內(nèi)河碼頭大直徑鋼護筒引孔栽樁施工工法

1、塑料排水板施工工法PAGE 6水運工程工法申報工法正文（2016年度）工法名稱：內(nèi)河碼頭大直徑鋼護筒引孔栽樁施工工法申報單位： 中建港務建設有限公司 (公章)申報時間： 2016年8月 目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc458763143 1 前言 PAGEREF _Toc458763143 h 3 HYPERLINK l _Toc458763144 2 工法特點 PAGEREF _Toc458763144 h 3 HYPERLINK l _Toc458763145 3 適用范圍 PAGEREF _Toc458763145 h 4 HYPERLINK l _

2、Toc458763146 4 工藝原理 PAGEREF _Toc458763146 h 4 HYPERLINK l _Toc458763147 5.1施工工藝流程 PAGEREF _Toc458763147 h 5 HYPERLINK l _Toc458763148 5.2操作要點 PAGEREF _Toc458763148 h 6 HYPERLINK l _Toc458763149 5.3勞動組織 PAGEREF _Toc458763149 h 7 HYPERLINK l _Toc458763150 6 工料消耗 PAGEREF _Toc458763150 h 7 HYPERLINK l _

3、Toc458763151 8 安全措施 PAGEREF _Toc458763151 h 9 HYPERLINK l _Toc458763152 9 環(huán)保措施 PAGEREF _Toc458763152 h 9 HYPERLINK l _Toc458763153 10 節(jié)能降耗 PAGEREF _Toc458763153 h 9 HYPERLINK l _Toc458763154 11 效益分析 PAGEREF _Toc458763154 h 10 HYPERLINK l _Toc458763155 12 應用實例 PAGEREF _Toc458763155 h 10 HYPERLINK l _

4、Toc458763156 12.1應用實例一：武漢新港陽邏港區(qū)三作業(yè)區(qū)一期工程 PAGEREF _Toc458763156 h 10 HYPERLINK l _Toc458763157 12.1.1 工程概況 PAGEREF _Toc458763157 h 10 HYPERLINK l _Toc458763158 12.1.2 施工情況 PAGEREF _Toc458763158 h 10 HYPERLINK l _Toc458763159 12.1.3 應用效果 PAGEREF _Toc458763159 h 11 HYPERLINK l _Toc458763160 12.2 應用實例二：武

5、漢港陽邏集裝箱港區(qū)二期工程水工碼頭工程 PAGEREF _Toc458763160 h 11 HYPERLINK l _Toc458763161 12.2.1 工程概況 PAGEREF _Toc458763161 h 11 HYPERLINK l _Toc458763162 12.2.2 施工過程及應用效果 PAGEREF _Toc458763162 h 11 HYPERLINK l _Toc458763163 12.3 應用實例三：九江城西港區(qū)集裝箱碼頭一期工程水工碼頭 PAGEREF _Toc458763163 h 11 HYPERLINK l _Toc458763164 12.3.1 工

6、程概況： PAGEREF _Toc458763164 h 11 HYPERLINK l _Toc458763165 12.3.2 施工情況及應用效果 PAGEREF _Toc458763165 h 12內(nèi)河碼頭大直徑鋼護筒引孔栽樁施工工法1 前言（1）2007年10月，九江城西港區(qū)集裝箱碼頭一期工程開建。為解決施工期間汛期水流急、水位高、河床覆蓋層薄、無法進行沉樁施工的難題，通過與常規(guī)搭設輔助平臺進行了技術、經(jīng)濟對比，發(fā)明了適用水下復雜工況的“水上鋼護筒引孔栽樁”施工工法，并在此基礎上研發(fā)了“利用設計鋼護筒直接支撐水上樁基施工平臺”，成功地完成了全部水上灌注樁的施工，獲得了良好的經(jīng)濟、社會效益

7、。（2）2009年3月，武漢港陽邏集裝箱港區(qū)二期工程水上碼頭工程開建。針對復雜的地質(zhì)情況，通過分析打設輔助鋼管樁支撐水上施工平臺的常規(guī)傳統(tǒng)工藝的不利因素，如需要投入大型打樁船機設備、消耗較多輔材、勞動力抽入大、工期長等，提出了“水上鋼護筒引孔栽樁支撐施工平臺”的施工工藝，并成功地完成了本工程全部水上灌注樁的施工，施工質(zhì)量完全滿足設計要求和安全功能的要求。（3）2013年3月，武漢新港陽邏港區(qū)三作業(yè)區(qū)一期起步階段工程開工。該工程位于長江中上游，結構形式為高樁梁板結構，碼頭樁基設計為端承樁。因巖面以上覆蓋層很?。?.3m0.5m），設計要求鋼護筒需嵌入中風化層巖面23m，以保證鋼護筒在施工期間內(nèi)的

8、單樁穩(wěn)定。樁基區(qū)域河床巖層為泥質(zhì)砂巖或砂巖，河床上部為中風化層，逐漸往下變化為微風化層。該段河床為侵蝕性河床，松軟的覆蓋層（0.3m0.5m）和巖石的風化經(jīng)過流水的沖刷被剝離，使河床巖層基本處于裸露狀態(tài)。 工程地處長江中、下游的陽邏水道，水量充沛。長江中下游汛期出現(xiàn)在510月份，7月份主汛期水流速度較大，局部地方流速達到2.5m/s。本工程樁基施工時段為511月份，施工高峰期時段正值長江主汛期。樁基施工需在高水位，大流速，水上凈空較小的情況下進行。為解決以上難題，工程采用“利用設計鋼護筒引孔栽樁支撐水上樁基礎施工平臺”工藝，成功完成了本工程全部水上灌注樁的施工，取得良好的經(jīng)濟社會效益。（4）公

9、司經(jīng)過多年的技術積累和不斷創(chuàng)新，不斷完善引孔栽樁體系設計，在此基礎上形成了大直徑鋼護筒引孔植樁施工工法。該工法關鍵技術2014年5月日經(jīng)上海市科委組織專家鑒定，達到國際先進水平，已獲實用新型專利三項并申報發(fā)明專利兩項。2 工法特點1）施工技術成熟、工藝簡單，能在較復雜的地質(zhì)條件下進行施工，應用廣泛。2）施工過程中大大減少了用鋼量，減少施工投入、加快施工進度。3）工程質(zhì)量和安全性有較好的保證：鋼護筒植入基巖的錨固質(zhì)量、嵌巖樁的施工質(zhì)量等均有較好的保證；汛期單樁穩(wěn)定、施工平臺的穩(wěn)定性也有較好保障。3 適用范圍適用于大水位差、淺覆蓋層或裸露基巖的地質(zhì)水文條件。4 工藝原理植樁施工主要應用于高樁梁板碼

10、頭基樁需要嵌巖，巖面上覆蓋層較薄，巖面較陡的情況。樁基的軸向承載力主要來自巖基中鋼管的側摩阻力和端承力，持力層在中風化巖層。樁基的水平承載力主要來自于植入鋼管樁的內(nèi)澆混凝土在鋼管樁與引孔間外翻混凝土形成剛性節(jié)點，由鋼管樁懸臂端承受。常規(guī)灌注型嵌巖樁施工常將通過在輔助鋼管樁平臺上，通過重錘將鋼護筒打入基巖層內(nèi)，這會導致引起鋼護筒卷邊，影響灌注樁成樁效果。為解決大直徑鋼護筒施工中這一關鍵技術難題，我們通過先在基巖內(nèi)錨固鋼護筒再在鋼護筒上施做施工平臺進行灌注樁施工。工作原理見圖1、圖2。圖1：鋼護筒開孔示意圖中風化泥質(zhì)砂巖中風化泥質(zhì)砂巖鋼護筒植樁施工示意圖樁位中心線覆蓋層中風化泥質(zhì)砂巖(2)理坡、平

11、坡覆蓋層樁位中心線(1)原始地形中風化泥質(zhì)砂巖(3)引孔施工覆蓋層樁位中心線中風化泥質(zhì)砂巖(4)鋼護筒安放覆蓋層樁位中心線翻漿孔中風化泥質(zhì)砂巖(5)清孔、水下混凝土錨固覆蓋層樁位中心線1.8m鋼護筒1.8m鋼護筒圖2：引孔植樁示意5 施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程圖3為工程施工工藝流程。鋼護筒加工鋼護筒進場鋼護筒加工鋼護筒進場檢測設備進場商品混凝土到場鋼筋籠加工制作樁基施工設備進場平臺材料進場混凝土澆筑平臺形成樁位測量復核平臺安全防護泥漿及沉渣檢測嵌巖樁養(yǎng)護鋼護筒樁位引孔鋼護筒安放鋼護筒植樁施工嵌巖樁平臺搭設嵌巖樁樁機就位嵌巖樁成孔施工下放鋼筋籠導管法澆筑混凝土樁基超聲波檢測工程船進

12、場浮吊進場商品混凝土運至現(xiàn)場鋼護筒上牛腿焊接浮吊就位施工機架就位固定泵及導管布置到位修樁頭重復以上工藝45個排架鋼護筒栽樁重復以上工藝45個排架鋼護筒栽樁孔深、孔徑、巖性、沉渣等檢測孔深、孔徑、巖性、沉渣等檢測圖3：施工工藝流程圖5.2操作要點1）根據(jù)甲供工程測量控制網(wǎng)，綜合考慮控制點是否便于施工，現(xiàn)場的通視情況是否良好，占位地基是否穩(wěn)定、可靠、不易發(fā)生位移、沉降以及不易破壞、便于保護等因素，在現(xiàn)場進行第一次控制網(wǎng)布設。高程控制網(wǎng)與平面控制網(wǎng)同步布設，為了便于保護，水準點盡量與平面控制點一致，測量控制網(wǎng)須定期復核。2）安排超前鉆施工，對照設計圖紙，對每個樁位中心布置一個勘探孔，陸域部分鉆孔深度

13、進入中風化巖面1m，水域部分進入中風化巖面2m。3）設計根據(jù)超前鉆地勘報告，通過計算確定設計鋼護筒長度、鋼護筒底標高和入巖深度。安排生產(chǎn)廠家按照設計要求制作鋼護筒，每根鋼護筒比設計長度保留1m富裕量，防止地層遇到斜坡和陡砍，減少接樁，底部開設翻漿孔。根據(jù)施工進度合理安排鋼護筒進場計劃。4）在主體施工船上搭設施工平臺，施工平臺搭設在主體施工船的一側，船體另一側進行壓倉處理，保證設備施工時保持船體和鉆機平衡。施工船為單船，安裝四個施工平臺，駁船按橫向平行于樁排架線，船舷離護筒壁保持30cm。通過岸上全站儀對施工船進行測量定位，船體前后左后錨索固定在指定位置，如遇江水漲落則及時伸縮纜繩進行及時調(diào)整。

14、5）通過測量找準樁的中心點，調(diào)整鉆機讓鉆頭中心對準樁中心。6）鉆機鉆頭直徑為2.2m，先采用低檔低沖程對斜坡面進行理平，再正常引孔，引孔過程中須實時對樁中心點進行監(jiān)控，防止在引孔過程中鉆頭偏位或江水漲落導致船移位導致斜孔和樁偏位過大，如有樁偏位及時進行修正。7）當引孔底標高達到設計鋼護筒底標高時，鉆機停鉆，現(xiàn)場技術人員做好成孔記錄和測量記錄。如遇斜坡和陡砍，須保證孔底距離中風化巖面最低處超過2m，以保證鋼護筒錨樁質(zhì)量。8）鉆機進行清孔，保證底部平整和孔底沉渣在5cm以內(nèi)。9）鉆機移位，定位導向架，導向架采用1.9m1.9m槽鋼架子，先通過測量將導向架中心對準樁中心，再將導向架通過點焊的方式固定

15、在施工平臺上。10）浮吊起吊鋼護筒沉樁，岸上兩臺全站儀交會，嚴格控制樁位偏差和垂直度。鋼護筒沉到孔底，對鋼護筒中心偏位進行測量，調(diào)整到最大樁偏差在5cm以內(nèi)，否則起吊鋼護筒進行再次沉樁進行微調(diào)。11）第一根、第三根鋼護筒利用船體導向架對鋼護筒進行固定，當標準養(yǎng)護的錨樁砼試塊達到10MPa時，對導向架進行拆除，使鋼護筒與船體分開，鉆機再對第二根、第四根進行引孔施工，成孔清孔完成后，浮吊起吊鋼護筒沉樁，然后用28a制作的槽鋼架子對第一個排架的鋼護筒進行夾樁，使第一個排架鋼護筒連成整體，減少后期鋼護筒單樁擺動和偏位。再對第二根、第四根鋼護筒進行錨樁砼澆筑。12）待鋼護筒引孔栽樁施工到第二個排架以后，

16、單樁鋼護筒沉樁以后，夾樁穩(wěn)樁方向改為碼頭岸線方向，從上下游對每軸鋼護筒進行夾樁，搭設水上施工平臺時，再對穩(wěn)樁槽鋼進行拆除。13）施工中加強商品混凝土以及現(xiàn)在砼澆筑的質(zhì)量管理，再由浮吊起吊利用料斗+導管法通過鋼護筒底部開設的翻漿孔進行栽樁施工，鋼護筒內(nèi)多澆灌1m高度混凝土，確保翻漿效果。14）施工前期采用在計算混凝土方量澆筑后，用探灰桿對鋼護筒內(nèi)外混凝土高度進行探摸確定施工質(zhì)量。特殊情況派潛水員進行水下栽樁效果的驗證。5.3勞動組織一個植樁班組可同時進行兩根樁基施工，需配置鉆機工3人，砼工3人，吊裝工4人，測量員2人。6 工料消耗工料分析表中以兩個排架間形成的施工平臺為單位進行人工、機械、材料的

17、消耗量的統(tǒng)計。陽邏三期排架間距為10m，每個排架由4根1800直樁，兩個排架間形成30m12m平臺。陽邏三期植樁平臺（兩個排架間30m12m）關鍵工序主要內(nèi)容人工量主要機械設備材料消耗工期1船載鉆機沖孔在工程船上焊接鉆機平臺；鉆機就位沖孔，孔底清渣8人反循環(huán)沖擊鉆機2臺；泥漿泵2個槽鋼4.8t；角鋼0.3t5d2鋼護筒安裝鉆機移位，吊鋼護筒入孔焊接槽鋼架穩(wěn)固鋼護筒6人吊機船1艘 槽鋼0.29t；3d2澆筑封底混凝土焊接混凝土澆筑平臺就位漏斗+導管法灌注水下砼4人混凝土輸送設備1套槽鋼0.1t2d3鋼護筒焊接鋼牛腿 工程船上支立腳手架鋼護筒兩側焊鋼牛腿4人吊機船1艘；鋼板0.62t；腳手架0.5

18、t2d4鋼護筒兩側焊雙層工字鋼吊機船吊裝50b工字鋼工字鋼與鋼牛腿焊接6人吊機船1艘工字鋼12.1t3d5排架間焊接縱向槽鋼系排架間吊裝2850cm 槽鋼與工字鋼焊接成整體6人吊機船1艘槽鋼34.5t4d6鋪設木板人工滿鋪木板7人1d7拆除平臺6人吊機船1艘 5d7 質(zhì)量控制1）船體晃動大，控制引孔樁中心進度船體晃動嚴重原因分析：工程船為貨船改造，船舷高，自重輕，吃水淺，加之鉆機自重大，鉆頭鉆進時動荷載也大，沖程大，頻率為快。解決方式：在船體兩側主要受力點均衡架設8根300mm鋼管至江底作為工程船的支撐，增加工程船受力點和平衡，試驗效果良好，解決了鉆機鉆進時船體晃動太大的問題。工藝優(yōu)化：類似工

19、程在選用施工船舶時可直接選用平板駁，然后在船體兩側主要受力點均衡架設68根300mm可調(diào)節(jié)鋼管作為工程船的支撐，保證作業(yè)平臺穩(wěn)定。2）控制單根鋼護筒偏位原因分析：當鉆頭還沒完成理坡、平坡時，為了加大鉆進速度，就加大鉆機檔位，使得鉆頭進入巖層一直都傾斜，最終導致孔底不平和傾斜。解決方式：引孔鉆進施工時，須低檔位慢慢理坡、平坡，待鉆機進入巖層后方可加正常鉆進。3）在陡坡、斜坎上引孔鉆進由于施工區(qū)域地質(zhì)情況復雜、多變，在引孔施工過程中，在樁位處經(jīng)常遇到大的斜坡和陡砍。引孔鉆進施工，鉆頭發(fā)生側滑，難以鉆進，試著慢慢強行鉆進時，將鉆頭上方清渣泵管打壞，不能鉆進。通過現(xiàn)場測繩測量，發(fā)現(xiàn)樁位處有8m高的斜陡

20、砍，鉆頭鉆進時，鉆頭重心在鉆重心，與江底接觸面積不到1/3，而且偏離鉆頭重心，因此鉆頭發(fā)生側滑，不能強行鉆進，停止施工。解決方式：對鉆頭進行改造，將鉆頭一側增加配重，使鉆頭重心發(fā)生偏移，能讓整個鉆進的力量集中接觸到陡砍。工藝優(yōu)化：由于超前鉆的局限性（單點鉆進，鉆芯直徑?。陂L江水位枯水期時（施工前期），通過小船對樁基施工區(qū)域進行水下探摸，對斜坡坡度較大或有陡砍的地方進行局部爆破理坡、平坡處理，方便日后栽樁施工。8 安全措施1）加強施工安全監(jiān)控。及時反饋監(jiān)測信息，進行科學的信息化施工，確保施工安全；2）現(xiàn)場內(nèi)支搭架空線路的線桿底部要牢固，不得傾斜下沉，與臨近建筑應有一定安全距離，且必須采用絕緣

21、導線，不得成束架空敷設，并必須采取有效保護措施；3）施工設備操作過程中按各種專項規(guī)定操作，嚴禁違規(guī)作業(yè)。4）在狹小的場地或金屬管架上作業(yè)時，要用絕緣襯墊將焊工與焊件絕緣；5）各種機械要有專人負責維修、保養(yǎng)，并經(jīng)常對機械運行的關鍵部位進行檢查，預防機械故障及機械傷人；6）已搭設好的平臺，及時安裝兩側護欄并掛靠安全網(wǎng)。圍欄高度不低于1.2m，水上作業(yè)人員必須穿著救生衣；7）夜間平臺上應設置照明、通航燈光及警示燈。通航道兩邊平臺立柱上還需設置橡膠輪胎等防撞物。9 環(huán)保措施現(xiàn)場環(huán)?？刂浦饕强刂片F(xiàn)場排水、設備保養(yǎng)、維修對場地環(huán)境的污染和現(xiàn)場生活垃圾的堆放、處理。1）對施工人員進場前進行培訓、交底，要求

22、施工人員樹立環(huán)保意識；2）采用性能良好的機械設備，認真做好加油、保養(yǎng)工作，減少施工時機械發(fā)出的噪音；3）沖孔樁基礎施工期間，泥漿及時清運，保證場地清潔。廢泥漿用泥漿罐車運至有關部門指定的地點，排放嚴格按有關規(guī)定處理；4）施工期間，施工廢料如水泥、油料、化學品堆放，進行嚴格管理，防止雨季物料隨雨水徑流排入地表及相應的水域，造成污染。10 節(jié)能降耗1）本工法施工機械主要設備主要采用液壓反循環(huán)鉆機，避免大型打樁船機設備的使用，大大降低了油料消耗。2）通過引孔植樁工藝，確保了大直徑鋼護筒的施工質(zhì)量，避免了返工引起的原材料浪費和動力消耗，具有節(jié)能效果。11 效益分析1）施工質(zhì)量有保證。對比常規(guī)的大直徑鋼

23、護筒施工，引孔植樁施工避免了鋼護筒受力變形、鋼護筒卷邊或偏位、鋼護筒漏漿等問題。2）提高了施工效率、降低了施工成本。引孔植樁施工在材料上減少了輔助鋼管樁的投入使用，大大減少了鋼材的消耗，在機械投入上以駁船裝載鉆孔樁基代替了大型水上打樁船機設備，減少了機械臺班費用。工程駁船可裝載4臺鉆機同時沖孔作業(yè)，植樁速度本身就較快，植樁完畢后直接在鋼護筒上施做平臺的上部結構，既減少了拆除輔助鋼管樁和輔助橫撐流程，又不影響后續(xù)碼頭鋼護筒鋼橫撐安裝、系攬平臺安裝和水下拋石等施工，加快了整體工程的施工進度。12 應用實例12.1應用實例一：武漢新港陽邏港區(qū)三作業(yè)區(qū)一期工程12.1.1 工程概況武漢新港陽邏港區(qū)三作

24、業(yè)區(qū)一期工程是湖北省建設武漢新港的重要組成部分，規(guī)劃建設5000DWT集裝箱泊位4個，碼頭岸線長573m，碼頭寬度30m。本工程碼頭結構形式為高樁梁板結構，其中碼頭樁基采用排架間距10m的1650mm灌注型嵌巖樁，每榀排架設置4根直樁，鋼護筒規(guī)格為180014mm，設計要求鋼護筒嵌入中風化巖面深度23m。由我公司承建的碼頭樁基21榀排架，共計84根1800mm鋼護筒。本工程地處陽邏水道長江中、下游，屬平原性河流，水量充沛。根據(jù)漢口水文站多年來的資料分析，長江中、下游干流汛期出現(xiàn)在510月，本工程灌注樁施工正值汛期。12.1.2 施工情況根據(jù)工程地質(zhì)和水文情況，最終選取栽樁用工程船為單貨船，最大

25、載貨量755t，長寬高：5512.56.8m，空載吃水0.55m，滿載吃水2m。根據(jù)碼頭單軸鋼護筒樁心位置，采用56b工字鋼和30a槽鋼，在工程船甲板上搭設4個鉆機平臺，平臺通過焊接與船體連接，平臺懸挑部分通過斜撐支撐。根據(jù)鋼護筒引孔栽樁工藝，對引孔底部平整度和沉渣要求較高，選取兩臺YCJF-25全液壓沖擊反循環(huán)鉆機鉆機逐個排架進行沖孔，該鉆機自重27t，在4個鉆機平臺上間隔布置，在船體另一側采用袋裝黃沙壓倉布置，保證鉆機引孔施工時，整個工程船船體平衡。單根樁沖孔深度為2m3m，沖孔完畢后在砼澆筑平臺上利用料斗+導管法澆筑封底混凝土11m3，確保鋼護筒外翻漿填滿孔位，用槽鋼架將單根鋼護筒兩兩相

26、連形成整體，保證鋼護筒的在大流速下的單樁穩(wěn)定性。當鉆機引孔完成后，通過浮吊起吊鋼護筒沉樁，沉樁鋼護筒定位由岸上2臺全站儀控制，錨樁砼通過岸上商砼攪拌車運輸，自卸至料斗，由浮吊起吊通過導管法澆筑錨樁砼。12.1.3 應用效果在6個月的樁基施工中，對植樁平臺的沉降位移進行了監(jiān)測，結果表明施工載樁平臺在嵌巖樁施工階段最大沉降量為5cm，最大位移量為10cm，符合規(guī)范及施工要求。工程施工灌注樁質(zhì)量經(jīng)驗收合格，進度由計劃的8個月提前了兩個月。經(jīng)濟效益：輔助樁施工平臺搭拆施工費：1968萬元，鋼護筒植樁（代替輔助樁）搭設施工平臺費用為：946萬元，比輔助樁平臺節(jié)省1022萬元。12.2 應用實例二：武漢港陽邏集裝箱港區(qū)二期工程水工碼頭工程12.2.1 工程概況武漢港陽邏集裝箱港區(qū)二期工程位于湖北省武漢市新洲區(qū)陽邏鎮(zhèn)長江之北岸，其下游與陽邏國際集裝箱轉運中心毗鄰，上游與亞東水泥廠相銜接。擬建工程港工建筑物主要包括4個集裝箱泊位及引橋三