鎖口鋼管樁施工工藝工法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)鎖口鋼管樁施工工藝工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0203-2011）橋梁工程有限公司 何勇 潘萍1 前言1.1 工藝工法概況圍堰的形式多種多樣，針對(duì)不同工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和環(huán)境條件選擇適宜的圍堰結(jié)構(gòu)進(jìn)行承臺(tái)施工，對(duì)橋梁施工的安全、工期、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益有重要影響。在諸多圍堰形式中，鎖口鋼管樁圍堰是其中的一種。1.2 工藝原理鎖口鋼管樁樁圍堰，就是在圍堰內(nèi)施工和修建基礎(chǔ)時(shí)，使圍堰外的水或土不至于大量涌進(jìn)圍堰內(nèi)，待基礎(chǔ)、墩臺(tái)修筑出水面后即可將其拆除，以免堵塞水流或航道，它是

2、一種臨時(shí)性結(jié)構(gòu)。鎖口鋼管樁在鋼管兩側(cè)加入了鎖口裝置，可以使兩相鄰鋼管樁之間緊扣相連在一起。2 工藝工法特點(diǎn)2.1 相比單壁鋼套箱圍堰、咬合鋼管樁圍堰等，鎖口鋼管樁圍堰具有加工制作簡(jiǎn)單快速、施工工期短、經(jīng)濟(jì)效益高。2.2 鎖口鋼管樁圍堰結(jié)構(gòu)整體剛度大、抗彎能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性好、材料回收利用率高、平面布置適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。3 適用范圍鎖口鋼管樁圍堰適用于水深20m以?xún)?nèi)、水流流速小于3 m/s，河床為砂類(lèi)土、黏性土、碎(卵)石類(lèi)土和風(fēng)化巖等地層條件下的基坑開(kāi)挖。4 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB 10002.5）鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB 10415）鐵路橋涵施工規(guī)范（TB

3、10203）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50）5 施工方法根據(jù)工程所在地場(chǎng)地特點(diǎn)，結(jié)合鎖口鋼管樁的特性、施工方法等方面進(jìn)行考慮，制定鎖口鋼管樁現(xiàn)場(chǎng)施工方案，先由測(cè)量人員定出鎖口鋼管樁圍堰的軸線(xiàn)，安裝導(dǎo)向架，打樁時(shí)利用導(dǎo)向架確定鎖口鋼管樁插打位置。利用打樁機(jī)等設(shè)備插打鎖口鋼管樁，合龍圍堰，設(shè)置內(nèi)支撐，鎖口止水，進(jìn)行圍堰內(nèi)施工。待承臺(tái)、墩身施工出水平后，拆除鎖口鋼管樁圍堰。6 工藝流程及操作要點(diǎn)6.1 施工工藝流程鎖口鋼管樁圍堰的施工工藝流程如圖1。施工準(zhǔn)備鉆機(jī)平臺(tái)拆除鋼管樁制作安裝導(dǎo)向架鋼管樁運(yùn)輸存放測(cè)量控制檢查插打鋼管樁圍堰合龍鎖口止水安裝內(nèi)支撐體系基坑開(kāi)挖圍堰內(nèi)填筑灌注封底混凝土圍堰

4、內(nèi)抽水檢測(cè)控制承臺(tái)、墩身施工出水面拆除圍堰圖1 鎖口鋼管樁圍堰施工工藝流程圖6.2 操作要點(diǎn)6.2.1 施工準(zhǔn)備1 施工平臺(tái)橋墩的樁基礎(chǔ)施工完成后，將鉆機(jī)平臺(tái)上的鉆孔設(shè)備全部撤離，拆除影響鎖口鋼管樁插打的鉆孔平臺(tái)結(jié)構(gòu)，保留其他部分鉆孔平臺(tái)作為鎖口鋼管樁插打施工的作業(yè)平臺(tái)。2 鎖口鋼管樁的加工1）鎖口鋼管樁的材質(zhì)一般采用Q235A，鋼管優(yōu)先選用螺旋鋼管，也可采用直縫焊接鋼管。2）其加工制作可在一般鋼結(jié)構(gòu)加工廠(chǎng)內(nèi)，也可在施工工地進(jìn)行。3）在平整的場(chǎng)地上制作咬合鋼管樁加工胎架，先將鋼管對(duì)接成設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，然后將鎖口角鋼與鋼管定位焊接，最后焊接加勁肋和限位肋。4）每根咬合鋼管樁上的鎖口要對(duì)稱(chēng)位于鋼管的同一

5、直徑線(xiàn)上。咬合鋼管樁的對(duì)接焊縫按照級(jí)焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢查驗(yàn)收；其余的焊縫按照級(jí)焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作外觀(guān)檢查，要求飽滿(mǎn)、無(wú)裂紋、不漏水；咬合鋼管樁順直、不折、不彎。5）鎖口鋼管樁的結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2鎖口鋼管樁結(jié)構(gòu)大樣圖(單位：mm)3 測(cè)量定位在圍堰上下游一定距離的河岸陸地上設(shè)置控制測(cè)量點(diǎn)。在導(dǎo)向梁安裝之前，用全站儀測(cè)放出圍堰的內(nèi)輪廓線(xiàn)；在咬合鋼管樁插打過(guò)程中，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀前方交匯法控制鎖口鋼管樁的垂直度。4 振動(dòng)錘及起吊設(shè)備選型配套1）振動(dòng)錘選型為了保證施工時(shí)鎖口鋼管樁能夠打入到設(shè)計(jì)入土深度，事先要對(duì)用于沉樁的振動(dòng)錘規(guī)格進(jìn)行計(jì)算選擇，要求振動(dòng)錘的激振力P大于咬合鋼管樁的貫人摩阻力Q，即P/Q1.1。式

6、中 Q單根咬合鋼管樁貫人摩阻力(kN)； 土壤振動(dòng)液化系數(shù)，=0.30.6； 樁周長(zhǎng)（m）； 樁周第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)； 樁周第i層土的厚度（m）。2）起吊設(shè)備選型有棧橋鉆孔圍堰施工平臺(tái)的，采用汽車(chē)起重機(jī)直接行使到平臺(tái)上起吊振動(dòng)錘及咬合鋼管樁；沒(méi)有棧橋時(shí)，一般采用浮吊。起吊設(shè)備的規(guī)格根據(jù)振動(dòng)錘的大小選擇配置。5安裝導(dǎo)向架在樁基護(hù)筒上焊裝雙層牛腿，在牛腿上測(cè)量定出圍堰內(nèi)外框線(xiàn)，沿著內(nèi)外框線(xiàn)安裝導(dǎo)向圈梁。兩層定位架高差要大于2.0m，定位架的牛腿和圈梁采用槽鋼焊接，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。 圖3定位架結(jié)構(gòu)示意圖6.2.2 鎖口鋼管樁插打與合龍1 吊樁吊機(jī)的主鉤吊住鎖口鋼管樁上口、副鉤吊住

7、下口同時(shí)提升使咬合鋼管樁懸空，然后主鉤繼續(xù)提升直至咬合鋼管樁垂直，最后松脫副鉤。2插打1）吊機(jī)吊運(yùn)咬合鋼管樁至沉樁位置，使其鎖口與已沉入咬合鋼管樁的鎖口陰陽(yáng)咬合，并從定位架中緩慢下放，直至進(jìn)入河床不沉、自穩(wěn)為止。2）取下樁頭千斤繩，用吊機(jī)主鉤吊振動(dòng)錘到樁頭，用錘夾夾緊樁壁；啟動(dòng)振動(dòng)錘沉樁，直至設(shè)計(jì)深度停止。下沉過(guò)程中要同步松放吊機(jī)的起重繩，控制錘身與樁身保持垂直狀態(tài)。3）鎖口鋼管樁不能打入到設(shè)計(jì)深度，可采用樁內(nèi)射水或吸泥方法輔助下沉。3 糾偏1）第一根咬合鋼管樁沉入后的垂直度影響到整個(gè)圍堰其他咬合鋼管樁的垂直度，其打入時(shí)要緩慢些，打入到設(shè)計(jì)深度一半時(shí)暫停沉樁，檢查樁身的垂直度是否在0.5%L以

8、內(nèi)，如滿(mǎn)足要求則繼續(xù)開(kāi)啟振動(dòng)錘沉樁；否則拔出重打。2）其他的咬合鋼管樁在定位架和鎖口的共同作用下，一般不會(huì)產(chǎn)生較大偏差，只需每插打1520根作一次檢查，保證樁身的垂直度在1%L以?xún)?nèi)即可。4合龍1）鎖口鋼管樁一般由圍堰上游分兩頭插打、到下游合龍。2）咬合鋼管樁圍堰合龍前，在插打至最后45根樁時(shí)，測(cè)量缺口的寬度，準(zhǔn)確計(jì)算出合龍樁的外徑，加工大小合適的咬合鋼管樁運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)插打。3）為保證咬合鋼管樁圍堰合龍時(shí)兩側(cè)鎖口互相平行，避免使用異型樁進(jìn)行合龍，減小合龍難度，當(dāng)咬合鋼管樁兩端相距1015根樁的距離時(shí)，之后每打人一根樁，均須用經(jīng)緯儀控制其垂直度。若樁身存在偏斜，應(yīng)逐根糾正，分散偏差，調(diào)整合龍。6.

9、2.3 鎖口漏水的預(yù)防及處理鎖口止水是鎖口鋼管樁圍堰防水的關(guān)鍵的措施和工序，采用鎖口內(nèi)填筑和防水布整體圍護(hù)相結(jié)合方式。1 鎖口內(nèi)填筑。用棉布縫制比鎖口略大的長(zhǎng)條型布袋；將布袋放人鎖口中，用48 mm鋼管(灌漿導(dǎo)管)穿入布袋將其插到河床面。砂漿用注漿泵通過(guò)灌漿導(dǎo)管從孔底向上灌注，邊灌邊提升導(dǎo)管，直至孔口溢出砂漿為止；導(dǎo)管埋入砂漿不小于2m。砂漿采用M2.5#、塌落度180200mm。2 防水布整體維護(hù)用雙層彩條布縫制成環(huán)狀布帶，其寬度為圍堰頂?shù)胶哟裁娴母叨燃?m、最小周長(zhǎng)為圍堰周長(zhǎng)的2倍。全部鎖口鋼管樁插打完成后，將布袋從圍堰頂套下，上口與圍堰頂齊平，下口攤鋪到河床上、用砂袋壓實(shí)。3 鎖口漏水處

10、理1）抽水過(guò)程中或抽水后發(fā)現(xiàn)個(gè)別鎖口漏水，可派潛水工下水檢查漏水處防水布破損位置并用防水布貼補(bǔ)。2）抽水后如發(fā)生鎖口漏水較大或漏水處較多、貼補(bǔ)無(wú)效和不易抽干、影響圍堰內(nèi)基礎(chǔ)施工時(shí)，要停止抽水、讓水回灌入圍堰，重新鋪設(shè)防水布，然后再抽水。6.2.4 圍囹及內(nèi)支撐安裝1 圍囹安裝圍堰合龍后，根據(jù)施工水位度量并在咬合鋼管樁上標(biāo)志出圍囹水平位置；在支撐附近將型鋼托架焊接在咬合鋼管樁上，作為圍囹安裝的支承。將岸上下料并連接好的圍囹型鋼用浮吊吊放到托架上，緊貼咬合鋼管樁并與其焊接；不能緊貼咬合鋼管樁的，在兩者之間加小鋼板焊接。2 內(nèi)支撐安裝1）在圍囹上測(cè)設(shè)出支撐的安裝位置，并準(zhǔn)確測(cè)量出每根支撐兩端圍囹間凈

11、距；根據(jù)凈距對(duì)支撐鋼管下料并將其兩端切割成企口。為使支撐鋼管達(dá)到軸心受壓計(jì)算條件，企口切割時(shí)要保證鋼管軸線(xiàn)和圍囹水平中線(xiàn)重合。2）用吊機(jī)將支撐吊放到對(duì)應(yīng)位置安裝，圍囹與支撐鋼管端頭直接焊接牢固、圍囹頂面與支撐鋼管間用連接鋼板焊接連接。最后安裝圍堰轉(zhuǎn)角處三角支撐。 圖4 內(nèi)支撐安裝示意圖3）開(kāi)挖過(guò)程中，圍囹及內(nèi)支撐安裝本著“邊開(kāi)挖邊支撐，先支撐后開(kāi)挖”的原則。6.2.5 基坑開(kāi)挖和圍堰內(nèi)回填、封底1 抽水開(kāi)挖1）圍堰底地層透水性較小、穩(wěn)定性較好的低樁承臺(tái)，采用抽水開(kāi)挖方法。2）抽水開(kāi)挖可選用人工開(kāi)挖、小型挖掘機(jī)開(kāi)挖、爆破開(kāi)挖等方法，用扒桿、吊機(jī)等提升吊斗出渣。3）開(kāi)挖時(shí)在圍堰內(nèi)四周設(shè)排水溝、轉(zhuǎn)角

12、處設(shè)積水坑抽水，根據(jù)抽水量多少，配備足夠數(shù)量的抽水機(jī)進(jìn)行圍堰內(nèi)抽水。抽水機(jī)宜選擇離心泵與潛水泵結(jié)合，大小搭配。4）開(kāi)挖過(guò)程中要觀(guān)測(cè)圍堰咬合鋼管樁、圍囹、內(nèi)支撐等結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和變形情況，出現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變超過(guò)設(shè)計(jì)容許值的情況，要停止抽水，查明原因，采取相應(yīng)加固措施后方可重新抽水開(kāi)挖。2 不抽水開(kāi)挖。1）圍堰底地層透水性較大、穩(wěn)定性較差有可能產(chǎn)生涌砂或涌泥地層的低樁承臺(tái)，宜采用不抽水開(kāi)挖方法。2）不抽水開(kāi)挖可選用水力吸泥機(jī)、水利吸石筒、空氣吸泥機(jī)等，以上各種方法如在較緊密土層中，可用射水方法配合松土，以加快挖基進(jìn)度；亦可采用抓泥斗、挖掘機(jī)等水下挖基方法。3）開(kāi)挖基本完成時(shí)，用吊線(xiàn)錘測(cè)量基底標(biāo)高，潛水

13、工下水檢查基底平整度并輔助平整基底。3 圍堰內(nèi)回填1）對(duì)于高樁承臺(tái)的圍堰，則用砂卵石或廢磚砟等將堰內(nèi)填筑到封底混凝土底面標(biāo)高。砂卵石填筑數(shù)量計(jì)算時(shí)注意扣除樁身、樁頭破除和鋪底混凝土所占的體積。2）填筑物可通過(guò)棧橋用汽車(chē)運(yùn)輸，亦可采用駁船運(yùn)到圍堰邊、用抓沙船的抓斗放入。4 封底混凝土施工1）對(duì)于不抽水開(kāi)挖的圍堰基坑，采用水下混凝土進(jìn)行封底，施工方法同沉井封底，封底混凝土的厚度需要計(jì)算確定。2）對(duì)于抽水開(kāi)挖或堰內(nèi)填筑的基坑，抽水后破除樁頭、整平基坑底，采用普通混凝土澆注方法封底，封底混凝土厚度0.30.5m。6.2.6 鎖口鋼管樁優(yōu)化措施1 為增加咬合鋼管樁圍堰整體抗彎剛度，可以向鋼管樁內(nèi)填充細(xì)砂

14、、沖水密實(shí)。2 由對(duì)口槽鋼組成的鎖口結(jié)構(gòu)，下端采用坡腳焊焊接鋼板，避免插打過(guò)程中砂石擠壓進(jìn)入鎖口，影響下一部施工。6.2.7 堰內(nèi)基礎(chǔ)施工1 堰內(nèi)承臺(tái)、墩身施工的各工序施工方法同陸上橋墩基礎(chǔ)施工。2 承臺(tái)混凝土灌注完成7d后，為減少抽水工作量，宜將圍堰內(nèi)水位回灌到比承臺(tái)頂略低然后才施工墩身。6.2.8 拆除圍堰1 墩身施工出水面后，即可拆除圍堰。圍堰拆除按從下游到上游、由低到高、先支撐再?lài)蜃詈蟀纬Ш箱摴軜兜捻樞蜻M(jìn)行。2 拆除位于水面下的支撐時(shí)，先部分停止抽水，使圍堰內(nèi)水位回復(fù)到待拆除的支撐下，部分平衡圍堰內(nèi)壓力差，然后才能進(jìn)行內(nèi)支撐、圍囹拆除施工。3咬合鋼管樁拔除時(shí)，先用振動(dòng)錘輕擊樁頂，將

15、樁周土體及鎖口內(nèi)砂漿振動(dòng)，再進(jìn)行拔除作業(yè)。4 拔除的咬合鋼管樁應(yīng)清刷干凈，修補(bǔ)整齊，除銹涂刷防銹油漆；在運(yùn)輸、存放時(shí)，防止變形損壞。7 勞動(dòng)力組織鎖口鋼管樁圍堰施工技術(shù)要求高，專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，要求工種多，且由于其特殊性，現(xiàn)場(chǎng)需配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。人員配備見(jiàn)表1。表1 鎖口鋼管樁圍堰施工所需勞動(dòng)力工程項(xiàng)目人數(shù)備注現(xiàn)場(chǎng)管理人員3現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人1名、安全員1人、領(lǐng)工員1人現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員4技術(shù)負(fù)責(zé)人1名、質(zhì)檢員1人、技術(shù)員2人鋼管樁焊接接長(zhǎng)9焊接工人6人，吊裝工人3人鋼管樁打設(shè)10震動(dòng)錘操作員1人、拉攬風(fēng)繩工人3人吊司機(jī)2人實(shí)際操作4人材料運(yùn)輸2板車(chē)司機(jī)1人，指揮1人內(nèi)支撐安裝7焊接牛腿4人，平臺(tái)拆除3人圍堰內(nèi)清

16、淤19高壓水槍6人，泥漿泵看管1人電工2人，清除基底雜物10人合計(jì)圍堰/清淤54工序之間人員協(xié)調(diào)配合8 主要機(jī)具設(shè)備鎖口鋼管樁圍堰施工的順利進(jìn)行很大程度決定于施工機(jī)械的選擇，當(dāng)決定選用何種機(jī)械時(shí)，需考慮現(xiàn)場(chǎng)條件。主要機(jī)械設(shè)備見(jiàn)表2。表2 鎖口鋼管樁圍堰施工機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)量1液壓震動(dòng)錘12履帶吊13混凝土汽車(chē)泵80m/h24污水泵45高壓水槍66泥漿泵67電焊機(jī)BX1-500-3F108氧炔焰切割PCS-10059板車(chē)50t110卷?yè)P(yáng)機(jī)10t1表3 起吊設(shè)備選型參考表序號(hào)振動(dòng)錘規(guī)格起吊設(shè)備規(guī)格序號(hào)振動(dòng)錘規(guī)格起吊設(shè)備規(guī)格1DZ4525t3DZ9050t2DZ6035t4DZ120

17、80t9 質(zhì)量控制9.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題由于河床地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工中可能遇到的一些難題：9.1.1 遇障礙物，導(dǎo)致打入深度不足。9.1.2 側(cè)向積壓力不均勻，導(dǎo)致偏斜。9.1.3 沿軸線(xiàn)傾斜度過(guò)大。9.1.4 地基較軟，導(dǎo)致鄰樁帶入。9.2 保證措施9.2.1 打樁過(guò)程中有時(shí)遇上大的塊石或其他不明障礙物，導(dǎo)致鎖口鋼管樁打入深度不夠，采用弧形樁繞過(guò)障礙物，繞過(guò)方向應(yīng)為遠(yuǎn)離承臺(tái)方向，但要注意移動(dòng)距離不要太大。9.2.2 鎖口鋼管樁雜填土地段擠進(jìn)過(guò)程中受到石塊等側(cè)向擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，在發(fā)生偏斜位置將鎖口鋼管樁往上拔1.02.0m，再往下錘進(jìn)，如此上下往復(fù)振拔數(shù)次，可使大的塊石被振碎或

18、使其發(fā)生位移，讓鎖口鋼管樁的位置得到糾正，減少鎖口鋼管樁的傾斜度。9.2.3 鎖口鋼管樁沿軸線(xiàn)傾斜度較大時(shí)，采用異形插板來(lái)糾正，異形插板一般為上下寬度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)寬度的插板，異形插板可根據(jù)實(shí)際傾斜度進(jìn)行焊接加工。9.2.4 在基礎(chǔ)較軟處，有時(shí)發(fā)生施工時(shí)將鄰樁帶人現(xiàn)象，采用的措施是把相鄰的數(shù)根樁焊接在一起，并且在施打樁的連接鎖口上涂以黃油等潤(rùn)滑潤(rùn)滑劑，減小阻力。10 安全措施10.1 主要安全風(fēng)險(xiǎn)分析10.1.1 咬合鋼管樁圍堰施工過(guò)程中，咬合鋼管樁插進(jìn)鎖口后，因鎖口阻力不足，咬合鋼管樁突然脫落下滑。10.1.2 咬合鋼管樁插打和拔除時(shí)，樁錘各部機(jī)件、連接件的安全。10.2 保證措施10.2.

19、1 咬合鋼管樁槽凹部位應(yīng)清掃干凈，鎖口應(yīng)先進(jìn)行修整或試插。10.2.2 組拼的咬合鋼管樁組件，應(yīng)采用堅(jiān)固的夾具夾牢，起吊時(shí)，用繩索拴牢。掛鉤應(yīng)封鉤。10.2.3 咬合鋼管樁插進(jìn)鎖口后，因鎖口阻力不能插放到位而需用樁錘壓插時(shí)，應(yīng)先用卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩控制樁錘下落行程，防止樁錘隨鋼板板樁突然下滑。10.2.4 插打咬合鋼管樁，如因吊機(jī)高度不足，可改變吊點(diǎn)位置，但吊點(diǎn)不得低于樁頂以下1/3樁長(zhǎng)位置。在轉(zhuǎn)換吊點(diǎn)時(shí)，必須先掛后換，使新吊點(diǎn)吃力后，并確定牢固，才能拆除原吊點(diǎn)。10.2.5 使用沉拔樁錘沉拔板樁時(shí)，樁錘各部機(jī)件、連接件要確保完好，電氣線(xiàn)路絕緣部分要良好絕緣。每天使用前要認(rèn)真檢查，班后要進(jìn)行保養(yǎng)。操作時(shí)，樁錘和板樁連接要牢固，系索射水、振動(dòng)等松動(dòng)措施。嚴(yán)禁硬拔。11 環(huán)保措施11.1 建立健全環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu)，制定各項(xiàng)規(guī)章制度，并加強(qiáng)監(jiān)督和檢查。11.2 加強(qiáng)教育宣傳工作，提高全體職工