钻孔灌注桩钢护筒施工方案样本.doc

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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26m～66m不等, 桩径以Ф1.3、 Ф1.6、 Ф1.8、 Ф2.0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
1.3
1.3
2
2
-38
-38
40
40
3.6
3.6
8根
5#墩
1.3
1.3
1.7
1.7
-44.3
-44.3
46
46
12.5
12.5
8根
6#墩
1.3
1.3
1.7
1.7
-48.3
-48.3
50
50
17
17
8根
7#墩
1.3
2
1.7
1.7
-43.3
-43.3
45
45
14
14
8根
8#墩
1.3
2
1.7
1.7
-43.8
-43.8
45.5
45.5
17.8
17.8
8根
9#墩
2
2
2.9
2.9
-31.8
-38.1
34.7
41
8.2
8.2
4根
10#墩
2
2
1.8
1.8
-39.2
-39.2
41
41
8.1
8.1
4根
11#墩
2
2
1.7
1.7
-48.3
-48.3
50
50
12.6
12.6
4根
12#墩
2
2
2
2
-47.5
-47.5
49.5
49.5
8
8
4根
13#墩
2
2
1.8
1.8
-47.7
-47.7
49.5
49.5
10.5
10.5
4根
14#墩
2
2
1.8
1.8
-48.2
-48.2
50
50
10.2
10.2
4根
15#墩
2
2
1.8
1.8
-51.2
-51.2
53
53
14
14
4根
16#墩
2
2
1.8
1.8
-48.7
-48.7
50.5
50.5
11.5
11.5
4根
17#墩
2
2
1.8
1.8
-48.7
-48.7
50.5
50.5
12
12
4根
18#墩
2
2
1.8
1.8
-50.7
-50.7
52.5
52.5
13.7
13.7
4根
19#墩
2
2
1.8
1.8
-51.2
-51.2
53
53
14.6
14.6
4根
20#墩
2
2
1.9
1.9
-50.6
-50.6
52.5
52.5
15.5
15.5
4根
21#墩
2
2
2
2
-52.5
-52.5
54.5
54.5
17.9
17.9
4根
22#墩
2
2
2
2
-58
-58
60
60
17.1
17.1
4根
23#墩
2
2
2.1
2.1
-57.9
-57.9
60
60
19.1
19.1
4根
24#墩
2
2
2.2
2.2
-57.8
-57.8
60
60
21.2
21.2
4根
25#墩
2
2
2.2
2.2
-59.8
-59.8
62
62
20.4
20.4
4根
26#墩
2
2
2.2
2.2
-61.3
-61.3
63.5
63.5
16.9
16.9
4根
27#墩
2
2
2.2
2.2
-61.8
-61.8
64
64
20
20
4根
28#墩
2
2
2.1
2.1
-62.4
-62.4
64.5
64.5
23.1
23.1
4根
29#墩
1.8
1.8
2.2
2.2
-62.3
-62.3
64.5
64.5
21.5
21.5
4根
30#墩
1.8
1.8
2.3
2.3
-63.7
-63.7
66
66
20
20
4根
31#墩
1.8
1.8
2.4
2.4
-61.1
-61.1
63.5
63.5
18.1
18.1
4根
32#墩
1.8
1.8
2.4
2.4
-59.6
-59.6
62
62
16.1
16.1
4根
33#墩
1.8
1.8
2.4
2.4
-58.6
-58.6
61
61
19.9
19.9
4根
34#墩
1.8
1.8
3.1
3.1
-55.9
-55.9
59
59
24.8
24.8
4根
35#墩
1.8
1.8
2.4
2.4
-55.1
-55.1
57.5
57.5
18.1
18.1
4根
36#墩
1.8
1.8
2.4
2.4
-64.6
-64.6
67
67
14.7
14.7
4根
37#墩
1.8
1.8
2.5
2.5
-59
-61
61.5
63.5
14.4
14.4
4根
38#墩
2
2
2.8
2.8
-53.7
-58.2
56.5
61
14.7
14.7
4根
39#墩
2
2
2
2
-59
-59
61
61
15.1
15.1
4根
40#墩
2
2
1.7
1.7
-69.3
-71.8
71
73.5
16.2
16.2
4根
41#墩
2
2
2.3
2.3
-53.2
-49.7
55.5
52
15
15
4根
42#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-52.9
-52.9
54.5
54.5
17.8
17.8
4根
43#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-52.9
-52.9
54.5
54.5
18
18
4根
44#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-55.9
-55.9
57.5
57.5
18.4
18.4
4根
45#墩
1.8
1.8
1.9
1.9
-52.1
-52.1
54
54
22.1
22.1
4根
46#墩
1.8
1.8
1.8
1.8
-53.7
-53.7
55.5
55.5
19.8
19.8
4根
47#墩
1.8
1.8
1.7
1.7
-55.3
-55.3
57
57
17.6
17.6
4根
48#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-55.9
-55.9
57.5
57.5
16.7
16.7
4根
49#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-56.9
-56.9
58.5
58.5
16
16
4根
50#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-58.4
-58.4
60
60
16.7
16.7
4根
51#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-60.4
-60.4
62
62
17.5
17.5
4根
52#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-58.4
-58.4
60
60
18.3
18.3
4根
53#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-56.9
-56.9
58.5
58.5
19.1
19.1
4根
54#墩
1.8
1.8
1.6
1.6
-57.4
-57.4
59
59
17.5
17.5
4根
55#墩
1.6
1.6
1.5
1.5
-60.5
-60.5
62
62
15.7
15.7
4根
56#墩
1.6
1.6
1.5
1.5
-61
-61
62.5
62.5
16.9
16.9
4根
57#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-61.7
-61.7
63.5
63.5
18.4
18.4
4根
58#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-60.7
-60.7
62.5
62.5
18.4
18.4
4根
59#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-58.2
-58.2
60
60
18.2
18.2
4根
60#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-60.2
-60.2
62
62
18.1
18.1
4根
61#墩
1.6
1.6
1.9
1.9
-61.1
-61.1
63
63
18
18
4根
62#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-61.7
-61.7
63.5
63.5
17.9
17.9
4根
63#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-61.7
-61.7
63.5
63.5
17.7
17.7
4根
64#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-48.7
-48.7
50.5
50.5
24.4
24.4
4根
65#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-52.7
-52.7
54.5
54.5
23.5
23.5
4根
66#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-51.7
-53.2
53.5
55
27.5
27.5
4根
67#墩
1.6
1.6
1.8
1.8
-46.2
-46.2
48
48
22.7
22.7
4根
68#墩
2
2
1.8
1.8
-37.2
-39.2
39
41
17.9
17.9
4根
69#墩
2
2
1.8
1.8
-34.2
-36.2
36
38
13.2
13.2/15.2
4根
70#台
1.6
1.6
2.4
2.4
-23.6
-25.6
26
28
9.6
11.6/14.6
8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。

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

3.6
0
3.6
3.6
8根
5#墩

10
2.5
12.5
12.5
8根
6#墩

10
7
17
17
8根
7#墩

10
4
14
14
8根
8#墩

10
7.8
17.8
17.8
8根
9#墩

8.2
0
8.2
8.2
4根
10#墩

8.1
0
8.1
8.1
4根
11#墩

10
2.6
12.6
12.6
4根
12#墩

8
0
8
8
4根
13#墩

10.5
0
10.5
10.5
4根
14#墩

10.2
0
10.2
10.2
4根
15#墩

10
4
14
14
4根
16#墩

10
1.5
11.5
11.5
4根
17#墩

10
2
12
12
4根
18#墩

10
3.7
13.7
13.7
4根
19#墩

10
4.6
14.6
14.6
4根
20#墩

10
5.5
15.5
15.5
4根
21#墩

10
7.9
17.9
17.9
4根
22#墩

10
7.1
17.1
17.1
4根
23#墩

10
9.1
19.1
19.1
4根
24#墩
1.2
10
10
21.2
21.2
4根
25#墩

10
10.4
20.4
20.4
4根
26#墩

10
6.9
16.9
16.9
4根
27#墩

10
10
20
20
4根
28#墩
3.1
10
10
23.1
23.1
4根
29#墩
1.5
10
10
21.5
21.5
4根
30#墩

10
10
20
20
4根
31#墩

10
8.1
18.1
18.1
4根
32#墩

10
6.1
16.1
16.1
4根
33#墩

10
9.9
19.9
19.9
4根
34#墩
4.8
10
10
24.8
24.8
4根
35#墩

10
8.1
18.1
18.1
4根
36#墩

10
4.7
14.7
14.7
4根
37#墩

10
4.4
14.4
14.4
4根
38#墩

10
4.7
14.7
14.7
4根
39#墩

10
5.1
15.1
15.1
4根
40#墩

10
6.2
16.2
16.2
4根
41#墩

10
5
15
15
4根
42#墩

10
7.8
17.8
17.8
4根
43#墩

10
8
18
18
4根
44#墩

10
8.4
18.4
18.4
4根
45#墩
2.1
10
10
22.1
22.1
4根
46#墩

10
9.8
19.8
19.8
4根
47#墩

10
7.6
17.6
17.6
4根
48#墩

10
6.7
16.7
16.7
4根
49#墩

10
6
16
16
4根
50#墩

10
6.7
16.7
16.7
4根
51#墩

10
7.5
17.5
17.5
4根
52#墩

10
8.3
18.3
18.3
4根
53#墩

10
9.1
19.1
19.1
4根
54#墩

10
7.5
17.5
17.5
4根
55#墩

10
5.7
15.7
15.7
4根
56#墩

10
6.9
16.9
16.9
4根
57#墩

10
8.4
18.4
18.4
4根
58#墩

10
8.4
18.4
18.4
4根
59#墩

10
8．2
18.2
18.2
4根
60#墩

10
8.1
18.1
18.1
4根
61#墩

10
8
18
18
4根
62#墩

10
7.9
17.9
17.9
4根
63#墩

10
7.7
17.7
17.7
4根
64#墩
4.4
10
10
24.4
24.4
4根
65#墩
3.5
10
10
23.5
23.5
4根
66#墩
7.5
10
10
27.5
27.5
4根
67#墩
2.7
10
10
22.7
22.7
4根
68#墩

10
7.9
17.9
17.9
4根
69#墩

10
3.2
13.2
13.2/15.2
4根
70#台

9.6
0
9.6
11.6/14.6
8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, 因此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, 插打过程中经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。