港珠澳大橋大直徑鋼管樁試樁方案(共35頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上港珠澳大橋主體工程橋梁大直徑鋼管樁試樁1、工程概況港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，是連接香港特別行政區(qū)、廣東省珠海市、澳門特別行政區(qū)的大型跨海通道，是列入國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要交通建設項目。建設內容包括：海中主體工程（粵港分界線至珠澳口岸之間區(qū)段）、香港界內跨海橋梁、香港口岸、珠澳口岸、香港連接線、珠海連接線及澳門連接橋。項目總平面布置見圖1。主體工程范圍：粵港分界線至珠澳口岸之間區(qū)段，總長29.6公里，其中橋梁長約22.9公里，沉管隧道長5.99公里(不含橋隧過渡段)，為實現(xiàn)橋隧轉換設置兩個長度各為625米的隧道人工島。圖1 港珠澳大橋項目總平面布置圖2、研究目的

2、和意義工程區(qū)域地質情況較復雜、環(huán)境保護要求高，缺乏可以利用的試樁資料，因此有必要在工程區(qū)域內進行工藝試樁，通過施工工藝試樁研究鋼管樁成樁施工工藝，并研究鋼管樁的關鍵施工設備、關鍵材料組織和關鍵參數(shù)，為鋼管樁施工組織及施工圖設計提供依據(jù)；本工程鋼管樁基礎直徑大、承載力要求高。為確保工程設計和施工的安全可靠，需要在工程實施前在工程海域進行樁基施工工藝和承載力驗證。主要試驗目的如下：1 鋼管樁制樁、打樁設備及施工工藝的試驗驗證本工程鋼管樁直徑為2.0m，樁基要求進入強風化不小于2.0m(或進入中風化)，對打樁設備能力提出了很高的要求。需要通過現(xiàn)場試驗，測試打入樁在沉樁錘擊過程中樁身最大拉壓應力、樁端

3、閉塞效應等沉樁情況，初步提出錘型、停錘標準等沉樁工藝的參數(shù)，并對擬選的樁錘、打樁工藝及參數(shù)進行驗證和調整。鋼管樁極限承載力的確定通過現(xiàn)場試驗，確定鋼管樁的極限承載力，并獲取土層的側阻、端阻力和樁身的應力及變形數(shù)據(jù)，從而為樁基設計提供可靠的數(shù)據(jù)。3、試樁布置港珠澳大橋主體工程橋梁試樁統(tǒng)一采用本項目建立的平面及高程控制測量系統(tǒng)。大橋施工將建立海中臨時參考站及測量控制點，為滿足海中橋梁施工測量定位的需要，擬在青州航道橋、江海直達船航道橋和九州航道橋附近的試樁平臺上建立GNSS臨時參考站。經研究，三個參考站宜設在K19、K27和K33處，位于橋軸線北側100米左右。根據(jù)橋位處水文及地質情況，大直徑鋼管

4、樁的試樁位置結合海上測量平臺的選點需要，擬選定在青州航道橋附近橋軸線北側100米左右。具體見圖2圖2 鋼管打入樁平面布置圖在試樁平臺上均可設置強制歸心觀測墩，用于安置GPS接收機和電子全站儀進行施工測量。根據(jù)以上要求及試樁需要相結合，各類試樁的具體位置及相應軸線樁號見下表。序號相應軸線樁號X-坐標Y-坐標相應的鉆孔號試樁類型樁底標高(m)單樁軸向受壓承載力容許值(kN)1K19+003.918 .298 CKQ17直徑2.0m鋼管樁-93.7123572K19+003.908 .956 CKQ17直徑2.0m鋼管樁-93.7123573K27+033.405 .457 CKQ41直徑2.22.

5、0m鋼管復合樁-104.3350474K27+033.201 .906 CKQ41直徑2.22.0m鋼管復合樁-104.3350475K33+317.096 .939 JDQ09直徑2.01.8m鉆孔灌注樁-43.1283726K33+317.234 .133 JDQ09直徑2.01.8m鉆孔灌注樁-43.128372表注：試樁樁底標高為暫定值。4、試樁工作內容1. 完成試樁結構設計及試樁研究工作大綱編制。2. 完成一組共兩根鋼管樁的試樁研究。3. 樁基承載力試驗研究(1) 測定單樁極限承載力、樁身軸力分布及土體分層側阻力和端阻力；各土層界面上的沉降位移、樁端位移、樁身彈性壓縮及土層的塑性變形

6、；(2) 測定樁端閉塞效應；(3) 通過對試樁的高應變動力測試，測試樁身完整性及極限承載力（包括初打和復打承載力測試）。4. 樁基施工工藝試驗研究(1) 研究大直徑鋼管樁制樁、打樁設備及施工工藝，同時對插打施工過程中的環(huán)境影響進行評估。(2) 測試打樁過程中樁身拉、壓應力和樁頂壓應力，并確定打樁施工的錘型、停錘標準；(3) 測定試樁平吊、垂直吊運時的樁身撓度，并測定吊運過程中不同角度（0、15、30、45）樁身應力分布，并在現(xiàn)場進行拍照攝影；(4) 試樁范圍內各做2個靜力觸探測試，觀測打入樁樁內泥芯情況記錄錘擊數(shù)、貫入度、落錘高度及貫入度隨深度變化曲線；(5) 同步觀測在波浪、水流作用下，不同

7、潮位時樁身應力，樁周泥面沖刷情況。歷時不少于2個月，要求在每次大潮汛時連續(xù)觀測3天，一般要求每2小時觀測一次，漲急、落急和風浪較大時適當增加觀測次數(shù)。波浪、水流、潮位的觀測應和樁身應力的觀測同步進行。5. 試樁結束后，其試樁結構將用作施工海上測量平臺。5、主要技術要求在沉樁能達到設計標高的情況下，記錄總的錘擊數(shù)和最后10cm的平均貫入度；如沉樁無法達到設計標高，記錄總的錘擊數(shù)、最后10cm的平均貫入度和最后樁尖實際高程與設計高程的距離。在沉樁無法達到設計標高的情況下，應及時與設計溝通解決。試樁采用自平衡法加載，荷載箱的位置宜選在樁基底部；打樁結束后，在試驗開始前應安排不小于25天的休止時間；試

8、驗結果需要考慮沖刷深度后的影響；所有試樁中的基樁均應認真作好沉樁記錄，具體要求按現(xiàn)行規(guī)范沉樁記錄方法有關規(guī)定進行。對試打樁的落錘高度、貫入度、錘擊次數(shù)、入土深度應進行同步記錄，以便提供錘擊數(shù)、貫入度、落錘高度隨深度變化曲線；本次試樁既是承載力試樁，也是鋼管樁制作、沉樁等施工工藝試樁，因此專題承擔單位應根據(jù)本試驗任務書編制詳細的試驗方案，試驗方案應包括技術方案和進度安排。施工方應與試驗單位密切配合制定詳細的施工方案，方案應在試驗開始前提交給業(yè)主單位與設計單位審核；試樁施工完成后，施工單位應及時總結（包括對鋼管插打噪音和減噪措施效果進行評價）、整理施工的成功經驗及不足之處，對大直徑超長樁的施工方法

9、、施工精度、施工設備及施工組織提供指導性意見；測試單位應根據(jù)實際試樁要求，合理布設所需檢測儀器、預埋測試元件；承載力試樁完成后測試單位應提供試樁工程報告，要求綜合分析試驗成果并提供指導性意見。6、鋼管打入樁試樁施工6.1、沉樁施工工藝流程施工準備測量網(wǎng)復核及施工基線布置運 樁運樁方駁靠打樁船打樁船拋錨定位吊 樁夾 樁停 錘鋼管樁施打移船定位退 船鋼管樁制作圖3 打入樁施工工藝流程圖6.2、鋼管樁加工鋼管樁加工有兩種方法：1、整根鋼管樁加工 2、根據(jù)目前國內現(xiàn)有打樁船的打樁能力，鋼管樁分兩節(jié)加工。6.2.1、鋼管樁整根加工鋼管樁直徑2.0m，壁厚28mm，樁尖6.5m范圍壁厚為30mm，總長度9

10、8.7m，重量145.388t，在樁頂填心混凝土范圍內壁有9個剪力環(huán)。外壁采用雙層環(huán)氧粉末涂層，內壁采用無溶劑液體環(huán)氧涂層。根據(jù)鋼管樁的長度重量等參數(shù)，鋼管樁加工廠需要選擇：1、有能夠加工95m樁長的場地。2、有能夠起吊150t重量的起重設備，3、有出運碼頭。4、有防腐施工能力。6.2.1、鋼管樁分兩節(jié)加工 第一節(jié)長度60m左右，第二節(jié)長度38.7m，采用法蘭盤螺栓連接，法蘭盤入土深度20m以上。6.3、運樁駁的選擇試樁鋼管樁直徑2.0m，長度98.7m，重量145.388t，試樁數(shù)量2根，主要根據(jù)樁的長度選擇運樁駁，需要選擇長度不小于90m的駁船（裝船后還需懸臂9m）。駁船采用自航駁還者由拖

11、輪拖帶均可。6.4、鋼管樁的運輸由于鋼管樁尺寸長、重量大、易滾動且涂有防腐層，為確保運輸安全及鋼管樁防腐層不致?lián)p壞，須對駁船進行加固改造。在駁船甲板上設置穩(wěn)樁支架，支架用型鋼制作，樁間用枋木支墊隔開。鋼管樁支點處甲板須進行加固處理，支點間距810m。鋼管樁由運樁駁運到施工現(xiàn)場后，及時對駁船進行拋錨定位，將其停靠在水深較深的區(qū)域，避免退潮后運樁駁重載擱淺、坐灘。及時通知質檢人員和監(jiān)理工程師上船對管樁進行檢查、驗收。驗收合格的管樁方可進行沉樁施工。6.5、施工測量采用采用GPS系統(tǒng)進行沉樁測量定位，利用GPS RTK定位技術進行沉樁定位測量具有定位方便、速度快的特點，可實時提供放樣點的三維坐標且不

12、受天氣影響，可全天候作業(yè)，在外海水域作業(yè)優(yōu)點突出。6.6、打樁船及樁錘選擇由于樁長98.7m，重量145.388t，需要選擇起重能力150t以上，打樁長度為95m+水深的樁船。樁入土深度88m，單樁軸向受壓承載力容許值12357KN，根據(jù)橋涵施工手冊估算錘沖擊能量：E25P=25X12357=N.mE錘的一次沖擊動能，N.mP單樁設計荷載，KN選用BSP CG370型液壓打樁錘。BSP液壓錘作業(yè)清潔，無廢氣排放?；蛘哌x擇HIS-800 打擊能量800KN.m,錘重38t（勝利油田二分公司）BSP CG370液壓錘主要技術性能表型號最大能量(kNm)沖程(mm)總長度(m)最大沖程時沖擊次數(shù)(次

13、/min)沖擊頻率(次/min)基本重量(kg)基本長度(mm)工作壓力(bar)工作流量(L/min)BSP CG37037020015008.375321100346506930250650驗算錘沖擊能量是否符合要求K=(Q+q)/E=(346.5+1453.88)/370=4.86其中：K錘的實用系數(shù)Q錘的總重力，KNq樁的重力KNE錘的一次沖擊動能，KN.m K值不宜大于下列數(shù)值 雙動汽錘和柴油錘 5.0 6.7、配套船舶根據(jù)現(xiàn)場條件，應配備相應輔助船舶（起錨艇、拖輪等）配合打樁船起錨、移船、定位、避風等；定位駁船?？窟\樁船。6.8、替打 由英國生產的BSP CG370打樁錘與替打連接

14、在一起，不需再另外加工替打，錘墊也是英國配套生產的高分子材料。6.9、樁船拋錨定位根據(jù)打樁船上GPS定位系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)，打樁船由拖輪拖到施工地點附近，進行粗定位。然后由拋錨艇按設計的錨位逐個精確拋錨定位。6.10、吊裝就位待打樁船錨拋好后絞纜，樁駁靠打樁船，裝船吊裝。6.11、鋼管樁定位操縱室通過觀察樁架上的角度測量儀調整樁架的傾斜度，以使樁身斜率符合設計要求；再根據(jù)預先輸入的單樁平面扭角（方位角）、平面坐標，依據(jù)船上專用的GPS定位系統(tǒng)顯示的圖形和數(shù)據(jù)，通過調整船位的方法，使樁到達設計位置?；炷凉軜抖ㄎ换静襟E如下：粗略定位 樁進龍口套背板后，解掉副鉤兩綁扣，分別調整樁架垂直度和上下移動上

15、、下背板，使樁左右處于垂直狀態(tài)。然后慢慢移船到GPS顯示屏幕上的設計樁位。基本定位 通過粗定位樁的上下偏位達到規(guī)范要求范圍內，收緊樁船四周錨纜，在正側面儀器的監(jiān)控下慢慢松主鉤下樁。樁到砂面穩(wěn)樁后，觀測樁的偏位情況，再通過微移樁船，使樁正位。如下樁后偏位較大，不能用移船糾偏，要用主鉤把樁提起，重新定位，直到樁位正位為止。精確定位 樁正位后，如測量樁位無明顯變化，解除主鉤兩吊點綁扣。再次復測樁位，在確定樁位正位情況下，才能響錘沉樁。沉樁過程中，測量要全過程跟蹤，隨時通報樁的偏位變化情況。樁的允許偏位必須滿足規(guī)范和設計要求。6.12、沉 樁（1）沉樁前根據(jù)施工需要標畫出樁身標尺，對長度不同的管樁進行

16、分類編號，沉樁時可根據(jù)編號選擇相應長度的管樁進行沉樁施工。為保證沉樁質量，對樁位數(shù)據(jù)必須認真計算和復核，并用GPS儀器進行現(xiàn)場定位和校核，確認無誤后方可用于施工放樣。 （2）沉樁時，樁錘、替打和樁三者應保持在同一直線上，替打保持平整，避免產生偏心捶擊。沉樁前先檢查樁錘、替打、樁身三位一體之軸心是否在同一線上。為減小沉樁過程中產生的應力，同時為了避免溜樁情況的發(fā)生，開始時樁錘應以低檔位進行捶擊沉樁，錘擊正常后再開高檔位進行沉樁。（3）管樁位置通過GPS測量定位好后，通過吊樁移船使管樁就位。將打樁船定位錨纜拉緊，以確保樁位和船體穩(wěn)定。管樁通過自重下沉入龍口，同時監(jiān)測下沉管樁樁位的變化。在樁自沉后，

17、不可過多糾正偏位，只能“微”調船位和龍口。如果樁位變化超過允許的誤差范圍，須立即停止樁的下沉，將樁拔起，并查明原因，重新定位。管樁自沉穩(wěn)樁后進行壓錘，直至管樁不再下沉。查看并復核樁位是否符合要求，如果樁位變化超過允許的誤差范圍，應立即停止樁的下沉，將樁拔起，并查明原因，重新定位。樁在壓錘穩(wěn)定后，松開抱樁器，啟動液壓錘，進行捶擊沉樁。在沉樁過程中，如出現(xiàn)貫入度異常、樁身突然下降、過大傾斜、移位等現(xiàn)象，應立即停止沉樁，并會同相關部門及時查明原因，以采取有效措施解決問題。沉樁時考慮到有可能出現(xiàn)的偏位，施工前應清楚水下可能存在的障礙物并根據(jù)事先探明的地質變化情況決定下樁時的提前量。并在沉樁施工過程中隨

18、時注意觀察，對提前量參數(shù)進行適當調整。沉樁時還應考慮避免樁船走錨，纜繩絆樁（特別是前進纜要穿過已沉樁區(qū)），背板蹩樁以及方駁或打樁船碰撞。避免用移船方法糾正樁位，禁止在基樁上帶纜。漲落潮時，應隨潮水的漲落適時松、緊纜繩，以保持船位不變和防止個別錨纜受力過大。管樁沉樁施工應連續(xù)進行，不要中途停頓，以免管樁周圍的土壤恢復而增加沉樁的阻力。7、承臺施工沉臺尺寸為：長9.6m，寬3.6m、高4.0m，鋼管樁下沉完畢并做完各種試驗檢測之后，在鋼管樁上方焊接牛腿，鋪型鋼作為承臺施工的支撐系統(tǒng)，按常規(guī)進行承臺施工。9、試樁測試港珠澳大橋主體工程橋梁鉆孔灌注樁試樁1、工程概況港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，是連

19、接香港特別行政區(qū)、廣東省珠海市、澳門特別行政區(qū)的大型跨海通道，是列入國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要交通建設項目。建設內容包括：海中主體工程（粵港分界線至珠澳口岸之間區(qū)段）、香港界內跨海橋梁、香港口岸、珠澳口岸、香港連接線、珠海連接線及澳門連接橋。項目總平面布置見圖1。主體工程范圍：粵港分界線至珠澳口岸之間區(qū)段，總長29.6公里，其中橋梁長約22.9公里，沉管隧道長5.99公里(不含橋隧過渡段)，為實現(xiàn)橋隧轉換設置兩個長度各為625米的隧道人工島。圖1 港珠澳大橋項目總平面布置圖2、研究目的和意義工程區(qū)域地質情況較復雜、環(huán)境保護要求高，缺乏可以利用的試樁資料，因此有必要在工程區(qū)域內進行工藝試樁，通過施

20、工工藝試樁研究鉆孔灌注樁成孔及成樁施工工藝，并研究灌注樁的施工設備、施工組織、施工泥漿和施工參數(shù)（如混凝土配合比、混凝土初凝時間等），為鉆孔灌注樁施工組織及施工圖設計提供依據(jù)；另外，通過鉆孔灌注樁承載力試驗，獲取各土層及樁端持力層有關參數(shù)、測定樁基沉降和變形，為進一步核定鉆孔灌注樁各項設計參數(shù)和單樁極限承載力提供參考依據(jù)。3、試樁布置港珠澳大橋主體工程橋梁試樁統(tǒng)一采用本項目建立的平面及高程控制測量系統(tǒng)。 大橋施工將建立海中臨時參考站及測量控制點，為滿足海中橋梁施工測量定位的需要，擬在青州航道橋、江海直達船航道橋和九州航道橋附近的試樁平臺上建立GNSS臨時參考站。經研究，三個參考站宜設在K19、

21、K27和K33處，位于橋軸線北側100米左右。根據(jù)橋位處水文及地質情況，鉆孔灌注樁的試樁位置結合海上測量平臺的選點需要，擬選定在九洲航道橋附近橋軸線北側100米左右。在試樁平臺上均可設置強制歸心觀測墩，用于安置GPS接收機和電子全站儀進行施工測量。根據(jù)以上要求及試樁需要相結合，各類試樁的具體位置及相應的軸線樁號見下表。序號相應軸線樁號X-坐標Y-坐標相應的鉆孔號試樁類型樁底標高(m)單樁軸向受壓承載力容許值(kN)1K19+003.918 .298 CKQ17直徑2.0m鋼管樁-93.7123572K19+003.908 .956 CKQ17直徑2.0m鋼管樁-93.7123573K27+03

22、3.405 .457 CKQ41直徑2.22.0m鋼管復合樁-104.3350474K27+033.201 .906 CKQ41直徑2.22.0m鋼管復合樁-104.3350475K33+317.096 .939 JDQ09直徑2.01.8m鉆孔灌注樁-43.1283726K33+317.234 .133 JDQ09直徑2.01.8m鉆孔灌注樁-43.128372表注：試樁樁底標高為暫定值。4、研究工作內容1. 完成試樁結構設計及試樁研究工作大綱編制。2. 完成一組共兩根鉆孔灌注樁的試樁研究。3. 研究鉆孔灌注樁成孔、成樁施工工藝，研究并確定適合本項目的輕質化學泥漿及清孔措施；單樁承載力測試；

23、測試各土層及樁端持力層有關參數(shù)，測定樁基沉降和變形；在施工過程中探索和總結降低鋼護筒插打噪音、有利于環(huán)保及無污染的施工措施。4. 試樁結束后，其試樁結構將用作施工海上測量平臺。5、主要技術要求 本試樁既是承載力試樁，也是施工工藝試樁，因此專題承擔單位應制定詳細的鉆孔樁施工方案并報業(yè)主及設計單位審核； 鉆孔樁施工所采用作業(yè)平臺強度應滿足風浪及大型施工設備承載的要求； 樁基鋼護筒應采用Q235B鋼板，鋼護筒壁厚20mm，單根長不小于50m。鋼護筒底口應進行加勁，且設置刃腳以減小沉放阻力。護筒在運輸過程中兩端需加強以避免變形，起吊支點范圍內需設局部加強。鋼護筒在沉放、插打施工工程中應采用導向架或其它

24、有效措施嚴格控制施工精度。鋼護筒的垂直度誤差不得大于1/400，樁頂中心的平面位置誤差不得大于5cm； 鉆孔灌注樁成孔建議采用旋轉鉆機氣舉反循環(huán)法施工，施工單位應根據(jù)樁徑、樁長、護筒長度、護筒重量及鋼筋籠總重等各項施工參數(shù)合理選擇鉆機、起重設備及其它施工設備； 試樁樁基樁徑大、鉆孔深，護筒外水位受潮位變化影響大，鉆孔過程中容易出現(xiàn)縮徑和漏漿等現(xiàn)象，因此施工單位在鉆孔施工過程中應通過工藝試驗配制不分散、低固相、高粘度的輕質化學泥漿護壁；密切注視潮位變化，確保護筒內水位比潮位高2.0m左右；定時對孔內泥漿進行檢測，保證孔內泥漿性能指標符合要求；制訂嚴密的防掉鉆、防塌孔的技術保證和應急處理措施； 施

25、工單位應預計將來工程全面開工期間混凝土拌和站的可能布置位置、生產能力以及海上交通情況，合理確定單樁混凝土澆注時間。并據(jù)此進行樁基C45水下混凝土配合比試驗，確定混凝土初凝時間，以保證成樁質量； 施工過程中施工單位應對試樁周圍河床泥面局部沖刷情況進行觀測，最終提供樁周局部沖刷的實測資料及樁周河床沖淤與水流的關系； 鉆孔樁在承載力試樁前，應通過聲測法檢測樁身的完整性； 試樁施工完成后，施工單位應及時總結（包括對輕質化學泥漿、清孔措施、鋼護筒插打噪音和減噪措施效果進行評價）、整理施工的成功經驗及不足之處，對鉆孔灌注樁的施工方法、施工精度、施工設備及施工組織提供指導意見； 試樁采用自平衡法加載，荷載箱

26、的位置宜選在樁基底部； 承載力試樁過程中應確定樁的極限承載力，并給出各土層對樁的側向極限摩阻力、樁端極限承載力、各土層界面上的沉降位移、樁端位移、樁身彈性壓縮及土層的塑性變形等情況； 測試單位應根據(jù)實際試樁要求，合理布設所需檢測儀器、預埋測試元件； 承載力試樁完成后測試單位應提供試樁工程報告，要求綜合分析試驗成果并提供指導性意見。 控制混凝土外壁泥皮厚度等工藝分析。6 鉆孔灌注樁施工6.1 施工方案打設輔助鋼管樁及鋼護筒搭設鉆孔平臺進行鉆孔樁施工。采用泥漿護壁、回旋鉆氣舉反循環(huán)成孔工藝，攪拌船澆筑水下混凝土。所有樁內先用鉆頭帶鋼絲刷的鉆機鉆孔至護筒底口以上1m位置，再用所選型號鉆機鉆孔至終孔；

27、灌注混凝土用導管在鋼筋籠施工完成前先進行短節(jié)接長，當鋼筋籠連接、固定完成后，再進行長節(jié)接長；所澆筑混凝土均用攪拌船生產、泵送至安置在需澆混凝土孔旁的大集料斗中，再通過溜槽、小料斗、導管進行水下混凝土澆注。6.2 施工工藝流程施工工藝流程。沉渣檢測澆注水下混凝土樁基檢測二次清孔檢測泥漿合格后提鉆并檢孔滿足規(guī)范及設計要求不滿足規(guī)范及設計要求鉆孔成孔并清孔排渣系統(tǒng)形成鉆孔平臺搭設形成鉆機就位安裝、調試泥漿凈化系統(tǒng)形成泥漿池、沉淀池就位泥漿制備形成循環(huán)系統(tǒng)實驗室按施工要求配置移鉆機、下放鋼筋籠下鉆頭進行掃孔下放導管導管接長合格不合格合格鉆孔樁施工工藝流程圖6.3 鉆孔平臺搭設6.3.1鉆孔平臺設計鉆孔

28、平臺由樁基、梁系組成，每個鉆孔平臺用9根100010mm鋼管樁支撐，樁長為30m左右，樁間用5008mm的鋼管連接，主承重梁為貝雷梁、I25分配梁及10mm厚鋼面板組成，平臺頂標高為+8m。鉆孔平臺結構具體見圖。6.3.2鋼護筒加工、運輸鉆孔平臺鋼護筒均用Q235B鋼板，鋼護筒內徑2.0m，壁厚20mm，長45.1m，重44.934t，在專業(yè)工廠加工制作。鋼護筒均按設計規(guī)格拼裝成整樁，按沉放順序分批加工制作，出廠檢驗合格后，用駁船運輸至施工現(xiàn)場。為防止鋼護筒在吊運及沉放過程中發(fā)生變形，2000鋼護筒底口100cm范圍內用12mm鋼板設置加強圈，頂?shù)卓谟眯弯撛O置“米”型內支撐，為防止下沉過程中管

29、樁底口變形或拉裂，鋼護筒吊直后應將底口“米”內支撐割除。1400鋼護筒底口各80cm范圍內用10mm鋼板設置加強圈。6.3.3鋼護筒沉放 鋼護筒施沉有兩種施工方案：1使用振動錘沉鋼護筒 2、使用打樁船沉鋼護筒6.3.3.1、鋼護筒用振動錘施沉起重船的選擇：單根鋼護筒長45.10m，重44.934噸。選用與鋼管復合樁施工所用的起重船相同，均為200t的全旋轉起重船“宇航18#”。宇航起重18號起重船起重性能表 船 體 主 尺 度船長（m）60船寬(m)22型深(m)4.38吃水(m)起 重 性 能臂角（度）30354045505560657075主鉤作業(yè)半徑（m）49.547.244.841.6

30、38.53531.22723.118.8起吊高度（m）33.43740.143.646.549.251.753.955.556.9允許負荷（t）555965728092107128158200付鉤作業(yè)半徑（m）62.359.355.851.947.64338.13327.622起吊高度（m）43.247.551.95659.863.266.268.770.972.6允許負荷（t）45506060606060606060注：起吊高度為鉤頭至水面距離。振動錘的配置：一般情況下，選擇振動錘需滿足兩個條件：一是振動錘的激振力FR應大于土的動摩阻力Fu；二是振動錘的激振力FR應大于振動系統(tǒng)結構重量W的1

31、.201.40倍。土的動摩阻力Fu：FuKlULil=0.46.28（6.410+7.113+4.150+3.325+1.7555+3.5585+2.6100）=2755KN式中：Kl土層液化系數(shù)，K10.4。Li鋼管樁在不同土層中的入土深度。U 鋼管樁周邊長度，U=6.28m。l不同土層的單位摩阻力。（地質孔JDQ09）W鋼管樁和振動錘自重。 應選擇擊振力大于2755KN的振動錘，選用ICE V360振動錘ICE V360振動錘性能表 基本參數(shù)振動錘外形尺寸（mm）動力柜外形尺寸（mm）重量（kg）長寬高長寬高振動錘動力柜液壓頭24158152110965356788117981016078

32、5機械性能偏心力矩最大激振力最大上拔力空載振幅功率130kg.m3203kN2000KN37mm783Kw/2100RPM鋼護筒的起吊：浮吊一吊鉤掛兩根軟索吊鋼護筒頂口的兩個吊點，另一吊鉤掛兩根52鋼絲繩起吊中間兩個吊點。起吊中：在開始平吊中，中間兩吊點受力，頂口吊點不受力，單需帶緊軟索；起吊至一定高度（3540米）后，開始下放中間兩個吊點，頂口吊點保持不動，直至鋼護筒下放豎直，解除中間兩吊點，由頂口吊點將鋼護筒喂進導向架內。同時，在鋼護筒中間兩吊點的下放過程中，鋼護筒部分將進入水中。鋼護筒的定位：采用GPS全站儀定位。定位船在測量的指揮下移至樁位位置，運樁船?？扛〉酢ｄ撟o筒起吊由宇航18#浮

33、吊的兩個吊鉤完成。當鋼護筒起吊豎直后，將鋼護筒送進導向架內，卡好限位裝置，并通過限位裝置及樁頂口的軟索調整鋼護筒的傾斜度，邊下放邊調整，慢慢下放至泥面（此時軟索受力，不讓鋼護筒在自重下下沉），再由測量調整鋼護筒的平面位置及傾斜度，當平面位置偏差在5cm以內、傾斜度1/400以內，下放鋼護筒，履帶吊脫鉤，起吊ICE V360型液壓振動錘就位，測量再次復核鋼護筒的平面位置及傾斜度，合乎施工要求后，振動下沉到位，下沉以頂標高控制為主。6.3.3.2、使用打樁船沉護筒由于鋼管打入樁試樁采用了大型的打樁船，因此鉆孔平臺鋼管樁及鋼護筒均可采用此打樁船施工，根據(jù)設計鉆孔平臺樁位按順序施打即可。此方法的優(yōu)點是

34、不需大型起重設備及大型振動錘，節(jié)約成本。6.3.4 鉆孔施工鉆孔施工采用泥漿護壁、回旋鉆機鉆進氣舉反循環(huán)清孔的施工工藝，主要包括鉆進成孔、清孔、鋼筋籠制作安裝和水下混凝土澆注等工序。6.3.4.1鉆機選型樁基主要穿過砂層、礫砂層等地層，鉆孔選用氣舉反循環(huán)工藝進行施工，擬選用ZDK1215、ZSD2500型鉆機，使用直徑1.80m的刮刀鉆頭鉆進成孔。鉆孔樁直徑2.0m1.8m，樁徑大、深度深，進入微風化花崗巖4m左右，成孔難度大，為保證成孔要求，選用ZJD2500/1500反循環(huán)鑿巖鉆機鉆孔。ZJD2500/1500反循環(huán)鑿巖鉆機性能表鉆機型號鉆桿規(guī)格(mm)最大成孔直徑(mm)成孔深度(m)額

35、定扭距(t.m)總功率(KW)排碴方式最大提升能力（t）主機重(t)ZJD2500/1500351203000250015015165氣舉反循環(huán)110256.3.4.2泥漿配置試樁地處中華白海豚核心保護區(qū)，環(huán)保要求很高，因此鉆孔泥漿擬選用輕型優(yōu)質環(huán)保泥漿。樁基鉆孔灌注樁施工時為防止江水被污染，必須將鉆孔泥渣運回后方陸地堆渣場沉淀處理。廢舊物資回收利用，不得隨意拋入江中。泥漿配合比通過試驗室試配后確定.主要原材料和外加劑等在特制的25-30m3制漿池中用射流泵循環(huán)制漿,直至達到設計指標后備用。鉆孔泥漿循環(huán)利用一個泥漿池和一個專用沉渣池,過濾器組成.泥漿循環(huán)過程為:鉆孔中-振動篩-沉渣池-護筒-鉆

36、孔中 旋流分離器每個鉆孔的泥漿經檢驗指標后如果各項指標合格可重復使用,每次鉆孔僅需補充流失的泥漿即可。鉆進過程中和清孔的泥漿指標見下表:各階段泥漿參數(shù)表序號鉆進土層比重粘度S含砂率%酸堿度pH泥皮厚mm失水量（ml/30min）膠體率%備注1新制泥漿1.06-1.0823-260.58-101.01.520992護筒內1.06-1.1023-2648-1022096造漿鉆進3護筒外1.08-1.1023-2628-1022096造漿鉆進4清孔1.03-1.1020-2518-10220996.3.4.3成孔選用氣舉反循環(huán)鉆機鉆孔，泥漿循環(huán)，沉淀利用聯(lián)通的泥漿池及沉渣池，泥漿選用優(yōu)質環(huán)保泥漿。

37、由于樁基為變徑樁（2.0/1.80米），護筒內徑均為2.0m，鉆孔樁孔徑為1.8m，故分為護筒內和護筒外鉆進，先利用帶鋼絲刷的鉆頭鉆至護筒底口以上1m處并掃孔，然后利用1.8m鉆頭鉆進，（變徑位置護筒底口）至樁底。在施工中主要采取以下措施：A、鉆頭作特殊處理,在1.8m鉆頭上設導向裝置,防止提升鉆頭時在護筒底部被卡住,保證鉆頭進出鋼護筒順暢。特別注意導向裝置長度足夠以及護筒底口的具體位置。B、在提升鉆頭時,減慢提升速度,注意提升力和鉆機提升狀態(tài)的細節(jié)變化,邊旋轉邊提升,以便鉆頭順利進出鋼護筒。C、安裝鉆機時,測量人員應仔細放線,確保鉆頭中心線為樁的中心,防止偏鉆。在鉆進過程中對鉆機底座的水平度

38、和鉆塔的垂直度隨時進行檢測，當發(fā)生偏鉆后,應提升鉆頭,調整好鉆機垂直度或平面位置在重新開鉆。D、加強泥漿指標的調配,采用高效優(yōu)質環(huán)保泥漿作鉆孔護壁泥漿,增加旋流除渣器,便于清除泥漿中的微細顆粒,提高泥漿性能的穩(wěn)定性。E、在鉆孔至鋼護筒底部時,控制鉆孔進尺速度和鉆機轉速,投放適當數(shù)量的鋸沫(木材短纖維),增大泥漿護壁泥皮的穩(wěn)定性,防止漏漿。F、鉆出護筒后即變徑位置以下2m左右時,重錘高速鉆進,盡量縮短鉆孔時間,爭取在最短時間內完成 鉆孔施工作業(yè)。當鉆深達到設計標高以上5米左右位置時，泥漿指標按終孔的泥漿指標控制，從而盡量縮短終孔后清孔的時間。當鉆深達到設計標高后，經監(jiān)理批準后，將鉆頭提離孔底30

39、-50cm連續(xù)清孔2-3小時，保證泥漿至少循環(huán)兩次，泥漿的性能指標達到:比重1.03-1.08,粘度20-25S,含砂率小于1%時,才能拆鉆桿、移鉆機，進行成樁作業(yè)。在鉆進過程中，嚴防發(fā)生掉鉆頭，坍孔等事故，發(fā)生鉆機鉆進過程中有異常情況，停機查出問題并解決后方能繼續(xù)鉆進。6.3.4.4檢孔成孔后對孔的質量進行檢測，檢測方法：孔的平面位置即用GPS檢測，孔徑及傾斜度用測徑儀檢測。6.3.5 成樁施工6.3.5.1鋼筋籠制安后場加工：鋼筋籠加工制作在鋼筋加工場內進行。加工場設3條臺座，臺座由混凝土與型鋼支撐為主筋定位半圓鋼板架構成，在支架安裝固定過程中用經偉儀及水準儀進行軸線控制和找平。為保證鋼筋

40、籠上、下及斷面齊平并防止鋼筋籠在制作過程中發(fā)生縱向變形，在底胎模一端頭設10MM鋼板擋板，并用I16支撐穩(wěn)固。鋼筋籠制作時，先在制作好的加勁箍內加焊“十”支撐（支撐采用級鋼筋28），然后在底胎模上按設計間距進行布置。在鋼筋籠制作完成后，進行繞箍。在每節(jié)鋼筋兩端接頭斷面錯開的1.5M范圍之內，為方便鋼筋連接，螺旋鋼筋盤繞收攏預留在兩端頭接頭斷面外，暫不綁扎固定，待現(xiàn)場主筋連接好后，再下放綁扎到位。在螺旋鋼筋綁扎時，扎絲頭子不伸出鋼筋籠外。螺旋箍綁扎完成后進行塑料墊塊的安裝，墊塊每間隔2M呈梅花形布置。墊塊強度和密實性不低于鉆孔樁砼強度（C40）。 鋼筋籠后場制作加工圖見圖 鋼筋籠后場加工制作圖鋼

41、筋籠的運輸：鋼筋籠運輸按先底節(jié)，后頂節(jié)的順序進行。鋼筋籠在后場用吊車吊至運輸卡車之上，四周塞墊穩(wěn)固，兩側用6個花蘭螺絲或2T手拉葫蘆鎖死。鋼筋籠運輸至碼頭上，用20T桅桿吊轉運至駁船上。鋼筋籠在駁船上單層堆放以防止鋼筋籠變形，并且堆放時要求鋼筋籠內的十字型支撐保持一根水平，一根垂直向下受力，嚴禁在十字型支撐斜置的情況下進行堆放。鋼筋籠之間應保持一定的距離，以便于起吊時人工穿索。鋼筋籠運輸工序圖見圖 鋼筋籠運輸工序圖鋼筋籠經駁船運輸至施工平臺后，用起重船分節(jié)吊入樁孔接長下放、定位。按分段順序吊起鋼筋籠，緩慢下放鋼筋籠并通過人工轉動鋼筋籠使之與樁內鋼筋籠主筋對齊，然后進行直螺紋接頭連接。連接完成后

42、進行下放。在下放過程中，割除鋼筋籠內的各種支撐，在每節(jié)鋼筋籠最上端的米字形支撐暫不割除，在下節(jié)鋼筋連接完成后，再行割除。在割除支撐時，要求用直徑為4分的白綜繩綁扎好后再行割除，嚴禁掉入孔中。割除的支撐，經運回后場，周轉使用。連接完成后，略為提起鋼筋籠，取下活動式吊耳，進行下放。為了滿足鋼筋籠起吊和換鉤的要求，每節(jié)鋼筋籠設8個吊耳，8個吊耳均勻設在最頂端加勁箍上。最頂上一節(jié)設置吊耳位置加勁箍采用雙加勁箍，并進行支撐加強。為加快鋼筋籠在長節(jié)接長時的速度，在護筒口均布設置4個活動式吊耳。在設置吊耳位置的加勁箍進行加強。6.3.5.2水下混凝土澆筑水下砼澆注是鉆孔灌注樁施工的主要工序，也是影響樁身質量

43、的關鍵。灌注前須仔細測量沉碴，若混凝土灌注前沉碴超過設計要求，須進行第二次清孔，滿足設計要求經現(xiàn)場監(jiān)理工程師認可后，才能灌注水下砼?；炷僚浜媳仍O計：樁身砼標號為C45，混凝土配合比設計通過試配確定，砼除滿足強度要求外，還應符合下列要求：1）粗集料采用級配良好的花崗巖碎石，粒徑525mm。2）細集料宜采用級配良好的中砂，細度模數(shù)應控制在2.32.8。3）膠凝材料宜不小于380kgm3，改善混凝土的和易性、流動性。4）混凝土初凝時間大于10h，終凝時間小于15小時。5）混凝土的坍落度控制在2022cm，3h以后不小于16cm，流動度不小于50cm。6）混凝土具有良好的和易性、流動性、泵送性，可摻

44、入適量的粉煤灰及外加劑。導管水密性試驗：本工程水下砼澆注導管選用壁厚=12mm，外=325mm的無縫鋼管，連接為T型螺紋的快速接頭。導管須徑水密試驗不漏水。水密性試驗方法是把拼裝好的導管先灌滿水,兩端封閉，一端焊接出水管接頭，另一端焊接進水管接頭，并與壓水泵出水管相接，啟動壓水泵給導管注入壓力水，當壓水泵的壓力表壓力達到導管須承受的計算壓力時，穩(wěn)壓10分鐘后接頭及接縫處不滲漏即為合格?；炷翝仓O備：混凝土澆筑采用1艘150m3/h混凝土拌合船“港渝1號”“港渝1號”砼攪拌船主要技術參數(shù)表 理論生產能力150m3/h船 長 L75.00m型 寬 B13.30m型 深 D3.40m設計吃水 ds

45、1.80m結構吃水 dg2.50m石料艙容積300m3砼澆注：鉆孔樁的最大混凝土方量約142.5m3，預計3.0小時左右澆注完成。因此混凝土拌制采用一艘150M3/H水上攪拌船布置2臺攪拌站，2臺TB60型拖泵經2臺布料桿輸送砼至平臺集料斗，通過料門為漏斗放料灌注。混凝土封底灌注采用撥球法，即在漏斗底部用黃油和塑料薄膜密封，再用塞子在導管口壓住塑料薄膜。塞子通過鋼絲繩掛在起重設備吊鉤上，漏斗也通過另一套鋼絲繩掛在起重設備吊鉤上，兩根鋼絲繩長度不同，導管封底時可提升塞子一定高度而小料斗不受影響，當混凝土堵塞導管時可提升漏斗從而提高導管懸空，增大壓差便于混凝土下落。當集料斗內混凝土方量達到封底方量

46、后，開啟集料斗料門通過溜槽給漏斗供料，當漏斗內灌滿混凝土后立即吊出塞子，使混凝土沿導管下落，同時保持集料斗的儲料不間斷地通過漏斗和導管灌注至水下，從而完成首批混凝土的灌注。封底成功后，隨即轉入正常灌注階段?；炷两洷盟?，不斷地通過集料斗、澆筑料斗及導管灌注至水下，直至完成整根樁的澆筑。正常灌注階段導管埋深控制在410m，且每2030分鐘測量一次砼面標高，測點不少于2個，當測點出現(xiàn)較大的高差時，應及時調整導管埋深，同時混凝土在護筒刃腳以下時須保持護筒內泥漿面高于水位1.5m。灌注至擴大截面處時，導管提升至擴大截面下約2m，稍加大混凝土灌注速度和混凝土的塌落度，當混凝土面高于擴大截面處3m后，將導

47、管提升至擴大截面處上1m，繼續(xù)灌注至樁頂。當混凝土灌注臨近結束時，核對混凝土的灌入數(shù)量，以確定所測混凝土的高度是否準確，當確定混凝土的頂面標高到位后，停止灌注，及時拆除灌注導管。灌注完成時，砼面應不小于設計樁頂標高0.51.0m，以保證樁頭砼質量。在灌注過程中，孔內排出的泥漿經排漿管引流至排渣駁上，定點排放處理。7、試樁測試港珠澳大橋主體工程橋梁大直徑鋼管復合樁試樁1、工程概況港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，是連接香港特別行政區(qū)、廣東省珠海市、澳門特別行政區(qū)的大型跨海通道，是列入國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要交通建設項目。建設內容包括：海中主體工程（粵港分界線至珠澳口岸之間區(qū)段）、香港界內跨海橋梁、

48、香港口岸、珠澳口岸、香港連接線、珠海連接線及澳門連接橋。項目總平面布置見Error! Reference source not found.。主體工程范圍：粵港分界線至珠澳口岸之間區(qū)段，總長29.6公里，其中橋梁長約22.9公里，沉管隧道長5.99公里(不含橋隧過渡段)，為實現(xiàn)橋隧轉換設置兩個長度各為625米的隧道人工島。圖1 港珠澳大橋項目總平面布置圖2、研究目的和意義工程區(qū)域地質情況較復雜、環(huán)境保護要求高，缺乏可以利用的試樁資料；大直徑鋼管復合樁屬創(chuàng)新技術，因鋼管復合樁的鋼管內壁需要設置剪力環(huán)等構造，考慮到內壁剪力環(huán)對施工的影響，有必要在工程區(qū)域內進行工藝試樁研究，探索并積累大直徑鋼管復合

49、樁成孔及成樁施工經驗，研究并驗證大直徑鋼管復合樁的施工設備、施工組織、施工泥漿和施工參數(shù)（如混凝土配合比、混凝土初凝時間等），為大直徑鋼管復合樁施工組織及施工圖設計提供依據(jù)；另外，通過大直徑鋼管復合樁承載力試驗，獲取各土層及樁端持力層有關參數(shù)、測定樁基沉降和變形，為進一步核定大直徑鋼管復合樁各項設計參數(shù)和單樁極限承載力提供參考依據(jù)。3、試樁布置港珠澳大橋主體工程橋梁試樁統(tǒng)一采用本項目建立的平面及高程控制測量系統(tǒng)。大橋施工將建立海中臨時參考站及測量控制點，為滿足海中橋梁施工測量定位的需要，擬在青州航道橋、江海直達船航道橋和九州航道橋附近的試樁平臺上建立GNSS臨時參考站。經研究，三個參考站宜設在

50、K19、K27和K33處，位于橋軸線北側100米左右。根據(jù)橋位處水文及地質情況，大直徑鋼管復合樁的試樁位置結合海上測量平臺的選點需要，擬選定在江海直達船航道橋附近橋軸線北側100米左右。在試樁平臺上均可設置強制歸心觀測墩，用于安置GPS接收機和電子全站儀進行施工測量。根據(jù)以上要求及試樁需要相結合，各類試樁的具體位置及相應的軸線樁號見下表。序號相應軸線樁號X-坐標Y-坐標相應的鉆孔號試樁類型樁底標高(m)單樁軸向受壓承載力容許值(kN)1K19+003.918 .298 CKQ17直徑2.0m鋼管樁-93.7123572K19+003.908 .956 CKQ17直徑2.0m鋼管樁-93.712

51、3573K27+033.405 .457 CKQ41直徑2.22.0m鋼管復合樁-104.3350474K27+033.201 .906 CKQ41直徑2.22.0m鋼管復合樁-104.3350475K33+317.096 .939 JDQ09直徑2.01.8m鉆孔灌注樁-43.1283726K33+317.234 .133 JDQ09直徑2.01.8m鉆孔灌注樁-43.128372 表注：試樁樁底標高為暫定值。4、研究工作內容1. 完成試樁結構設計及試樁研究工作大綱編制。2. 完成一組共兩根鋼管復合樁的試樁研究。3. 研究大直徑鋼管復合樁成孔、成樁施工工藝，研究并確定適合本項目的輕質化學泥漿

52、及清孔措施；單樁承載力測試；測試各土層及樁端持力層有關參數(shù)，測定樁基沉降和變形；在施工過程中探索和總結降低鋼管插打噪音、有利于環(huán)保及無污染的施工措施。4. 試樁結束后，其試樁結構將用作施工海上測量平臺。5、主要技術要求 本試樁既是承載力試樁，也是施工工藝試樁，因此專題承擔單位應制定詳細的鋼管復合樁施工方案并報業(yè)主及設計單位審核； 鋼管復合樁施工所采用作業(yè)平臺強度應滿足風浪及大型施工設備承載的要求； 樁基鋼管應采用Q345C鋼板，鋼管的壁厚及鋼管內壁的剪力環(huán)等構造見附圖資料。鋼管底口應進行加勁，且設置刃腳以減小沉放阻力。鋼管在運輸過程中兩端需加強以避免變形，起吊支點范圍內需設局部加強。鋼管在沉放

53、、插打施工工程中應采用導向架或其它有效措施嚴格控制施工精度。鋼管的垂直度誤差不得大于1/400，樁頂中心的平面位置誤差不得大于5cm； 鋼管復合樁成孔建議采用旋轉鉆機氣舉反循環(huán)法施工。施工單位應根據(jù)樁徑、樁長、鋼管長度、鋼管重量及鋼筋籠總重等各項施工參數(shù)合理選擇鉆機、起重設備及其它施工設備； 試樁樁基樁徑大、鉆孔深，鋼管外水位受潮位變化影響大，鉆孔過程中容易出現(xiàn)縮徑和漏漿等現(xiàn)象，因此施工單位在鉆孔施工過程中應通過工藝試驗配制不分散、低固相、高粘度的輕質化學泥漿護壁；密切注視潮位變化，確保鋼管內水位比潮位高2.0m左右；定時對孔內泥漿進行檢測，保證孔內泥漿性能指標符合要求；制訂嚴密的防掉鉆、防塌孔的技術保證和應急處理措施； 施工單位應預計將來工程全面開工期間混凝土拌和站的可能布置位置、生產能力以及海上交通情況，合理確定單樁混凝土澆注時間。并據(jù)此進行樁基C45水下混凝土配合比試驗，確定混凝土初凝時間，以保證成樁質量； 施工過程中施工單位應對試樁周圍河床泥面局部沖刷情況進行觀測，最終提供樁周局部沖刷的實測資料及樁周河床沖淤與水流的關系； 鋼管復合樁在承載力試