智利移动式打桩平台二次开发利用施工技术

智利移动式打桩平台二次开发施工技术技术研发中心厄瓜多尔项目部让世界更畅通Contents目录二平台施工方案比选三智利平台结构二次开发四平台沉桩工艺与装备应用五创新点一引言六结语一引言

厄瓜多尔波索尔哈多用途码头，新建400m集装箱码头，码头面宽36.43m，采用钢管砼灌注桩基础，桩径分1.016m和0.914m两种，码头共有320根灌注桩，工程项目工程量大工期紧张，为加快施工进度，采取南北双向施工。南侧为业主指定的Cantitravel移动式桩基施工平台；北侧根据地质情况则采用以智利打桩平台为基础二次开发施工平台。图1-1桩基施工全图Cantitravel平台施工区域改造平台施工区域Contefnts目录二平台施工方案比选四平台沉桩工艺与装备应用五结语一引言三智利平台结构二次开发四平台沉桩工艺与装备应用五创新点

六结语二平台施工方案比选

北侧施工区域基本情况介绍1、本工程地质较为复杂，主要为砂岩与泥岩结构，地质钻探揭示：南侧为泥岩持力层，地层顶标高约为-15m至-20m，设计入岩深度4.5至10m；北侧为砂岩持力层，地层顶标高约为-6m至-10m，设计入岩深度为4至5m。

2、拟定的北侧平台施工范围为砂岩区域以内。砂岩区泥岩区图2-1地质分布图二平台施工方案比选2.1桩基施工平台比选2.1.1传统钢结构桩基施工平台传统钢结构桩基施工平台如图2.1-1~2所示。优点：技术简单，容易实行；缺点：钢材用量大；平台搭设工作量大，需要投入较多的人力资源；搭设平台时间长，不利于工期和进度的控制。图2.1-1贝雷架平台图2.1-2钢结构平台二平台施工方案比选2.1桩基施工平台比选

2.1.2Cantitravel移动式桩基施工平台优点：可以快速推进桩基工程施工，如图2.1-3所示；缺点：平台制作、组装准备期时间长，工期无法保障；平台结构重量大，对吊机起重能力要求高，一次性投入成本高。图2.1-3Cantitravel移动式桩基施工平台二平台施工方案比选2.1桩基施工平台比选2.1.3智利移动式打桩平台二次开发方案优点：能够利用智利平台（见图2.1-4）的绝大部分结构，新购钢材用量少；对吊机起重能力要求低，成本低；缺点：平台覆盖范围小（改造成本原因），无法实现码头全断面桩基施工。图2.1-4智利沉桩施工平台I型总梁Ⅱ型总梁I型总梁Ⅱ型总梁行车道二平台施工方案比选2.1桩基施工平台比选2.1.4方案选定根据项目受到资金、设备的限制，项目部以最小成本解决问题的思路，最终采用智利移动式打桩平台二次开发方案。图2.1-5智利平台二次开发方案二平台施工方案比选2.2成孔设备比选2.2.1桩顶钻机该钻机是气举反循环原理，配套机具有动力柜和空压机，钻头为亚伦钻。优点：适用于地质广，具有钻孔快、无扩孔、操作方便等优点；缺点：采购成本高，设备重量大，对平台、吊机要求高。图2.2-1桩顶钻机二平台施工方案比选2.2成孔设备比选2.2.2磨盘式正循环钻机磨盘式正循环钻机，如图2.2-2所示。优点：对护筒扰动较小，设备重量轻，无需大型起重设备。设备造价低；缺点：效率相对桩顶钻机低，需泥浆正循环系统配合施工；通过对磨盘式钻机的优化改造，实现了正循环清水钻进，后使用气举反循环清孔。

2.2.3方案选定北侧为砂岩地质，不存在塌孔现象，虽然相对于桩顶钻机效率低，但是其重量轻，对平台吊机及平台要求低，也能够满足工期要求，因此最终采用磨盘式正循环钻机。图2.2-2正循环钻机Contents目录三智利平台结构二次开发四平台沉桩工艺与装备应用五创新点二平台施工方案比选一引言六结语三智利平台结构二次开发根据本工程项目工程特点，借鉴CANTITRAVEL移动式桩基平台移动原理，对公司原智利桩基平台进行二次开发，形成新型移动式桩基施工平台。由于本项目桩基排列形式及支撑桩间距与智利项目相差较大，原有结构如果实现项目全断面施工，其结构强度不满足要求。经过初步设计，智利平台结构在基本不增加材料的情况下能够满足C、D、E轴施工，经过测算能够满足项目的工期要求，考虑改造成本及平台安装因素，最终选择基于C、E、D轴进行桩基施工的平台设计。如图3-1所示。CDE图3-1桩基排列形式三智利平台结构二次开发

根据项目自有的130t履带吊，施工C、D、E轴桩为设计基础，进行平台结构设计。如图3-2所示。图3-2平台效果图D、E轴定位梁C轴定位梁行车梁行走平台三智利平台结构二次开发3.1平台行走原理优化

智利平台行走定位原理：逐跨倒运全部构件，并调整安装位置实现定位。优化为：只倒运行走梁，其余结构实现轮式行走，行走结束即实现定位。由于行走原理发生改变，原平台的结构作用发生质的改变，为了最大限度的节省材料，降低改造费用，将原平台主要结构进行全面重新组合装配。最终除行走结构外，实现了材料几乎零增加。三智利平台结构二次开发平台的设计分为3部分：1、行走结构设计如图3.2-1所示。2、移动平台设计如图3.2-2所示。3、附属结构如图3.2-3所示。图3.2-1行走结构3.2平台结构设计图3.2-2移动平台结构图3.2-3附属结构三智利平台结构二次开发3.2平台结构设计

1）行走梁行走梁是平台的支撑结构。采用原平台的履带吊行走梁（见图3.2-4）进行改造，切除附属结构，保留行走梁，并按照桩间距进行尺寸改动。行走梁由原宽2m，4道强肋，改为1.4m宽，保留3道强肋；行走轮位于中间肋上部。行走轮行走区域加强；如图3.2-5所示。行走梁行走梁图3.2-4原平台行走梁图3.2-5改装后行走梁3.2.1行走结构设计三智利平台结构二次开发

2）行走轮设计为减小行车道集中受力，采用双轮设计。见图3.2-6~7图3.2-6行走轮效果图图3.2-7行走轮现场图3.2.1行走结构设计三智利平台结构二次开发3.2平台结构设计

（1）履带吊平台履带吊存放平台（见图3.2-8~9），结构上考虑：1、行走轮安装部位与主梁原定位销（该位置经过加强处理）位置一致；2、满足履带宽度；3、满足定位梁连接及挠度要求；

移动平台需要满足承载履带吊重量及工作载荷，平台倾覆稳定性要求。结构分为：履带吊平台、定位梁、存放设备平台及配重。图3.2-8履带吊平台图3.2-9履带吊平台现场安装图3.2.2移动平台设计三智利平台结构二次开发3.2.2移动平台设计图3.2-10原主梁结构

（1）履带吊平台平台主要材料选用原平台主梁，主梁尺寸14m*1m*1m；设有定位销，定位销安装位置已经过加强处理，共计4榀。如图3.2-10所示。主梁切割时候需要对称切割，便于材料充分利用。主梁定位销3.2平台结构设计三智利平台结构二次开发3.2.2移动平台设计

（1）履带吊平台平台拼接方案，如图3.2-11所示。（相同颜色的为1根主梁）。与D、E轴定位梁连接的前梁由橙色及部分绿色组成；与C轴定位梁连接的左梁由黄色及部分绿色组成；与存放平台连接的右梁由红色及部分绿色组成；与配重连接的后梁由黄色、橙色及红色组成；配重为黄色及红色梁组成；黑色圆圈为行走轮部位，对应主梁定位销位置。与D、E轴定位梁连接前梁与C轴定位梁连接左梁存放平台连接右梁与配重连接后梁图3.2-11平台拼接方式3.2平台结构设计三智利平台结构二次开发3.2.2移动平台设计

（2）定位梁设计定位梁采用原定位梁直接按照桩位进行切割，并和平台连接。图3.2-10定位梁结构CDE3.2平台结构设计三智利平台结构二次开发3.2.2移动平台设计

（3）存放设备平台及配重红色图框区域为存放设备品台；绿色图框为配重。存放设备平台采用原定位梁切割，与平台连接；配重采用主梁拼接完行走平台的剩余材料。图3.2-11存放设备平台及配重3.2平台结构设计三智利平台结构二次开发

1）钢桩帽：钢桩帽安装在钢护筒上，起到支撑固定行车道及整个平台重量的作用；如图3.2-12所示。2）夹桩结构：设计钢抱箍及连接杆；如图3.2-13所示。3.2.3附属结构图3.2-12钢桩帽图3.2-13夹桩结构3.2平台结构设计三智利平台结构二次开发

3.3.1行走轮受力核算由于大吨位行走轮没有设计规范参照，本次核算采用有限元进行计算（见图3.3-1），结合公司胶囊台车车轮选择经验公式，并对CANTITRAVEL平台车轮进行了核算，最终确定了车轮的宽度、直径及轴尺寸。经过实践检验车轮满足施工要求。3.3受力核算图3.3-1行走轮应力云图三智利平台结构二次开发

3.3.2平台倾覆稳定性核算核算平台倾覆稳定性时，不考虑履带吊有利作用，经过核算各种工况下，最小系数为2.1大于1.5，满足设计要求。3.3受力核算

3.3.3与履带吊履带接触量挠度核算根据智利平台设计经验，厂家要求履带悬空要求不得大于2mm；本次履带最大悬空4mm，经过实践验证满足履带吊使用要求；通过本次设计积累了经验。

本次结构设计充分考虑了锈蚀等因素的影响，对所有结构进行了有限元分析，结构满足实际施工要求。Contents目录二平台施工方案比选三智利平台结构二次开发四平台沉桩工艺与装备应用五创新点五创新点一引言

六结语四平台沉桩工艺与装备应用4.1施工流程搭设钢平台钻孔钢护筒沉设安装轨道梁移动平台平台定位复核安装钢桩帽下钢筋笼，混凝土浇筑安装混凝土桩帽夹桩图4.1-1施工流程图四平台沉桩工艺与装备应用4.2.1搭设钢平台4.2关键施工流程介绍图4.2-1安装移动平台图4.2-2分体安装履带吊搭设钢结构桩基施工平台，完成平台支撑桩施工，进行平台安装及履带吊安装。四平台沉桩工艺与装备应用4.2.2钢护筒沉设定位后，采用振动锤进行钢护筒沉设；如图4.2-3所示。图4.2-3沉设护筒4.2关键施工流程介绍四平台沉桩工艺与装备应用4.2.3钻孔采用磨盘式正循环钻孔进行钻孔，通过对磨盘式钻机的优化改造，实现了正循环清水钻进，后使用气举反循环清孔。如图4.2-4所示。图4.2-4钻孔4.2关键施工流程介绍四平台沉桩工艺与装备应用4.2.4夹桩桩帽外侧安装钢抱箍，使用φ200mm钢管连接；如图4.2-5~6所示。

图4.2-5安装抱箍、连接杆图4.2-6桩形成整体受力结构4.2关键施工流程介绍四平台沉桩工艺与装备应用4.2.5混凝土桩帽安装钢护筒顶部切割至设计标高，混凝土浇筑完成后，24小时后安装预制型混凝土桩帽；如图4.2-7所示。安装→调平→封底→抽水→灌浆→24小时后拆除反挂系统。图4.2-7安装混凝土桩帽4.2关键施工流程介绍四平台沉桩工艺与装备应用4.2.6安装平台钢桩帽

注意方向，安装钢桩帽；如图4.2-8所示。图4.2-8安装钢桩帽4.2关键施工流程介绍四平台沉桩工艺与装备应用4.2.7安装行走梁控制行走梁轴线与桩纵轴线位置一致，并与钢桩帽固定连接；如图4.2-9所示。图4.2-9安装行走梁4.2关键施工流程介绍四平台沉桩工艺与装备应用4.2.8移动平台采用平台吊车+滑轮，实现平台移动；如图4.2-10所示。图4.2-9移动平台4.2关键施工流程介绍四平台沉桩工艺与装备应用

使用平台共计完成桩基66根。如图4.2-10所示。施工效率：平台正常投入使用，配合2台磨盘式钻机成