CN101666081A - 深水库区陡坡裸岩钻孔平台及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程，特别是用于桥梁建造中的深水库区陡坡裸岩钻孔平台及工艺其特征是：深水库区陡坡裸岩钻孔装置包括钢管桩、横梁、纵梁、剪刀撑和钢护筒，钢管桩纵横间距在河床上，钢管桩纵向和横向之距通过平联、纵向剪刀撑和横向剪刀撑连接；四个钢管桩围成的空间内有钢护筒，钢护筒高度方向与钢管桩平行；桩基钢护筒直径为Φ280cm，钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。其平台施工工艺步骤分14步完成，它提供了一种不但能保证平台的安全性，同时较容易的加高或降低钢管桩，可确保钻机准确就位及桩基的垂直度，便于控制桩基轴线平面位置的深水库区陡坡裸岩钻孔平台及工艺。

Description

深水库区陡坡裸岩钻孔平台及工艺

技术领域

本发明涉及桥梁工程，特别是用于桥梁建造中的深水库区陡坡裸岩钻孔平台及工艺。

背景技术

目前，钻孔灌注桩已形成了非常成熟的施工工艺，但对于水位较深，河床基岩裸露，表面无覆盖层，岩面倾斜、起伏变化较大，单根钢管桩或钢护筒无法自稳，采用常规方法进行钻孔平台的施工，现有的方法和装置进行施工有很大困难。为此，有人提出了一种选用多膄驳船作为钻机平台，由槽钢、型钢连接成双体船形成浮式工作平，另一种是采用“先围堰，后桩基”的方法施工，即先下沉钢围堰到河床底，浇筑封底砼，将钢围堰与河床固结，然后在钢围堰上搭设平台。

对于第一种技术虽具有制作简便、移动方便等特点，是深水钻孔作业的简易经济平台，但双体船浮式平台受水位影响易造成浮式平台一侧搁浅，同时浮动平台上使用冲击钻冲孔，会由于平台的不稳定性，易造成桩的偏移或漏浆，同时冲击产生的振动易对船体的造成损坏，加大了工程施工的难度和危险性。对第二种技术而言，虽然很安全，平台的稳定性和安全性得到了较好的解决，但钢材投入量巨大，同时由于库区水位变化极大，钢围堰可能要反复加高或降低，施工成本难以承受。

发明内容

本发明的目的是提供一种不但能保证平台的安全性，同时较容易的加高或降低钢管桩，可确保钻机准确就位及桩基的垂直度，便于控制桩基轴线平面位置的深水库区陡坡裸岩钻孔平台及工艺。

本发明的目的是这样实现的，深水库区陡坡裸岩钻孔平台，其特征是：深水库区陡坡裸岩钻孔装置包括钢管桩、横梁、纵梁、剪刀撑和钢护筒，钢管桩纵横间距在河床上，钢管桩纵向和横向之距通过平联、纵向剪刀撑和横向剪刀撑连接；四个钢管桩围成的空间内有钢护筒，钢护筒高度方向与钢管桩平行；桩基钢护简直径为Φ280cm，钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。

平台施工工艺步骤是：

1)搭设简易平台→钢管桩群定位→振打钢管桩→焊接纵向剪刀撑→焊接横向剪刀撑→钢管桩周围抛填沙袋和碎石→搭设纵横梁→铺设面板；

2)浮吊先在第1根钢管桩位置旁，利用4个8t砼锚块抛锚定位，然后在在浮吊前端焊接定位架，定位架位置由全站仪确定；

3)定位架由I40b工字钢焊接而成，为4根钢管桩的整体定位架，在全站仪的配合下，利用浮吊完成第1根(5^#)钢管桩下沉就位，用振动锤轻振钢管桩，然后将钢管桩与定位架焊接，依次将其余3根(4^#、9^#、10^#)钢管桩就位，之后，立即施工剪刀撑和平联，将4根钢管桩焊接成一个整体组成一个钢管桩群；

4)浮吊移位，依次振打剩余11根钢管桩，其余钢管桩均及时与已插打的桩利用平联槽钢进行连接后，最后松开桩锤；

5)钢管桩全部插打完成后，在钢管桩外侧抛填砂袋，砂袋抛填高度0.5-1m，封堵钢管桩底部，之后在河床标高较低的一侧大面积抛填1m左右的碎石，以形成覆盖层；

6)钻孔平台型钢布设，按以下顺序：割平钢管桩顶→在桩顶开槽→安装已拼接好的I40工字钢横梁，并钢管桩焊接→安装I40工字钢纵梁，并与横梁焊接→安装钻机临时纵梁→安装钻机→部分铺设方木，并用钢铆钉连成整体，加设安全栏杆。

7)钢护筒安装，先用型钢加工导向架，导向架比护筒外径大5cm。将第一节钢护筒起吊安装在导向架内，并将钢护筒焊接固定在导向架上，进行钢护筒的接长，依照此方法将全部钢护筒焊接完成；

8)在底节护筒外，等间距焊接4根Φ50mm钢管，作为压浆管；其余节段用普通压浆管，并随护筒一并安装到位；

9)将钢护筒放置在孔内，下沉到位；

10)在钢护筒顶部，用型钢将钢护筒和钢管桩连接成整体，完成平台搭设。

11)在钢护筒内抛填1m厚粘土，起到封堵水泥浆的作用，之后压水泥浆至与岩面相平；

12)埋设好第一根钢护筒后，将钢护筒固定在导向架上，时间不小于24小时；

13)待水泥浆凝固后拆除导向架；

14)重新到第7步完成其余钢护筒安装直到平台建筑好可开始正常钻孔施工。

本发明的优点是：由于采用钢管桩和钢护筒共同受力构造平台，以钢管桩作为支撑结构，钢护筒主要作用是增加平台的抗倾覆性。即先将4根钢管桩按照桩位，用型钢连接成“钢管桩群”，形成类似于“板凳”的结构，下沉到位后，实现自稳，然后将剩余钢管桩与“钢管桩群”相连搭设平台，再在桩位处抛填砂袋和碎石以形成人造覆盖层稳固钢管桩，同时将钢护筒与钢管桩平台连接成整体的方法施工。

经现场实地勘察，承台下水深达10m以上，且承台距离岸边较近。对于方案一，具有制作简便、移动方便等特点，是深水钻孔作业的简易经济平台，但双体船浮式平台受库区水位影响，易造成浮式平台一侧搁浅，同时浮动平台上使用冲击钻冲孔，会由于平台的不稳定性，易造成桩的偏移或漏浆，同时冲击产生的振动易对船体的造成损坏，加大了工程施工的难度和危险性；方案二，是最安全的施工方案，平台的稳定性和安全性得到了较好的解决，但钢材投入量巨大，同时由于库区水位变化极大，钢围堰可能要反复加高或降低，施工成本难以承受；方案三，考虑到库区内水的流速一般情况下很低，对平台的冲刷作用可不计，虽然平台的稳定性低于方案二，但也可以保证平台的安全性，同时钢管桩的加高或降低也较方案二容易，采用该方案可确保钻机准确就位，确保桩基的垂直度，便于控制桩基的轴线偏位。通过综合比较，权衡利弊，最终决定采用方案三。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是钻孔平台实施例结构主视图；

图2是图1的钻孔平台平面图。

图中：1、钢管桩；2、横梁；3、纵梁；4、平联；5、方木；6、剪刀撑；7、钢护筒；8、河床。

具体实施方式

如图1所示，深水库区陡坡裸岩钻孔装置包括钢管桩1、横梁2、纵梁3、剪刀撑6和钢护筒7。钢管桩1纵横间距在河床上，钢管桩1纵向和横向之距通过平联4、纵向剪刀撑和横向剪刀撑连接；四个钢管桩1围成的空间内有钢护筒7，钢护筒7高度方向与钢管桩1平行。桩基钢护筒7直径为Φ280cm，钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。

平台施工流程及工艺

1、钢管桩施工

1.1、钢管桩施工程序

搭设简易平台→钢管桩群定位→振打钢管桩→焊接纵向剪刀撑→焊接横向剪刀撑→钢管桩周围抛填沙袋和碎石→搭设纵横梁→铺设面板。

1.2、钢管桩打设

浮吊先在第1根钢管桩位置旁，利用4个8t砼锚块抛锚定位，然后在在浮吊前端焊接定位架，定位架位置由全站仪确定。定位架由I40b工字钢焊接而成，为4根钢管桩的整体定位架，在全站仪的配合下，利用浮吊完成第1根(5^#)钢管桩下沉就位，用振动锤轻振钢管桩，然后将钢管桩与定位架焊接，依次将其余3根(4^#、9^#、10^#)钢管桩就位，之后，立即施工剪刀撑和平联，将4根钢管桩焊接成一个整体，此时，这4根钢管桩组成的“钢管桩群”已实现自稳。

之后，浮吊移位，依次振打剩余11根钢管桩，其余钢管桩均及时与已插打的桩利用槽钢进行连接后，最后松开桩锤。钢管桩插打顺序为从上游向下游。

钢管桩全部插打完成后，在钢管桩外侧抛填砂袋，砂袋抛填高度0.5-1m，封堵钢管桩底部，之后在河床标高较低的一侧大面积抛填1m左右的碎石，以形成人造覆盖层。

2、台面施工

钢管桩沉放完毕后，并完成全部斜撑和平联焊接后，开始进行钻孔平台型钢布设，其具体步骤如下：

割平钢管桩顶→在桩顶开槽→安装已拼接好的I40工字钢横梁，并钢管桩焊接→安装I40工字钢纵梁，并与横梁焊接→安装钻机临时纵梁→安装钻机→部分铺设方木，并用钢铆钉连成整体，加设安全栏杆。

平台施工开始时即设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标志，以策安全。

3、钢护筒施工

桩基钢护筒设计直径为？80cm，钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。在深水陡坡裸岩地质条件下，钢护筒需要与钢管桩平台连接成整体，以加强平台的稳定性和钢护筒定位的准确性。同时，为解决护筒底角漏浆问题，我们提出了“先预成孔，后下钢护筒，并在护筒周边压浆”的施工方案。具体施工工艺如下：

平台搭设完成之后，为保证施工安全，先吊装1台钻机就位，用φ100cm钻头冲平钢护筒孔位置，使钢护筒位置大体平整。之后，改用φ300cm的钻头冲击护筒孔约2m深。

钢护筒安装前，先用型钢加工导向架，导向架比护筒外径大5cm。将第一节钢护筒起吊安装在导向架内，并将钢护筒焊接固定在导向架上，进行钢护筒的接长，依照此方法将全部钢护筒焊接完成。在底节护筒外，等间距焊接4根Φ50mm钢管，作为压浆管；其余节段用普通压浆管，并随护筒一并安装到位。将钢护筒放置在孔内，下沉到位。在钢护筒顶部，用型钢将钢护筒和钢管桩连接成整体，完成平台搭设。

所注水泥浆标号为30号，水泥浆拌制采用搅拌机。水泥采用P.O42.5，稠度按14～18S控制，注浆压力控制在0.3-0.5Mpa之间，压浆量以计算量的1.3倍控制。

在钢护筒内抛填1m厚粘土，起到封堵水泥浆的作用，之后压浆至与岩面相平。

埋设好第一根钢护筒后，将钢护筒固定在导向架上，时间不小于24小时。待水泥浆凝固后拆除导向架。

以上工作完成后，即可开始正常钻孔施工。

Claims (2)

1.深水库区陡坡裸岩钻孔平台，其特征是：深水库区陡坡裸岩钻孔装置包括钢管桩(1)、横梁(2)、纵梁(3)、剪刀撑(6)和钢护筒(7)，钢管桩(1)纵横间距在河床上，钢管桩(1)纵向和横向之距通过平联(4)、纵向剪刀撑和横向剪刀撑连接；四个钢管桩(1)围成的空间内有钢护筒(7)，钢护筒(7)高度方向与钢管桩(1)平行；桩基钢护筒(7)直径为Φ280cm，钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。

2.根据据权利要求1所述的深水库区陡坡裸岩钻孔平台，其特征是：其平台施工工艺步骤是：

1)搭设简易平台→钢管桩群定位→振打钢管桩→焊接纵向剪刀撑→焊接横向剪刀撑→钢管桩周围抛填沙袋和碎石→搭设纵横梁→铺设面板；

2)浮吊先在第1根钢管桩位置旁，利用4个8t砼锚块抛锚定位，然后在在浮吊前端焊接定位架，定位架位置由全站仪确定；

3)定位架由I40b工字钢焊接而成，为4根钢管桩的整体定位架，在全站仪的配合下，利用浮吊完成第1根(5#)钢管桩下沉就位，用振动锤轻振钢管桩，然后将钢管桩与定位架焊接，依次将其余3根(4#、9#、10#)钢管桩就位，之后，立即施工剪刀撑和平联，将4根钢管桩焊接成一个整体组成一个钢管桩群；

4)之后，浮吊移位，依次振打剩余11根钢管桩，其余钢管桩均及时与已插打的桩利用平联槽钢进行连接后，最后松开桩锤；

5)钢管桩全部插打完成后，在钢管桩外侧抛填砂袋，砂袋抛填高度0.5-1m，封堵钢管桩底部，之后在河床标高较低的一侧大面积抛填1m左右的碎石，以形成覆盖层；

6)钻孔平台型钢布设，按以下顺序：割平钢管桩顶→在桩顶开槽→安装已拼接好的I40工字钢横梁，并钢管桩焊接→安装I40工字钢纵梁，并与横梁焊接→安装钻机临时纵梁→安装钻机→部分铺设方木，并用钢铆钉连成整体，加设安全栏杆。

7)钢护筒安装，先用型钢加工导向架，导向架比护筒外径大5cm。将第一节钢护筒起吊安装在导向架内，并将钢护筒焊接固定在导向架上，进行钢护筒的接长，依照此方法将全部钢护筒焊接完成；

8)在底节护筒外，等间距焊接4根Φ50mm钢管，作为压浆管；其余节段用普通压浆管，并随护筒一并安装到位；

9)将钢护筒放置在孔内，下沉到位；

10)在钢护筒顶部，用型钢将钢护筒和钢管桩连接成整体，完成平台搭设。

11)在钢护筒内抛填1m厚粘土，起到封堵水泥浆的作用，之后压水泥浆至与岩面相平；

12)埋设好第根钢护筒后，将钢护筒固定在导向架上，时间不小于24小时；

13)待水泥浆凝固后拆除导向架；

14)重新到第7步完成其余钢护筒安装直到平台建筑好可开始正常钻孔施工。

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