CN111395169A - 一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，所述方法包括准备工作、工艺流程设计、施工步骤的实施,所述施工步骤包括：（3a）浮式平台定位；（3b）钢护筒下放；（3c）冲进；（3d）成孔验收；（3e）钢筋笼下放；（3f）二次清孔；（3g）混凝土灌注。本发明在2根定位桩上采用20t手拉葫芦将浮箱前半部分提起至浮箱吃水深度约30cm，试冲进，平台还有晃动较大的情况，再次拉紧手拉葫芦进行调整，反复测试至最佳状态后，即完成浮式平台的定位。采用手拉葫芦将浮箱提起，利用浮箱重量对定位桩进行施压，可增加定位桩的稳定性，减少因震动对平台的位移。

Description

一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢栈桥的施工方法，具体为一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，属于灌注桩技术领域。

背景技术

随着桥梁工程不断发展，越来越多的桥梁在河道内设置高桩承台，以满足桥梁结构的设计要求，桥梁桩基及承台施工前，需先搭设临时施工栈桥及施工平台提供主桥施工场地。

例如广西柳州的三门江跨江桥、白沙大桥、凤凰岭大桥等多座桥梁均设置了水中高桩承台，而施工栈桥和钻孔平台也是必不可少，但往往因为河床底部为裸岩、且河具有水深的特点。目前现有的施工方法有钓鱼法施工和旋挖钻机施工。所谓钓鱼法施工是由岸边采用汽车吊配合震动锤进行插打钢管桩，随后吊装架设贝雷梁、横梁等上部结构，形成临时栈桥，逐跨推进的方法，其优点是适合在覆盖层较厚的沙土地区，成桥速度快，缺点是抗洪能力差，裸岩地区钢管立柱无法实现定位。而旋挖钻机施工是采用浮箱搭载旋挖钻机进行旋挖施工，桩基施工完成后，接长钢管立柱，随后采用大型浮吊或船吊安装上部结构形成临时栈桥；其优点是成孔速度快，桩基定位精度高；其缺点是进出场费用高，深水地区往往因为钻杆长度不足，无法进行钻进。

为了降低成本，多数采用搭设浮式平台搭载冲击钻机进行钻进成孔，而浮式平台在水中如何精确定位，如何确保钻机在钻进过程中不受冲击力的影响平稳施工是我们主要的研究方向。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，所述施工方法包括准备工作、工艺流程设计、施工步骤的实施,如下步骤：

步骤（1）准备工作：（1.a）施工前，采用测深仪探明桩基处河床标高，确定钢护筒下放长度；（1.b）作业前对施工人员进行技术及安全交底，说明本工序存在的重大危险源及注意事项；（1.c）所需相关工机具及仪器全部到位，并确保现场用电、机械设备正常运行；主要设备：自制浮式平台、80t浮吊、自制浮式平台、25t船吊、罐车船舶、D630震动锤、空压机、CK3000冲击钻；

步骤（2）工艺流程设计：依次为施工准备、浮式平台抛锚定位、护筒下放、钻进、成孔、清孔、下方钢筋笼和混凝土灌注，在施工准备阶段要准备好钢筋原材料的检测是否符合原材料的使用标准，并同时提前做好钢筋笼；

步骤（3）施工步骤的实施：（3a）施工步骤一：浮式平台定位；（3b）施工步骤二：钢护筒下放；（3c）施工步骤三：冲进；（3d）施工步骤四：成孔验收；（3e）施工步骤五：钢筋笼下放；（3f）施工步骤六：二次清孔；（3g）施工步骤七：混凝土灌注;

所述浮式平台定位：采用冲锋舟将浮式平台推拽至指定位置，全站仪实时跟踪；用80t浮吊将四个方向的锚块抛至50m左右的位置，确保浮式平台平稳；采用80t浮吊配合D90震动锤将D630定位钢管插打至岩面；采用2台20t手拉葫芦悬挂在钢管立柱上，拉紧,将浮式平台处于半悬空状态，目的是确保浮式平台在冲进过程中，减小由于冲击力的影响造成的浮式平台前后晃动；

所述筒体下放：（1）采用80t浮吊将φ1520×10mm钢护筒沿导向架下放至岩层；采用25t船吊配合震动锤将护筒插打入岩稳固；插打稳固后，测量护筒轴线是否符合要求，如有偏差，应根据测量人员发出的指令采用震动锤敲打护筒顶进行调整；将浮式平台与钢护筒之间采用槽钢焊接限位；

所述冲进：钻机定位完成后，采用25t船吊将锤头安装调试；按3:1比例回填部分片石、黏土；低冲程冲进至锤头平稳；正常冲进，沉渣过厚采用捞渣筒反复捞渣；

所述成孔验收：冲进达到设计入岩标高后，通知参建各方现场代表进行成孔验收；验收时，提供钻进记录、渣样及机械成孔验收记录和技术交底等资料；护筒顶标高复测完成后，采用测绳量取孔深，计算出实际入岩标高是否符合设计要求；探测沉渣厚度是否符合设计要求。

所述钢筋笼下放:钢筋笼在钢筋加工场制作成型，笼的外径为135cm，主筋采用22根φ25mm螺纹钢筋，总长度为10m，采用25t船吊下放运输至孔口起吊下放；下放前根据岩面标高及护筒顶标高计算吊筋长度；钢筋笼下放到位后，将吊筋与钢护筒焊接固定，防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮；

所述二次清孔：二次清孔采用气举反循环法（清水）清孔；空压机设备放置于泥浆船上，排渣管连接船舱形成废渣池；气举反循环过程中，及时向孔内补充清水，严格控制水头高度；清孔过程中孔底需反复左右晃动，防止残渣遗漏于孔底；

所述混凝土灌注：栈桥桩基为水下C30混凝土，由陆地罐车通过在岸边设置的溜槽将混凝土转入水中罐车船舶上；罐车船舶将混凝土运送至待浇筑的孔口，采用φ150cm料斗进行灌注；将混凝土自卸倒入料斗灌满后，砍球开始灌注；过程中应时刻量取孔内混凝土标高，达到设计标高后停止灌注。

优选的，所述浮式平台定位中，抛锚时应注意不得超出航道范围，抛锚完成后由专人指挥船舶，不得将钢丝绳刮碰导致浮式平台位移。一旦出现刮碰现象，应快速放松卷扬机钢丝绳，防止其受到破坏。

优选的，所述筒体下放中，护筒下放前，应采用测绳测出河床标高，反算钢护筒下料长度，通知加工场提前备料，防止护筒长度不足导致无法下放。

优选的，所述筒体下放中，钢护筒偏差不得大于300mm，倾斜度不得大于1%。

优选的，所述冲进中，开孔时，应采用小冲程冲进，防止护筒偏移，待孔口完全进入岩层后方可正常冲进。

优选的，所述成孔验收中，孔深应超出设计孔深50mm～10mm；沉渣厚度不得大于50mm。

优选的，所述钢筋笼下放中，吊筋长度计算公式=护筒顶标高-岩面标高-5m，所述吊筋长度未计搭接部分的长度。

优选的，所述混凝土灌注中，安装导管时应注意导管底距孔底30～40cm。

优选的，所述混凝土灌注中，首批混凝土的数量应满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要。

优选的，所述混凝土灌注中，导管的埋置深度宜控制在2m～6m，超过范围应暂停灌注，拆除上节导管后方可继续。

本发明的有益效果是：

1、在2根定位桩上采用20t手拉葫芦将浮箱前半部分提起至浮箱吃水深度约30cm，试冲进，如果平台还有晃动较大的情况，再次拉紧手拉葫芦进行调整，反复测试至最佳状态后，即完成浮式平台的定位。

2、采用手拉葫芦将浮箱提起，利用浮箱重量对定位桩进行施压，可增加定位桩的稳定性，减少因震动对平台的位移。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明浮式平台定位结构示意图。

图3为本发明手拉葫芦安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例

一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，所述施工方法包括准备工作、工艺流程设计、施工步骤的实施,如下步骤：

步骤（1）准备工作：（1.a）施工前，采用测深仪探明桩基处河床标高，确定钢护筒下放长度；（1.b）作业前对施工人员进行技术及安全交底，说明本工序存在的重大危险源及注意事项；（1.c）所需相关工机具及仪器全部到位，并确保现场用电、机械设备正常运行；主要设备：自制浮式平台、80t浮吊、自制浮式平台、25t船吊、罐车船舶、D630震动锤、空压机、CK3000冲击钻；

步骤（2）工艺流程设计：依次为施工准备、浮式平台抛锚定位、护筒下放、钻进、成孔、清孔、下方钢筋笼和混凝土灌注，在施工准备阶段要准备好钢筋原材料的检测是否符合原材料的使用标准，并同时提前做好钢筋笼；

步骤（3）施工步骤的实施：（3a）施工步骤一：浮式平台定位；（3b）施工步骤二：钢护筒下放；（3c）施工步骤三：冲进；（3d）施工步骤四：成孔验收；（3e）施工步骤五：钢筋笼下放；（3f）施工步骤六：二次清孔；（3g）施工步骤七：混凝土灌注;

具体实施方法如下：

一、浮式平台施工方法

1.准备工作：

（1）施工前，采用测深仪探明桩基处河床标高，确定钢护筒下放长度。

（2）作业前对施工人员进行技术及安全交底，说明本工序存在的重大危险源及注意事项。

（3）所需相关工机具及仪器全部到位，并确保现场用电、机械设备正常运行。主要设备：自制浮式平台、80t浮吊、自制浮式平台、25t船吊、罐车船舶、D630震动锤、空压机、CK3000冲击钻。

2.工艺流程设计：

依次为施工准备、浮式平台抛锚定位、护筒下放、钻进、成孔、清孔、下方钢筋笼和混凝土灌注，在施工准备阶段要准备好钢筋原材料的检测是否符合原材料的使用标准，并同时提前做好钢筋笼；

3.施工步骤：

施工步骤一：浮式平台定位

（1）采用冲锋舟将浮式平台推拽至指定位置，全站仪实时跟踪。

（2）采用80t浮吊将四个方向的锚块抛至50m左右的位置，确保浮式平台平稳。

（3）采用80t浮吊配合D90震动锤将D630定位钢管插打至岩面。

（4）采用2台20t手拉葫芦悬挂在钢管立柱上，拉紧,将浮式平台处于半悬空状态，目的是确保浮式平台在冲进过程中，减小由于冲击力的影响造成的浮式平台前后晃动。

在该施工步骤中，抛锚时应注意不得超出航道范围，抛锚完成后由专人指挥船舶，不得将钢丝绳刮碰导致浮式平台位移。一旦出现刮碰现象，应快速放松卷扬机钢丝绳，防止其受到破坏。

施工步骤二：钢护筒下放

（1）采用80t浮吊将φ1520×10mm钢护筒沿导向架下放至岩层。

（2）采用25t船吊配合震动锤将护筒插打入岩稳固。

（3）插打稳固后，测量护筒轴线是否符合要求，如有偏差，应根据测量人员发出的指令采用震动锤敲打护筒顶进行调整。

（4）将浮式平台与钢护筒之间采用槽钢焊接限位。

该施工步骤中，钢护筒偏差不得大于300mm，倾斜度不得大于1%，护筒下放前，应采用测绳测出河床标高，反算钢护筒下料长度，通知加工场提前备料，防止护筒长度不足导致无法下放。

施工步骤三：冲进

（1）钻机定位完成后，采用25t船吊将锤头安装调试。

（2）按3:1比例回填部分片石、黏土。

（3）低冲程冲进至锤头平稳。

（4）正常冲进，沉渣过厚采用捞渣筒反复捞渣。

该施工步骤中，开孔时，应采用小冲程冲进，防止护筒偏移，待孔口完全进入岩层后方可正常冲进。

施工步骤四：成孔验收

（1）冲进达到设计入岩标高后，通知参建各方现场代表进行成孔验收。

（2）验收时，提供钻进记录、渣样及机械成孔验收记录和技术交底等资料。

（3）护筒顶标高复测完成后，采用测绳量取孔深，计算出实际入岩标高是否符合设计要求。

（4）探测沉渣厚度是否符合设计要求。

该施工步骤中，孔深应超出设计孔深50mm～10mm；沉渣厚度不得大于50mm；由于为水中独立桩基，泥浆循环系统无法满足现场施工，清孔应采用气举反循环设备清孔，钻渣应回收至泥浆船内转运至陆地晾晒后，运至消纳场集中处理。

施工步骤五：钢筋笼下放

（1）钢筋笼在钢筋加工场制作成型，笼的外径为135cm，主筋采用22根φ25mm螺纹钢筋，总长度为10m，采用25t船吊下放运输至孔口起吊下放。

（2）下放前根据岩面标高及护筒顶标高计算吊筋长度。

（3）钢筋笼下放到位后，将吊筋与钢护筒焊接固定，防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮。

操作要点：吊筋长度计算公式=护筒顶标高-岩面标高-5m（未计搭接）。

施工步骤六：二次清孔

（1）二次清孔采用气举反循环法（清水）清孔。

（2）空压机设备放置于泥浆船上，排渣管连接船舱形成废渣池。

（3）气举反循环过程中，及时向孔内补充清水，严格控制水头高度。

（4）清孔过程中孔底需反复左右晃动，防止残渣遗漏于孔底。

该施工步骤中，沉渣厚度不得大于50mm，由于均为水中作业，存在一定的区域限制，清孔过程中，应加强作业人员安全教育，穿戴好救生设备，排渣管严禁抛洒进入河道内。

施工步骤七：混凝土灌注

（1）栈桥桩基为水下C30混凝土，由陆地罐车通过在岸边设置的溜槽将混凝土转入水中罐车船舶上。

（2）罐车船舶将混凝土运送至待浇筑的孔口，采用φ150cm料斗进行灌注。

（3）将混凝土自卸倒入料斗灌满后，砍球开始灌注。

（4）过程中应时刻量取孔内混凝土标高，达到设计标高后停止灌注。

操作要点：（1）安装导管时应注意导管底距孔底30～40cm；（2）首批混凝土的数量应满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要；（3）在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2m～6m，超过范围应暂停灌注，拆除上节导管后方可继续。

该施工步骤中，（1）导管使用前，进行水密性试验，水压应不小于孔内水深的1.3倍；（2）混凝土灌注前，应对混凝土进行坍落度试验，桩直径D＜1.5m时，为180～220mm；D≥1.5m时，宜为160～200mm。（3）混凝土灌注高度应高出设计桩顶标高50cm。

采用本实施例，本发明解决了在2根定位桩上采用20t手拉葫芦将浮箱前半部分提起至浮箱吃水深度约30cm，试冲进，如果平台还有晃动较大的情况，再次拉紧手拉葫芦进行调整，反复测试至最佳状态后，即完成浮式平台的定位。另外，本发明采用手拉葫芦将浮箱提起，利用浮箱重量对定位桩进行施压，可增加定位桩的稳定性，减少因震动对平台的位移。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述施工方法包括准备工作、工艺流程设计、施工步骤的实施,如下步骤：

步骤（1）准备工作：（1.a）施工前，采用测深仪探明桩基处河床标高，确定钢护筒下放长度；（1.b）作业前对施工人员进行技术及安全交底，说明本工序存在的重大危险源及注意事项；（1.c）所需相关工机具及仪器全部到位，并确保现场用电、机械设备正常运行；主要设备：自制浮式平台、80t浮吊、自制浮式平台、25t船吊、罐车船舶、D630震动锤、空压机、CK3000冲击钻；

步骤（2）工艺流程设计：依次为施工准备、浮式平台抛锚定位、护筒下放、钻进、成孔、清孔、下方钢筋笼和混凝土灌注，在施工准备阶段要准备好钢筋原材料的检测是否符合原材料的使用标准，并同时提前做好钢筋笼；

步骤（3）施工步骤的实施：（3a）施工步骤一：浮式平台定位；（3b）施工步骤二：钢护筒下放；（3c）施工步骤三：冲进；（3d）施工步骤四：成孔验收；（3e）施工步骤五：钢筋笼下放；（3f）施工步骤六：二次清孔；（3g）施工步骤七：混凝土灌注;

所述浮式平台定位：采用冲锋舟将浮式平台推拽至指定位置，全站仪实时跟踪；用80t浮吊将四个方向的锚块抛至50m左右的位置，确保浮式平台平稳；采用80t浮吊配合D90震动锤将D630定位钢管插打至岩面；采用2台20t手拉葫芦悬挂在钢管立柱上，拉紧,将浮式平台处于半悬空状态，目的是确保浮式平台在冲进过程中，减小由于冲击力的影响造成的浮式平台前后晃动；

所述筒体下放：（1）采用80t浮吊将φ1520×10mm钢护筒沿导向架下放至岩层；采用25t船吊配合震动锤将护筒插打入岩稳固；插打稳固后，测量护筒轴线是否符合要求，如有偏差，应根据测量人员发出的指令采用震动锤敲打护筒顶进行调整；将浮式平台与钢护筒之间采用槽钢焊接限位；

所述冲进：钻机定位完成后，采用25t船吊将锤头安装调试；按3:1比例回填部分片石、黏土；低冲程冲进至锤头平稳；正常冲进，沉渣过厚采用捞渣筒反复捞渣；

所述成孔验收：冲进达到设计入岩标高后，通知参建各方现场代表进行成孔验收；验收时，提供钻进记录、渣样及机械成孔验收记录和技术交底等资料；护筒顶标高复测完成后，采用测绳量取孔深，计算出实际入岩标高是否符合设计要求；探测沉渣厚度是否符合设计要求；

所述钢筋笼下放:钢筋笼在钢筋加工场制作成型，笼的外径为135cm，主筋采用22根φ25mm螺纹钢筋，总长度为10m，采用25t船吊下放运输至孔口起吊下放；下放前根据岩面标高及护筒顶标高计算吊筋长度；钢筋笼下放到位后，将吊筋与钢护筒焊接固定，防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮；

所述二次清孔：二次清孔采用气举反循环法（清水）清孔；空压机设备放置于泥浆船上，排渣管连接船舱形成废渣池；气举反循环过程中，及时向孔内补充清水，严格控制水头高度；清孔过程中孔底需反复左右晃动，防止残渣遗漏于孔底；

所述混凝土灌注：栈桥桩基为水下C30混凝土，由陆地罐车通过在岸边设置的溜槽将混凝土转入水中罐车船舶上；罐车船舶将混凝土运送至待浇筑的孔口，采用φ150cm料斗进行灌注；将混凝土自卸倒入料斗灌满后，砍球开始灌注；过程中应时刻量取孔内混凝土标高，达到设计标高后停止灌注。

2.根据权利要求1所述的一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述浮式平台定位中，抛锚时应注意不得超出航道范围，抛锚完成后由专人指挥船舶，不得将钢丝绳刮碰导致浮式平台位移；

一旦出现刮碰现象，应快速放松卷扬机钢丝绳，防止其受到破坏。

3.根据权利要求1所述的一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述筒体下放中，护筒下放前，应采用测绳测出河床标高，反算钢护筒下料长度，通知加工场提前备料，防止护筒长度不足导致无法下放。

4.根据权利要求1所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述筒体下放中，钢护筒偏差不得大于300mm，倾斜度不得大于1%。

5.根据权利要求所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述冲进中，开孔时，应采用小冲程冲进，防止护筒偏移，待孔口完全进入岩层后方可正常冲进。

6.根据权利要求1所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述成孔验收中，孔深应超出设计孔深50mm～10mm；沉渣厚度不得大于50mm。

7.根据权利要求1所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述钢筋笼下放中，吊筋长度计算公式=护筒顶标高-岩面标高-5m，所述吊筋长度未计搭接部分的长度。

8.根据权利要求1所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注中，安装导管时应注意导管底距孔底30～40cm。

9.根据权利要求1所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注中，首批混凝土的数量应满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要。

10.根据权利要求1所述一种深水钢栈桥钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注中，导管的埋置深度宜控制在2m～6m，超过范围应暂停灌注，拆除上节导管后方可继续。

Images