钻孔灌注桩钢护筒施工方案

1引桥钻孔灌注桩钢护筒施工方案编制：复核：审核：中铁十四局集团有限公司XXXXXXXXXXXX联岛大桥工程项目部2012年4月1日2引桥钻孔灌注桩钢护筒施工方案一、工程概况山东省XXXXXXXXXXXX联岛大桥工程引桥6#-8#墩和16#-25#墩桩基直径Φ2.5m，桩长19.5m～50.6m不等，共计26根。钻孔灌注桩钢护筒不参与结构受力，其高出承台底以上部分进行切割回收利用。钢护筒材质为Q235，其内径为2.7m，壁厚10mm，钢护筒顶标高为+5.6m。二、钢护筒结构参数及工程量钢护筒的主要结构参数及工程量如下表：表1钢护筒的主要结构参数及工程量表以上钢护筒长度仅按照卵石层厚度为5m确定，实际长度需要根据卵石层清理后的海床标高确定三、钢护筒结构设计1、钢护筒孔口结构根据桥位处的水文条件、钢护筒下放过程中的受力情况，以及满足钢护筒顶口振打和底口入土的要求，对钢护筒结构的进行了设计，最终确定钢护序号部位桩数（根）钢护筒材质壁厚(mm)内径(mm)顶标高(m)底标高(m)单根长(m)单位重(kg/m)单根重(kg)总重(kg)16#2Q2351027005.6-3.239692.66233.712467.527#2Q2351027005.6-13.3619692.61316026320.238#2Q2351027005.6-13.9420692.61385327705.5416#2Q2351027005.6-15.2921692.61454529090.7517#2Q2351027005.6-15.0821692.61454529090.7618#2Q2351027005.6-14.8520692.61385327705.5719#2Q2351027005.6-14.3820692.61385327705.5820#2Q2351027005.6-13.4119692.61316026320.2921#2Q2351027005.6-12.7718692.61246724934.91022#2Q2351027005.6-11.6117692.61177523549.71123#2Q2351027005.6-10.3816692.61108222164.41224#2Q2351027005.6-11.1917692.61177523549.71325#2Q2351027005.6-8.915692.61039020779.13筒直径2.7m，采用壁厚10mm的Q235钢板卷制。为避免钢护筒在下沉过程中发生变形，分别对钢护筒的顶口和底口进行加强。护铜顶端采用同钢护筒厚度相同的钢板进行加强，加强长度为500mm；钢护筒顶部加强钢板与钢护筒采用跳焊连接，每条焊缝长150mm，净间距150mm，如图1所示。钢护筒底部设置3道500mm的加强抱箍和9根（间距1m）纵向加劲槽钢［8。底口抱箍和纵向加劲肋安装位置结构图如图1所示,成型效果如图2所示。2、导向架设计与制作图2-1钢护筒底口加强抱箍和纵向加劲肋纵向加劲肋加强抱箍图2-2钢护筒底口加强抱箍和纵向加劲肋成型图图1钢护筒顶口加强示意图ⅠⅠ（内径）钢护筒立剖面图Ⅰ--Ⅰδ=10mm大样δ=10mmδ=10mm贴角焊贴角焊大样42.1为保证钢护筒的准确定位及竖直度，采用定位导向架定位，定位导向架采用钢桁结构，长6m。导向架结构形式见图3所示。2.2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。3、导向架安装固定3.1导向架采用吊车吊装移位，并固定在已完成的钻孔平台的钢护筒设计顶口位置。3.2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周围的钢管桩上。3.3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。利用撬棍等对钢护筒进行微调定位、施沉过程中纠偏，利用木楔和I32a工字钢等对调整后钢护筒进行锁定。图3导向架结构示意图5.50(平台顶)0.50(导向架底)5.50(平台顶)0.50(导向架底)I25I12φ600mm钢管钢护筒I25I12I12I25I32I32I25I12I12I32I12I12I12I25Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅠⅠⅡⅡ5（3）吊耳设置工程施工前护筒由吊车采用两点起吊，经运输车平移至桩架前，竖起来后由履带吊的起重机单点起吊，两点起吊的吊点位置和单点起吊的吊点如图4所示。吊耳采用厚度为25mm的Q235钢板，底板尺寸为竖向20cm×环向15cm，耳板尺寸为径向20cm，环向10cm（耳宽），孔径为5cm。图4-1护筒吊耳设计图4-2护筒起吊钢丝绳图4-3护筒起吊（一）图4-4护筒起吊（二）（4）内支撑设置两端吊耳顶部吊环图4吊点位置示意图6为防止护筒起吊、运输过程中变形，钢护筒内部设置Φ32钢筋米字撑（如图5所示）。在运输过程中只允许堆放两层，并做好护筒之间的隔垫保护，避免挤压变形。护筒吊装前要及时检查支撑是否存在松动脱焊现象，如发现则及时测量护筒的椭圆度，并调整后补焊。三、钢护筒的施工根据钢护筒的主要结构参数及工程量表可以看出，单节钢护筒最大长度为15m。1、施工工艺流程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→首节护筒振动下沉→测量校核→第二节接长、焊缝检验→第二次振动下沉→移走导向架→继续振动下沉到位→防护措施。2、钢护筒分节方案（如表2所示）3、首节钢护筒沉放3.1首节护筒沉入图5护筒米字撑布置图73.1.1吊装：用50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。表2钢护筒分节长度表3.1.2夹管：撤下大钩改挂DZ135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。3.1.3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，然后徐徐下放钢护筒至海床面。3.2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。具体方法为：墩号单桩护筒总长度（m）钢护筒分节备注第1节（m）第2节（m）6#990第一节进入海床7#19154第一节进入海床8#20155第一节进入海床9#20155第一节进入海床15#21156第一节进入海床16#21156第一节进入海床17#21156第一节进入海床18#20155第一节进入海床19#20155第一节进入海床20#19154第一节进入海床21#18153第一节进入海床22#17152第一节进入海床23#16151第一节进入海床24#17152第一节进入海床25#15150第一节进入海床8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细钢筋圈。第二步，下护筒时，用两条尼龙绳交叉穿系在钢筋上，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。3.3首节护筒固定当护筒着床并定位后，应立即在钢护筒上焊接倒挂牛腿，测量校核，利用木楔锁定钢护筒，使首节钢护筒固定在导向架上。4、第二节钢护筒沉放4.1吊装第二节钢护筒，焊接第二节护筒。4.2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；同时，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调整大钩位置进行纠正。4.3履带吊配合振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。图6浮球法测钢护筒底面位置及垂直度吊线十字绳钢护筒海床淤泥海水浮球94.4在振动过程中，振动锤、夹桩器等必须连接可靠，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。4.5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。4.6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。5、钢护筒施工质量控制5.1.1钢护筒的沉放时机宜选择在平潮时进行；起吊前应确认导向架是否安放到位，氧割、电焊机等是否能正常使用。5.1.2在平潮的一个小时前先将第一节钢护筒放到平台上，并确认好缆绳的起吊方式。等到平潮时将钢护筒竖起转换成垂直吊。履带吊将护筒从侧面吊入导向架，根据测量员的指导进行垂直度的调整。5.1.3平面位置和垂直度调整到设计值之后，履带吊慢慢放下钢护筒，使钢护筒沿导向架下沉至海底并入土。待钢护筒自重下沉稳定后，起吊振动锤至钢护筒顶口并调整振动锤的位置，使其重心在钢护筒的中心位置。5.1.4钻孔桩钢护筒施工质量应符合表3的要求。表3护筒质量控制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%检查记录3钢护筒底高程(m)不高于设计标高查记录106、钢护筒打设过程常见问题及防治、处理方法表4常遇问题及防治、处理方法常遇问题产生原因防治措施及处理方法护筒达不到设计标高或打设困难振动锤大小与护筒的形状、断面和地层不匹配；更换合适的振动锤锤垫选择不当，打击能量损失太大；更换合适的锤垫遇地下障碍物或护筒侧摩阻力很大或土的密度很高或桩距过小；清除障碍物；更换合适的振动锤护筒破损起吊时破损修复或更换打设时遇地下障碍物使护筒破损原则上更换，但如在打设结束时护筒破损度低，综合判断后确定是否更换。顶端破损遇地下障碍物过打补强打设过程偏心或垂直度偏移过大钢护筒架立不正及时调正导向架与钢护筒接触不良使两者接触面平整遇横向障碍物障碍物不深时，可挖除回填后再打承载力不够实际的底端持力层比原勘查评定的深继续施打，打进桩端持力层夹渣焊渣未完全清除就焊应将前层的焊渣完全清除焊条运行速度太慢稍增大电流，保持焊渣不先行的速度未焊透焊缝间隔狭窄确保焊接质量焊接速度太快或太慢焊接电流低焊枪角度或目标位置不合适夹渣焊渣未完全清除就焊应将前层的焊渣完全清除焊条运行速度太慢稍增大电流，保持焊渣不先行的速度裂纹接头处混入水分、杂物焊接前清扫坡口，将水分、泥土、油脂、垃圾、铁锈等彻底除掉热影响区硬化脆化，或焊线吸湿焊接前进行预热，平时好好保管，用时将焊线再干燥焊条、焊丝受潮状态下使用干燥后使用7、安全注意事项7.1起吊前应对起吊的机具，设备认真检查，以保证其性能满足施工要求。7.2履带吊移动时，应收杆并处于低位；起吊时或移动履带吊时，操作人员与信号员应互相配合，鸣哨、手势要正确。117.3起吊前应检查护筒吊耳是否开裂；锤击时，人员应远离桩锤以免出现意外伤人。7.4水上作业人员应配带好安全帽及做好防滑措施；汛期和台风时，应加强机械设备安全保障措施，并做好人员及船只的避风措施；施工应选在风力小于4级时进行，风力大于6级或雷雨天气不得施工。7.5施工期间应有安全员现场负责安全；水上作业人员必须穿救生衣。