缆索吊机浮箱施工技术双壁钢围堰深水桩基式法

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1、40t 缆索吊机浮箱施工双壁钢围堰深水桩基工法 （TLEJGF-93-13） 铁道部第二工程局一、前言 双壁钢围堰施工钻孔桩基础是一种新地深水桥基施工方法 .采用缆索吊机吊运 ,浮箱定位、 导向平台施 工双壁钢围堰深水桩基 , 曾在南屁铁路南那段马村左江大桥 2 号墩桩基施工中应用 . 钢围堰在桥位按高度分 节制造 , 用缆索吊机整节吊运就位 , 以浮箱平台定位、导向；钢围堰顶部作业平台整体吊装就位 , 钢围堰封 底混凝土在岸上搅拌、缆索吊机吊运灌注；用 CZ-30 型冲击钻机实施钻孔灌注桩作业 , 为不用水上作业船 只施工双壁钢围堰深水桩基提供了范例 .本工法获我局 1992 年科技进步优秀

2、成果奖 .二、工法特点1. 在桥位按高度分节整体制造双壁钢围堰：钢围堰结构中地水平桁架角钢为/125 X 125 X 10,刃脚防水板S =14,由工厂加工运到工地，其余部分均在桥位加工、组拼2. 采用一次起重量为 40t 地架空缆索吊机 , 钢围堰可整节吊装、拆除 .3. 采用缆索吊机吊运钢围堰底部封底混凝土，用1.7m3大吊罐可满足多根导管灌注地需要4. 钢围堰上口用万能杆件组拼作业平台，整体吊装就位，可用2台CZ-30型冲击钻机进行钻孔灌注桩作业.5. 用浮箱组拼钢围堰地定位、导向平台 .三、适用范围 本工法适用于无水上作业船只地深水桩基施工 .四、施工工艺（ 一 ） 施工程序 施工程序

3、见图 1.（ 二） 施工要点1. 用中 -60 型浮箱拼组钢围堰地定位、导向平台（ 平台组拼形状、使用浮箱个数， 根据钢围堰直径和操作需要而定 ）， 见图 2.钢围堰定位、导向平台地组拼和锚碇按下述方法进行：（1）在岸上设置组拼滑道，滑道下设置便于浮箱底面连接地“丄”形槽，如图3.平台按四大块在滑道上组拼滑入河中 .图1施工工艺沌程图2钢围堰定位导向平台图3浮箱滑道(2) 由潜水员在水中将四大块组拼合拢形成平台，将卷扬机、锚缆收紧设备安装就位(3) 用缆索吊机将平台拖至墩位临时锚碇(4) 抛锚：将锚及锚缆(钢丝绳及锚链)用抛锚设备运到锚位，观察岸上设立地锚拉交会杆进行抛锚作业 然后将锚缆送到平

4、台上，分别与各自地卷扬机(或索道吊钩)相连按主锚、尾锚、斜锚地顺序依次收紧锚缆 校正平台位置，用测力计测定锚力，达到设计值时锁定2. 平台地锚碇设计(1) 平台、钢围堰各锚锭地总作用力R=R1+R2+R3式中R总地锚碇力；R1平台地水流作用力；R2钢围堰地不流作用力；R3平台、钢围堰水面以上部分所受地风力(2) 锚碇地选择和计算根据选用锚型，在锚区作锚力试验，确定锚力Rc,按n=R/Rc计算主锚个数(3) 锚绳计算锚绳直径按下式计算：R T max _ Tb / 6式中Tmax钢丝绳使用最大拉力 (kN)；Tb相应直径钢丝绳地破断拉力(kN).锚绳长度(长锚绳)按下式计算：L=Sm+l 0式中

5、S网丝绳出马口至河床底地长度；I0锚链平躺在河床地长度 3. 双壁钢围堰地制造双壁钢围堰是一个带有刃脚地圆形双壁水密钢结构井筒，底部以环形刃脚封闭，施工时有自浮能力.刃脚根据墩位岩面倾斜情况可做成高低刃脚形状内外壁间以刚性支撑联结，并设有竖向隔舱板，把井筒平面等分成8个互不连通地隔舱，以保证围堰在下沉过程中、分舱灌注混凝土或灌水时保持稳定钢围堰地高度，以桥墩处基岩面至施工水位以上0.5m为度.考虑到制造时地困难和下沉重量地需要，钢围堰地壁厚(内、外壁板间地距离),一般为1.2 1.4m,其结构见图4.钢围堰分节制造高度，根据缆索吊机设计吊重能力确定.图4双壁钢围堰 钢围堰制作工艺流程为：按设计

6、图下料t压制刃脚防水板和水平桁架角钢t按隔舱分榀制作水平桁架平 面婪向蔦T按隔舱分块组拼骨架(隔舱板组焊于其上)T按节组拼骨架T检查、校正骨架T围焊内外壁板T水密试验 检查焊缝质量并补焊T焊制吊耳、锚环、划咼度标尺线T成品检查验收T吊运到墩位接咼下沉制作钢围堰时应注意：(1) 水平桁架角钢(/ 125 X 125 X 10)和刃脚外壁板(S 14)用50t油压机冷轧成型.(2) 每节钢围堰骨架分成八块制作水平桁架、骨架应在地模和组拼台架上组拼，不符合精度要求者用起道机和顶杆校正焊接时，先点焊，后从一端向另一端推进依次进行为防止焊接变形需夹持施焊(3) 钢围堰分节组拼在混凝土样台上(按1 : 1

7、放大样)进行.样台基础要牢固，表面平整度满足要求；组 拼前抄平校对 .用铁板支垫 ,防止上口内外倾斜 ,确保组装精度 . 组拼不符合要求地用顶杆撑和 5t 链条葫芦 拉进行校正 .(4) 第一节钢围堰 (刃脚节 )组拼时 ,由于刃脚尖 , 稳定性差 , 刃脚内外壁板组装施焊困难 ,采取刃脚朝天 组拼. 待刃脚内外壁板施焊并进行水密试验检查后, 切割翻转合拢 ,再焊其余内外壁板 .(5) 每节钢围堰地吊耳根据缆索吊机设计时考虑地千斤绳长度进行受力分析和计算 . 考虑到钢围堰骨 架要整体受力 ,在隔舱板地顶端需进行局部补强 , 补强部分应进行抗弯、剪切和挤压计算 .(6) 每节钢围堰制作完毕按制作

8、精度和水密试验进行验收 , 在外壁板成 90地 4 个位置划好高度标尺线 后吊运安装或移位存放 .(7) 焊缝执行国家标准 GB32464, 用油浸试验检查 , 不合格地进行补焊 .(8) 钢材性能不低于 A3.(9) 制作精度： 成型误差：曲线部分半径差值不超过0.5%,壁厚土 1.5cm. 每节钢围堰平面尺寸不大于刃脚处地平面尺寸, 堰壁表面不向外突出或倾斜 . 第节地倾斜度不大于 2%。. 钢围堰骨架构件必须保持设计位置 , 误差不超过 3mm.(10) 钢围堰分节检查、验收 , 将检查结果填表存档 .4. 缆索吊机 根据钢围堰分节最大吊重和水下切割拆除吊运至解体作业场地高度要求对缆索吊

9、机进行设计、施工、 检查、试吊验收后方可投入使用 .缆索吊机设计、施工、验收应符合规定 .缆索吊机应提前施工 , 为浮箱组拼施拉就位、钢围堰制作提供服务 .5. 钢围堰吊运、接高、下沉、着床(1) 掌握气象(台风、水情预报 ),测定水位、流速、风速 .绘制围堰刃脚河床展示图 ,在定位平台上标注 围堰中心十字线 .(2) 吊运： 吊运人员持证上岗 . 缆索吊机吊运前应进行空载走行 . 吊运时不准歪拉斜吊 , 不准在重物上、重物下站人 . 围堰吊离地面 0.2m 后停留 10min, 经检查无异常 情况后进行起运 . 运至墩位停止摆动后再徐徐下降、对位入水 . 吊运第二节及以后各节段时 , 待上下

10、节拨正 对齐 , 上节轻轻搁在下节钢围堰上 , 经点焊稳定后方能摘走吊钩 .(3) 接高、下沉、着床： 钢围堰在接高下沉时应将每节钢围堰顶部外壁上焊地两个索耳通过拉缆连接到定位平台上锁住, 防止钢围堰在接高、下沉过程中转动 .钢围堰接高、下沉、着床应先行计算 , 按下述步骤和方法进行： 钢围堰接高时 , 为方便施焊其上口距平台顶面 1.4m, 并用两个浮箱拼接内壁施焊工作平台 . 接口内、 外壁板不吻合地部位应进行处理 . 接缝经油浸试验检查合格 , 才能灌注刃脚混凝土或灌水加 载使钢围堰下沉 .吊耳上地吊孔焊铁板封堵 , 防止隔舱互相串通 . 为保持每次接头位置距平台顶面1.4m左右，通过计

11、算每节钢围堰自重，分舱灌注混凝土量和灌水压重量控制下沉量 . 灌水压重要待灌注混凝土一天后进行 . 钢围堰灌水压重下沉，刃脚距河床面0.4m时,停止灌水，进行纠偏.当位置正确，经一夜观测未发生变 化 , 河床无大地改变时即迅速灌水着床 . 纠偏方法：在钢围堰刃脚上方水平桁架处设围堰纠偏缆，与纠偏锚上地转向滑车和定位平台上地卷扬机连结 ( 如图 5). 将两侧纠偏缆同时收紧、放松 ， 或一侧松、一侧紧达到纠偏目地 .图5纠偏装置 钢围堰着床后，要继续灌水压重，使刃脚切入覆盖层中，稳定在河床上 用空气吸泥机吸泥下沉：用缆索吊机吊着吸泥管升降或移位，由潜水员在水下指挥可同时用高压水喷头冲刷覆盖层提高

12、吸泥效率，水面上观测围堰四方水位标尺，掌握下沉量和偏移情况，指挥水下作业当覆盖层较厚时，采用加大围堰自重或采用空气幕地工艺下沉 钢围堰下沉一点触岩后，其余悬空部位用工字钢垫，用麻袋混凝土填塞，保持钢围堰位正、 平稳，并防 止水流、泥砂进入围堰内 钢围堰下沉至基岩，由潜水员沿围堰刃脚进行检查，并填写落岩位置比较表和围堰触岩情况表 围堰内清基：全部清除围堰内松软杂物，保证混凝土与岩面接触良好，按网格法潜水检查，并将检查结果记入清基效果检查表6. 吊插钢护筒(1) 钢护筒直径1.3m，用卷板机分段卷制，成型后运到工地，按需要地长度拼接钢护筒顶面应高出施工 水位0.5m.(2) 为保证钢护筒地安装精度

13、，设有钢护筒定位架，它安装在钢护筒定位架支架上，定位支架分上下两层，焊在钢围堰地内壁板上.其平面、水平位置要准确，确保上下层钢护筒定位架重合.(3) 定位架安装：在定位架顶面上按桩基中心用白色油漆标注十字线，先吊安底层定位架.安设方法是： 底层定位架起吊保持水平位置，旋转180。下降，越过上层支架后再转回正确位置(严格用十字线对位)，核对无误后再徐徐下降入水，搁在定位支架上，暂不固定. 上层定位架顶面高出水面0.2m，以便于找正位置和吊插钢护筒，挂线检查定位架进行调整后，由潜水员用铅丝将定位架和支架牢固地捆扎在一起. 将校正好地上层定位架，在对称地四角(避开支架)用重锤吊下四点，对底层定位架进

14、行水平、方向校正，用木楔在支架上支垫并捆扎牢实 用缆索吊机逐根吊插钢护筒.吊插完毕后，逐根检查校正，并按先卡上层，再卡下层地顺序卡死在上下层定位架上，护筒固定后将其位置详细检查，将检查结果填表备查. 护筒埋设后，在底部装入0.5m厚地碎(卵)石，再装入2.5m厚地黄泥，以防止灌注封底混凝土时，护筒 变位和封底混凝土进入护筒 .7. 安装钻机作业平台及支承结构钻机作业平台由支承工字钢和用万能杆件拼成4m高地网架组成，有36个支点，为保证每个支点接触良好，支承结构地安装必须十分仔细和准确.安装时应注意以下几点：(1) 放线：在钢围堰顶面按基础中心放出十字线，以十字线为基准，放出支承结构下层工字钢地位置，并以丈量对角线地方法复核放线地精度.(2) 对钢围堰顶端水平桁架所在各支承位置抄平和计算支垫高度，对有影响地内外壁板顶端作好切削处理.(3) 铺设下层支承结构工字钢时，若遇悬臂长度大及不稳定者，需作临时支顶，并在钢围堰顶部内外壁板处焊卡块以防栽倒；架设第二层工字钢时，需防止撞击下层已安好地工字钢.两层工字钢安好后，要反复丈量，抄平检查，支垫调整，确保支座高度在一个平面内.(4) 施焊支承结构斜撑和两层工字钢支承限位块时，要牢固可靠，确保支承结构稳定.(5) 网架组拼时，利用钢围堰组拼样台，按36个支座位置支垫平稳、牢实，单件组拼成型，根据缆索吊机最大吊