内河码头大直径钢护筒引孔栽桩施工工法

塑料排水板施工工法PAGE6水运工程工法申报工法正文（2016年度度）工法名称：内河河码头大直径径钢护筒引孔孔栽桩施工工工法申报单位：中建建港务建设有有限公司(公章)申报时间：2016年8月目录HYPERLINK\l"_Toc458763143"1前言3HYPERLINK\l"_Toc458763144"2工法特点33HYPERLINK\l"_Toc458763145"3适用范围44HYPERLINK\l"_Toc458763146"4工艺原理44HYPERLINK\l"_Toc458763147"5.1施工工艺艺流程5HYPERLINK\l"_Toc458763148"5.2操作要点点6HYPERLINK\l"_Toc458763149"5.3劳动组织织7HYPERLINK\l"_Toc458763150"6工料消耗77HYPERLINK\l"_Toc458763151"8安全措施99HYPERLINK\l"_Toc458763152"9环保措施99HYPERLINK\l"_Toc458763153"10节能降耗耗9HYPERLINK\l"_Toc458763154"11效益分析析10HYPERLINK\l"_Toc458763155"12应用实例例10HYPERLINK\l"_Toc458763156"12.1应用实实例一：武汉汉新港阳逻港港区三作业区区一期工程110HYPERLINK\l"_Toc458763157"12.1.1工程概况100HYPERLINK\l"_Toc458763158"12.1.2施工情况100HYPERLINK\l"_Toc458763159"12.1.3应用效果111HYPERLINK\l"_Toc458763160"12.2应用用实例二：武武汉港阳逻集集装箱港区二二期工程水工工码头工程111HYPERLINK\l"_Toc458763161"12.2.1工程概况111HYPERLINK\l"_Toc458763162"12.2.2施工过程及及应用效果111HYPERLINK\l"_Toc458763163"12.3应用用实例三：九九江城西港区区集装箱码头头一期工程水水工码头111HYPERLINK\l"_Toc458763164"12.3.1工程概况：：11HYPERLINK\l"_Toc458763165"12.3.2施工情况及及应用效果112内河码头大直径径钢护筒引孔孔栽桩施工工法1前言（1）20077年10月，九江城城西港区集装装箱码头一期期工程开建。为为解决施工期期间汛期水流流急、水位高高、河床覆盖盖层薄、无法法进行沉桩施施工的难题，通通过与常规搭搭设辅助平台台进行了技术术、经济对比比，发明了适适用水下复杂杂工况的“水上钢护筒筒引孔栽桩”施工工法，并并在此基础上上研发了“利用设计钢钢护筒直接支支撑水上桩基基施工平台”，成功地完完成了全部水水上灌注桩的的施工，获得得了良好的经经济、社会效效益。（2）20099年3月，武汉港港阳逻集装箱箱港区二期工工程水上码头头工程开建。针针对复杂的地地质情况，通通过分析打设设辅助钢管桩桩支撑水上施施工平台的常常规传统工艺艺的不利因素素，如需要投投入大型打桩桩船机设备、消消耗较多辅材材、劳动力抽抽入大、工期期长等，提出出了“水上钢护筒筒引孔栽桩支支撑施工平台台”的施工工艺艺，并成功地地完成了本工工程全部水上上灌注桩的施施工，施工质质量完全满足足设计要求和和安全功能的的要求。（3）20133年3月，武汉新港港阳逻港区三三作业区一期期起步阶段工程程开工。该工工程位于长江江中上游，结结构形式为高高桩梁板结构构，码头桩基设计计为端承桩。因因岩面以上覆覆盖层很薄（0.3m~~0.5m），设计要要求钢护筒需需嵌入中风化化层岩面2~3m，以保证钢钢护筒在施工工期间内的单单桩稳定。桩桩基区域河床床岩层为泥质质砂岩或砂岩，河床上部为中中风化层，逐逐渐往下变化化为微风化层层。该段河床床为侵蚀性河河床，松软的的覆盖层（0.3m~~0.5m）和岩石的的风化经过流流水的冲刷被被剥离，使河床岩层基本本处于裸露状态态。工程地处长江中中、下游的阳阳逻水道，水水量充沛。长长江中下游汛汛期出现在5~10月份，7月份主汛期期水流速度较较大，局部地地方流速达到2.5m//s。本工程桩桩基施工时段段为5~11月份，施工工高峰期时段段正值长江主汛期。桩基基施工需在高水位，大大流速，水上净空较较小的情况下下进行。为解决以上难题题，工程采用用“利用设计钢钢护筒引孔栽栽桩支撑水上上桩基础施工工平台”工艺，成功功完成了本工工程全部水上上灌注桩的施施工，取得良良好的经济社社会效益。（4）公司经过过多年的技术术积累和不断断创新，不断断完善引孔栽栽桩体系设计计，在此基础础上形成了大大直径钢护筒筒引孔植桩施施工工法。该该工法关键技技术2014年5月日经上海海市科委组织织专家鉴定，达达到国际先进进水平，已获获实用新型专专利三项并申申报发明专利利两项。2工法特点1）施工技术成成熟、工艺简简单，能在较较复杂的地质质条件下进行行施工，应用用广泛。2）施工过程中中大大减少了了用钢量，减少少施工投入、加加快施工进度度。3）工程质量和和安全性有较较好的保证：：钢护筒植入入基岩的锚固固质量、嵌岩岩桩的施工质质量等均有较较好的保证；；汛期单桩稳稳定、施工平平台的稳定性性也有较好保保障。3适用范围适用于大水位差差、浅覆盖层或裸露基岩的的地质水文条件件。4工艺原理植桩施工主要应应用于高桩梁梁板码头基桩桩需要嵌岩，岩岩面上覆盖层层较薄，岩面面较陡的情况况。桩基的轴轴向承载力主主要来自岩基基中钢管的侧侧摩阻力和端端承力，持力力层在中风化化岩层。桩基基的水平承载载力主要来自自于植入钢管管桩的内浇混混凝土在钢管管桩与引孔间间外翻混凝土土形成刚性节节点，由钢管管桩悬臂端承承受。常规灌注型嵌岩岩桩施工常将通通过在辅助钢钢管桩平台上上，通过重锤将钢护筒打入基基岩层内，这这会导致引起钢护筒卷边，影响灌注桩桩成桩效果。为为解决大直径径钢护筒施工工中这一关键键技术难题，我我们通过先在在基岩内锚固固钢护筒再在在钢护筒上施施做施工平台进行行灌注桩施工工。工作原理理见图1、图2。图1：钢护筒开开孔示意图中风化泥质砂岩中风化泥质砂岩钢护筒植桩施工示意图桩位中心线覆盖层中风化泥质砂岩(2)理坡、平坡覆盖层桩位中心线(1)原始地形中风化泥质砂岩(3)引孔施工覆盖层桩位中心线中风化泥质砂岩(4)钢护筒安放覆盖层桩位中心线翻浆孔中风化泥质砂岩(5)清孔、水下混凝土锚固覆盖层桩位中心线Φ1.8m钢护筒Φ1.8m钢护筒图2：引孔植桩桩示意5施工工艺流程程及操作要点点5.1施工工艺艺流程图3为工程施工工工艺流程。钢护筒加工钢护筒进场钢护筒加工钢护筒进场检测设备进场商品混凝土到场钢筋笼加工制作桩基施工设备进场平台材料进场混凝土浇筑平台形成桩位测量复核平台安全防护泥浆及沉渣检测嵌岩桩养护钢护筒桩位引孔钢护筒安放钢护筒植桩施工嵌岩桩平台搭设嵌岩桩桩机就位嵌岩桩成孔施工下放钢筋笼导管法浇筑混凝土桩基超声波检测工程船进场浮吊进场商品混凝土运至现场钢护筒上牛腿焊接浮吊就位施工机架就位固定泵及导管布置到位修桩头重复以上工艺4~5个排架钢护筒栽桩重复以上工艺4~5个排架钢护筒栽桩孔深、孔径、岩性、沉渣等检测孔深、孔径、岩性、沉渣等检测图3：施工工艺艺流程图5.2操作要点点1）根据甲供工工程测量控制制网，综合考考虑控制点是是否便于施工工，现场的通通视情况是否否良好，占位位地基是否稳稳定、可靠、不不易发生位移移、沉降以及及不易破坏、便便于保护等因因素，在现场场进行第一次次控制网布设设。高程控制制网与平面控控制网同步布布设，为了便便于保护，水水准点尽量与与平面控制点点一致，测量量控制网须定定期复核。2）安排超前钻钻施工，对照照设计图纸，对对每个桩位中中心布置一个个勘探孔，陆陆域部分钻孔孔深度进入中中风化岩面1m，水域部分分进入中风化化岩面2m。3）设计根据超超前钻地勘报报告，通过计计算确定设计计钢护筒长度度、钢护筒底底标高和入岩岩深度。安排排生产厂家按按照设计要求求制作钢护筒筒，每根钢护护筒比设计长长度保留1m富裕量，防防止地层遇到到斜坡和陡砍砍，减少接桩桩，底部开设设翻浆孔。根根据施工进度度合理安排钢钢护筒进场计计划。4）在主体施工工船上搭设施施工平台，施施工平台搭设设在主体施工工船的一侧，船船体另一侧进进行压仓处理理，保证设备备施工时保持持船体和钻机机平衡。施工工船为单船，安安装四个施工工平台，驳船船按横向平行行于桩排架线线，船舷离护护筒壁保持30cm。通过岸上上全站仪对施施工船进行测测量定位，船船体前后左后后锚索固定在在指定位置，如如遇江水涨落落则及时伸缩缩缆绳进行及及时调整。5）通过测量找找准桩的中心心点，调整钻钻机让钻头中中心对准桩中中心。6）钻机钻头直直径为2.2m，先采用低低档低冲程对对斜坡面进行行理平，再正正常引孔，引引孔过程中须须实时对桩中中心点进行监监控，防止在在引孔过程中中钻头偏位或或江水涨落导导致船移位导导致斜孔和桩桩偏位过大，如如有桩偏位及及时进行修正正。7）当引孔底标标高达到设计计钢护筒底标标高时，钻机机停钻，现场场技术人员做做好成孔记录录和测量记录录。如遇斜坡坡和陡砍，须须保证孔底距距离中风化岩岩面最低处超超过2m，以保证钢钢护筒锚桩质质量。8）钻机进行清清孔，保证底底部平整和孔孔底沉渣在5cm以内。9）钻机移位，定定位导向架，导导向架采用1.9m×1.9m槽钢架子，先先通过测量将将导向架中心心对准桩中心心，再将导向向架通过点焊焊的方式固定定在施工平台台上。10）浮吊起吊吊钢护筒沉桩桩，岸上两台台全站仪交会会，严格控制制桩位偏差和和垂直度。钢钢护筒沉到孔孔底，对钢护护筒中心偏位位进行测量，调调整到最大桩桩偏差在5cm以内，否则则起吊钢护筒筒进行再次沉沉桩进行微调调。11）第一根、第第三根钢护筒筒利用船体导导向架对钢护护筒进行固定定，当标准养养护的锚桩砼砼试块达到10MPa时，对导向向架进行拆除除，使钢护筒筒与船体分开开，钻机再对对第二根、第第四根进行引引孔施工，成成孔清孔完成成后，浮吊起起吊钢护筒沉沉桩，然后用用28a制作的槽钢钢架子对第一一个排架的钢钢护筒进行夹夹桩，使第一一个排架钢护护筒连成整体体，减少后期期钢护筒单桩桩摆动和偏位位。再对第二二根、第四根根钢护筒进行行锚桩砼浇筑筑。12）待钢护筒筒引孔栽桩施施工到第二个个排架以后，单单桩钢护筒沉沉桩以后，夹夹桩稳桩方向向改为码头岸岸线方向，从从上下游对每每轴钢护筒进进行夹桩，搭搭设水上施工工平台时，再再对稳桩槽钢钢进行拆除。13）施工中加加强商品混凝凝土以及现在在砼浇筑的质质量管理，再再由浮吊起吊吊利用料斗+导管法通过过钢护筒底部部开设的翻浆浆孔进行栽桩桩施工，钢护护筒内多浇灌灌1m高度混凝土土，确保翻浆浆效果。14）施工前期期采用在计算算混凝土方量量浇筑后，用用探灰杆对钢钢护筒内外混混凝土高度进进行探摸确定定施工质量。特特殊情况派潜潜水员进行水水下栽桩效果果的验证。5.3劳动组织织一个植桩班组可可同时进行两两根桩基施工工，需配置钻机工3人，砼工3人，吊装工4人，测量员2人。6工料消耗工料分析表中以以两个排架间间形成的施工工平台为单位进行人人工、机械、材材料的消耗量的统计。阳逻三期排架架间距为10m，每个排架由4根Φ1800直桩，两个排架间间形成30m×112m平台。阳逻三期植桩平平台（两个排架间间30m×12m）关键工序主要内容人工量主要机械设备材料消耗工期1船载钻机冲孔在工程船上焊接接钻机平台；；钻机就位冲孔，孔底清渣8人反循环冲击钻机机2台；泥浆泵2个槽钢4.8t；；角钢0.3t5d2钢护筒安装钻机移位，吊钢钢护筒入孔焊接槽钢架稳固固钢护筒6人吊机船1艘槽钢0.29tt；3d2浇筑封底混凝土土焊接混凝土浇筑筑平台就位漏斗+导管法灌灌注水下砼4人混凝土输送设备备1套槽钢0.1t2d3钢护筒焊接钢牛牛腿工程船上支立立脚手架钢护筒两侧焊钢钢牛腿4人吊机船1艘；钢板0.62tt；脚手架0.5t2d4钢护筒两侧焊双双层工字钢吊机船吊装500b工字钢工字钢与钢牛腿腿焊接6人吊机船1艘工字钢12.11t3d5排架间焊接纵向向槽钢系排架间吊装[228@50ccm槽钢与工字钢焊焊接成整体6人吊机船1艘槽钢34.5tt4d6铺设木板人工满铺木板7人1d7拆除平台6人吊机船1艘5d7质量控制1）船体晃动大大，控制引孔孔桩中心进度度船体晃动严重原原因分析：工工程船为货船船改造，船舷舷高，自重轻轻，吃水浅，加加之钻机自重重大，钻头钻钻进时动荷载载也大，冲程程大，频率为为快。解决方式：在船船体两侧主要要受力点均衡衡架设8根Φ300mm钢管至江底底作为工程船船的支撑，增增加工程船受受力点和平衡衡，试验效果果良好，解决决了钻机钻进进时船体晃动动太大的问题题。工艺优化：类似似工程在选用用施工船舶时时可直接选用用平板驳，然然后在船体两两侧主要受力力点均衡架设设6~8根Φ300mmm可调节钢管作作为工程船的的支撑，保证证作业平台稳稳定。2）控制单根钢钢护筒偏位原因分析：当钻钻头还没完成成理坡、平坡坡时，为了加加大钻进速度度，就加大钻钻机档位，使使得钻头进入入岩层一直都都倾斜，最终终导致孔底不不平和倾斜。解决方式：引孔孔钻进施工时时，须低档位位慢慢理坡、平平坡，待钻机机进入岩层后后方可加正常常钻进。3）在陡坡、斜斜坎上引孔钻钻进由于施工区域地地质情况复杂杂、多变，在在引孔施工过过程中，在桩桩位处经常遇遇到大的斜坡坡和陡砍。引引孔钻进施工工，钻头发生生侧滑，难以以钻进，试着着慢慢强行钻钻进时，将钻钻头上方清渣渣泵管打坏，不不能钻进。通通过现场测绳绳测量，发现现桩位处有8m高的斜陡砍砍，钻头钻进进时，钻头重重心在钻重心心，与江底接接触面积不到到1/3，而且偏离离钻头重心，因因此钻头发生生侧滑，不能能强行钻进，停停止施工。解决方式：对钻钻头进行改造造，将钻头一一侧增加配重重，使钻头重重心发生偏移移，能让整个个钻进的力量量集中接触到到陡砍。工艺优化：由于于超前钻的局局限性（单点点钻进，钻芯芯直径小），在在长江水位枯枯水期时（施施工前期），通通过小船对桩桩基施工区域域进行水下探探摸，对斜坡坡坡度较大或或有陡砍的地地方进行局部部爆破理坡、平平坡处理，方方便日后栽桩桩施工。8安全措施1）加强施工安安全监控。及及时反馈监测测信息，进行行科学的信息息化施工，确确保施工安全全；2）现场内支搭搭架空线路的的线杆底部要要牢固，不得得倾斜下沉，与与临近建筑应应有一定安全全距离，且必必须采用绝缘缘导线，不得得成束架空敷敷设，并必须须采取有效保保护措施；3）施工设备操操作过程中按按各种专项规规定操作，严严禁违规作业业。4）在狭小的场场地或金属管管架上作业时时，要用绝缘缘衬垫将焊工工与焊件绝缘缘；5）各种机械要要有专人负责责维修、保养养，并经常对对机械运行的的关键部位进进行检查，预预防机械故障障及机械伤人人；6）已搭设好的的平台，及时时安装两侧护护栏并挂靠安安全网。围栏栏高度不低于于1.2m，水上作业业人员必须穿穿着救生衣；；7）夜间平台上上应设置照明明、通航灯光光及警示灯。通通航道两边平平台立柱上还还需设置橡胶胶轮胎等防撞撞物。9环保措施现场环保控制主主要是控制现现场排水、设设备保养、维维修对场地环环境的污染和和现场生活垃垃圾的堆放、处处理。1）对施工人员员进场前进行行培训、交底底，要求施工工人员树立环环保意识；2）采用性能良良好的机械设设备，认真做做好加油、保保养工作，减减少施工时机机械发出的噪噪音；3）冲孔桩基础础施工期间，泥泥浆及时清运运，保证场地地清洁。废泥泥浆用泥浆罐罐车运至有关关部门指定的的地点，排放放严格按有关关规定处理；；4）施工期间，施施工废料如水水泥、油料、化化学品堆放，进进行严格管理理，防止雨季季物料随雨水水径流排入地地表及相应的的水域，造成成污染。10节能降耗1）本工法施工工机械主要设设备主要采用用液压反循环环钻机，避免大大型打桩船机设备的使用用，大大降低低了油料消耗耗。2）通过引孔植植桩工艺，确确保了大直径径钢护筒的施工工质量，避免免了返工引起起的原材料浪浪费和动力消消耗，具有节节能效果。11效益分析1）施工质量有有保证。对比常规的大直直径钢护筒施施工，引孔植植桩施工避免免了钢护筒受受力变形、钢钢护筒卷边或或偏位、钢护筒漏浆浆等问题。2）提高了施工工效率、降低低了施工成本本。引孔植桩施工在在材料上减少少了辅助钢管桩的投入入使用，大大减少了了钢材的消耗耗，在机械投入上以驳船装载钻孔桩基基代替了大型型水上打桩船船机设备，减少了机械台班费用用。工程驳船可装载4台钻机同时冲孔孔作业，植桩速度本身就较快，植桩完毕后后直接在钢护护筒上施做平台的上上部结构，既既减少了拆除除辅助钢管桩桩和辅助横撑撑流程，又不不影响后续码码头钢护筒钢钢横撑安装、系系揽平台安装装和水下抛石石等施工，加加快了整体工工程的施工进进度。12应用实例12.1应用实实例一：武汉汉新港阳逻港港区三作业区区一期工程12.1.1工程概况武汉新港阳逻港港区三作业区区一期工程是是湖北省建设设武汉新港的的重要组成部部分，规划建建设5000DDWT集装箱泊位4个，码头岸岸线长573m，码头宽度30m。本工程码码头结构形式式为高桩梁板板结构，其中中码头桩基采采用排架间距距10m的Φ1650mmm灌注型嵌岩岩桩，每榀排排架设置4根直桩，钢钢护筒规格为为Φ1800δ14mm，设计要求求钢护筒嵌入入中风化岩面面深度2~3m。由我公司司承建的码头头桩基21榀排架，共共计84根Φ1800mmm钢护筒。本工程地处阳逻逻水道长江中中、下游，属属平原性河流流，水量充沛沛。根据汉口口水文站多年年来的资料分分析，长江中中、下游干流流汛期出现在在5～10月，本工程灌灌注桩施工正正值汛期。12.1.2施工情况根据工程地质和和水文情况，最最终选取栽桩桩用工程船为为单货船，最最大载货量755t，长宽高：55×122.5×6..8m，空载吃水0.55m，满载吃水2m。根据码头单轴钢钢护筒桩心位位置，采用56b工字钢和30a槽钢，在工工程船甲板上上搭设4个钻机平台台，平台通过过焊接与船体体连接，平台台悬挑部分通通过斜撑支撑撑。根据钢护筒引孔孔栽桩工艺，对对引孔底部平平整度和沉渣渣要求较高，选选取两台YCJF--25全液压冲击击反循环钻机机钻机逐个排排架进行冲孔孔，该钻机自自重27t，在4个钻机平台台上间隔布置置，在船体另另一侧采用袋袋装黄沙压仓仓布置，保证证钻机引孔施施工时，整个个工程船船体体平衡。单根根桩冲孔深度度为2m~3m，冲孔完毕毕后在砼浇筑筑平台上利用用料斗+导管法浇筑筑封底混凝土土11m3，确保钢护筒筒外翻浆填满孔孔位，用槽钢钢架将单根钢钢护筒两两相相连形成整体体，保证钢护护筒的在大流速下的单桩稳稳定性。当钻机引孔完成成后，通过浮浮吊起吊钢护护筒沉桩，沉沉桩钢护筒定定位由岸上2台全站仪控控制，锚桩砼砼通过岸上商商砼搅拌车运运输，自卸至至料斗，由浮浮吊起吊通过过导管法浇筑筑锚桩砼。12.1.3应用效果在6个月的桩基基施工中，对对植桩平台的沉降位移进进行了监测，结果表表明施工载桩平台在嵌岩桩施工工阶段最大沉沉降量为5cm，最大位移移量为10cm，符合规规范及施工要要求。工程施工灌注桩桩质量经验收收合格，进度度由计划的8个月提前了了两个月。经济效益：辅助助桩施工平台台搭拆施工费费：1968万元，钢护护筒植桩（代代替辅助桩）搭搭设施工平台台费用为：946万元，比辅辅助桩平台节节省1022万元。12.2应用用实例二：武武汉港阳逻集集装箱港区二二期工程水工工码头工程12.2.1工程概况武汉港阳逻集装装箱港区二期期工程位于湖湖北省武汉市市新洲区阳逻逻镇长江之北北岸，其下游游与阳逻国际际集装箱转运运中心毗邻，上上游与亚东水水泥厂相衔接接。拟建工程程港工建筑物物主要包括4个集装箱泊泊位及引桥三三座，集装箱