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1、利用钢管桩支架作业平台进行深水桩基施工工艺 三福高速公路桥一分公司利用钢管桩支架作业平台进行深水桩基施工施工工艺一、 前言三福高速公路尤溪互通2#桥，横跨尤溪县雍口水库，水深1018m，左右幅分离，水中部分设计为24根2.2m钻孔桩基础。施工中采用钢管桩搭设水上作业平台，下钢护筒施工，取得成功，根据在现场施工过程控制的基础，总结利用钢管桩搭设水上作业平台的施工工艺。二、 钢管桩搭设水上作业平台施工工艺流程图（图）三、 钢管桩施工平台的设计 （）、布置形式：根据钻孔桩桩间距6.08.7m，及施工人员、机械施工作业范围，确定搭设14m7m的作业平台，钢管桩布置为3排4根，管桩间距依桩基间距不同分别
2、设置尺寸。管桩横纵向设剪刀撑连接。桩顶企口内安放I40a工字钢横梁，间距同管桩横向间距，横梁上为14m长桥面梁板2根，间距3.0m，分配梁留出护筒空档，其间为钻孔桩位，外侧铺5cm厚木板,周边设置钢管栏杆防护。（如图2） 桩间距尺寸6.06.5997.067.408.7A5.845.5415.315.144.667B2.322.9193.383.724.666C3.123.123.123.123.12 单位：米 （）、平台检算：、 根据施工机械（钻机）、人员、工字钢、桥面板自重及钻机作业冲击力，确定所承受荷载：钻机自重：12t； 锤重：8t工字钢及桥面板自重：67.67.0414802=4.1
3、t人员及施工荷载： 2KN总荷载： 243KN考虑冲击荷载取1.3系数 P=316KN每根钢管桩所承荷载P1=31612=26.3KN、 根据地质资料显示，河床软弱覆盖层较薄，其下为强风化砂岩，钢管桩采用支承桩进行检算。单桩承载力检算： P=(0.30.5)RCA 式中：(0.30.5)系数 基岩有裂纹、易风化采用0.3，匀质无裂纹采用0.45，据地质资料，取系数为0.4；RC 岩石试块单轴抗压极限强度（Kpa），地质报告显示，河床下2.0m左右强风化岩石强度为5000 Kpa；A 桩底横截面面积（m2），D=0.72 d=0.70P=0.45000(D2-d2) 4 =44.6KNP1=26
4、.3KN （合格） 单桩稳定性计算：长细比=l/i式中i=截面惯性半径，i=I/A =0.251 ； I 惯性矩，(1/64) (D4-d4)； l 压杆的计算长度，l=l，因钢管桩一端伸入岩石中，一端伸出水面，虽有斜撑连接，为增加安全系数，按一端固结，一端自由检算。2。自由端桩长按20m计算。 =159.3100，可以使用欧拉公式。 临界力Plj Plj2EI/l2E 弹性模量，钢 2.1108Kpa； Plj1821.1KN 折减系数=kn/0ny 式中 k临界应力，kPljA 0屈服强度，0240Mpa n强度安全系数，n=1.6 ny稳定安全系数，钢为1.83.0，取2.0 =0.27
5、2 稳定条件 p=P/A =7.4Mpa150Mpa 稳定性满足施工要求。 四、主要机械设备 （见表1）主要机械设备表（表1） 机械设备名称 规格型号 单位 数量 作用 水上浮吊 20t/10t 台 2 钢管桩的插打，平台及护筒安设，钻机移位，钢筋笼吊放，砼的吊灌及其它水上吊装作业。运输船 浮箱拼装 艘 2 水上设备材料的运输。导向船 浮箱拼装 艘 2 插打钢管桩时定位及做为施工平台。机动船 994型 艘 2 水上动力设备。振动锤 60KW/40KW 个 2 下沉管及下沉护筒。发电机 75kw 台 1 打桩时提供临时用电。锚碇设备 砼预制 个 4 水中船只锚碇。潜水设备 套2 水下切割、焊接钢
6、管桩 自制 套 8 水中平台支撑（12根一套）钻机 TS-220 台 3 钻孔卷板机 自制 台 1 卷制护筒及钢管桩龙门吊 10t 台 1 起吊钢板及护筒五、劳动力组织 （见表2 ）劳动组织（表2）职务或班组 工作内容 人数 分工 经理 负责全面施工生产 1总工 负责现场技术管理 1 技术室 技术指导、管理、质检 5 测量3人、质检1人 施工资料整理及测量 技术员2人运输队 材料设备的水上运输 10 机动舟司机2人、指挥2人、普工6人打桩队 钢管桩及钢护筒打设拆除 14 指挥1人、浮吊司机1人、电焊工2人，气割工2人、普工8人 机修队 铁件加工及机械维修 10 电焊工3人，气割工2人、普工5人
7、钻机队 钻孔、清孔、灌注砼 30 钻孔人员18人、普工12人潜水队 水下切割、焊接 8 潜水员4人、指挥1人、协助人员3人 六、施工工艺（）、浮吊是水上作业重要的起重设施，每步施工过程都有其参与完成，浮吊由浮平台及CWQ20型拆装式桅杆起重机组成，起重机主要技术性能为： 臂长 20.5m； 最大起重量 20t； 幅度范围 4.5420.67m ； 臂杆回转角度范围 220度；臂杆变幅角度范围 678度； 起升高度 17.63m。浮吊的拼装是水上施工作业的第一步。见浮吊立面示意图（图3） 、 选用13个92.71.65米的浮箱连接成浮吊的水上平台，浮箱横纵采用22螺栓连接，布置形式为5+5+3，
8、总长27m，总宽13.5m，在浮平台上拼装自制桁架，桁架为7.57.5角钢焊接而成，长3.0m，高2.0m，间距2.7m。支架立好后，支架上用螺栓连接3排12.50.70.4m钢箱梁作为浮吊主机平台，间距30cm。浮平台自重58.5t，吊机自重约20t，浮吊总重78.5t，自重吃水0.25m，为保证浮吊起吊重物后前后吃水平衡，尾部三节浮箱加水配重。、 吊机结构由臂杆、立柱、斜撑、底座、转盘和驾驶室组成。作业由起升机构、变幅机构、回转机构组成。a. 臂杆由四根无缝钢管主肢和斜腹杆拼焊面成，分底节、标准节、上节。底节长8米，标准节长5米，上节长7.5米,每节之间均采用销轴连接,增减标准节数量可将臂
9、长拼接成20.5m、25.5m、30.5m三种不同长度，随臂长增加，最大起重量减小为10t，臂杆下端用销轴与立柱下部铰接，两侧与转盘之间装有稳定拉杆。b. 立柱为箱形结构，分止下两节，两节之间采用法兰和连接杆混合连接，立柱上节安装有工作平台，起升、变幅钢丝绳的导向滑轮。立柱顶端装有转动 立柱下部支承在球头支座上。c. 斜撑为筒式结构，分上下两节，两节之间为法兰连接，斜撑上端与转动轴连接，下部与底梁连接。d. 底座由两根底梁、十字底盘、横梁组成。两根底梁成水平90度与十字底盘用销轴连接，横梁用销轴连接在底梁上，横梁中间装有回转钢丝绳的水平导向滑轮和垂直导向滑轮。e. 转盘是用槽钢围制成的贺形，分
10、两半用连接板连接，组装在立柱底部法兰上，并用8根斜撑角钢将转盘与立位连接。f. 起升、变幅机构由卷扬机直接驱动，回转机构由旋转卷扬机通过两根钢丝绳带动转盘，使立柱和臂杆实现左右回转动作。、 浮吊拼装a. 起重机底座拼装：依次安装十字底盘，用螺栓与钢箱梁连接；两根底梁、横梁，与十字底盘之间用销轴连接，横梁用两个螺栓连接在两根底梁的上面，底梁用门架与支架箱梁焊接。连接螺栓时反复多次拧紧，使每个螺栓的预紧力基本相等，然后安装支座。b. 安装立柱：立柱在地面上用法兰拼成整体，装好滑轮组，将立柱吊装在支座上，用螺栓与支座法兰连接。在未安装斜撑前，用揽风固定。c. 安装转盘、斜撑：转盘为两半圆形分别与立柱
11、下面的法兰用螺栓连接，同时连接转盘与立柱的斜撑角钢。立柱斜撑应在地面拼接好后以一定斜度起吊，用销轴与立柱顶端及底梁连接，拆除缆风。d. 驾驶室：驾驶室底部有两根连接槽钢与立柱上的连接角钢用螺栓连接。e. 卷扬机及大臂的安装：在底梁及浮箱平台上，依次安装旋转、变幅、起升卷扬机，用螺栓连接。卷扬机上缠绕有钢丝绳。大臂先在地面用销轴连接成一体，臂长可根据需要，调整使用，最长可达30.5m，初次拼接臂长20.5m，大臂下端由销轴与转盘连接。f. 安装电气线路，缠绕旋转、变幅、起升钢丝绳。 （）、钢管桩及钢护筒卷制、 卷板场地的布置：卷板场配备10t自制龙门吊一台，自制卷板机一台。钢管桩选用10mm厚钢
12、板，钢护筒用12mm（顶节）、14mm（底节）厚钢板。卷板机最大卷板幅宽为1.8m，卷制直径由可调钢棍上下调节控制。钢管桩及钢护筒均由焊接连接。、 钢管桩直径为720mm，10mm厚钢板宽度为1.5m，卷制前，根据计算管桩的周长切割钢板，由龙门吊起吊切割好的钢板送入卷板机，因管桩直径较小，卷板无法一次完成，采用渐近法调整钢锟间距，反复卷压，接口对好后，先点焊连接，松开卷板钢锟，由龙门吊出管桩，进行管桩的平纵缝焊接。管桩焊接采用双面（内侧、外侧）平焊缝。为便于吊装，长度先连接到9-11m，然后根据长度要求再进行焊接。、 钢护筒根据桩径不同分别为2.46m（2.2m钻孔桩），1.8m（1.5m钻孔桩）两种，卷制方法相同。因护筒底节需穿入强风化地层，护筒底节需加强，所以每根护筒分底节和上节两部分，底节为3.6m，由14mm钢板卷制；上节长度根据水深确定，由12mm钢板卷制。卷制工艺与钢管桩相同。因护筒直径较大，在调好第一节护筒后，可在钢锟调节器上记下位置，以后的卷制中可一次完成。（）、导向船拼装及
