非通航孔桥复合桩施工(打桩平台版).docx

《非通航孔桥复合桩施工(打桩平台版).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非通航孔桥复合桩施工(打桩平台版).docx（42页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、4.3 非通航孔钢管复合桩施工4.3.1 设计概况港珠澳大桥非通航孔分为深水区及浅水区非通航孔。承台采用埋置式，承台顶标高与海床标高一致。基桩均采用变截面钢管复合桩，钢管桩壁厚为22mm，钢管全长范围内浇筑填芯砼。低墩区钢管复合桩有钢管段直径为200cm，无钢管段直径为180cm；高墩区钢管复合桩有钢管段直径220cm，无钢管段直径200cm。浅水区非通航孔桥单个承台采用4根桩。深水区非通航孔桥单个承台采用6根桩。钢箱梁变宽段桥墩承台采用8根桩。钢管复合桩钢管的最大入床深度为50m，钢管伸入承台1.6m。钢管复合桩经过淤泥、粘土、粉砂、中砂层后，嵌入全风化混合花岗岩层。为确保钢管与砼之间能够较

2、好的协同受力，在钢管内外侧焊接凸起的剪力板。表4.3.1-1 非通航孔桥钢管复合桩统计表标段号区 域桥 墩 号墩数里 程 桩 号海床地面标高最大桩长CB03标深水区非通航孔桥1650#6087#63K13+413K17+263K18+783K21+863-5-7.0m121.15m跨越崖13-1气田管线桥5153#3K17+263K17+523-6.2m106.85mCB04标深水区非通航孔桥88136#142151#60K21+973K 27+253K28+247K29+237-5-6.5m121.15mCB05标浅水区非通航孔桥152203#210220#63K29+347K33+632K

3、34+520K35+890-1.95-4.6467.594.3.2 施工中的主要难点根据本项目埋置式装配承台的特点，经过分析得出，钢管打入桩施工主要存在以下几个难点：、打入桩平面位置和垂直度的控制根据设计要求，钢管桩平面位置偏差不得大于5cm，垂直度必须控制在L/400，采用传统的打桩船直接插打方案，精度无法满足要求。因此，我公司经过反复研究确定，采用复合式海上打桩平台、逐桩导向沉桩方案。、打入桩相对位置的控制由于承台预留孔的尺寸仅比钢管桩外径大5cm，为了确保预制件安装的顺利进行，需要对单墩钢管打入桩的相对平面位置进行精确控制。经过研究确定，采用复合式海上打桩平台、能够将单墩所有基桩（48根

4、）的相对平面位置精确控制在2cm以内，满足安装精度的要求。、63m长度钢管桩的插桩、振桩钢管桩桩长初步确定为64m，加上导向平台水面以上高度11m，插桩浮吊的起吊高度必须大于74m，以及如何确保超长桩振动下沉过程中的自身稳定性。经过研究确定，采用复合式海上打桩平台，主钩最大起吊高度达120m，最大起吊重量700t，在振桩过程中，根据桩身的自由高度，选用“由小到大”的振动频率，缓慢振动下沉。、采用振动锤振桩，可能无法下沉到设计标高基桩入土超过一定深度后，振动锤产生的振动衰减将非常明显，特别是当桩底进入岩层表面后，采用振动锤沉桩将变得非常困难。针对可能出现的状况，确定备用1台APE500型液压冲击

5、锤，配备替打，当群桩出现振动下沉困难时，采用液压冲击锤逐根冲击下沉至设计标高。、振桩过程中产生的振动波，可能对白海豚的生活造成干扰振桩过程中产生的振动波和噪音，将会对白海豚的超声回声定位系统产生干扰，从而影响白海豚的生存。为了解决这个问题，首先选用低噪音的进口液压振动锤，将可能产生的噪音造成最低；其次在振桩过程中，在平台周围设置“气泡屏幕”，降低噪音在水中的传播。4.3.3 钢管复合桩沉桩施工方案比选钢管打入桩桩长51.6m，嵌入承台1.6m，插打时要露出水面，总长度约64m。根据预制装配式承台施工要求，打入桩平面位置偏差不大于5cm，倾斜度控制在L/400，现对打桩船直接插打、整体导向架单桩

6、插打、群桩整体下沉方案进行比选如下：表2.3.2-1 钢管复合桩沉桩施工方案比选表比较项目打桩船直接插打方案复合式打桩平台沉桩方案群桩整体下沉方案方案说明采用打桩船精确定位，采用液压打桩锤直接插打。采用复合式打桩平台，集提桩、插桩、定位、导向、插桩功能于一体。采用海上定位平台，GPS测量定位，大型浮吊起吊振动锤联动，群桩整体下沉质量控制打桩船GPS定位，平面位置偏差不大于10cm，倾斜度控制精度能达到L/200。海上平台GPS定位，平面位置偏差不大于5cm，倾斜度精度能达到L/500。平面位置、倾斜度、群桩相对位置能够精确控制在允许的范围内。所需设备打桩船、拖轮、运桩船打桩平台、拖轮、运桩船定

7、位平台、拖轮、运桩船、浮吊、振动锤（联动）工效工效较高，打桩船就位、抛锚、精确定位、插打钢管桩。 功效高，前端为全回转打桩架，一次定位可完成单墩钢管桩的插打。工效较高，定位平台就位后，群桩整体起吊、下沉到位。安全海上作业时间短，海上作业工作量相对较小，安全风险小。海上作业时间短，固定平台，作业安全风险小。 群桩在平驳上方拼装成型，一次性下沉到位，施工安全风险相对较低。经济性需要打桩船、运桩船等主要设备，基本无临时设施，投入相对较小。需要投入专用打桩平台、运桩船等设备，基本无临时设施，投入一般。 需要定位平台、运桩船、大型浮吊、导向装置、液压抱箍、6锤联动、施工投入相对较大。优点工期短、投入小、

8、安全风险较小工期短、安全风险小，施工精度高 基桩定位精度可控、群桩相对平面位置精度高。缺点定位精度相对较差，倾斜度很难达到L/400。需要专用打桩平台，设备研发技术含量高 投入较大，需要抱桩器、6锤联动、大吨位浮吊。钢管桩需要二次组拼。结论比较方案推荐方案比较方案通过以上对比，为了确保基桩的施工精度满足设计的要求，采用我公司联合研制的复合式海上打桩平台方案。4.3.4 钢管复合桩施工流程钢管复合桩施工工艺流程图见图2.3.31。图2.3.31 钢管复合桩施工流程图4.3.5 船机设备选用及辅助平台、导向装置设计采用打桩平台辅助沉桩方案，需要的主要船机设备及设施有： 施工船舶：运桩船、打桩平台、

9、抛锚艇、拖轮及交通船 沉桩设备：液压振动锤、液压冲击锤、替打、钻机、钻孔平台 导向装置：打桩导向架 测量设备：GPS定位系统、激光垂准仪、超声波探孔仪4.3.5.1 施工船舶选定、运桩船选定、打桩平台选定为了满足港珠澳大桥项目群桩基础的沉桩需要，我公司与 专门研制改装了专用复合式海上打桩平台，该船为钢制四桩腿非自航式复合打桩船，集提桩、插桩、定位、导向、打桩功能于一体，前端采用全回转打桩架，一次定位可完成一个墩位的全部打入桩施工。图4.3.5-1 复合式海上打桩平台示意图表4.3.5-1 复合式海上打桩平台技术性能参数表船名船种复合式打桩船国别产地型长m89.9船籍港制造年份2012年4月型宽

10、m39.0空载吃水m2.50主机功率4*1100KW型深m6.6满载吃水m3.30最大吊重t700主吊t个3502副吊t个1101支腿顶升力4*3000t起重部分该船艏部设有1台最大起重能力700T，最大吊高120m（距主甲板）的全回转液压起重机，用于起吊及打桩作业。船体中部设置副起重机一台，起吊能力200t,最大起吊高度60m。 吊装高度计算：钢管桩设计长度为51.6m，考虑后期承台安装需要抱桩，钢管桩顶面标高暂定为+4.0m，则实际桩长约为64m。海中定位平台顶面高程为+11.0m，吊装高度6m。所以浮吊吊装高度：H桩长+平台高度+振动锤高度+吊装高度=64+11+6=81m。 吊装重量计

11、算：钢管桩单根设计重量86.8t，振动锤约为34.1t，起吊重量应为：Q桩重+桩锤重量=86.8+34.1=120.9t。根据计算可知，该平台船艏设置的700t吊机，起吊高度达到120m，完全能够满足本项目钢管桩的起吊、插桩作业要求。该打桩平台空载吃水仅2.5m，满载吃水仅3.3m，能够较好的满足浅水区非通航孔桥施工的需要。、升降机构该船共设置4根桩腿，采用插销式液压升降机构，桩腿直径3.3m，桩靴部分尺寸9.28.7m，桩长60m，插销之间的间距1.5m。液压机构单桩正常顶升力为2500t，最大顶升力为3000t，平均顶升速度为12m/h。、推进装置该船艉部和艏部各装有2台舵桨装置，用于各墩

12、位之间的短距离机动调遣提供推进动力。其中艉部舵桨装置型式为全回转可调桨，额定功率710KW1450rpm，桨叶数为4片，桨叶直径1600mm。艏部舵桨为导管定距桨型式，4个叶片，叶片直径1280mm，额定功率450KW1490rpm。4.3.5.2 沉桩设备选定、液压振动锤选择桩周动侧摩阻力计算参考提供的桥位区地质情况，对桩周土的振动状况摩阻力计算如下： 表4.3.5-5 桩周土体动侧摩阻力计算汇总表 地层编号土层名称层底标高（m）分层厚度（m）摩阻力qik（KPa）动侧摩阻系数动摩阻力Ti(KN)备注1淤泥-11.246.80100.293.9钢管桩底标高为-60.0m2淤泥-22.7411

13、.50110.2174.83淤泥质粘土-29.446.70150.2138.92淤泥质粉质粘土-36.747.30300.3453.93粉砂夹粉质粘土-42.946.20300.3385.531淤泥质粉质粘土夹粉砂-45.442.50300.3155.43粉砂夹粉质粘土-49.844.40300.3273.631粘土-52.542.70300.3167.931粉质粘土夹粉砂-55.943.40300.3211.45粉质粘土-59.843.90350.3282.95砾砂-63.940.16950.34.651粘土-67.84551全风化花岗岩-76.94852强风化花岗岩-96.64- 1203

14、中风化花岗岩-113.94-120合 计2342.8说明：表中动侧摩阻系数参考法国PTC公司和美国ICE公司的经验估计值。根据计算，振动锤的激振力P0必须大于Tv2342.8KN。桩端动阻力计算钢管桩底深入砾砂层表面，桩端动承载力按3MPa计算： Rv*2.2*0.022*3000456.2KN钢管桩自重：Q0868KN；则振动锤的振动重量Q必须大于Rv-Q0-411.8KN。振沉钢管桩振幅估算根据法国PTC公司数据经验，在水下粘性土和砂土中，标准贯入度击数为4050时，需要的振幅为3.5mm。则要求沉桩时的工作振幅A0必须大于3.5mm/21.75mm。根据以上计算，确定选用美国APE公司生

15、产的600型液压振动锤，能够满足各项参数要求：激振力：P04948.3KNTv2342.8KN自 重：Q314.7KNRv-Q0-411.8KN钢管桩工作振幅：1.75mm。图4.3.5-7 APE600型液压振动锤表4.3.5-6 APE600型液压振动锤技术参数项目单位数值总偏心力矩kg.m230振动频率cpm1400总最大激振力KN4948.3总最大上拔力KN2224锤自重（不包括油管）kg31470振动重量kg14061总功率KW882长宽高 m4.28*2.21*2.6、液压冲击锤选择采用液压振动锤沉桩，当遇到特殊情况如全风化花岗岩表面坚硬时，钢管桩下沉将变得非常困难，为此备用1台A

16、PE500U型液压冲击打桩锤，作为钢管桩振动下沉困难时的备用设备，其主要性能参数如下：表4.3.5-7 APE500u型液压锤主要技术参数表项目单位数值最大打击能量kj500最大行程mm1219最小行程mm152打击次数bl/min28-40总重t64总长mm12078功率kw514图4.3.5-8 APE500u型液压冲击锤钢管桩施沉液压锤最大打击力计算如下：作用在桩身的能量，单位J；停锤时最小贯入度；反弹总量，（mm）；砧的反弹量（mm）；桩体的反弹量（mm）；土壤挤压反弹量（mm）；（桩+桩贯+砧+锤的非冲击部分总重量）（t）；锤击体总量（t）；根据APE500液压锤的参数：；取5mm；

17、取值2mm；取值12mm；取值3mm，计算得到。则：沉桩所需能量（桩身上） 一般而言，液压锤用于打桩的有效能量利用率或称为效率在0.60.85间，取值0.6，因而锤的最大锤击能量：所以，本工程选用APE500U型液压锤满足施工需要。、替打选择替打为锤击沉桩能量传递设备，兼有保护桩头的作用。替打也是沉桩中使能量损失最大的设备之一。因此，合理的替打结构能大大的提高锤击能量利用率。为保证施工连续性，应配备备用替打一个。“海桩8号”打桩船上配置的替打（套筒芯式替打）实物如图4.3.5-9所示：图4.3.5-9 套筒芯式替打实物图套筒式替大的优点在于重量轻，经过热处理的芯体可以大大减少能量的吸收、不需设

18、缓冲垫，无因缓冲而造成的能量损失，并且能承受较大的冲击力而不致损坏，适宜用于需要极大能量的沉桩施工，与大能量的打桩锤的匹配性较好。、钻机选定港珠澳大桥复合桩最大桩长达90m，嵌入中风化花岗岩层2.5D深度，要快速、安全的完成基桩钻孔作业，合适的钻机选定将非常关键。钻头选取根据桥位区地质情况，为了保证成孔效果，选用不同形式钻头，在土层、砂层、全风化岩层，选用常用的双腰带刮刀钻，既能够保证成孔速度，又能够较好的保证成孔垂直度。4.3.5-10 双腰带钻头对于强风化、中风化花岗岩层，其抗压强度可以达到100MPa以上，需要采用球齿滚刀钻进行施工，需要对锤压、钻速等指标进行计算。 锤重计算：按照D2.

19、0m直径钻头，配9把12寸滚刀，每把滚刀与岩面接触的镶齿按2排计算，每排按5齿计算，镶齿规格为18mm（顶端约为6mm）。假定岩层强度为120MPa，则最小锤压计算为：P0.6压s=0.61201069250.00624=18.3t；由此可得出，球齿滚刀钻头的锤重应该大于18.3t，为了保持较好的钻进速度，可以适当加大。 钻机扭矩计算为了保证施工效率，钻进速度应保持在0.15m/h以上，根据经验公式计算： 式中：v钻机速度，取0.2m/h； M钻机扭矩，N.cm； D钻孔直径，2.2m； az牙轮钻破岩比功，花岗岩地层取值：323N.m/cm3; Fz钻压，取值300000N； n钻速，一般为

20、712r/min，取值8r/min 通过计算可以得出：M=253.1KN.m；考虑地层影响，要加快钻进速度，钻机扭矩可以适当加大。根据我公司在青岛海湾大桥、杭州湾跨海大桥等海上大直径超长钻孔灌注桩施工过程中取得的经验，并结合本工程主墩桩基础实际的地质条件，选用性能先进的嘉力臣RC-300全气举反循环钻机，其最大扭矩达到300KN.m，桩锤最大重量可达36t（含配重25t），能够满足本项目钻孔桩施工需要。 嘉力臣RC-300型钻机技术性能表 表4.3.5-1型号RC-300钻 机最大钻孔直径(m)3.0最大扭矩(ton-m)30最大钻进速度(rpm)28连续钻进速度(rpm)0-20最大进给力(

21、ton)120最大提升力(ton)190连接形式(nw)300/330主机架倾斜角(deg.)33平台倾斜角(deg.)20钻机重量(Ton)35总功率（kw）298钻 具钻杆内径(mm)300/330钻杆连接件直径(mm)530/600钻杆长度(m)3连接件直径(mm)1200钻 头外径(mm)20002850重量(ton)11最大配重（ton）25钻头形式滚刀钻头、刮刀钻头嘉力臣RC钻机实物图见图3.2-2所示：图4.3.5-11 嘉力臣RC-300钻机4.3.5-12 嘉力臣钻机工作系统示意图该类型钻机有自带的柴油发电机组，不需要电力供应，非常适合港珠澳大桥项目这种大规模施工施工。、空压

22、机每台钻机配备1台SPE920型电动移动螺杆式空压机，作为钻孔排渣设备，本合同段合计投入共16台（备用1台）。 SPE920型空压机技术性能表 表4.3.5-2排气压力（Mpa）排气量（m3/min）功率（KW）机组外形尺寸（长m宽m高m）整机重量（t）1.2201603.61.91.953.8、泥浆分离器为了钻孔施工高质、高效、经济、文明地进行，通过同类产品比选，结合实际施工需要，选用宜昌黑旋风工程机械有限公司生产的ZX300型泥浆净化器，共16台（备用1台）。 ZX300型泥浆净化器技术性能表 表4.3.5-3最大泥浆处理量（m3/h）300筛分出的渣料含水率30净化除砂效率（0.074级

23、）90整机尺寸（m）3.542.252.8装机总功率（kw）65整机重量（t）5渣料筛分能力（t/h）2580，可根据钻孔进尺的不同而调整。达到最大净化除砂效率时泥浆最大相对密度（g/3）1.2马氏（苏氏）漏斗粘度（s）40（30）含砂量20图4.3.5-13 ZX300型泥浆净化器4.3.5.3 导向装置采用复合式海上打桩平台，其自带全回转液压导向架，导向架上、下层液压抱箍间距20m，液压抱箍与钢管桩之间间隙考虑15mm，则导向精确度为：215/20000=1/667，满足设计的L/400的导向精度要求。图4.3.5-14 导向架示意图4.3.5.4 测量系统选定、GPS测量定位系统导向架安

24、装及打入桩测量精度要求为20mm，在海上施工，需要选择合适的卫星定位测量系统，才能保证达到精度要求。我公司司选用Trimble R6 GPS/GNSS接收机，该套系统采用Trimble R-Track技术，GPS/GLONASS兼容使用可以提供更好的精度几何因子，消除GPS的SA影响，从而提高定位精度。表4.3.5-8 Trimble R6 GPS/GNSS接收机性能参数表测量方法方位精度值电码差分GNSS定位平面25cm + 1pmm RMS高程50cm + 1pmm RMS静态和快速静态GNSS测量平面3.0mm + 0.1pmm RMS高程3.5mm + 0.4pmm RMS动态测量平面

25、10mm + 1pmm RMS高程20mm +1pmm RMS初始化时间25s初始化可靠度99.9%、倾斜度监测仪器选用导向架及钢管桩的垂直度测量采用CHJ401激光垂准仪，自动激光垂准仪采用陀螺架悬挂激光准直器，令重力线与激光束重合，实现激光束的高精度铅直。具有自动校核、恢复精度的功能，并可随时自检精度误差。其精度可达1/20万，最大测量距离达到500米。图2.3.512 自动激光垂准仪钢管桩倾斜度控制指标为L/400，在施工过程中，垂直度的实时监控非常关键。我公司拟选用Leica公司生产的Nivel220倾斜度测量数据采集系统，用于钢管桩的垂直度监测。图4.3.5-14 Leica Niv

26、el220倾斜度监测系统介绍4.3.6 施工工艺4.3.6.1 复合式海上打桩平台就位、平台拖运就位、抛锚打桩平台为自带动力的海上作业船，远航需要采用拖轮进行拖带。采用拖轮将打桩平台拖运到墩位附近，然后抛“八字锚”进行初步定位，再启用自带的GPS定位系统进行测量，通过松紧锚缆来实现精确定位。首个墩位施工完毕后，相邻墩位之间的移位，可以直接通过打桩平台自带的舵桨动力实现。图4.3.6-1 打桩平台抛锚定位示意图、平台顶升平台精确定位后，启动液压系统，将4根桩腿插入到土层中，使平台升高到水面以上。为了保证平台各个支腿的受力均匀，设置了智能液压中央控制系统，通过各个支腿上方的传感器监控各个支腿的受力

27、状况，然后通过智能控制系统，进行调整，确保各个支腿下沉同步、均匀。由于平台顶升到了水面以上，这样就避免了波浪冲击造成的船体晃动，从而能够保障钢管桩在插打过程中的精确度。平台顶升的主要步骤为：、锚机对船体精确定位；、四套桩腿快速下桩（不需考虑同步），直到桩腿杆进入土层、低压无法下桩为止；、高压慢速顶升船体（高压插桩），船体抬起（不需考虑同步）目测感观船体水平，直到船体顶离水面。、对角预压桩当船体升出水面时（距离水面高度根据作业时浪高条件确定）需进行预压，即对角两套桩腿与固桩室插销固定支撑，另两套转入船体下降工况，使得该两套桩腿的负载转移到预压桩腿上，并观测油缸的压降，直至预压桩上的负载达到了预压

28、力要求。对角一组预压完成后，转入另一组预压。、同步顶升集中操纵4套升降机构，船体基本保持水平，水平误差控制在10cm以内，直至工作高度，并将船体调平。图4.3.6-2 打桩平台顶升示意图4.3.6.2 导向架的制作与安装、导向架的制作导向架由钢结构加工厂家进行制作，制作时要设置胎架、注意控制焊接产生的变形。导向架上方的智能液压控制系统由同济同鑫科技有限公司负责制作，在架体上进行安装。架体采用驳船运输至施工现场，运输过程中要注意防止发生变形。、导向架的安装导向架的安装采用浮吊进行，其主要施工步骤如下：安装平台上方的导向架底座，并保证2个底座；起吊导向架架体，缓慢下放进入平台预留桩孔位置，将导向架

29、与底座之间螺栓连接；启动液压系统调节底座位置，在平台上方放样出桩孔中心位置，拉十字线，使导向架对角十字线与桩孔中心十字线中心点重合，斜支撑临时固结导向架顶口。调整导向架垂直度，垂直度满足L/1000的要求后，将导向架底座及顶口斜支撑固定。调整油缸位置，完成导向架的安装，准备进行钢管桩的下沉。图4.3.6-3 导向架定位安装施工流程图4.3.6.3 钢管桩的制作、运输、钢管桩的下料长度确定钢管桩设计桩长为51.7m，但桩顶位于水面以下，实际施工中，钢管桩顶面必须位于水面以上。桩位处平均海平面为0.480.54m，20年一遇高潮位2.69m，因此确定钢管桩顶面标高为+4.0m，钢管桩施工桩长为64

30、m。钢管桩的吊点设计根据实际桩长进行适当调整。、钢管桩的制作及运输、钢管桩加工制作钢管桩由专业厂家加工制作。、钢管桩运输装船前钢管桩验收在钢管桩落驳运输前需要对钢管桩的制作质量进行验收，验收的标准按照具体相关标准进行，其中钢管桩的焊缝质量、吊点的位置及焊接质量、钢管桩的桩长及防腐涂层的质量是检验的重点项目。检验结束后需要收取钢管桩的各类检验证书、合格证等。对验收合格的钢管桩，将其属性（桩长、墩号等）标志于钢管桩的无涂层保护区明显位置。钢管桩落驳装船A.运桩船进档一般钢管桩的落驳由设置在落驳码头的双龙门吊进行，运桩船要进入双龙门吊的吊装区域龙门档。本工程我公司拟投入自航式运桩船，其自身有动力不需

31、要拖轮拖带，可直接航行进档。B.钢管桩落驳钢管桩落驳顺序要求：本工程钢管桩较少，落驳时按照同一个墩的钢管桩紧挨着放，并且要求按照先中间后两边对称装船的顺序。钢管桩放置方向的要求：各桩桩顶、桩尖的朝向一致，不可混放，避免在现场沉桩时需要运桩船调头或打桩船吊钩换位。应按照图4.3.6-4的要求进行：图4.3.6-4 钢管桩放置方向示意图C.吊桩落驳钢管桩的落驳采用双龙门吊，每次起吊1根钢管桩，双龙门吊同时向龙门档前移，将钢管桩吊到运桩船之上，图4.3.6-5、图4.3.6-6为我公司杭州湾项目钢管桩吊桩落驳。图4.3.6-5 我公司杭州湾项目钢管桩落驳现场图4.3.6-6 我公司杭州湾项目钢管桩落

32、驳现场钢管桩落驳后的加固为了保证钢管桩在运输过程中的质量和运输安全，我们将在运桩船上设置运桩底座设施和运桩紧固设施。弧形底座结构如图4.3.6-7所示、实物如图4.3.6-8所示，水平底座结构如图4.3.6-9所示。两种类型底座顶部与钢管桩接触面均粘贴2cm厚的橡胶皮，以保证在装桩叠放时保护钢管桩表面防腐涂层不受破坏。图4.3.6-7 弧形底座立面图图4.3.6-8 弧形底座实物图图4.3.6-9 水平底座立面图需要指出的是运桩底座应设置在船体的横向龙骨之上，以有利于船舶的受力。并且弧形底座的最低点高度应与水平底座的顶面高度一致，在安装时也要遵循这个原则。运桩的紧固措施包括侧面限位（立挡）及捆

33、绑。A、立挡的设置结构如图4.3.6-10所示，我公司杭州湾项目立档实物如图4.3.6-11所示。图4.3.6-10 立档设置图 图4.3.6-11 我公司杭州湾项目立档实物图直撑和斜撑均采用2根20a背对背进行焊接。注意：斜撑与直撑的焊接点，焊接点到甲板面的垂直高度应与钢管桩的圆心线保持平齐；斜撑与甲板面的角度在60或以上。为保护钢管桩表面的防腐涂层不受损坏，将立挡与钢管桩接触的部位粘贴2cm厚橡胶皮。B、捆桩方式在钢管桩的横向用长约18m的22.5mm钢丝绳进行捆扎，一端用20t的卸扣固定在甲板上的吊环处，另一端用5t的手拉葫芦进行收紧。钢管桩的捆绑共设置6道，即每两个立挡中间各设置1道，

34、若与船体已有结构位置冲突，将位置作适当的调整。为保护钢管桩表面的防腐涂层不受损坏，在捆绑钢丝绳之下垫橡胶皮或废旧轮胎。运桩海事手续的办理程序办理沉桩现场所属港区出港手续办理钢管桩落驳码头所属港区进港手续办理船检及办适拖证书（装载）手续办理大型拖带审核单办理钢管桩落驳码头所属港区出港手续办理沉桩现场所属港区进港手续。手续办理完毕后可选择海况、潮流适宜时机（通常由船长确定）运桩返航。4.3.6.4 钢管桩现场施沉、桩身刻度的标画为满足沉桩过程对钢管桩桩顶标高的监测，且沉桩将结束时对钢管桩桩顶标高的确认，需要在钢管桩桩身上画刻度。具体的方法为：用白油漆从桩尖向桩顶标画，从桩尖向桩顶040m范围内刻度

35、线间距为1m，从40m桩顶范围刻度线间距为0.2m，在画刻度线时同时将刻度值标注在钢管桩四个吊点连线的左侧（面向桩头时）桩身上，刻度线的长度不小于20cm，整米刻度时画长些，并且保证顺值，如图4.3.6-12所示。同时由于测量定位系统中的测距仪安装于较高位置，当钢管桩即将施打完毕时，测距仪的标记点将落在替打和打桩锤上，因此替打的打桩锤上也需要进行刻度标画，刻度线间距也为0.2m。图4.3.6-12 钢管桩桩身刻度线标画、起重船、运桩船就位钢管桩下沉采用“宇航起重3号”600t全回转起重船，在打桩平台搭设完毕后，拖轮将起重船托运到位抛锚，运桩船停靠在起重船侧面，在起重臂的起吊范围内。图4.3.6

36、-13 起重船沉桩抛锚示意图、起重船吊桩、立桩起重船移动吊钩至运桩船上方，下放吊索，由运桩船上的船员辅助将吊索卸扣挂设在钢管桩的吊耳之上。副吊钩吊前吊点，主吊钩吊其余三个吊点。过程中应注意的是吊点连接的过程中避免打桩船吊索在钢管桩上拖动，并用橡皮管对辅助钢绳进行包裹，以确保钢管桩防腐层不被钢绳刮伤。如图4.3.6-14所示：图4.3.6-14 吊点连接主、副吊钩同步提升，使钢管桩提升至满足立桩高度。如图4.3.6-15所示。钢管桩起吊前现场再次对钢管桩的防腐涂层进行检查，不满足要求者停用，并及时对防腐涂层修补。图4.3.6-15 起重船起桩、立桩、钢管桩对位、插入导向架起重船臂杆旋转，将钢管桩

37、底口对准导向架位置，缓慢下放，将钢管桩插入到导向架的导向装置中。、钢管桩位置、垂直度调整当桩底通过下层导向管和抱桩器，即将入土前，启动上、下层抱桩器8个油缸，将钢管桩平面位置调整到位，并且确保桩的垂直度控制在L/500以内。然后慢慢下桩，桩在自重作用下缓慢入土，同时抱桩器保证其垂直精度和位置精度。待桩入土并待其静止，再通过全站仪复测桩的垂直度，根据需要可以再通过调整沉桩导向架的调节油缸来保证桩的垂直度满足施工要求。、钢管桩振沉浮吊起吊液压振动锤（APE600液压锤），用液压钳钳住桩顶，确保吊钩承受大于液压锤5至10吨的起重量，再次校核垂直度，然后缓慢松钩，使钢管桩在液压锤的自重作用下缓慢下沉。

38、然后起动液压锤，液压锤振幅由低到高，缓慢下沉钢管桩，确保桩的垂直度。沉桩导向架位置时停锤，静置5分钟后，确保桩的标高不变，再打开液压钳，吊开液压锤。由于导向架会影响钢管桩的继续下沉，所以要暂停振桩，待全部钢管桩插桩完毕后，松开导向架的抱桩器，拆除导向架。此时钢管桩入土深度已经超过50m，平面位置和垂直度已经稳定。提开导向架后，采用液压振动锤或备用的APE500U液压冲击锤将钢管桩插打到位。图4.3.6-16 钢管桩下沉施工流程图、停锤采用液压振动锤和液压冲击锤施工，如果能将钢管桩下沉至设计标高，由于复合桩还要进行钻孔，承载力不是关键指标，则不再下沉，直接停锤，进行下一根基桩的施工。如液压振动锤

39、沉桩出现困难，则改用液压冲击锤进行插打，如果还是不能达到设计标高，则启动“超高钢管桩处理程序”。、超高钢管桩切除超高钢管桩这里所指的高桩为在沉桩过程中出现沉桩锤击贯入度极小或趋于0，而钢管桩的设计桩顶标高仍未达到设计要求的钢管桩，其处理程序如图4.3.6-17所示：图4.3.6-17 高桩处理程序值得指出的是，若两根以上试桩在沉桩施工时均出现高桩时，则应对该区域钢管桩桩长的设计进行重新审核，若有可能则应在主体工程设计时进行桩长的变更，以避免主体工程重复出现高桩而浪费作业时间，在此方面业主也会有相对应的考虑或措施。钢管桩切除钢管桩的设计顶标高为-8.3m，施工顶标高为+4.0m，钢管桩插打到位后

40、，将钢管桩顶口进行切割，方便进行承台、墩身预制件的起吊安装。待承台预制件安装后，将承台底口封堵、抽水后，再进行多余部分钢管桩的切割。、临时围囹经过对钢管桩单桩在20年一遇海浪冲击下的变形、应力进行计算，其变形最大为9.9mm，应力最大为36.5MPa，因此，不再进行临时围囹的安装。单桩变形计算：单桩应力计算： 4.3.6.5 钻孔施工、装配式钻孔平台设计及加工复合桩施工用钻孔平台采用装配式结构，方便进行装拆，在各墩位之间周转使用。装配式平台由平台框架、面板、倒挂式牛腿三部分组成，钢管桩插打到位后，顶口切平，安装倒挂式牛腿，牛腿上方安装平台框架，再安装平台面板，形成平台结构。倒挂式牛腿采用钢板带

41、式结构，钢板厚度20mm，顶口倒挂在钢管桩顶圈上方，底口与钢管桩侧壁紧贴，采用竖焊缝使其密贴。牛腿采用三角形钢板结构，板材厚度为1620mm，安装时注意控制控制相对标高误差。图4.3.6-20 倒挂牛腿构造图平台框架采用型钢桁架结构，主承重梁采用2I36a，次承重梁采用2I32a型钢，斜杆采用232a，面层采用I25a。平台面板采用厚度12mm钢板，与平台桁架上层I25a分配梁焊接形成整体。图4.3.6-21 装配式平台设计图装配式平台在加工场内进行制作，根据工程需要，制作810套，周转使用。、装配式钻孔平台安装钢管桩全部下沉完毕后，将钢管桩顶口全部切齐至设计标高，即可进行装配式平台的安装。先

42、安装倒挂式牛腿，将牛腿底口与钢管桩密贴，并且对两侧采用厚度10mm标准焊缝进行焊接，保证其受力要求。牛腿安装时，注意控制相邻牛腿之间的相对标高在同一水平面上。牛腿安装完毕后，进行平台主体结构安装，平台采用驳船运输到墩位，采用大型浮吊直接起吊进行安装。图4.3.6-21 装配式钻孔平台安装施工流程图、泥浆制备及循环系统设置、泥浆制备本工程钻孔桩均处于海中，淡水供应比较困难。根据我们在杭州湾跨海大桥、青岛海湾大桥应用海水泥浆的成功经验，在本工程钻孔桩施工中采用海水泥浆技术。、海水泥浆的配合比由于海水中Cl、Mg2+、Ca2+含量高，泥浆悬浮功能差，出渣困难，钻进效率受到制约，甚至不能很好地起到护壁

43、作用。如果仅采用普通膨润土等造浆材料，仍难以使泥浆达到使用要求。针对这个问题，根据以往的工程实践，给出海水泥浆的基本配合比，其施工配合比在钻孔过程中根据实际情况和需要再行调整。 海水泥浆配合比 表3.2-4材料名称膨润土（钠质）纯碱（碳酸钠）PAC（增粘剂）海水掺量（kg/m3）1206.51.601000、海水泥浆各项指标的作用及控制值、比重海水泥浆的比重比一般淡水泥浆的比重要大一些。泥浆的比重增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越趋稳定，悬浮携带钻渣的能力也越大。然而比重过大的泥浆，其失水量亦加大，孔壁上的泥皮也增厚，这就增加了泥浆原料的消耗，而且会给清孔和灌注混凝土造成困难。另外泥浆比重的加大，意味着泥浆中固体颗粒含量加大，这就会对钻具产生较大的磨损，更重要的是降低了钻进速度，在反循环回转钻进中，泥浆比重过大，降低钻进速度，同时对钻孔灌注桩的质量有较大影响。泥浆比重偏小，对悬浮、携带钻渣的能力不够，对孔壁侧压力也不够，造成孔壁坍塌的现象。因此，须将泥浆比重严格控制在1.351.8g/ml。