深水桩基施工工法

PAGEPAGE10深水桩基施工工法天元建设集团有有限公司高丰裴兆波周周先鹤吕凤勇勇陈国欣1、前言随着我国经济的的快速发展，城城市间的距离离不断缩短，跨跨江跨河的公公路桥梁越来来越多，在这这些工程中，水水深一般比较较大，通常的的筑岛围堰已已经不能满足足施工的需要要，且工程量量大，费用高高，于是钢管桩水中平台台加钢板桩围围堰的方案越来越受受到业主及施施工单位的青青睐。我公司司施工的连云云港市赣榆县县青口河大桥桥水面宽度有有600多米，平均均水深达15米，在施工工过程中，通通过不断的总总结提炼，形形成了深水桩桩基施工工法法。本工法先后在东东海县南辰大大桥、204国道龙王河河大桥、连云云港市新沭河河特大桥的桩桩基础施工中中应用，加快快了施工进度度，降低了工工程成本，保保证了施工质质量与安全，取取得了非常好好的效果。2、工法特点2.1、施工过过程中平台与与陆地之间的的联系非常方方便，顺利地地解决了各种种材料的水中中运输问题，并并且安全可靠靠。2.2、钢板桩桩围堰封闭性性比较好，打打入、拔除操操作简单、快快捷。有利于于加快施工进进度。3、适用范围本工法适用于水水深在30米范围内跨越水库、河河流、海湾的的铁路、公路桥梁的的深水基础施施工。4、工艺原理将浮箱、工字钢钢、桁架、卷卷扬机、卷扬扬机带动的旋旋转底座和起起重机大臂等等拼装组成浮浮吊，利用浮浮吊将浮箱和和工字钢组成成的导向船固固定，作为导导向框架，使使用浮吊依靠靠导向船打入入钢管桩，搭搭设水中平台台，以水中作作业平台为依依托，下设钢钢护筒、钻孔孔、下放钢筋筋笼、灌注混凝凝土，然后拔拔除施工平台台，进行钢板板桩围堰，钢钢板桩内边抽抽水边用工字字钢作内支撑撑，抽干水后后用混凝土封封底，施工系系梁及承台。5、施工工工艺流程及操操作要点5.1工艺流程程钢板桩及钢护筒筒制作浮箱箱拼装浮吊拼装装搭设设水中平台埋设设钢护筒钻孔桩桩施工清孔混凝土灌注注平台台拆除打入钢板桩桩围堰抽水清淤凿除桩头浇注混凝土土封底细梁或承台台施工拔除钢板桩桩围堰5.2操作要点点5.2.1、钢钢管桩及钢护护筒的制作钢管桩所用的钢钢管和钻孔的的水中部分所所用的钢护筒筒，均现场卷卷制。选用110mm～14mm厚的的钢板，卷成成小节后，将将小节焊接成成大节。每节节钢管之间采采用内外周圈圈焊接，焊缝缝宽度不小于于2cm。5.2.2、浮浮箱拼装浮箱是浮吊的基基础，由若干干个小钢箱组组成。小钢箱箱外型为长方方体，底部周边为为圆角，顶部部为长方形，钢钢箱钢板厚度度3mm，内部有钢钢制中隔板，顶顶部焊有带螺螺栓眼和卡销销眼的角钢及及钢板，小钢钢箱之间通过过螺栓和卡销销来互相连接接，顶部预留留有锚栓孔，以以连接固定锚锚机或其他需需要固定的设设备。在岸边用汽车吊吊依次将小钢钢箱吊放下水水,通过螺栓连连接和卡销连连接并用的方方式拼装成一一个大浮箱。5.2.3、浮浮吊拼装浮吊是水上作业业的起吊设备备，由浮箱及及CWQ20型拆装式桅桅杆起重机组组成，起重机机结构由臂杆、立立柱、斜撑、转转盘底座及驾驾驶室组成。转转盘底座基础础基本呈正三三角形，三台台卷扬机在浮浮吊的尾部正正中位置。5.2.4、搭搭设水中平台台1.浮吊抛锚：：首先使用浮浮吊将锚碇在在距设计桩位60m～100m处进行抛锚锚，并用浮筒筒做为标识。2.导向船固定定：导向船定定位时，用机机动船将导向向船推至设计计桩位处加以以锚定，然后后利用导向船船上的四台卷卷扬机，在测测量指挥下，通通过伸缩锚机机将导向船定定位，在导向向船上根据每每根钢管桩的的布设位置准准确放出每根根钢管桩的桩桩位，并依次次安装定位框框架。3.钢管桩打入入：导向船定定位后，机动动舟将焊接好好的钢管桩钢钢管通过运输输船运至墩位位处，并将浮浮吊傍靠。见见图1图1钢管桩施工工示意图起吊钢管桩钢管管，在钢管上上做好长度标标记，从定位位框架中插入入，依靠自重缓缓缓下沉，根据据钢管上的长长度标记确认认入河床后再再检查垂直度度，作纠偏处处理，起吊电电动振动锤，放放在钢管顶，卡在钢板上上，开动振动动锤对钢管桩桩进行振动下下锤，直至钢钢管反弹，方方可认为已进进入风化岩，可可停止振动。在在打入过程中中随时观测垂垂直度。4.施工平台的的搭建完成：：钢管桩打设设完毕，采用36cm工字钢安设设内支撑，按按照平台设计计进行搭建。5.2.5、埋埋设钢护筒在平台上精确定定出桩位，放放置导向架。入入河床的一节节护筒在顶部部外侧对称焊焊接卡板，浮浮吊提扁担梁梁起吊，护筒筒穿过导向架架，靠自重缓缓缓下沉，卡卡板卡在导向向架上，同样样办法起吊下下一节护筒，并并与上一节护护筒对接焊。护护筒足够长以以后，将会因因自重下沉，待待不再继续下下沉，在护筒筒顶部加振动动锤振动下沉沉，护筒反弹弹明显时持续续5min后停止。5.2.6、钻钻孔桩施工护筒埋设好后，吊吊装钻机就位位进行钻孔施施工。从护筒筒至泥浆池之之间采用泥浆浆槽连接，放放置在平台上上。5.2.7、混混凝土灌注钻孔桩所用混凝凝土在拌和场场集中拌制，由由混凝土罐车运运到临时码头头旁。在临时时码头处设置置滑槽，混凝凝土由滑槽滑滑至运输船上上的料斗内，由由运输船将料料斗拖至墩旁旁，浮吊吊灌灌。导管一般般埋深为2～6米，以确保保混凝土的密实实度。必须保保证每趟运输输时间不能超超过40分钟，保证证混凝土坍落落度。5.2.8、平平台拆除桩基础施工完毕毕，由上至下下拆除平台。纵纵横梁、斜撑撑拆除后进行行管桩拔除。浮浮吊起吊振动动锤直接夹住管管壁，启动振振动锤，边振动边边缓缓起钩，可可将管桩拔除除。5.2.9、钢钢板桩围堰１.钢板桩围堰堰几何尺寸围堰外形尺寸是是根据系梁或或承台的水平平几何尺寸，各各边再加上不不小于0.5m的操作宽度度，高度依据据水深，并考考虑0.5ｍ的超超高加入土深度来来确定其几何何尺寸。２.钢板桩围堰堰的安装钢板桩围堰在场场外加工结束束后，需进行行现场吊装就就位，就位之之前要清除水水下的建筑垃垃圾及其他杂杂物，整平地地基槽，以利利于围堰平稳稳均衡下沉，使使承台四周的的施工空间达达到均衡。插插打顺序是先先从上游开始始，在下游合合拢，每边由由一角插至另另一角，快合合拢的几块板板桩插打前，应应先测量，若若有较小的倾倾斜，可用铰铰链调整。插插打采用浮吊吊和振动锤配配合进行，为为使桩顶面不不受到损伤，桩桩顶应设桩帽帽，并设硬木木等缓冲材料料，以承受较较大的冲击力力。见图2、图3３.围堰内的工工程施工围堰插打合拢后后，要在其内内填入一定高高度的土料和和滤层，填入入的土料一般般以粉质黏土土为宜，它相相对于黏土较较易破碎，倒倒入水中后不不会产生多少少空隙，有条条件的还可以以对土略加夯夯实，这样有有利于防渗，在在土料填完平平整后，在其其上加20㎝厚的黄砂砂，最后填入入20㎝厚的碎石石。土料填筑筑顶面的高程程根据承台底底立模的高度度确定。在填填料过程中，若若围堰内水位位上升太高，应应及时排除，以以减少水位差差，避免引起起反穿孔。在整个滤层层填完后，才才可降低堰内内水位，否则则也有可能引引起穿孔。在在钢板桩围堰堰内抽水时，若若有渗漏，以以板条、棉絮絮等在板桩内内侧嵌塞，边边抽水边焊加加内支撑。围围堰内水抽干干后，在无水水环境下开挖基基坑，凿除桩头，浇浇筑封底混凝凝土。混凝土土达到一定强强度后，绑扎扎钢筋、支设设模板、浇注注系梁及承台台混凝土。在在系梁或承台的的施工过程中中，仍要配置置水泵进行渗渗水排除，水水泵的选择根根据渗流量来来决定。４.钢围堰的拆拆除

承台浇筑后，根根据气温使承承台承载力达达到承载自重重，即可拆卸卸，拆卸时为为减少摩擦力力，先用高压压泵将围堰内内外侧土冲动动，再用吊装装工具，将围围堰吊起，移移出现场即可可。5.3劳动力组组织表5.3劳动力力组织一览表表序号专业人数工作内容备注1打桩队15人钢管桩、钢板桩桩及钢护筒打打设拆除2钻机队20人钻孔、清孔、灌灌注混凝土3电焊工2人电焊4电工2人负责现场安全用用电5机修队3人铁件加工及机械械维修6运输队10人材料设备的水上上运输7机动舟司机1人按施工要求驾驶驶机动舟8机动舟指挥1人指挥机动舟完成成既定任务9机动舟普工5人舟上人工任务10浮吊司机1人驾驶浮吊11浮吊指挥1人指挥浮吊完成既既定任务12浮吊普工8人浮吊人工任务6、材料与设备备现场施工材料设设备根据施工工进度随时调调整，详见表表6表6材料与设备备一览表序号机械设备或名称称规格型号数量作用1水上浮吊20T2台钢管桩的插打，平平台及护筒安安设，钻机移移位，钢筋笼笼吊放，砼的的吊灌及其他他水上吊装作作业2运输船—2艘水上设备材料的的运输3导向船—2艘插打钢管装时定定位及作为施施工平台4机动船994型1艘水上动力设备5振动锤60T1套下沉纲管及下沉沉护筒6发电机75KW1个打桩时提供临时时用电7锚碇设备—4个水中船只锚碇8钢管桩20米8套水中平台支撑9槽钢6米20根钢管桩与平台加加固10泥浆泵50-100LL2个桩基施工清孔11电焊机30KVA5台钢筋笼、钢管焊焊接12冲击钻机CZ-302台桩基钻孔施工13发电机组120KVA1台备用14钢板桩20米3套围堰15工字钢I3624根围堰内支撑7、质量控制7.1质量控制制标准7.1.1《公公路桥涵施工工技术规范》JTJ041-2000。7.1.2《公公路全球定位位系统(GPS)测量规范》JTJ/TT066-9987.1.3《公公路工程检验验评定标准》JTGFF80/1--20047.1.3《水水运工程混凝凝土施工规范范》JTJ26687.1.4《水水运工程混凝凝土质量控制制标准》JTJ2669-967.2质量控制制措施7.2.1严格格按照设计文文件及施工组组织设计施工，记记好各项施工检检查记录，填填写隐蔽工程程检查验收记记录，并在施施工前做好技技术交底。7.2.2加强强加强材料管管理，所有进进场材料要严严格把关，做做到不合格的的材料不进场场，无合格证证材料不准使使用，使施工工全过程的工工程质量处于于受控状态。7.2.3钢管管桩施工平台台质量要求：：1.钢管桩倾斜斜率应控制在在1％以内，位位置偏差应控控制在300mm以内；2.平台必须平平整，各联接接处要牢固，钢钢管桩周围需需要抛砂包，并并定期测量钢钢管桩周围河河床面标高，冲冲刷是否超过过允许程度；；3.夜间开启平平台首尾示警警灯，设置救救生圈以保证证人身安全。7.2.4护筒筒设置1.护筒内径宜宜比桩径大200～400mmm2.护筒设置，应应严格注意平平面位置、竖竖向倾斜和两两节护筒的连连接质量均应应符合规范要要求3.护筒高度宜宜高出水面1.0～2.0m7.2.5灌注注水下混凝土土的技术要求求。1.首批灌注混混凝土的数量量应能满足导导管首次埋置置深度(≥1.0m)和填充导管管底部的需要要。2.混凝土拌和和物运至灌注注地点时，应应检查其均匀匀性和坍落度度等，如不符符合要求，应应进行第二次次拌和，二次次拌和后仍不不符合要求时时，不得使用用。3.首批混凝土土拌和物下落落后，混凝土土应连续灌注注。4.在灌注过程程中，特别是是潮汐地区和和有承压力地地下水地区，应应注意保持孔孔内水头。5.在灌注过程程中，导管的的埋置深度宜宜控制在2～6m。6.在灌注过程程中，应经常常测探井孔内内混凝土面的的位置，及时时地调整导管管埋深。7.为防止钢筋筋骨架上浮，当当灌注的混凝凝土顶面距钢钢筋骨架底部部1m左右时，应应降低混凝土土的灌注速度度。当混凝土土拌和物上升升到骨架底口口4m以上时，提提升导管，使使其底口高于于骨架底部2m以上，即可可恢复正常灌灌注速度。8.灌注的桩顶顶标高应比设设计高出0.5～1.0m，多余部分分接桩前必须须凿除，残余余桩头应无松松散层，保证证混凝土强度度。9.在灌注将近近结束时，应应核对混凝土土的灌入数量量，以确定所所测混凝土的的灌注高度是是否正确。7.2.6钢板板桩围堰1.在拼接钢板板桩时，两端端钢板桩要对对正顶紧夹持持于牢固的夹夹具内施焊，要要求两钢板桩桩端头间缝隙隙不大于3mm，断面上的的错位不大于于2mm，使用新钢钢板桩时，要要有其机械性性能和化学成成份的出厂证证明文件，并并详细丈量尺尺寸，检验其其是否符合要要求。2.对组拼的钢钢板桩两端要要平齐，误差差不大于3mm，钢板桩组组上下一致，误误差不大于30mm，全部的锁锁口均要涂防防水混合材料料，使锁口嵌嵌缝严密。3.为保证插桩桩顺利合拢，要要求桩身垂直直，并且围堰堰周边的钢板板数要均分。为保证桩身身垂直，于第第一组钢板桩桩设固定于围围堰支撑上的的导向木，顺顺导向木下插插，使第一组组钢板桩桩身身垂直，由于于钢板桩组上上下宽度不完完全一致，锁锁口间隙也不不完全一致，桩桩身仍有可能能倾斜，在施施工中加强测测量工作，发发现倾斜，及及时调整，使使每组钢板桩桩在顺围堰周周边方向及其其垂直方向的的倾斜度均不不大于5‰，同时为了了使围堰周边边能为钢板桩桩数所均分，事事先在围堰导导梁上按钢板板桩组的实际际宽度画出各各组钢板桩的的位置，使宽宽度误差分散散，并在插桩桩时，据此调调整钢板桩的的平面位置，使使误差不大于于±15mm，当仍有困困难时，将合合拢口两边各各几组钢板桩桩不插到河床床，在悬挂状状态下进行调调整。在无法法顺利合拢时时，则根据合合拢口的实际际尺寸制造异异形钢板桩合合拢。但要控控制异形钢板板桩上下宽度度之差不超过过桩长的2%。4.在使用拼接接接长的钢板板桩时，钢板板桩的拼接接接头不能在围围堰的同一断断面上，而且且相邻桩的接接头上下错开开至少2m，所以，在在组拼钢板桩桩时要预先配配桩，在运输输、存放时，按按插桩顺利堆堆码，插桩时时按规定的顺顺序吊插。5.在进行钢板板桩的插打时时，当钢板桩桩的垂直度较较好，一次将将桩打到要求求深度，当垂垂直度较差时时，要分两次次进行施打，即即先将所有的的桩打入约一一半深度后，再再第二次打到到要求的深度度。6.打桩时必须须在桩顶安装装桩帽，以免免桩顶破坏，切忌锤击过过猛，以免桩桩尖弯卷，造造成拔桩困难难。7.钢板桩围堰堰在使用过程程中，防止围围堰内水位高高于围堰外水水位。在低水水位处设置连连通管，到围围堰内抽水时时，再予封闭闭，当在围堰堰内抽水时，钢钢板桩锁口出出现漏水现象象，应在围堰堰外撒大量细细煤渣、木屑屑、谷糠等细细物，借漏水水的吸力附于于锁口内堵水水，或者在围围堰内用板条条、棉絮等楔楔入锁口内嵌嵌缝，撒煤渣渣等物堵漏时时，要考虑水水流方向并尽尽量接近漏缝缝，漏缝较深深时，用袋装装下放到漏缝缝附近处徐徐徐倒撒，同时时当围堰内抽抽水至各层内内支撑梁处时时，应逐层将将内支撑梁与钢钢板桩之间的的缝隙用木楔楔楔紧，使内内支撑梁受力力均匀。8.围堰使用完完毕，拔除钢钢板桩时，首首先将钢板桩桩与内支撑梁木板板焊接物切除除，然后在围围堰内灌水至至高出围堰外外水位1～1.5m，平衡内外外的水压力使使其与封底砼砼脱离，再在在下游选择一一组或一块较较易拔除的钢钢板桩，先略略锤击振动后后拔高1～2m，然后依次将所有钢钢板均拔高1～2m，使都松动动后，再从下下游开始分两两侧向上游依依次拔除。8、安全措施8.1、一切行行动听指挥，听听从统一安排排。施工人员员坚守岗位，未未经许可，不不得擅自离开开岗位，发现现异常情况，立立即报告现场场指挥，指挥挥根据情况分分析判断下达达命令。8.2、必须要要遵守水上作作业的基本要要求，穿救生生衣、防滑鞋鞋。8.3、浮吊起起吊各种重物物时，应先提提升10～20cm，检查尾部部浮箱配重合合适，吃水在在警戒线以下下，其它各部部分良好后，方方可继续起吊吊，起吊杆件件必须有固定定的信号指挥挥，旗语准确确，传闻迅速速，吊件下严严禁站人。8.4、导向船船与机动舟，导导向船与浮吊吊，机动舟与与浮吊，浮吊吊与运输船，以以及机动舟，浮浮吊，运输船船之间相互傍傍靠时，要用用钢丝绳在船船上绑好，确确保工作人员员上下安全，并并使工作平台台保证相对稳稳定，相互停停靠时要避免免引起碰撞，不不可随意停靠靠。8.5、施工用用电安全8.5.1施工工用电前进行行施工用电设设计，采用三三级配电二级级保护方式。8.5.2现场场照明：照明明电线绝缘良良好，导线不不得随地拖拉拉或绑在脚手手架上。照明明灯具的金属属外壳必须接接零。8.5.3架空空线：架空线线必须设在专专用电杆(水泥杆、木木杆)上，严禁架架设在树或脚脚手架上，架架空线装设横横担和绝缘子子。架空线路路设有短路保保护和过载保保护。8.5.4用电电管理：安装装、维修或拆拆除临时用电电工程，必须须由电工完成成，电工必须须持证上岗，实实行定期检查查制度，做好好检查记录。8.5.5严格格按有关规定定安装线路及及设备，用电电设备都要安安装地线，不不合格的电气气器材严禁使使用。8.6机械设备备安全8.6.1、所所有施工设备备和机具在使使用时均必须须由专职人员员负责进行检检查，进行必必要的试验和和维修保养，确确保状况良好好。各技术工工种必须经过过培训并经考考核取得合格格证，方可持持证上岗操作作，杜绝违章章作业。大型型机械的保险险、限位装置置防护指示器器等必须齐全全可靠。8.6.2、驾驾驶、指挥人人员必须持证证上岗，必须须按规程要求求进行操作，驾驾驶员应作好好记录。8.6.3、各各类安全(包括制动)装置的防护护罩、盖等要要齐全可靠。8.6.4、机机械与输电线线路(垂直、水平平方向)须按规定保保持距离。8.6.5、作作业时，机械械停放稳固，臂臂杆幅度指示示器灵敏可靠靠。8.6.6、电电缆线绝缘良良好，不得有有接头，不得得乱拖乱拉。8.6.7、各各类机械配挂挂技术性能牌牌和上岗操作作人员名单牌牌。8.7钢板桩围围堰安全8.7.1对操操作人员进行行安全思想教教育，提高安安全意识，实实行持证上岗岗制度，不经经培训或无证证者，不得进进行上岗操作作。8.7.2用高高架索道进行行水平和垂直直运输时，对对两端的地垅垅埋设要牢固固，同时对索索道的起重能能力进行实测测，保证在运运输时，索道道有足够的承承受能力。8.7.3设专专人负责日常常检查和养护护工作，在使使用索道时设设专人给信号号，避免人多多时乱指挥，出出现安全事故故。8.7.4对打打桩机主塔架架，设浪风绳绳固定，防止止风大时，桩桩架摇晃严重重发现意外事事故。8.7.5打桩桩机在轨道上上的轮子要经经常检查不能能有悬空的，如如有时应调整整轮子或塞垫垫等办法，使使轮子压在轨轨道上。8.7.6当人人爬上打桩机机塔架和走在在临水的导向向环上时，应应戴好安全帽帽，系好安全全带。8.7.7拔桩桩时要先震动动1～2分钟，再慢慢慢启动卷扬扬机拔桩。在在有松动后再再边震边拔，防防止蛮干。8.7.8对所所有滑轮和钢钢丝绳每天进进行检查，特特别是要注意意滑轮的轴和和钢丝绳磨损损情况，危及及安全的要及及时维修、更更换。9．环保措施9.1施工中中执行的主要要环境保护、法法律法规：9.1.1《建建筑施工现场场噪声限值》（GB12523）；《建筑施工场界噪声测量方法》（GB12524）。9.1.2《中中华人民共和和国水污染防防治法》。9.1.3《中中华人民共和和国固体废弃弃物污染防治治法》。9.2成立对对应的施工环环境管理机构构，在工程施施工中严格遵遵守国家和地地方政府下发发的有关环境境保护的法律律、法规和规规章，加强对对施工燃油、工工程材料、设设备、废水、生生活垃圾和废废渣的控制和和治理，遵守守防火及废弃弃物处理的规规章制度，做做好交通疏导导，满足便民民要求，随时时接受相关单单位的监督检检查。9.3将施工工作业场地和和办公生活区区合理布置，规规范施工围挡挡，做到各种种标牌清楚、齐齐全，各种标标识醒目，施施工现场做到到整洁文明。9.4在施工工现场设立专专用导流沟、沉沉淀池，对废废浆、污水进进行集中，认认真做好无害害化处理，从从根本上防止止废水乱流；；对于废渣定定期进行清理理，并按照当当地环保要求求的指定地点点排放。9.5优先选选用先进的环环保机械。采采取设立隔音音墙、隔音罩罩等消音措施施降低施工噪噪音到允许值值以下，同时时尽可能避免免夜间施工。9.6对施工工场地道路进进行硬化，并并在晴天经常常对道路进行行洒水，防止止尘土飞扬、污污染环境。10、效益分析析10.1经济济效益：公司承建的连云云港市东海县县南辰大桥工工程，在水中中桩基施工项项目中采用了了《深水桩基基施工工法》，取取得了良好的的经济效