钻孔灌注桩钢护筒施工方案.doc

沈海复线宁德漳湾镇至连江浦口高速公路（宁德段）A1合同段钢护筒施工方案编 制： 复 核： 审 批： 中铁航空港集团沈海复线宁德漳湾至连江浦口高速公路A1项目经理部二零一三年十月钢护筒施工方案一、工程概况本标段王坑特大桥4#墩70#台桩基础设计有永久性钢护筒，桩长26m66m不等，桩径以1.3、1.6、1.8、2.0为主。钻孔灌注永久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，壁厚分别为8mm、10mm、12mm，其内径为d+20cm，钢护筒顶标高以现场实际测量为准。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：王坑桥钢护筒的主要结构参数及工程量表K11+683.18王坑特大桥桩基统计表（左/右幅）墩台号设计桩径设计桩顶标高设计桩底标高桩长桩基钢护筒长度桩数（根）左右左右左右左右左右4#墩1.31.322-38-3840403.63.68根5#墩1.31.31.71.7-44.3-44.3464612.512.58根6#墩1.31.31.71.7-48.3-48.3505017178根7#墩1.321.71.7-43.3-43.3454514148根8#墩1.321.71.7-43.8-43.845.545.517.817.88根9#墩222.92.9-31.8-38.134.7418.28.24根10#墩221.81.8-39.2-39.241418.18.14根11#墩221.71.7-48.3-48.3505012.612.64根12#墩2222-47.5-47.549.549.5884根13#墩221.81.8-47.7-47.749.549.510.510.54根14#墩221.81.8-48.2-48.2505010.210.24根15#墩221.81.8-51.2-51.2535314144根16#墩221.81.8-48.7-48.750.550.511.511.54根17#墩221.81.8-48.7-48.750.550.512124根18#墩221.81.8-50.7-50.752.552.513.713.74根19#墩221.81.8-51.2-51.2535314.614.64根20#墩221.91.9-50.6-50.652.552.515.515.54根21#墩2222-52.5-52.554.554.517.917.94根22#墩2222-58-58606017.117.14根23#墩222.12.1-57.9-57.9606019.119.14根24#墩222.22.2-57.8-57.8606021.221.24根25#墩222.22.2-59.8-59.8626220.420.44根26#墩222.22.2-61.3-61.363.563.516.916.94根27#墩222.22.2-61.8-61.8646420204根28#墩222.12.1-62.4-62.464.564.523.123.14根29#墩1.81.82.22.2-62.3-62.364.564.521.521.54根30#墩1.81.82.32.3-63.7-63.7666620204根31#墩1.81.82.42.4-61.1-61.163.563.518.118.14根32#墩1.81.82.42.4-59.6-59.6626216.116.14根33#墩1.81.82.42.4-58.6-58.6616119.919.94根34#墩1.81.83.13.1-55.9-55.9595924.824.84根35#墩1.81.82.42.4-55.1-55.157.557.518.118.14根36#墩1.81.82.42.4-64.6-64.6676714.714.74根37#墩1.81.82.52.5-59-6161.563.514.414.44根38#墩222.82.8-53.7-58.256.56114.714.74根39#墩2222-59-59616115.115.14根40#墩221.71.7-69.3-71.87173.516.216.24根41#墩222.32.3-53.2-49.755.55215154根42#墩1.81.81.61.6-52.9-52.954.554.517.817.84根43#墩1.81.81.61.6-52.9-52.954.554.518184根44#墩1.81.81.61.6-55.9-55.957.557.518.418.44根45#墩1.81.81.91.9-52.1-52.1545422.122.14根46#墩1.81.81.81.8-53.7-53.755.555.519.819.84根47#墩1.81.81.71.7-55.3-55.3575717.617.64根48#墩1.81.81.61.6-55.9-55.957.557.516.716.74根49#墩1.81.81.61.6-56.9-56.958.558.516164根50#墩1.81.81.61.6-58.4-58.4606016.716.74根51#墩1.81.81.61.6-60.4-60.4626217.517.54根52#墩1.81.81.61.6-58.4-58.4606018.318.34根53#墩1.81.81.61.6-56.9-56.958.558.519.119.14根54#墩1.81.81.61.6-57.4-57.4595917.517.54根55#墩1.61.61.51.5-60.5-60.5626215.715.74根56#墩1.61.61.51.5-61-6162.562.516.916.94根57#墩1.61.61.81.8-61.7-61.763.563.518.418.44根58#墩1.61.61.81.8-60.7-60.762.562.518.418.44根59#墩1.61.61.81.8-58.2-58.2606018.218.24根60#墩1.61.61.81.8-60.2-60.2626218.118.14根61#墩1.61.61.91.9-61.1-61.1636318184根62#墩1.61.61.81.8-61.7-61.763.563.517.917.94根63#墩1.61.61.81.8-61.7-61.763.563.517.717.74根64#墩1.61.61.81.8-48.7-48.750.550.524.424.44根65#墩1.61.61.81.8-52.7-52.754.554.523.523.54根66#墩1.61.61.81.8-51.7-53.253.55527.527.54根67#墩1.61.61.81.8-46.2-46.2484822.722.74根68#墩221.81.8-37.2-39.2394117.917.94根69#墩221.81.8-34.2-36.2363813.213.2/15.24根70#台1.61.62.42.4-23.6-25.626289.611.6/14.68根三、钢护筒结构设计3.1、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，最终确定钢护筒直径1.5m、1.8m、2.0m和2.2m。采用壁厚8mm、10mm和12mm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、底端和接头处采用同钢护筒厚度相同的钢板进行加强，加强长度为500mm；钢护筒顶部和底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， 3.2、导向架设计与制作3.2.1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。3.2.2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直入土下沉。3.3、导向架安装固定3.3.1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。3.3.2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。3.3.3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导向架结构示意图两端吊耳顶部吊环图4吊点位置示意图3.4、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）3.5、内支撑设置为防止护筒起吊、运输过程中变形，钢护筒内部设置32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。图5 护筒米字撑布置图四、钢护筒的施工钢护筒作业选择有经验的专业施工队伍。单节钢护筒最大长度取10m。4.1、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。4.2、钢护筒分节方案（如表2所示）4.3、首节钢护筒沉放4.3.1首节护筒沉入4.3.1.1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K11+683.18王坑特大桥钢护筒分节表墩台号第三节第一节第二节桩基钢护筒长度桩数（根）左右4#墩3.603.63.68根5#墩102.512.512.58根6#墩10717178根7#墩10414148根8#墩107.817.817.88根9#墩8.208.28.24根10#墩8.108.18.14根11#墩102.612.612.64根12#墩80884根13#墩10.5010.510.54根14#墩10.2010.210.24根15#墩10414144根16#墩101.511.511.54根17#墩10212124根18#墩103.713.713.74根19#墩104.614.614.64根20#墩105.515.515.54根21#墩107.917.917.94根22#墩107.117.117.14根23#墩109.119.119.14根24#墩1.2101021.221.24根25#墩1010.420.420.44根26#墩106.916.916.94根27#墩101020204根28#墩3.1101023.123.14根29#墩1.5101021.521.54根30#墩101020204根31#墩108.118.118.14根32#墩106.116.116.14根33#墩109.919.919.94根34#墩4.8101024.824.84根35#墩108.118.118.14根36#墩104.714.714.74根37#墩104.414.414.44根38#墩104.714.714.74根39#墩105.115.115.14根40#墩106.216.216.24根41#墩10515154根42#墩107.817.817.84根43#墩10818184根44#墩108.418.418.44根45#墩2.1101022.122.14根46#墩109.819.819.84根47#墩107.617.617.64根48#墩106.716.716.74根49#墩10616164根50#墩106.716.716.74根51#墩107.517.517.54根52#墩108.318.318.34根53#墩109.119.119.14根54#墩107.517.517.54根55#墩105.715.715.74根56#墩106.916.916.94根57#墩108.418.418.44根58#墩108.418.418.44根59#墩108218.218.24根60#墩108.118.118.14根61#墩10818184根62#墩107.917.917.94根63#墩107.717.717.74根64#墩4.4101024.424.44根65#墩3.5101023.523.54根66#墩7.5101027.527.54根67#墩2.7101022.722.74根68#墩107.917.917.94根69#墩103.213.213.2/15.24根70#台9.609.611.6/14.68根4.3.1.2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。4.3.1.3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原地面。4.3.2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。4.3.3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。4.3.4、第二节钢护筒沉放1吊装第二节钢护筒，焊接第二节护筒。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。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。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。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。4.3.5、钢护筒施工质量控制1钢护筒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。2先将第一节钢护筒放到平台上，并确认好缆绳的起吊方式。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。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地面并入土。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。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4.3.6、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4.3.7、安全注意事项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。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。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。4应加强机械设备安全保障措施，并做好人员及机械的避风措施；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。5施工期间应有安全员现场负责安全。