为3-5cm。垫梁需接长时尽量将接头位置调整在桩顶上，当接头在跨中时每道要保证只能有一个接头，接头位置除将工字钢翼缘板及腹板满焊外，还应在腹板两侧及上下翼缘板上加焊缀板，缀板采用厚度为10mm的Q235钢板。7、“321”架设贝雷梁安装贝雷梁在架设前先根据图纸提前在加工场地拼接成长固定模数的单层单排架体，在架设前测量员用全站仪根据设计图纸恢复桩轴线，并标示在封头顶板上。安装人员根据测量放出的轴线进行安装贝雷架，贝雷纵向中心轴线与钢管桩轴线重合。在垫梁上设横向挡块，防止贝雷梁横向移位。用汽车吊将拼好的每组贝雷梁进行逐跨架设。横联与贝雷之间用U形螺栓连接固定。并且在每2组贝雷梁间隔6米设置一道斜向支撑，支撑采用∠100×8的角钢。8、分配梁及桥面安装钢管桩顶面主梁安装就位后，按设计要求（间距30cm）安装I25b和桥面钢板，工字钢I25b与主梁采用点焊的方式进行连接，面板铺设时钢板长度尽量与行车路线垂直布设。图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s17分配梁及桥面安装示意图9、防护栏杆安装完成面板铺设后需及时进行两边安全护栏焊接，钢平台临边均设置栏杆。立杆为I12的工字钢，横杆为直径φ48mm×3.5mm的钢管作防护栏杆，高度为1.2米，立杆间距为150cm，横杆为3道。图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s18防护栏杆示意图10、支栈桥钻孔灌注桩施工若栈桥钢管桩入岩较浅，入岩深度未达到3m，栈桥每排桩的中桩需钻孔引桩，河床以下安设钢筋笼并浇筑C35水下混凝土，1.0m钻孔灌注桩混凝土初凝前安放φ630钢管桩，插入深度不得小于1m。冲击钻施工需搭设引孔临时平台，在设计的钢管桩前3m处打设一排三根φ630mm×10mm钢管桩，并铺设贝雷架、工字钢及钢板作为临时平台（临时平台与钢栈桥结构设计一致，仅贝雷架长度比钢栈桥设计长3m）。待设计的φ630mm×10mm中桩钢管桩施工完成后，拔除临时平台的三根φ630mm×10mm钢管桩。图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s19中桩引孔平台示意图河床以下安设钢筋笼并浇筑C35水下混凝土，1.0m钻孔灌注桩混凝土初凝前安放φ630钢管桩，插入深度不得小于1m，横梁与栈桥联杆施工一致，钢管桩在桩顶下50cm、250cm处采用φ200×6作为平联进行纵向连接，平联上设置剪刀撑，剪刀撑采用[20型钢，平联、剪刀撑与钢管桩采用缀板焊接。图STYLEREF1\s2SEQ图表\*ARABIC\s110钢筋笼示意图钢护筒施工1、确定桩位处河床深度钻孔平台施工完成后，在平台上预留2.5*2.5m的孔洞，需要用测绳测出钢护筒位置的河床面到平台顶深度，根据深度和地质情况确定第一次打设的钢护筒长度，确保第一次打设完成后，可以进行旋挖钻引孔。2、测量放线在钻孔平台上放出6根桩的桩位中心线，根据中心线来安装井字架，控制钢护筒的平面偏差不大于5cm。3、制作双层井字架钢护筒打设过程中容易受各种因素影响，造成倾斜，为了控制钢护筒的垂直度，需要利用双层井字架进行调整。井字架内空尺寸为2.38*2.38m，高度为4m，上层井字架固定在钻孔平台上，下层井字架通过槽钢20连接在钢管桩上。先放出桩位中轴线，焊接固定上层井字架；在井字架各边内侧中心焊接5m长20槽钢，通过槽钢20配合线锤临时定位下层井字架平面位置及高度，下层井字架调整到位后，各角焊接20槽钢至相邻钢管桩上，下层井字架焊接固定完成后，拆除内侧临时固定槽钢。4、钢护筒焊接钢护筒焊接采用坡口焊，要保证焊接严密不漏水，加设4块30*15cm加劲板，焊接要保证钢护筒垂直度。5、振动锤打设采用120振动锤配合80吨履带吊进项钢护筒打设，钢护筒落到河床后要先调整垂直度，打设过程中每进尺1m要通过线锤和水准管测量垂直度，并通过井字架配合调整，保证打设完成后垂直度不大于0.8%，满足后期钻孔施工要求。6、旋挖钻引孔第一节16m钢护筒打设完成后，检查入土深度是否满足要求，如果振动锤已经难以进尺且入土深度不能满足要求，就