浅谈深水浮平台钻孔桩施工

来源 :建筑科学与监理 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhf2003168
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  1 前言
  “十一五”期间,我国交通基础设施建设得到了大发展,桥梁施工更是迈向深水施工。在重山峻岭阻隔的深水库区,桥梁深水基础施工的自然条件较差,施工难度大,成本高昂,无法用水上大型设备的进行施工作业。
  承建世行贷款安徽公路项目ⅢS322桃花潭至甘棠公路改建项目NO21.1标的中交一公局厦门工程有限公司在K9+773太平湖大桥2#墩桩基础施工中,充分结合施工现场的自然条件,用简单、安全和经济的深水浮平台钻孔桩施工工法,较快地完成钻孔浮平台搭设和护筒浮运、沉放,进行钻孔桩施工,顺利完成了大桥施工。
  2 深水浮平台钻孔桩施工工法
  深水浮式钻孔平台是一种简易且操作方便的桥梁深水桩基础施工的方法。它是利用水上设备(船舶或浮箱)为浮体,通过贝雷等联接成整体刚性平台结构,在上部铺设面板形成施工作业面进行钻孔桩施工的方法。然后将在后场制作的短节钢护筒拼装成整体,并把两端用钢板进行密封,利用轨道进行滑移方法移运下水,利用水的浮力漂浮,拖运至沉放地点;通过钢护筒内部充、排气进行直立就位,经量测钢护筒平面位置、垂直度等质量控制指标合格后,采用振动锤振击钢护筒至设计高程。进行钻孔桩施工的方法。
  3 工法的特点
  3.1 适用性强,质量稳定,操作方法简单容易掌握,施工方便、灵活。
  3.2 安全性高,浮平台利用浮力,不易发生垮塌、倾覆;平台加工安装可在水面上进行,不受场地限制。
  3.3 浮平台可以随着水位涨落而上升或下降,不受水位变化影响,但是受波浪影响平稳性较差。
  3.4 施工周期短,浮平台搭设根据设计参数,船体改造加固施工时同步进行贝雷等杆件场外加工及拼装,缩短施工时间。
  3.5 钢护筒浮运受外部环境影响小,低温、雨雪及风力小于5级的气候条件均可施工。钢护筒浮运基本不受运距及通航净高限制。
  3.6 无需投入大型水运和吊装机械设备,大大降低施工成本。施工材料和施工过程不污染环境。
  4 适用范围
  工法适用于水深>20m和水流速度<0.5m/s的湖泊、水库等深水桩基础工程的施工。钻机成孔施工过程中浮平台存在一定的晃动,不能使用大扭矩、大功率的回旋钻机。
  5 工艺原理
  浮平台是利用船体(浮箱)本身的浮力作为平台支撑力来承受竖向施工荷载的一种刚性浮体平台。主要是由船舶(浮箱)为浮体,在其上搭设贝雷型钢骨架,使整个骨架与船体连成整体,并在上方铺设面板形成平台,解决水上施工作业面问题。通过设置水下混凝土锚锭来承受水平荷载及因水平或竖向荷载引起的浮平台倾斜。钻孔作业时平台与钢护筒完全分离,钢护筒之间通过水下连接形成刚性整体,保证自身稳定。
  钢护筒浮运法是根据力学平衡原理,利用水的浮力,在水中进行钢护筒运输、沉放施工。钢护筒加工完成后,两端采用钢板封闭密实,通过气密性试验后,将钢护筒移至水中,利用拖船拖曳抵达预定位置。通过开关钢护筒顶口设置的进出气孔以及底口的水阀控制护筒在水中顶升或下沉,让护筒能够自由下穿钻孔平台到达设计桩位,精确测量放样后即可进行护筒沉放。
  6 施工工艺流程及操作要点
  6.1 施工工艺流程。
  6.2 施工工艺及操作要点。
  6.2.1 工程测量。①在施工现场建立平面控制网,控制网的区域必须大于施工范围,消除施工时控制点可能变动的影响。平面控制网的网形可布置三角形、多边形和附合导线,但控制网坐标点位置必须要求控制面广,点与点能够通视、校核,防止放样差错。②根据设计图纸提供的坐标点进行平面控制网联测,控制网等级必须符合《公路勘测规范》。③复核桩位坐标,初步放样出桩位。浮平台就位时,精确测设桩位,确保浮平台就位准确;沉放埋设钢护筒时,进一步复核桩位,确保桩位准确。
  6.2.2 浮平台施工。
  6.2.2.1 浮平台设计。浮平台是由两艘旧干货船(S322项目)经过改造加固,通过贝雷型钢拼接而成。浮平台尺寸布置根据施工现场需求设计。根据浮平台在施工过程中的荷载设计保证足够的承载力和抗倾覆稳定的浮平台。
  6.2.2.2 旧船改造加固。①船体在选型时易选择同种型号的船体,以保证船体的高度和长度相同,便于改造使用。②旧船加固根据船体本身的龙骨位置,在其龙骨位置处进行型钢的加强。③船体加固其内部的型钢骨架与船体的龙骨焊接,要使骨架与船体成为一个整体。④船体龙骨的焊接位置考虑上部贝雷梁的位置,尽量保证贝雷梁的摆放位置在座落在竖向支撑杆件上。
  6.2.2.3 浮平台组拼。①旧船改造加固完成后,将两艘船按指定位置进行锚固定位,准备浮平台拼装准备工作。②后场组拼的贝雷梁组和型钢骨架等通过吊车吊装至平台船体上。③贝雷梁的摆放位置根据护筒间距计算,在加固完成的船体骨架上量测划线,确保护筒与贝雷梁之间足够间距。④每组贝雷梁之间采用花架进行联接,通过吊车进行安装。⑤贝雷梁与船体骨架的联接采用在型钢骨架上开孔插钢板,用M22螺栓联接。⑥贝雷梁组之间采用[12.6槽钢做剪刀撑和水平联接,形成三角形稳定结构。防止两条船体在受到外力作用下,导致贝雷梁的扭曲变形。
  6.2.2.4 锚锭系统安装。①根据湖底地质情况,选择锚锭型式,本工程采用蛙式混凝土锚,单锚自重5t;在后场提前预制混凝土锚。②根据施工平台所在位置,判断风力和水流方向、船舶停靠位置、往来通航船只容易发生碰撞位置、施工平台的水面上高度和湖底的地形情况,确定抛锚的位置。③利用船载履带吊进行抛锚施工。锚缆采用Φ15mm的钢丝绳,一头直接用卡环拴在锚上,另一头用软绳联接,系在水上的浮漂上。锚缆的角度宜控制在8~30°之间,同时抛锚的水平距离宜为6倍水深。④抛锚完成后,将软绳提起,进行锚缆的接长。锚缆固定在浮平台的绞辊上。用5t手拉葫芦拉紧初步定位。⑤在浮平台的四个锚机位置处设立观测点,根据观测点与浮平台上预留的桩位坐标关系,进行调锚。⑥确定专人负责调锚,定期不定期检查、及时调锚,使平台偏位控制在5cm内。⑦如遇暴雨或涨水落水频繁且快速,应提前适当紧锚或松锚。   6.2.3 钢护筒浮运充排气就位、沉放施工。
  6.2.3.1 钢护筒浮运。①钢护筒设计:桩基钢护筒设计内径为D+200mm(D为桩基设计直径)。钢护筒为单壁结构,采用18mm厚的Q235钢材卷制而成。②钢护筒在加工场地加工完毕并检验合格后,采用钢板在两端进行封底,底端底板内加垫止水胶条,通过螺栓与护筒联接;顶端顶板直接采用焊接形式与护筒联接。底端底板安装一个进水阀门;顶端顶板安装一个进出气阀和压力表,并接长气管(可以连至空压机)。③护筒两端底板封闭安装完成后,现场对钢护筒进行气密性试验,通过后即可入水。如若不能满足要求,则需要进行全面检查、修复,直至符合要求。④在准备施工工作的同时,加工滑移平车和滑移轨道并组织安装以便护筒采用平车下滑,平车和轨道须保证安全可靠。⑤吊装钢护筒放置在滑移平车上,作好固定措施。按一定速率松开钢护筒顶口的牵引装置,同时同步在底口施加一定的牵引力,将钢护筒逐步牵引至水中,利用拖船牵引至预定位置。⑥打开钢护筒底端设置的进水阀和排气孔开关,保证进水通畅、无堵塞,钢护筒底口因进水后自重加大慢慢沉没入水、顶口逐渐抬升浮出水面,直至钢护筒整体处于竖立悬浮状态。⑦继续排气,逐步缩减钢护筒出水高度直至钢护筒能自由下穿钻孔平台,在平台下拖拽钢护筒移至设计孔位,关闭钢护筒排气口并将排气管连接至空压机。⑧运行空压机将压缩空气充入至钢护筒,利用气压顶升钢护筒直至钢护筒顶口高出施工平台1.5m左右,在护筒外侧焊接临时牛腿,并用两对手拉葫芦对角进行钢护筒临时固定。⑨进行钢护筒接长时,检查护筒焊缝,检查合格后直接利用手拉葫芦进行钢护筒沉放。
  6.2.3.2 钢护筒沉放。①钢护筒下放导向架加工完成,采用全站仪进行测量放样之后安装导向架;钢护筒沉放前对浮平台进行调锚,控制浮平台各孔位平面位置偏差在±5cm范围内,利用浮平台进行粗定位,再采用双层导向架进行精确定位,定位过程中使用定位滑轮进行调节,待测量合格后进行就位、沉放。②护筒沉放先采用两个葫芦进行下放;待葫芦行程走完,启用另外对角处的两个葫芦,稍微提升后即可将上个循环的葫芦取出,然后进行继续护筒下放,如此循环下放,直至护筒刃脚到达湖底。③再次校正护筒竖直线倾斜度(不大于1%)、平面位置偏差(不大于50mm),符合要求后,开动振动锤振动下沉至一定深度,并利用冲击锤二次跟进钢护筒至设计高程。
  6.2.4 钻孔桩施工。
  6.2.4.1 成孔。由于本桥是全岩石桩基,选用GZ-8型单绳冲击成孔设备,成孔时为保持孔壁稳定,防止孔底坍塌,成孔时采取优质黏土造浆,适当控制黏度,一般待钻孔深度达到5m以后泥浆相对密度可控制在1.20~1.30之间,直至钻孔结束。
  6.2.4.2 清孔。在孔深达到设计标高后,采用抽浆换浆法清孔,向孔内补充储浆池内净化后的泥浆,将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除,直至出浆口的泥浆达到:相对密度1.04~1.08,黏度16~18s,含砂量小于4%,胶体率大于98%,清孔后沉淀物厚度小于10cm。
  6.2.4.3 钢筋笼成型及吊放。钢筋笼于后场加工制作,由运输船载运至指定位置,通过船载履带吊将钢筋笼分节起吊下放。钢筋笼进入孔口后,将其扶正徐徐下放,严禁摆动碰撞孔壁,且边下放边拆除内撑。当最后一道加劲箍接近孔口时,在主筋上焊接吊环,将钢筋笼通过工字钢支承在护筒上。
  吊起第二节钢筋笼,使它们在同一竖直轴线上对接整齐联接套筒,为节约时间,两名施工人员同时安装套筒。接头安装完成后,吊起钢筋笼骨架,抽出支承用的工字钢,割去吊环,下放钢筋笼,如此循环,直至整个钢筋笼骨架下至设计标高为止。
  最后用4根Φ28mm钢筋把钢筋笼焊接固定于护筒上,防止钢筋笼下沉或上浮,并把钢筋笼正放于孔位中心,钢筋笼骨架底高程控制在±50mm以内。钢筋笼每2m安装4个保护层垫块,确保钢筋笼保护层厚度。
  6.2.4.4 灌注水下混凝土。桩基础混凝土由在1#墩附近设立的拌合站负责搅拌供应,通过坐地泵输送,水上泵管安装接长在水中浮筒便道上进行。钢筋笼检查合格后,下导管,导管下放按预先安排好的顺序进行。下放时,导管应连接紧密,垂直居中,且保证导管底口距孔底有0.3~0.5m的间距。导管下放完成后,进行二次清孔,检测孔底沉淀厚度、孔底泥浆指标,符合要求即可灌注混凝土。
  在混凝土灌注过程中,严格控制导管埋入深度,确保混凝土灌注不夹层、不断桩,同时控制混凝土的灌注时间(相对于水泥初凝时间),确保混凝土的质量,同条件养护试件。
  6.2.4.5 浮平台退出。承台桩基全部完成待检测合格后,即可拆除浮平台。拆除工作从平台上部开始,将上部施工机具等起吊装船运至指定位置。拆除横向分配梁,拆除贝雷与船体之间的连接,注意选择风浪较小时间进行。
  松开船体上的锚缆,拖船将平台用船拖至指定位置。
  7 实例成果
  在S322桃甘段项目实施后,在取得较好的经济效益的同时如期保质安全地完成了桥梁施工。并最大程度保护了太平湖湖区生态环境。
其他文献
【摘 要】 项目进度管理是工程项目管理的一项极为重要的工作,能全面反映项目的实施进展状况。做好施工阶段的进度控制管理对确保工程施工合同履行、按期竣工起到至关重要的作用。下面主要就工程进度管理的影响因素进行分析,并对影响因素提出具体的管理措施。  【关键词】 施工阶段 进度管理 管理措施  【中图分类号】 TU71 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)01-039-02 
期刊
【摘 要】 人工挖孔桩是近年来常用的一种多、高层结构桩基础形式,具有承载力高、施工机具简单、无噪声、无振动、施工进度快、造价低、能直接判断持力层地质状况等有优点。但当地层是粉土、粉质粘土或细沙组成,水量大时,人工成孔难度大,往往需要针对不同的流砂层采用不同的处理方法。  【关键词】 人工挖孔桩;流沙层;护壁;技术措施  【中图分类号】 TU751.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5
期刊
1 土建结构工程的安全性  1.1 我国结构设计规范的安全设置水准。对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。  1.1.1 构件承载能力的安全设置水准。尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在
期刊
【摘 要】 本文以苏州工业园区污水处理厂污水压力管道(外网)工程为依托,从双层管道系统内外管的确定、内外管的单独连接、内外管之间的连接、双层管道水压试验及施工过程质量控制等方面对双层管道系统在污水压力管道中的施工技术进行了探讨。  【关键词】 双层管道系统; 污水压力管道; 施工技术  【中图分类号】 TU761.5 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)01-034-0
期刊
【摘 要】 近些年,随着我国国民经济以及工农业发展的需要,再加上国家加大了对水利以及交通等基础设施的建设力度,因此极大的促进了当前建筑行业的发展。各地的工程项目纷纷开展和兴建起来。但由于人们对工程建筑质量要求的提高,这势必要求施工技术以及施工工艺能够得到不断的完善和改进。本文就通过在建筑桩基作业过程中存在的问题现状,结合后注浆法对其在钻孔灌注桩中的有效应用进行详细的探究与讨论。  【关键词】 建筑
期刊
【摘 要】 钢筋混凝土水池产生结构裂缝是在现场施工过程中经常遇到的问题,本文浅谈了水池工程混凝土结构裂缝产生的原因,从设计、施工等方面探讨了防止水池结构产生裂缝的几种措施。  【关键词】 混凝土;水池;裂缝  【中图分类号】 TU528.573 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)01-004-02  连云港市第三水厂扩建工程,扩建规模为10万m3/d,包括中置式高密度
期刊
【摘 要】 高层建筑施工具有结构复杂多变、新技术新工艺繁多、施工工期紧和质量要求严以及工序穿插交叉频繁等特点,如何加强施工管理,特别是密切土建与各专业之间的配套施工尤为重要。本文结合某高层住宅框剪结构施工工程实例,针对该高层结构特点,提出切实可行的技术管理措施以及质量管理措施等,旨在能为同类高层建筑施工管理提供建议和措施。  【关键词】 高层建筑;框剪结构;施工管理;质量管理  【中图分类号】 T
期刊
【摘 要】 某工程基坑的特点是周边环境复杂,但土质情况较好,开挖深度相对较浅,我们采用了锚杆挂网喷射砼的基坑支护方法,既确保了安全与文明施工,又节约了施工成本。  【关键词】 锚杆;挂网;喷射砼;基坑边坡;支护;应用  【中图分类号】 TU721。3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)01-042-02  1 概述  地下基坑中施工是高层建筑工程施工的突出问题,而基坑
期刊
【摘 要】 随着楼层高、跨度大、超厚现浇板的建筑结构形式的出现,超高模板支撑体系的应用也越来越多,近几年在城市地铁的施工中也频频得到使用,但是由于各种原因导致近年来在我国许多省市不断发生模板支撑架坍塌事故。因此,本文针对超高钢管模板支架,设置了一套完整的集于检测、监测、控制为一体的支架监控系统,以保证施工安全及建筑工程的质量,使得施工过程中支架处于正常工作范围,支架构件的应力、变形均处于安全范围,
期刊
【摘 要】 本文阐述了市政道路施工质量控制的难点以及相应的控制措施。  【关键词】 市政道路;质量管理;控制难点  【中图分类号】 TU712.2 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123(2013)01-053-01  随着国内经济和城市化迅速发展,市政道路建设发展迅速,对道路施工技术和工艺的要求也越来越高。同时国家队市政道路建设的投入不断加大,工程数量也随之不断增加,参与施工的企业
期刊