CN108755665A - 围钻一体平台施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种围钻一体平台施工方法，该施工方法包括以下步骤：搭设围堰：在水中打入四角定位桩并拉线，将钢板桩沿拉线打入形成围堰；加固围堰、形成打桩平台：在钢板桩内侧安装牛腿、H型钢、槽钢和围囹；浇筑灌注桩：在围堰内设导向架并根据导向架埋设护筒，平台上吊放打桩机打设灌注桩，进行钻孔和清孔，并在护筒内安设钢筋进行砼浇筑；施工完成承台和立柱水中部分：灌注桩浇筑完后拆除平台分配梁、承重梁、牛腿，拔除护筒，对围堰内进行抽水堵漏并增设围囹、支撑，开挖基坑并凿除灌注桩的桩头，立模浇筑承台及立柱水中部分；拆除围堰：拆除钢支撑、围囹并拔除钢板桩。本发明解决了工序比较烦琐，经济上投入较大的问题。

Description

围钻一体平台施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种围钻一体平台施工方法。

背景技术

桥梁工程中较大部分为跨河桥梁，也就不可避免进行深水中打桩，浇筑承台、立柱的施工。这是跨跃深水河流桥梁的一个施工难点，关系到施工的成本、进度、安全及质量。

通常的做法是先打设临时打桩平台，打桩平台由钢管桩和型钢组成、然后埋设水中护筒，在上面架设桩机进行水中灌注桩的搭设，而后拆除打桩平台，根据桩顶承台尺寸(加上工作宽度)和水深选择适当的方法进行水中围堰(单层、双层拉森钢板桩，双壁钢围堰、沉箱等方法)。但此类方法工序比较烦琐，涉及的资源多，施工时间长，经济上投入较大。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供围钻一体平台施工方法，以解决上述的技术问题。

本发明提供的围钻一体平台施工方法，包括以下步骤：

搭设围堰：在水中打入四角定位桩并拉线，将钢板桩沿拉线打入形成围堰；

加固围堰并形成打桩平台：在钢板桩内侧安装牛腿、H型钢、槽钢和围囹；

浇筑灌注桩：在围堰内设放置导向架并在导向架内埋设护筒，在打桩平台上吊放打桩机打设灌注桩，进行钻孔和清孔，并在护筒内安设钢筋进行砼浇筑；

施工完成承台和立柱水中部分：灌注桩浇筑完达到强度后拆除打桩平台分配梁、承重梁、牛腿，拔除护筒，对围堰内进行抽水堵漏并增设围囹，开挖基坑并凿除灌注桩的桩头，立模浇筑承台及立柱水中部分；

拆除围堰：拆除牛腿、H型钢、槽钢和围囹并拔除钢板桩。

进一步的，在搭设围堰中，通过履带吊机和振动锤将所述钢板桩沿拉线方向依次打入。

进一步的，在加固围堰中，在所述与纵向承重梁垂直方向前后钢板桩内侧及牛腿下方安装围囹和斜角支撑件；

在所述钢板桩顶部内侧同一高度安装牛腿，在所述牛腿上安装H型钢，在所述H型钢与围囹相交四角处安装斜角支撑件。

进一步的，在所述牛腿下方处安装围囹和斜角支撑件。

进一步的，在纵向承重梁上安装斜角支撑件。

进一步的，所述牛腿为多个，多个所述牛腿均焊接于钢板桩内侧，且相邻两个牛腿之间的间距为1.6－2米。

进一步的，在加固围堰时，在纵向H型钢的垂直方向上根据护筒的位置和尺寸安装横向H型钢，标记护筒的具体位置并放置导向架、护筒。

进一步的，在形成打桩平台时，在横向H型钢上放置纵向槽钢并分配小梁，以填补承台空隙。

进一步的，在拆除围堰时，沿自下而上的顺序拆除钢支撑、围囹，边拆边回灌水。

进一步的，所述钢板桩采用拉森钢板桩、锁口钢管桩或拉森钢板桩和锁口钢管桩形成的组合结构。

本发明提供的围钻一体平台施工方法，具有如下优点：

本发明包括以下步骤：搭设围堰：在水中打入四角定位桩并拉线，将钢板桩沿拉线打入形成围堰；加固围堰并形成打桩平台：在钢板桩内侧安装牛腿、H型钢、槽钢和围囹；浇筑灌注桩：在围堰内设放置导向架并在导向架内埋设护筒，在打桩平台上吊放打桩机打设灌注桩，进行钻孔和清孔，并在护筒内安设钢筋进行砼浇筑；施工完成承台和立柱水中部分：灌注桩浇筑完达到强度后拆除打桩平台分配梁、承重梁、牛腿，拔除护筒，对围堰内进行抽水堵漏并增设围囹，开挖基坑并凿除灌注桩的桩头，立模浇筑承台及立柱水中部分；拆除围堰：拆除牛腿、H型钢、槽钢和围囹并拔除钢板桩。

本发明采用钢板桩组成围堰，在此基础上加设牛腿、围囹、H型钢和槽钢等加固件拼装成打桩平台，可很好的承受桩机、型钢等的恒载及施工冲击荷载，保证了钻孔灌注桩施工的安全稳定性和质量。装拆过程简便易操作，钢板桩、牛腿、围囹、H型钢和槽钢均为成品，可以进行快速拼装成型，加快施工进度。减少了对河道的占用时间，减轻了对河道环境的影响；钢板桩、牛腿、H型钢、槽钢均可灵活、简易地重复利用，节约了人工和材料，降低了施工成本，节省了周转时间，提高了施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的围钻一体平台施工方法的工作流程图；

图2为本发明提供的围钻一体平台的结构示意图。

附图标记：

1－钢板桩；2－牛腿；3－H型钢；4－围囹；5－斜角支撑件；6－工字钢分配梁(H型钢分配梁)6。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1－2所示，本实施例提供围钻一体平台施工方法，主要包括以下步骤：搭设围堰：在水中打入四角定位桩并拉线，将钢板桩1沿拉线打入形成围堰；加固围堰并形成打桩平台：在钢板桩1内侧安装牛腿2、H型钢 3、槽钢围囹4，上面铺设工字钢分配梁(或H型钢分配梁)6，槽钢；浇筑灌注桩：在围堰内设放置导向架并在导向架内埋设护筒，在打桩平台上吊放打桩机打设灌注桩，进行钻孔和清孔，并在护筒内安设钢筋进行砼浇筑；施工完成承台和立柱水中部分：灌注桩浇筑完达到强度后拆除打桩平台分配梁、承重梁、牛腿2，拔除护筒，对围堰内进行抽水堵漏并增设围囹4，开挖基坑并凿除灌注桩的桩头，立模浇筑承台及立柱水中部分；拆除围堰：拆除斜角支撑件(钢支撑)5、H型钢3、牛腿2、围囹4并拔除钢板桩1。

本实施例采用钢板桩1组成围堰，在此基础上加设牛腿2、H型钢3、围囹4、支撑和分配梁、槽钢等加固件拼装成打桩平台，可很好的承受桩机、型钢等的恒载及施工冲击荷载，保证了钻孔灌注桩施工的安全稳定性和质量。装拆过程简便易操作，钢板桩1、牛腿2、H型钢3、围囹4、支撑和分配型钢梁、槽钢均为成品，可以进行快速拼装成型，加快施工进度。减少了对河道的占用时间，减轻了对河道环境的影响；钢板桩1、牛腿2、H型钢3、钢围囹4和分配型钢梁、槽钢均可灵活、简易地重复利用，节约了人工和材料，降低了施工成本，节省了周转时间，提高了施工效率。

具体地，下面针对本实施例中的围钻一体平台施工方法的各个步骤做详细的说明：

在搭设围堰中，通过履带吊机和振动锤将钢板桩1依次顺拉线打入。

在加固围堰中，在与纵向承重梁垂直方向前后钢板桩1内侧及牛腿2 下方安装围囹4、斜角支撑件5；在钢板桩1顶部内侧同一高度安装牛腿2，牛腿2上安装H型钢3(H型钢3顶面保持与钢板桩1顶面高程基本一致)，在H型钢3承重梁与横向钢围囹4相交四角处安装斜角支撑件5。

具体地，在牛腿2上根据实际情况可以在牛腿2下方安装斜角支撑件5 和围囹4。牛腿2焊接于钢板桩1上。更加具体地，牛腿2为多个，多个牛腿2均焊接于钢板桩1内侧，且相邻两个牛腿2之间的间距为1.6－2米。

在浇筑承台中，在纵向承重H型钢3的垂直方向上根据护筒的位置和尺寸安装横向工字钢(或H型钢3)，标记护筒的具体位置并放置导向架、护筒。此外，在纵向承重梁上安装斜角支撑件5。

在施工完成的打桩平台面层中，在横向工字钢(或H型钢)上放置纵向槽钢分配小梁。填补承台空隙以确保施工安全。

在拆除围堰时，在拆除围堰时，沿自下而上的顺序拆除钢支撑、围囹4、牛腿2，边拆边回灌水。

其中，钢板桩1采用拉森钢板桩1、锁口钢管桩或拉森钢板桩1和锁口钢管桩形成的组合钢板桩1结构。

本实施例利用拉森钢板桩1(水深大、承台面积大，可组合打入锁口钢板桩1)围堰的整体承载力(入土部分较大的摩擦力及钢板桩1之间的相互咬合力)承受牛腿2上、H型钢3、围囹(抵抗冲击产生弯矩)，钻孔灌注桩机自重及桩机冲击力和其它施工荷载，确保平台安全稳定。利用钢板桩1 咬合密封性较好，自身刚度大，韧性性好，打拔方便等特点进行灵活打拔围堰、兼作打桩平台纵横梁的支座。设置牛腿2和H型钢3组合解决由于地质差异、打入垂直度等影响造成的桩顶高低不平。围钻一体施工方法的应用，替代了原来钻桩平台搭设、围堰分别施工的施工方法，较大程度上的节省了材料的用量，节约了机械、人工，大大缩短了工期，降低了施工成本，取得了较好综合效益。

本实施例的施工准备过程如下：

一、材料准备

1、熟悉工程施工图，编制专项施工细化方案，严格按照施工图纸承台尺寸(必须考虑工作宽度)，结合水流流速、压力、水位、水深、基础埋深、河底土质情况、桩径、平台面恒载、桩机冲击力和其它活载进行围堰和钻桩平台的受力计算、设计，受力分析必须经过严密的力学计算，以达到安全、质量、实际可操作要求才可用于现场施工；设计的原则为操作起来简单方便、省工省料、节省周转时间、环保(可多次重复利用)。

2、方案需经施工单位组织监理、业主、设计、勘察和专家论证签字通过才能用于指导现场施工，项目技术负责人要根据论证通过方案对现场施工人员进行技术交底，把施工图纸落实到操作人员手上。

二、人员、材料、机具准备

1、提前安排周转材料，包括设计方案要求型号、尺寸的拉森钢板桩、围囹、支撑型钢、牛腿的采购和简单加工。提前安排施工机具设备的校验、验收、存放，包括吊机、振动打桩机、钻孔灌注桩机、长臂挖掘机、电焊机、潜水泵、污泥泵等。各种材料均应满足其力学性能要求，通过试验合格后才能用于施工，机械设备均需有相应国家检测机构检验合格报告才可使用。组织好各个岗位的人员，责任进行落实，特种作业人员均需持有有效期内特种作业操作证才可上岗施工。

三、围钻一体平台的具体布设

1、下部为拉森钢板桩(或锁口钢管桩组合)围堰，根据受力计算在牛腿下设置第一道型钢围囹和斜角支撑件，基本与基坑开挖时围囹、支撑位置保持一致。

2、钢管桩顶内侧同一高程设置牛腿，焊接或插口式(预焊插口)，在牛腿上安放H型钢承重梁(与钢板桩点焊以保证整体受力和平台稳固)，承重梁顶面高程与钢板桩顶基要一致或略高。

3、H型钢的承重梁上垂直承重梁根据钢护筒位置和尺寸安放横向H型钢，标出钢护筒具体位置，下放钢护筒，型钢梁上放置纵向槽钢分配小梁，同时填补平台空隙以确保施工安全。横向型钢梁与接触拉森桩顶面点焊或用钢筋点焊连接，外排拉森钢板桩顶面外侧用钢筋点焊连接，以增加钢板桩受力均衡和平台稳固性。

4、吊装布设桩机就位。

5、围钻一体施工平台需通过计算验证：考虑到每个墩按排一台冲击钻机进行施工，根据以往经验我们考虑直接在拉森桩牛腿上承重梁上单向焊接安放40a工字钢每根12m长，间距80CM，桩机下共放置10根。工字钢间用槽钢相互联接形成整体。钻机平行于两桩中心线垂直于工字钢安放。

钻机外形尺寸：总长度7.2m，宽2.1m，自重13T，冲击锤重7T，总重 20T，打桩冲击系数取1.5。

1)工字钢内力计算：

P＝20＊1.5＝30t＝300KN

共10根工字钢，每根工字钢受力300/10＝30KN，工字钢自重 0.6756＊12＊1.2/12＝0.81KN/m，此处活载不计，每根工字钢搁于拉森桩上，以简支梁考虑受力，考虑最不利集中荷载作用于梁跨中，

M1＝pl/4＝30＊11.5/4＝86.25KN.M

M2＝ql2/8＝0.81＊11.52/8＝13.39KN.M

σ＝M/W＝(86.25+13.39)＊106/1085.7＊103＝91.8MP〈145MP

Q1＝P/2＝15KN

Q2＝ql/2＝0.81＊11.5/2＝4.66KN

Q/A＝(15000+4660)/8607＝2.3MP＜85MP

挠度

Fmax1＝pl3/48EI＝30000＊115003/48＊2＊105＊21714＊104＝22mm

Fmax2＝5ql4/384EI＝5＊0.81＊115004/384＊2＊105＊21714＊104＝4mm

Fmax＝22+4＝26mm＜l/400＝29mm

所以40a工字钢受力附合要求。

2)拉森钢板桩支撑力计算

根据《路桥施工计算手册》392页至394页，得每根拉森钢板桩容许承载力：

[P]＝1/2(UΣαiliτi+αAσR)

＝1/2(1.51＊0.7＊8.1＊30+0.7＊0.01147＊2200)＝137KN＞23KN

所以钢板桩承载力符合要求。

材料和设备：所用主要材料包括：各种型号的拉森钢板桩、锁口钢管桩，H型钢、槽钢、钢板，其用量根据结构专项施工方案计算确定。

现场施工机械和工具包括：50吨履带吊、50型振动锤、钻孔灌注桩钻桩机械、长臂挖机、电焊机、切割机、水泵、混凝土运输浇捣机具、发电机、泵车等机具。

本实施例的质量控制如下：

一、周转材料质量控制

周转材料进场时，项目部相关人员一定要严把质量关，对材料进行检测。拉森钢板桩、H型钢、槽钢、钢板等均应有相应质量保证书，外观和力学性能均应符合规范要求，均应按规范进行取样委托附合资质要求的试验单位进行试验合格后才可用于现场施工，检测不合格材料严禁进场。

二、施工过程质量控制：

1、测量控制：拉森桩打入前需根据施工图和施工组织设计对打入位置进行精确放样，保证准确无误，打入过程中随时按规范要求控制垂直度和桩尖高程。牛腿焊接位置和钢梁安放位置应进行精确方样，确保牛腿平面在同一高程上，钢梁能准确水平的放置，钢护筒能顺利下放到位。平台在施工加载过程中，随时进行测量纵横梁和拉森钢板桩的变形控制，保证质量。

2、工序质量控制：拉森钢板桩打入的垂直度、方向、高程，牛腿安装固定、分配横梁安装到位、钢护筒安装导架安置完成、钢护筒吊放就位、打桩机械就位完成试桩、每道围囹、边抽水边支撑设立完成等每一道工序完成后，均应经自检、互检、监理检查合格后才能进行下一道工序。严格按照施工方案和有关规范，组织有关人员进行全面验收和签证。

3、支架荷载变形控制：作业面上施工荷载应符合施工专项方案设计要求，不得超载，围钻一体平台使用时，操作人员要有明确分工，有专人观测，发现监测仪器数据有突变、有异响、松动、扭曲变形等不安全预兆时，应第一时间撤离施工现场人员，上报并采取有效、妥善应急措施。

本实施例的安全措施如下：

一、安全方案制定及交底：

1、此项工程施工作业河中深水作业，也是高处作业，技术难度较大，容易发生重大安全事故，必须引起高度重视，防范于蔚然，施工前须制定详尽的施工方案和安全技术措施，上报公司技术部门组织公司有关部门进行审核，由施工单位组织专家、业主、监理、设计、勘察评审同意后，由施工单位技术负责人、施工单位项目负责人、总监理工程师签字同意后实施。

2、根据批准方案，进行各级安全技术交底，至班组每个人，实行责任制。要求施工过程中认真执行JGJ80—2016《建筑施工高处作业安全技术规范》，《操作平台防护安全技术规范》。

二、施工过程的安全控制：

1、把好各施工材料的质量关，不合格的材料坚决不用于现场施工。

2、整个施工过程严格按审批同意后的施工方案实行，。

3、检验由项目部负责人、安全员及其他相关人员对照施工交底、方案及规范，逐项进行检查和验收，并对检查情况认真进行记录，验收表中应写明验收部位，内容量化，并由施工人员、验收人员签字确认。项目部自行验收完毕后报请监理单位验收，验收合格后，挂牌才能交给施工班组进行使用，未经验收合格的平台、围堰不得使用。

4、及时做好高空施工操作平台临边围护、安全隔离防护设施，材料做到随用随放于周边钢平台上钢便桥上，不许集中堆放于打桩平台上。

5、对吊机和打桩机，应有相应特种作业操作证的人员进行操作，并对其进行安全培训及安全交底，操作时应有专人指挥。有专人负责指挥运输车辆和施工机械进出钢便桥、钢平台或其它临时施工便道，确保人员和车辆安全。在高空作业时必须系好安全带，戴好安全帽，系好帽带，安全带必须做到高挂抵用。特种作业人员必须经专业安全技术培训，考试合格，持特种作业操作证上岗作业。

6、风力六级以上(含六级)强风和高温、大雨、大雪、大雾等恶劣天气，应停止高处露天作业。风、雨雪过后要进行检查，发现倾斜下沉、松扣、崩扣要及时修复，合格后方可使用。

7、严格按规范要求进行操作，注意后搭部件先拆，先搭部件后拆，支撑围囹从下至上逐步拆除，及时回灌河水保持内外相对平衡。如遇强风、雨、雪等特殊气候，停止进行脚手架的拆除。夜间一般应停止拆除作业，除特殊情况并经有关方面审批同意后，方可进行拆除。拆除中应具备良好的照明设备，配备监护人员。

8、现场设专职安全员进行全过程监控。做好紧急应急预案，以防特发事故。

以济宁运河大桥工程为例，新老施工方法产生的施工措施成本差价为：老方法先搭设钢管桩型钢或贝雷、组合打桩平台，一个墩三个月内费用为 150000元；采用新工法需要115根，按60天计算租赁费为49680元，大大提高了施工效率，减少了投入资金，缩短工期为60天。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种围钻一体平台施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

搭设围堰：在水中打入四角定位桩并拉线，将钢板桩沿拉线打入形成围堰；

加固围堰并形成打桩平台：在钢板桩内侧安装牛腿、H型钢、槽钢和围囹；

浇筑灌注桩：在围堰内设放置导向架并在导向架内埋设护筒，在打桩平台上吊放打桩机打设灌注桩，进行钻孔和清孔，并在护筒内安设钢筋进行砼浇筑；

施工完成承台和立柱水中部分：灌注桩浇筑完达到强度后拆除打桩平台分配梁、承重梁、牛腿，拔除护筒，对围堰内进行抽水堵漏并增设围囹，开挖基坑并凿除灌注桩的桩头，立模浇筑承台及立柱水中部分；

拆除围堰：拆除牛腿、H型钢、槽钢和围囹并拔除钢板桩。

2.根据权利要求1所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，在搭设围堰中，通过履带吊机和振动锤将所述钢板桩沿拉线方向依次打入。

3.根据权利要求1所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，在加固围堰中，在所述与纵向承重梁垂直方向前后钢板桩内侧及牛腿下方安装围囹和斜角支撑件；

在所述钢板桩顶部内侧同一高度安装牛腿，在所述牛腿上安装H型钢，在所述H型钢与围囹相交四角处安装斜角支撑件。

4.根据权利要求3所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，在所述牛腿下方处安装围囹和斜角支撑件。

5.根据权利要求3所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，在纵向承重梁上安装斜角支撑件。

6.根据权利要求3所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，所述牛腿为多个，多个所述牛腿均焊接于钢板桩内侧，且相邻两个牛腿之间的间距为1.6－2米。

7.根据权利要求1所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，在加固围堰时，在纵向H型钢的垂直方向上根据护筒的位置和尺寸安装横向H型钢，标记护筒的具体位置并放置导向架、护筒。

8.根据权利要求1所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，在形成打桩平台时，在横向H型钢上放置纵向槽钢分配小梁，以填补承台空隙。

9.根据权利要求1所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，在拆除围堰时，沿自下而上的顺序拆除钢支撑、围囹，边拆边回灌水。

10.根据权利要求1所述的围钻一体平台施工方法，其特征在于，所述钢板桩采用拉森钢板桩、锁口钢管桩或拉森钢板桩和锁口钢管桩形成的组合结构。