钻孔灌注桩钢护筒综合项目施工专项方案.doc

引桥钻孔灌注桩钢护筒施工方案

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中铁十二局集团有限公司
XXXXXXXXXXXX联岛大桥工程项目部
4月1日

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加构造受力，其高出承台底以上某些进行切割回收运用。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、钢护筒构造参数及工程量
钢护筒重要构造参数及工程量如下表：
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)
1
6#
2
Q235
10
2700
5.6
-3.23
9
692.6
6233.7
12467.5
2
7#
2
Q235
10
2700
5.6
-13.36
19
692.6
13160
26320.2
3
8#
2
Q235
10
2700
5.6
-13.94
20
692.6
13853
27705.5
4
16#
2
Q235
10
2700
5.6
-15.29
21
692.6
14545
29090.7
5
17#
2
Q235
10
2700
5.6
-15.08
21
692.6
14545
29090.7
6
18#
2
Q235
10
2700
5.6
-14.85
20
692.6
13853
27705.5
7
19#
2
Q235
10
2700
5.6
-14.38
20
692.6
13853
27705.5
8
20#
2
Q235
10
2700
5.6
-13.41
19
692.6
13160
26320.2
9
21#
2
Q235
10
2700
5.6
-12.77
18
692.6
12467
24934.9
10
22#
2
Q235
10
2700
5.6
-11.61
17
692.6
11775
23549.7
11
23#
2
Q235
10
2700
5.6
-10.38
16
692.6
11082
22164.4
12
24#
2
Q235
10
2700
5.6
-11.19
17
692.6
11775
23549.7
13
25#
2
Q235
10
2700
5.6
-8.9
15
692.6
10390
20779.1
表1 钢护筒重要构造参数及工程量表
  以上钢护筒长度仅按照卵石层厚度为5m拟定，实际长度需要依照卵石层清理后海床标高拟定
三、钢护筒构造设计
1、钢护筒孔口构造
依照桥位处水文条件、钢护筒下放过程中受力状况，以及满足钢护筒顶口振打和底口入土规定，对钢护筒构造进行了设计，最后拟定钢护筒直径2.7m，采用壁厚10mmQ235钢板卷制。为避免钢护筒在下沉过程中发生变形，分别对钢护筒顶口和底口进行加强。护铜顶端采用同钢护筒厚度相似钢板进行加强，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。钢护筒底部设立3道500mm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构造图如图1所示,成型效果如图2所示。
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

2、导向架设计与制作
2.1为保证钢护筒准拟定位及竖直度，采用定位导向架定位，定位导向
架采用钢桁构造，长6m。导向架构造形式见图3所示。
2.2导向架重要作用：保证钢护筒在自重作用下及在持续施振时可以垂直
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，并固定在已完毕钻孔平台钢护筒设计顶口位置。
3.2导向架下端悬臂段采用“井”字形型钢固定在平台周边钢管桩上下平联上，或将导向架与井字架焊成整体然后固定在钢护筒周边钢管桩上。
3.3导向装置内设立有供钢护筒定位、纠偏、调节液压千斤顶和锁定装置。运用撬棍等对钢护筒进行微调定位、施沉过程中纠偏，运用木楔和I32a工字钢等对调节后钢护筒进行锁定。
图3导向架构造示意图

两端吊耳
顶部吊环
图4吊点位置示意图
（3）吊耳设立
工程施工前护筒由吊车采用两点起吊，经运送车平移至桩架前，竖起来后由履带吊起重机单点起吊，两点起吊吊点位置和单点起吊吊点如图4所示。吊耳采用厚度为25mmQ235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）内支撑设立
为防止护筒起吊、运送过程中变形，钢护筒内部设立Φ32钢筋米字撑（如图5所示）。在运送过程中只容许堆放两层，并做好护筒之间隔垫保护，避免挤压变形。护筒吊装前要及时检查支撑与否存在松动脱焊现象，如发现则及时测量护筒椭圆度，并调节后补焊。
图5 护筒米字撑布置图

三、钢护筒施工
依照钢护筒重要构造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、焊缝检查→第二次振动下沉→移走导向架→继续振动下沉到位→防护办法。
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
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暂时固定。
表2 钢护筒分节长度表
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#
9
9
0
第一节进入海床
7#
19
15
4
第一节进入海床
8#
20
15
5
第一节进入海床
9#
20
15
5
第一节进入海床
15#
21
15
6
第一节进入海床
16#
21
15
6
第一节进入海床
17#
21
15
6
第一节进入海床
18#
20
15
5
第一节进入海床
19#
20
15
5
第一节进入海床
20#
19
15
4
第一节进入海床
21#
18
15
3
第一节进入海床
22#
17
15
2
第一节进入海床
23#
16
15
1
第一节进入海床
24#
17
15
2
第一节进入海床
25#
15
15
0
第一节进入海床
3.1.2夹管：撤下大钩改挂DZ135振锤，使其下端液压夹持器夹紧护筒顶端，同步挂上辅助钢丝绳。
3.1.3对位：将夹紧钢护筒吊起，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
施工中护筒精度重要取决于护筒着床时精度，因此对护筒插打着床时定位至关重要，测量人员必要进行认真、细致观测调节。
第一节护筒竖直度及底口坐标采用管内浮球检测法进行控制。详细办法为：
图6 浮球法测钢护筒底面位置及垂直度
第一步，下护筒前，在护筒底口上方2m左右管壁对称焊四个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如下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，护筒内水基本处在静止状态，可以通过浮球位置来判断钢护筒底口位置与否偏离设计位置。
3.3首节护筒固定
当护筒着床并定位后，应及时在钢护筒上焊接倒挂牛腿，测量校核，运用木楔锁定钢护筒，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在互相垂直两个方向设监测点，指挥吊车操作，使钢护筒自然垂直对准桩位，启动振锤；同步，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状态下沉入土中。两个观测点持续观测钢护筒垂直度，发既有倾斜倾向及时调节大钩位置进行纠正。
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，在保证钢护筒位置精确，桩身有足够稳定性后，再采用振动下沉。
4.4在振动过程中，振动锤、夹桩器等必要连接可靠，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，依照测量成果进行细致调节，测量时可在平台上同步设点，以便于测量交汇，插打过程中通过测量来控制护筒位置和标高。
4.6因考虑潮位影响及通视限度等因素，护筒定位现场完毕计算，计算数据应互相校核，以保证计算对的性。
5、钢护筒施工质量控制
5.1.1钢护筒沉放时机宜选取在平潮时进行；起吊前应确认导向架与否安放到位，氧割、电焊机等与否能正常使用。
5.1.2在平潮一种小时前先将第一节钢护筒放到平台上，并确认好缆绳起吊方式。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，依照测量员指引进行垂直度调节。
5.1.3平面位置和垂直度调节到设计值之后，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节振动锤位置，使其重心在钢护筒中心位置。
5.1.4钻孔桩钢护筒施工质量应符合表3规定。

表3护筒质量控制检查项目
项次
检查项目
规定值或容许偏差
检查办法和频率
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

6、钢护筒打设过程常用问题及防治、解决办法
表4 常遇问题及防治、解决办法
常遇问题
产生因素
防治办法及解决办法
护筒达不到设计标高或打设困难
振动锤大小与护筒形状、断面和地层不匹配；
更换适当振动锤
锤垫选取不当，打击能量损失太大；
更换适当锤垫
遇地下障碍物或护筒侧摩阻力很大或土密度很高或桩距过小；
清除障碍物；更换适当振动锤
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，综合判断后拟定与否更换。
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
实际底端持力层比原勘查评估深
继续施打，打进桩端持力层
夹 渣
焊渣未完全清除就焊
应将前层焊渣完全清除
焊条运营速度太慢
稍增大电流，保持焊渣不先行速度
未 焊 透
焊缝间隔狭窄
保证焊接质量
焊接速度太快或太慢
焊接电流低
焊枪角度或目的位置不适当
夹 渣
焊渣未完全清除就焊
应将前层焊渣完全清除
焊条运营速度太慢
稍增大电流，保持焊渣不先行速度
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
焊接迈进行预热，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起吊前应对起吊机具，设备认真检查，以保证其性能满足施工规定。
7.2履带吊移动时，应收杆并处在低位；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、手势要对的。
7.3起吊前应检查护筒吊耳与否开裂；锤击时，人员应远离桩锤以免浮现意外伤人。
7.4水上作业人员应配带好安全帽及做好防滑办法；汛期和台风时，应加强机械设备安全保障办法，并做好人员及船只避风办法；施工应选在风力不大于4级时进行，风力不不大于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；水上作业人员必要穿救生衣。