钢护筒沉放施工作业指导书

附件福建厦漳跨海大桥Ⅳ标段编号：002钢护筒沉放施工作业指导书单位：编制：审核：批准：中交一公局厦漳大桥Ⅳ标项目经理部2009年9月29日福建厦漳跨海大桥Ⅳ标段钢护筒沉放施工作业指导书1、适用范围适用于福建省厦漳跨海大桥Ⅳ标段南汊主桥23#过渡墩、24#主塔、25#主塔。2、作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，学习桩基施工专项施工技术，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对参加钢护筒沉放的管理人员、技术人员和工人进行上岗前全员技术培训和质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种，如起重、组装工、焊工等进行特殊培训和考试，实行持证上岗制度。2.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术、施工环境等数据收集。场地建设、材料申购、设备进场、人员安排等。①基桩钢护筒防腐方案钢护筒防腐方案同承台和基桩里的钢筋一致，采用外加电流阴极防护系统提供防护蚀，系统的设计电流密度为10Ma/m2，阳极材料采用混合金属氧化物（MMO）活性钛网带。系统采用两种类型的参比电极：银/氯化银参比电极和MMO钛参比电极。埋入混凝土中的阴极防护系统组件在设计参数下使用。外露组件应保证能够在发生故障或损伤时需要更换。②钢护筒运输钢护筒加工完毕后，采用大型平板车将钢护筒运输到位。由于护筒直径大，为防止钢护筒在运输过程出现失圆，在钢护筒的上、下口及中间位置焊接十字（或米字）支撑，防止钢护筒变形。③钢护筒沉入两个主塔基础设计有64根直径2.8m→2.5m，桩长为60m（25#主塔45m）的钻孔灌注桩，桩底标高为-65.5m（25#主塔－45.5m）（国家85高程，下同）；按照设计要求钢护筒内直径为2.8m，壁厚26mm，底标高为－37.5m（25#主塔－34.5m）。对这种大直径超长桩，钢护筒的沉放质量直接影响到钻孔桩的成桩质量。由于两主塔距南北两岸都比较远，九龙江入海口施工区浪高、流急、航运繁忙，受风、浪、潮水的影响比较大，如何确保钢护筒的沉放精度（包括平面位置及垂直度），是钢护筒沉放的重点和难点。钢护筒利用履带吊配合龙门吊接长，龙门吊配合ICE1412振动锤振动下沉。先根据平台的型式、导向架的高度、河床标高和起重设备的技术参数计算，确定首节钢护筒长度，首节长度必须确保第一次下沉后有足够的嵌固深度，同时方便护筒对接。在导向架上对接成型，整体吊装进入导向架内，上好锁口拉杆，护筒缓慢下滑。针对南汊航道水深流急浪大的特点，为保证钢护筒沉放的质量及施工过程中的安全，本工程的钢护筒采用移动式坐地式导向架，分两到三节（一节按12m控制）沉放、上下节钢护筒对接时严格要求轴线在一条直线上。按水上接高的施工顺序进行沉放。3、技术要求3.1钢护筒的堆放与运输应满足不变形、不损坏得要求。3.2钢护筒的节段焊接应符合规定要求。3.3钢护筒的沉放过程及沉放后的各种技术数据不得大于设计及规范的允许偏差。3.3钢护筒的防腐处理应严格按照设计要求执行。3.4在护筒上口外侧对称加焊起吊环。4、施工程序与工艺流程4.1施工程序场地准备→技术准备→材料准备→机具设备准备→人员准备→技术培训→首件工程→确定沉放参数→正式沉放护筒插打顺序：先上游后下游，先两侧后中间。4.2工艺流程图4.2-1、施工工艺图单根钢护筒沉放工艺流程如下：导向架安装定位→首节护筒入导向架→测量校核→首节振动下沉→测量校核→第二节接长、焊缝检验→第二次振动下沉→移走上导向架→继续振动下沉到位→防护方案。5．施工要求5.1施工准备做好机具设备、场地的规划布置。装、运，堆放机械设备就位安装导向架第一节护筒下放焊接第二节两点吊放施工前应对逐桩补勘后的护筒的设计要求进行核实统计。并须对成品护筒的厚度、尺寸、外观质量进行检测。5.2施工工艺（一）钢护筒的装运①施工工艺a、根据钢护筒沉放时的施工顺序和吊装的可能性，按顺序分层装车，减少二次倒运；b、装运钢护筒应采用多支垫堆放，垫木均匀放置，并适当布置通楞，垫木顶面宜在同一平面上；c、钢护筒堆放形式应使运输车在堆放、运输和起吊进保持平稳；d、运输钢护筒宜采用平板加长运输车运输，运输车必须具备足够的长度。采用多垫堆放，垫木均匀放置，并适当布置通楞，垫木顶面宜在同一平面上。必要时可用绳索紧固，防止滚动。e、对运输车进行严格检查、采取必要的加固措施；f、如运输道路路况较差，应采取加固措施，防止发生钢护筒倾倒、滚动。（二）钢护筒起吊及堆放a、钢护筒应堆存在专用的台座上，台座基础必须有足够的安全稳定性，并有良好的排水设施。b、钢护筒应按不同的规格分别堆放。堆存形式和层应安全可靠，避免产生轴向变形和局部压曲变形。c、钢护筒在起吊、运输和堆存过中，应避免由于碰撞、磨擦等原因造成管端变形。d、吊运时应使各吊点同时受力，徐徐起落，减少冲击。（三）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，在导向架顶及施工平台底各设置一层定位导向架定位，定位导向架采用钢桁结构，分为上下两层，上层导向架长1.5m，由焊接在钻孔平台上的钢框架组成，下层导向架长5.0m。b、导向架主要作用：保证钢护筒在自重作用下及在连续施振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，并锚固在已完成的钻孔平台的设计钢护筒顶口位置，导向构架与下部桁架通过螺栓相连，以确保导向装置的稳定，同时也便于倒桩时拆卸。采用这种方式施工时导向较固定，施工方便，调整容易，操作安全，使用的机具设备少，比较经济。b、导向架的下端悬臂段采用“井”字形型钢固定在平台周边的钢管桩的上下平联上，或将导向架与井字架焊成整体然后固定在钢护筒四周的4根钢管桩上。c、导向装置内设置有供钢护筒定位、纠偏、调整的液压千斤顶和锁定装置。对钢护筒进行微调定位、施沉过程中纠偏、调整的锁定装置。（四）首节钢护筒沉放表8.2-1、钢护筒分节长度表墩塔结构护筒长度（m）工艺护筒长度（m）护筒总长度（m）钢护筒分节备注第1节（m）第2节（m）第3节（m）23#20.15828.151010.158第一节未进入河床24#26.651036.6514.651210第一节进入河床25#26.651036.6514.651210第一节进入河床（1）首节护筒沉入a、用70吨履带吊吊起第一节钢护筒，垂直立放在定位架内并临时固定；b、夹管：撤下大钩改挂ICE1412振锤，使其下端的液压夹持器夹紧护筒顶端，同时挂上辅助钢丝绳。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，移动夹桩器的位置，使钢护筒顶面在同一水平面上，钢护筒徐徐下放钢护筒至河床面。d、在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。待护筒接长到位后，有意让护筒底口向上游偏移2～5cm，以抵消水流冲击护筒的偏移。（2）首节护筒孔底坐标及竖直度控制施工中护筒的精度主要取决于护筒着床时的精度，所以对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。第一节护筒的竖直度及底口坐标采用管内浮球检测法进行控制。十字绳钢护筒海床淤泥海水浮球吊线图8.3-5、浮球法测钢护筒底面位置及垂直度具体方法为：第一步，下护筒前，在护筒底口上方2m左右的管壁对称焊四个φ12mm的螺帽或细钢筋圈。第二步，下护筒时，用两条尼龙绳交叉穿系在螺帽上，形成十字形状。第三步，在十字绳交叉位置系一条尼龙西线，长度低于护筒内水位，并保证浮球正好在水面以下10～100cm左右（以能看见浮球，但不浮出水面为宜）。当钢护筒着床时，护筒内的水基本处于静止状态，可以通过浮球的位置来判断钢护筒底口位置是否偏离设计位置。（2）首节护筒固定当护筒着床并定位后，或未着床但顶端已经快进入导向架时，应即使在钢护筒上焊接倒挂牛腿，测量校核，利用导向架千斤顶导向锁定装置调整钢护筒垂直度，使首节钢护筒固定在导向架上。河床线施工水位龙门支栈桥4000导向架振动锤钢护筒37m18m图8.3-2、利用龙门吊进行钻孔平台钢管桩及钢护筒插打（四）第二节钢护筒沉放a、吊装第二节钢护筒，焊接第二节护筒，并对焊缝进行涂装防腐涂料处理。b、在相互垂直的两个方向设监测点，指挥吊车操作，使钢护筒自然垂直对准桩位，启动振锤，（此时，吊车大钩稍放松，并控制大钩下降速度以便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通知指挥调整大钩位置进行纠正。c、履带吊配合ICE1412震动锤进行钢护筒沉放。振拔锤对钢护筒振入时，先采用自重下沉，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。d、振动沉管。在振动过程中，振动沉桩机、夹桩器、桩帽必须连接可靠，其中心与护筒中心、钻孔桩中心应尽量保持在一条直线上。偏差控制在5cm以内。e、护筒着床后，需对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护筒的位置和标高。f、钢护筒插打时应设置三台仪器，两台用于交会，另一台用于复测。因考虑潮位影响及通视程度等因素，护筒定位现场完成计算，计算数据应相互校核，以保证计算的正确性。（五）第三节钢护筒沉放a、焊接第三节护筒，并对焊缝进行涂装防腐涂料处理。b、继续沉放第三节护筒。c、采用龙门吊配合ICE1412B(并联)振动锤插打钢护筒，激振力通过夹持器传至护筒。d、若钢护筒下沉困难，施工中将采取以震动下沉为主，辅以钻孔跟进下沉，使钢护筒下沉到设计标高后，即行焊接护筒牛腿，使钻孔平台梁临时支撑在护筒牛腿上。e、钢护筒下沉过程中用线垂检查其竖直度，保证自身稳定性后再用振动下沉。f、因钢护筒不考虑承受荷载，主桥桩基础钢护筒插打停锤标准以达到设计图中钢护筒底标高为准。钻机河床线施工水位7509009009009009007504000栈桥4000栈桥龙门吊轨道平台图8.3-3、平台及钢护筒施工步骤示意图（四）图8.3-4、钢护筒施工过程示意图片钻孔桩钢护筒施工质量应符合“表8.3-3、护筒检查项目”。表8.3-3、护筒检查项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1中心位置(mm)50用全站仪检查2钢护筒倾斜度1/300检查记录3钢护筒底高程(m)不高于设计标高查记录在钢护筒着床就位时，采用浮球法简易测量钢护筒的底面位置及钢护筒垂直度。具体方法为：第一步，下护筒前，在护筒底口上方2m左右的管壁对称焊四个φ12mm的螺帽或细钢筋圈。第二步，下护筒时，用两条尼龙绳交叉穿系在螺帽上，形成十字形状。第三步，在十字绳交叉位置系一条尼龙西线，长度低于护筒内水位，并保证浮球正好在水面以下10～100cm左右（以能看见浮球，但不浮出水面为宜）。当钢护筒着床时，护筒内的水基本处于静止状态，可以通过浮球的位置来判断钢护筒底口位置是否偏离设计位置。④钢护筒切除钢护筒的切除应分次进行，先将封底顶面1.448m以上的钢护筒全断面切除，再将其余封底以上的钢护筒按设计图中所要求形状进行切除。护筒切割后的每片钢板最小宽度不小于120mm，切割后钢板外侧焊接由1号钢筋组成的束筋。2根1号钢筋先在底部200mm进行双面焊连接，其余长度范围内点焊焊接，形成束筋后，再将底部200mm与钢护筒进行双面焊，其余长度的束筋与切割钢板点焊。点焊长度不宜小于40mm，焊点间距500mm，定位点焊用的焊接材料应与正式施焊用的材料相同，焊接质量应符合规范要求。（六）振动锤的使用（1）施工方法目前振动锤下沉钢护筒有2种施工方法:固置法、悬挂法。固置法多用于箱式振动锤,是将振动锤固定于护筒顶部,然后启振沉进。国外上世纪70年代开始广泛使用悬挂法,能使用悬挂法的振动锤在起吊横梁和振动装置间设有弹簧或橡胶减振块,用以减少振动对吊机的影响(一般减振效果在90%以上)。悬挂法作业时,振动锤的振动部分通过夹持器夹紧在护筒顶部,辅助吊机吊住横梁,通过减振装置拉住锤和护筒,然后振动沉进。悬挂法的优点是:使得振动锤接近自由的方式振动,得到较大的振幅;可以拔桩;当不能