水利工程圓筒振動下沉施工工法課件

大直徑圓筒振動下沉工法大直徑圓筒振動下沉工法目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備一、概論五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、水工建筑物的需要

插入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu)對深厚軟土地基環(huán)境具有更好的適應(yīng)性，因此一直受到國內(nèi)外業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。上世紀(jì)60～80年代，前蘇聯(lián)以及烏克蘭黑海海運(yùn)設(shè)計院曾開展了大量科學(xué)研究和工程實(shí)踐。

1987年大阪修建海上世界級機(jī)場(3000萬人次/年，100億美元)，是大直徑圓筒結(jié)構(gòu)進(jìn)入水工結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的標(biāo)志性工程，關(guān)西機(jī)場于1994年投入使用。是構(gòu)建在復(fù)合地基上的插入式大直徑鋼質(zhì)圓筒岸壁結(jié)構(gòu)的典型案例。

2002年長江口航道整治二期導(dǎo)流堤試驗(yàn)段4個直徑12m，高22.2m的混凝土結(jié)構(gòu)的大直徑圓筒工程實(shí)踐，是我國真正意義上大直徑圓筒振沉工藝的典型案例。工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、水工建筑物的需要◆

快速成島需求

工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、水工建筑物的需要◆深厚軟土地基有較好的適應(yīng)性◆

制造業(yè)的發(fā)展——大型船機(jī)裝備的誕生◆快速成島需求工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、主要參數(shù)：

1、主鉤：2×1250t2、變幅機(jī)構(gòu)的兩組鋼絲繩有一個帶保護(hù)機(jī)構(gòu)的“聯(lián)通結(jié)構(gòu)”，即：始終保持變輻繩受力均勻。

3、甲板錨機(jī)帶有鋼絲繩張力檢測機(jī)構(gòu)，能自動調(diào)整各錨機(jī)的受力。上救”大力號“

2500t全回轉(zhuǎn)起重船工法產(chǎn)生背景主要參數(shù)：上救”大力號“2500t全回轉(zhuǎn)起重船結(jié)構(gòu)與工藝特點(diǎn)◆工藝配套設(shè)備大型化——大型工程船舶、大型振沉裝備

◆施工作業(yè)機(jī)械化、自動化程度高◆

主體結(jié)構(gòu)為無底、中空的大型圓筒——鋼結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)◆

工藝流程簡、操作容易◆施工效率高、安全性好◆

施工質(zhì)量控制比較容易結(jié)構(gòu)與工藝特點(diǎn)◆工藝配套設(shè)備大型化——大型工程船舶、大適用范圍及效益分析◆由于施工工藝簡化，無需進(jìn)行常規(guī)的基礎(chǔ)處理，施工速度快、建設(shè)周期短，相對來講，降低了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著?！暨m用于淤泥或砂質(zhì)地質(zhì)條件下的防波堤、導(dǎo)堤、護(hù)岸、碼頭以及深水區(qū)的水工結(jié)構(gòu)物。適用范圍及效益分析◆由于施工工藝簡化，無需進(jìn)行常規(guī)的基目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備二、工藝原理五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)

工藝原理無底大圓筒結(jié)構(gòu)在水工建筑物中出現(xiàn)：

大圓筒結(jié)構(gòu)簡單、受力明晰、基礎(chǔ)基本無需處理、施工工序少，吸引了工程技術(shù)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和研究，并在早期進(jìn)行了大量的試驗(yàn)性工程的研究和探索。

作為一種永久性的水工建筑的結(jié)構(gòu)研究，早已取得了可喜的成果。但任何一個設(shè)計出的“實(shí)體結(jié)構(gòu)”，必然要有與之相適應(yīng)的施工技術(shù)、工藝裝備相結(jié)合，才具有實(shí)現(xiàn)設(shè)計目的的條件。否則“設(shè)計”本身就可能超越了現(xiàn)實(shí)、或者實(shí)施條件還不成熟。試驗(yàn)性項(xiàng)目的“設(shè)計”也是與同時期探討和研究的“施工技術(shù)、工藝裝備”緊密相連的。工藝原理無底大圓筒結(jié)構(gòu)在水工建筑物中出現(xiàn)：

工藝原理從1989年～2000年這長達(dá)十多年的時間里，我國水運(yùn)工程的設(shè)計和施工領(lǐng)域就不斷對“大圓筒”進(jìn)行研究和探索。由于當(dāng)時我國的鋼鐵價格相對比較高、裝備制造業(yè)水平還較低，因此筒體的材料基本走“鋼筋混凝土”路線；下沉工藝多考慮重塊壓沉法、真空聯(lián)合壓載法、筒內(nèi)直接掏挖取土下沉法等。直到2001年長江口航道整治二期工程的方案設(shè)計時，才正式提出了采用大型液壓振動錘下沉大圓筒的工藝方案。但圓筒結(jié)構(gòu)仍采用“砼”。工藝原理從1989年～2000年這長達(dá)

工藝原理鋼管樁、鋼護(hù)筒沉樁工藝——小圓筒沖擊錘沉樁工藝武漢天心洲長江大橋主墩樁基鋼護(hù)筒大直徑圓筒工藝原理鋼管樁、鋼護(hù)筒沉樁工藝——小圓筒

工藝原理插入式大直徑圓筒樁振動下沉工藝——大圓筒

通過多臺振動錘產(chǎn)生的強(qiáng)大高頻（0～3000r/min）振動力，迫使筒壁周圍的土壤產(chǎn)生“液化、位移、松動“，在大直徑圓筒和錘體系統(tǒng)自重力的作用下，圓筒的筒體切入土層中，并達(dá)到設(shè)計的標(biāo)高。

配重塊工藝原理插入式大直徑圓筒樁振動下沉工藝——大圓筒目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備三、施工流程五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)施工流程

◆根據(jù)圓筒振沉需要最大激振力，選型振動設(shè)備◆對擬進(jìn)行施工的水域、航道等進(jìn)行調(diào)查以及實(shí)地考察◆

作業(yè)現(xiàn)場測量作業(yè)◆大圓筒預(yù)制、運(yùn)輸◆

大圓筒振動下沉作業(yè)施工流程◆根據(jù)圓筒振沉需要最大激振力，選型振動設(shè)備◆施工流程長江口河床需采用軟體排護(hù)底結(jié)構(gòu)4臺APE400型液壓錘振沉砼大圓筒施工流程長江口河床需采用軟體排護(hù)底結(jié)構(gòu)4臺施工流程港珠澳大橋人工島施工8臺APE600型液壓錘振沉大圓筒施工流程港珠澳大橋人工島施工8臺目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備四、配套設(shè)備五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)配套設(shè)備◆振沉作業(yè)起重船選擇

目前大直徑圓筒的重量一般都在200～600噸左右，配套的振動單元總重量100～300噸左右。起重船的起重能力：

（筒體重量+錘體單元重量）×k=起重能力

k——1.3～1.5動載系數(shù)、動側(cè)摩阻力系數(shù)、起重船的起重能力儲備系數(shù)等綜合因數(shù)。

由于固定臂架起重船結(jié)構(gòu)相對簡單，結(jié)構(gòu)剛性好，作業(yè)跨度較大，吃水較淺、經(jīng)濟(jì)性也好，比較適合。配套設(shè)備◆振沉作業(yè)起重船選擇目前配套設(shè)備配套設(shè)備配套設(shè)備◆振動錘的選擇電動錘：配套簡單，能量轉(zhuǎn)換效率比較高，可采用自備電站或外部電源供電，控制系統(tǒng)比較簡捷，但錘體的體積相對比較大，對環(huán)境無油污的污染源。，一般不能進(jìn)行貼近水面的振沉，更不能在水下工作。液壓錘：配套相對比電動錘復(fù)雜些，能量轉(zhuǎn)換效率比較低，自備液壓動力單元功率比較大，但錘體體積比較小，控制系統(tǒng)現(xiàn)也比較成熟，管路系統(tǒng)多，管路破損時有油污瀉漏。可進(jìn)行水下振沉作業(yè)。國內(nèi)大大直徑圓筒振沉作業(yè)一般選用-----液壓錘配套設(shè)備◆振動錘的選擇電動錘：液壓配套設(shè)備上吊架結(jié)構(gòu)設(shè)計圖配套設(shè)備上吊架結(jié)構(gòu)設(shè)計圖目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備五、施工要點(diǎn)五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)

鋼筋混凝土圓筒預(yù)制鋼筋混凝土圓筒底胎膜鋼筋混凝土圓筒鋼筋綁扎鋼筋混凝土圓筒預(yù)制鋼筋混凝土圓筒底胎膜

鋼圓筒制作筒瓣卷壓成型筒瓣的環(huán)、豎肋焊接鋼圓筒制作筒瓣卷壓成型筒瓣的環(huán)、豎肋焊接

鋼圓筒制作筒瓣拼裝筒瓣豎縫焊接鋼圓筒制作筒瓣拼裝筒瓣豎縫焊接

鋼圓筒制作筒體分節(jié)制造后的對接圓筒裝駁待運(yùn)鋼圓筒制作筒體分節(jié)制造后的對接圓筒裝駁待運(yùn)

大圓筒運(yùn)輸砼大直徑圓筒運(yùn)輸鋼質(zhì)大直徑圓筒運(yùn)輸大圓筒運(yùn)輸砼大直徑圓筒運(yùn)輸鋼質(zhì)大直徑圓筒運(yùn)輸

大圓筒振沉鋼質(zhì)大圓筒夾持起吊鋼質(zhì)圓筒液壓錘振動下沉大圓筒振沉鋼質(zhì)大圓筒夾持起吊鋼質(zhì)圓筒液壓錘振動下沉

大圓筒振沉鋼質(zhì)大直徑圓筒液壓錘振動下沉大圓筒振沉鋼質(zhì)大直徑圓筒液壓錘振動下沉謝謝！謝謝！大直徑圓筒振動下沉工法大直徑圓筒振動下沉工法目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備一、概論五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、水工建筑物的需要

插入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu)對深厚軟土地基環(huán)境具有更好的適應(yīng)性，因此一直受到國內(nèi)外業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。上世紀(jì)60～80年代，前蘇聯(lián)以及烏克蘭黑海海運(yùn)設(shè)計院曾開展了大量科學(xué)研究和工程實(shí)踐。

1987年大阪修建海上世界級機(jī)場(3000萬人次/年，100億美元)，是大直徑圓筒結(jié)構(gòu)進(jìn)入水工結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的標(biāo)志性工程，關(guān)西機(jī)場于1994年投入使用。是構(gòu)建在復(fù)合地基上的插入式大直徑鋼質(zhì)圓筒岸壁結(jié)構(gòu)的典型案例。

2002年長江口航道整治二期導(dǎo)流堤試驗(yàn)段4個直徑12m，高22.2m的混凝土結(jié)構(gòu)的大直徑圓筒工程實(shí)踐，是我國真正意義上大直徑圓筒振沉工藝的典型案例。工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、水工建筑物的需要◆

快速成島需求

工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、水工建筑物的需要◆深厚軟土地基有較好的適應(yīng)性◆

制造業(yè)的發(fā)展——大型船機(jī)裝備的誕生◆快速成島需求工法產(chǎn)生背景◆大型深水碼頭、主要參數(shù)：

1、主鉤：2×1250t2、變幅機(jī)構(gòu)的兩組鋼絲繩有一個帶保護(hù)機(jī)構(gòu)的“聯(lián)通結(jié)構(gòu)”，即：始終保持變輻繩受力均勻。

3、甲板錨機(jī)帶有鋼絲繩張力檢測機(jī)構(gòu)，能自動調(diào)整各錨機(jī)的受力。上救”大力號“

2500t全回轉(zhuǎn)起重船工法產(chǎn)生背景主要參數(shù)：上救”大力號“2500t全回轉(zhuǎn)起重船結(jié)構(gòu)與工藝特點(diǎn)◆工藝配套設(shè)備大型化——大型工程船舶、大型振沉裝備

◆施工作業(yè)機(jī)械化、自動化程度高◆

主體結(jié)構(gòu)為無底、中空的大型圓筒——鋼結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)◆

工藝流程簡、操作容易◆施工效率高、安全性好◆

施工質(zhì)量控制比較容易結(jié)構(gòu)與工藝特點(diǎn)◆工藝配套設(shè)備大型化——大型工程船舶、大適用范圍及效益分析◆由于施工工藝簡化，無需進(jìn)行常規(guī)的基礎(chǔ)處理，施工速度快、建設(shè)周期短，相對來講，降低了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。◆適用于淤泥或砂質(zhì)地質(zhì)條件下的防波堤、導(dǎo)堤、護(hù)岸、碼頭以及深水區(qū)的水工結(jié)構(gòu)物。適用范圍及效益分析◆由于施工工藝簡化，無需進(jìn)行常規(guī)的基目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備二、工藝原理五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)

工藝原理無底大圓筒結(jié)構(gòu)在水工建筑物中出現(xiàn)：

大圓筒結(jié)構(gòu)簡單、受力明晰、基礎(chǔ)基本無需處理、施工工序少，吸引了工程技術(shù)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和研究，并在早期進(jìn)行了大量的試驗(yàn)性工程的研究和探索。

作為一種永久性的水工建筑的結(jié)構(gòu)研究，早已取得了可喜的成果。但任何一個設(shè)計出的“實(shí)體結(jié)構(gòu)”，必然要有與之相適應(yīng)的施工技術(shù)、工藝裝備相結(jié)合，才具有實(shí)現(xiàn)設(shè)計目的的條件。否則“設(shè)計”本身就可能超越了現(xiàn)實(shí)、或者實(shí)施條件還不成熟。試驗(yàn)性項(xiàng)目的“設(shè)計”也是與同時期探討和研究的“施工技術(shù)、工藝裝備”緊密相連的。工藝原理無底大圓筒結(jié)構(gòu)在水工建筑物中出現(xiàn)：

工藝原理從1989年～2000年這長達(dá)十多年的時間里，我國水運(yùn)工程的設(shè)計和施工領(lǐng)域就不斷對“大圓筒”進(jìn)行研究和探索。由于當(dāng)時我國的鋼鐵價格相對比較高、裝備制造業(yè)水平還較低，因此筒體的材料基本走“鋼筋混凝土”路線；下沉工藝多考慮重塊壓沉法、真空聯(lián)合壓載法、筒內(nèi)直接掏挖取土下沉法等。直到2001年長江口航道整治二期工程的方案設(shè)計時，才正式提出了采用大型液壓振動錘下沉大圓筒的工藝方案。但圓筒結(jié)構(gòu)仍采用“砼”。工藝原理從1989年～2000年這長達(dá)

工藝原理鋼管樁、鋼護(hù)筒沉樁工藝——小圓筒沖擊錘沉樁工藝武漢天心洲長江大橋主墩樁基鋼護(hù)筒大直徑圓筒工藝原理鋼管樁、鋼護(hù)筒沉樁工藝——小圓筒

工藝原理插入式大直徑圓筒樁振動下沉工藝——大圓筒

通過多臺振動錘產(chǎn)生的強(qiáng)大高頻（0～3000r/min）振動力，迫使筒壁周圍的土壤產(chǎn)生“液化、位移、松動“，在大直徑圓筒和錘體系統(tǒng)自重力的作用下，圓筒的筒體切入土層中，并達(dá)到設(shè)計的標(biāo)高。

配重塊工藝原理插入式大直徑圓筒樁振動下沉工藝——大圓筒目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備三、施工流程五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)施工流程

◆根據(jù)圓筒振沉需要最大激振力，選型振動設(shè)備◆對擬進(jìn)行施工的水域、航道等進(jìn)行調(diào)查以及實(shí)地考察◆

作業(yè)現(xiàn)場測量作業(yè)◆大圓筒預(yù)制、運(yùn)輸◆

大圓筒振動下沉作業(yè)施工流程◆根據(jù)圓筒振沉需要最大激振力，選型振動設(shè)備◆施工流程長江口河床需采用軟體排護(hù)底結(jié)構(gòu)4臺APE400型液壓錘振沉砼大圓筒施工流程長江口河床需采用軟體排護(hù)底結(jié)構(gòu)4臺施工流程港珠澳大橋人工島施工8臺APE600型液壓錘振沉大圓筒施工流程港珠澳大橋人工島施工8臺目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)備四、配套設(shè)備五、施工要點(diǎn)目錄二、工藝原理一、概論三、施工流程四、配套設(shè)配套設(shè)備◆振沉作業(yè)起重船選擇

目前大直徑圓筒的重量一般都在200～600噸左右，配套的振動單元總重量100～300噸左右。起重船的起重能力：

（筒體重量+錘體單元重量）×k=起重能力

k——1.3～1.5動載系數(shù)、動側(cè)摩阻力系數(shù)、起重船的起重能力儲備系數(shù)等綜合因數(shù)。

由于固定臂架起重船結(jié)構(gòu)相對簡單，結(jié)構(gòu)剛性好，作業(yè)跨度較大，吃水較淺、經(jīng)濟(jì)性也好，比較適合。配套設(shè)備◆振沉作業(yè)起重船選擇目前配套設(shè)備配套設(shè)備配套設(shè)備◆振動錘的選擇電動錘：配套簡單，能