石偉

摘要：通過(guò)東明黃河大橋水中樁基鋼套管施工，了解黃河主河道樁基鋼套管施工過(guò)程控制，了解黃河主河道施工工藝。深水流水長(zhǎng)樁鋼套管，了解深水流水長(zhǎng)樁鋼套管施工工藝。質(zhì)量點(diǎn)和質(zhì)量控制。

摘要：通過(guò)東明黃河大橋樁基鋼套管施工，了解黃河干流段樁基鋼套管施工過(guò)程控制、深樁鋼套管施工工藝。深水、流水、施工及質(zhì)量控制中的質(zhì)量要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鋼套管；黃河主干道；水;施工技術(shù)

關(guān)鍵詞：鋼套管；黃河主干道；在水里;施工技術(shù)

中國(guó)圖書(shū)館分類(lèi)碼：U443.15 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文號(hào)：1006-4311 (2019）03-0086-04

0 簡(jiǎn)介

東明黃河公路大橋東接日東高速，西接在建的昌吉高速。該項(xiàng)目的實(shí)施將緊密連接黃河兩岸，有效連接兩省高速公路，完善兩省高速公路網(wǎng)絡(luò)。提高高速公路網(wǎng)的效益意義深遠(yuǎn)，也將對(duì)魯豫兩省的區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響。在這樣的環(huán)境下，項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生，而跨越黃河主干道的項(xiàng)目也是我公司的第一個(gè)項(xiàng)目。下面就黃河干渠樁基鋼套管施工中遇到的問(wèn)題做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)。 .

1 項(xiàng)目概述

東明黃河公路大橋東接日東高速，西接河南省濟(jì)東高速。全長(zhǎng)3536m，主橋由(67m+7*120m+67m)+3*(67m+6*120m+67m)變截面連續(xù)梁組成。工程跨越黃河段平原型地上懸河，主要受兩岸堤防控制洪水。河床總寬約8-10km，主河道寬約1000m，兩岸河灘寬闊。該河段河流整治工程較多，在主河道兩側(cè)修建了許多導(dǎo)流堤，以穩(wěn)定主河道。橋兩岸為沖積平原，橋基土為第四紀(jì)地層堆積，厚度達(dá)150余米。根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，自上而下依次為粉砂層、粘土層、砂層，水深0-2.8m，流速1.5m/s。

其中，109#-115#橋墩是橫跨主要河道的水中7個(gè)橋墩。設(shè)計(jì)樁徑1.8m，樁長(zhǎng)85～87.9m，樁頂標(biāo)高在河水中。水位以下3-5m，尤其是長(zhǎng)時(shí)間在水中，水流速度快，以河床沖刷嚴(yán)重的114#和115#橋墩最為典型。兩墩水深約3m，流速較快。以水中114#、15#墩為例，介紹了水中樁基鋼套管的施工及工藝。

2 水樁基礎(chǔ)鋼套管施工及技術(shù)

2.1 水樁基礎(chǔ)用鋼套管的種類(lèi)及要求

2.1.1 鋼套管厚度計(jì)算

T≧K*N/f

K為安全儲(chǔ)備系數(shù)； f為鋼套管抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)。

N=P*D/2 P為作用在鋼套管上的水土壓力（N/mm）； D為套管直徑，不考慮鉆頭擾動(dòng)時(shí)，鉆孔時(shí)高水頭（10m）對(duì)套管的壓力最大；顧帶入數(shù)據(jù)T≧2*1.1*9.8*10*2.2/2/2050=10.57mm。

考慮鉆頭擾動(dòng)，建議采用鋼套管，厚度δ=12mm，套管外徑應(yīng)為?標(biāo)準(zhǔn)=2.2m，長(zhǎng)度L=18-20m，加工時(shí)套管上下口要加強(qiáng)。

2.1.2 穿透深度

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)資料履帶吊震動(dòng)錘，鋼套管進(jìn)入堅(jiān)硬河床5m（不包括沖刷2m）。

2.1.3 技術(shù)要求

鋼殼為工廠加工，成型質(zhì)量符合要求。臨時(shí)加強(qiáng)運(yùn)輸，并提供必要的支持。

鋼套管在工廠焊接成2段，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置接頭。接頭處套管外側(cè)壁出廠時(shí)已斜切，便于現(xiàn)場(chǎng)焊接；兩塊30cm寬、1.2cm厚的環(huán)箍鋼板，增加了套管的剛度，減少了切削土和夾錘對(duì)套管的沖擊造成的變形。

第一節(jié)鋼套管圓周方向設(shè)有Ф25鋼牛腿履帶吊震動(dòng)錘，在切割和焊接作業(yè)時(shí)將防滑鋼板放置在套管上。

2.2水樁基礎(chǔ)鋼筒插入施工

2.2.1 施工測(cè)量

施工平臺(tái)搭建完成后，采用全站儀坐標(biāo)放樣法確定樁位。為更好地控制施工，應(yīng)在平臺(tái)設(shè)置的標(biāo)桿上連續(xù)進(jìn)行沉降觀測(cè)。鋼套管的定位如圖1所示。

鋼護(hù)板定位：用坐標(biāo)法測(cè)量并放出平臺(tái)上各護(hù)板的設(shè)計(jì)縱橫軸，并在平臺(tái)上作油漆標(biāo)記。該軸與屏蔽的設(shè)計(jì)軸重合。在盾構(gòu)下沉過(guò)程中，通過(guò)盾構(gòu)前方的交點(diǎn)控制兩臺(tái)經(jīng)緯儀的傾角，檢查盾構(gòu)的平面位置。

鋼套管插入到位后，用全站儀工具測(cè)量套管的中心坐標(biāo)。同時(shí)，為了確定樁位的偏差，應(yīng)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。需要注意的是，單樁套管的中心允許偏移。鉆頭 50mm。

鋼套管插入到位后，可用水平儀測(cè)量套管頂標(biāo)高，同時(shí)估算套管底標(biāo)高，并保證底標(biāo)高偏差介于 -50 和 50 毫米之間。

施工測(cè)量必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保測(cè)量期間至少有兩人參與，以便相互檢查，同時(shí)安排一次專(zhuān)人進(jìn)行測(cè)量和檢查記錄工作。

2.2.2鋼套管結(jié)構(gòu)

①導(dǎo)向架的設(shè)計(jì)與制作。

設(shè)計(jì)制造鋼套管下沉導(dǎo)向架，保證鋼套管下沉精度。采用DZ135單夾式液壓振動(dòng)錘進(jìn)行插打，將振動(dòng)錘與套管液壓夾具連接，再用50t履帶提升機(jī)進(jìn)行插打。主墩套管采用上導(dǎo)下索組合定位方案。為保證保護(hù)筒定位準(zhǔn)確，便于平面位置調(diào)整，上導(dǎo)架上應(yīng)設(shè)置可調(diào)絲桿；底層應(yīng)設(shè)置鋼絲繩口袋電纜。 5噸以上的預(yù)緊力固定。主墩套管導(dǎo)向見(jiàn)圖2。

②鋼制保護(hù)管振動(dòng)。

測(cè)線確定導(dǎo)架的平面位置，使導(dǎo)架準(zhǔn)確垂直定位在樁位上并與鋼平臺(tái)固定，以便控制鋼套管的方向。鋼殼下降，使其垂直于導(dǎo)軌。埋了。

吊裝鋼套管時(shí)，底部吊點(diǎn)吊裝一點(diǎn)，頂部吊點(diǎn)吊裝兩點(diǎn)，以保證鋼套管吊裝時(shí)不變形。并且吊裝時(shí)要保證底吊點(diǎn)和頂?shù)觞c(diǎn)同時(shí)吊起，然后底吊點(diǎn)保持不變，頂?shù)觞c(diǎn)吊起，使鋼筋的姿態(tài)套管由平放變?yōu)樾狈牛敝羶A角大于90°，??拆除底部吊點(diǎn)，切斷保護(hù)管內(nèi)的橫支撐和底部吊耳，將保護(hù)管垂直吊入孔內(nèi)。

機(jī)殼底部通過(guò)上絲杠和下袋電纜確定平面位置和傾角。之后松開(kāi)吊鉤，待保護(hù)管自重被土層摩擦力克服后10分鐘后松開(kāi)吊鉤，防止鋼質(zhì)保護(hù)管下垂，河床會(huì)在短時(shí)間內(nèi)被大大沖刷，使鋼制保護(hù)管自由。下沉不均。

松開(kāi)上部吊點(diǎn)，用履帶吊吊起打樁錘、液壓抓具和油管。放置振動(dòng)錘時(shí)，應(yīng)居中，將液壓夾爪與套管壁夾緊連接，并檢查套管的平面位置和傾斜度。 ，為使其符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上啟動(dòng)打樁錘，先進(jìn)行點(diǎn)振，然后連續(xù)施加振動(dòng)，鋼套管在振動(dòng)力的作用下下沉。如果套管平面位置和傾角超標(biāo)，需要用履帶起重機(jī)配合振動(dòng)錘將套管吊起，從河床面取下二手吊車(chē)，調(diào)整套管平面位置和傾角到正確位置，然后施加振動(dòng)。當(dāng)套管頂部距平臺(tái)頂面約1.5m高時(shí)，停止下沉作業(yè)，將打樁錘和液壓抓具提升離開(kāi)套管。

將定位塊焊接在底部護(hù)管的頂部，將頂部鋼護(hù)管抬起，將掛鉤下降使其與底部護(hù)管對(duì)齊，護(hù)罩的傾斜度管和交錯(cuò)的接頭將被調(diào)整。 3～4名焊工分段焊接，每道焊縫設(shè)1名焊工，職責(zé)明確。使用J502焊條進(jìn)行焊接，但需要提前干燥。每層焊接后，應(yīng)仔細(xì)檢查是否符合標(biāo)準(zhǔn)，確保外觀無(wú)差異，表面無(wú)異物。每一層都需要進(jìn)行這種檢查，直到焊接完成。應(yīng)特別注意焊工交叉處的焊縫，后焊工的焊縫應(yīng)覆蓋前焊工的焊縫長(zhǎng)度3-5cm。焊接接頭以加強(qiáng)圓周八等分的連接鋼板。樁基施工完成后，將鋼套管拉出循環(huán)到下一個(gè)樁進(jìn)行下樁施工，實(shí)現(xiàn)鋼套管的循環(huán)利用。屏蔽平面控制偏移不大于5cm，坡度不大于0.5%H。

在保護(hù)管的插入和敲打過(guò)程中，在岸上安裝兩個(gè)經(jīng)緯儀，觀察保護(hù)管兩個(gè)方向的傾角。如發(fā)現(xiàn)傾角不合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采取有效對(duì)策，重新調(diào)整到位，確保保護(hù)管傾角符合標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)合不同的機(jī)械和不同的土壤特性，通過(guò)試驗(yàn)確定振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，通常不超過(guò)10-15min。如果振動(dòng)持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則容易損壞振動(dòng)錘的零件，否則不會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)。

在插入鋼套管前后，應(yīng)定期測(cè)量河床標(biāo)高。同時(shí)，為保證整體穩(wěn)定性，可根據(jù)河床的沖刷情況進(jìn)行防護(hù)，確保鋼套管及平臺(tái)施工安全。

③鋼套管架設(shè)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及防治方法。

2.3 水樁基礎(chǔ)鋼套管孔洞檢測(cè)

孔形成后，檢測(cè)孔深、直徑、孔型、垂直度等。通過(guò)測(cè)量繩檢測(cè)孔深，檢查鉆頭高度和鉆桿長(zhǎng)度。通過(guò)超聲波孔壁回波檢測(cè)來(lái)檢測(cè)孔類(lèi)型、直徑和傾角。樂(lè)器。經(jīng)測(cè)試吊車(chē)，鋼套管的垂直度對(duì)樁基的垂直度有直接影響。

2.4 水樁基礎(chǔ)鋼套管拔出施工

混凝土澆筑量240M3左右，澆筑時(shí)間3-5小時(shí)，混凝土坍落度控制在180-200，混凝土初凝時(shí)間7小時(shí)以上，水頭澆注時(shí)應(yīng)保持在孔內(nèi)。 , 防止倒塌。為保證樁頂混凝土質(zhì)量，樁頂混凝土應(yīng)高于等效澆注混凝土5m以上，以保證樁頂混凝土鑿至新鮮混凝土表面裸露，色澤均勻致密。拔出保護(hù)管爭(zhēng)取時(shí)間（最好在一小時(shí)內(nèi)），及時(shí)回填2車(chē)鉆渣，保證拔出保護(hù)管時(shí)樁頭混凝土的密實(shí)。

混凝土澆筑完成后，將樁基混凝土插入鋼套管內(nèi)5-8m左右，用DZ135單夾液壓振動(dòng)錘將鋼套管拔出。履帶吊拉出，必要時(shí)50噸汽車(chē)吊配合，確保上拉力克服摩擦阻力。東明黃河大橋水中140個(gè)樁基匯總，2小時(shí)內(nèi)回填鉆渣和拔套管，樁頭混凝土致密，樁頭質(zhì)量符合第一-測(cè)試單位檢查后的類(lèi)樁。

在嚴(yán)重沖刷的114墩，5#樁基前期沉入18m鋼套管，河床深度距平臺(tái)約14m，套管深度約4m。在基礎(chǔ)安全水頭高度下，鋼套管下部打孔，套管內(nèi)泥漿與黃河水相接。為保證樁基質(zhì)量，對(duì)樁基和河床進(jìn)行回填，套管加長(zhǎng)至24m二次鉆孔完成樁基。根據(jù)。此時(shí)樁基混凝土已滲入鋼套管12m左右，振動(dòng)錘的激振力在鋼套管上的傳遞受到限制。在兩臺(tái)50噸起重機(jī)的配合下，無(wú)法克服鋼套管的摩擦阻力。無(wú)法拉出墨盒。 （圖6）

2.5 水樁基礎(chǔ)鋼罩施工效益分析

東明黃河大橋水中有140個(gè)樁基。根據(jù)一般水利建設(shè)方案，需埋設(shè)140個(gè)套管。每個(gè)套管按平均長(zhǎng)度15m計(jì)算，要求鋼套管的重量為

140×2.1×3.14×0.012×7.86×15=1306.09t.

按照套管的循環(huán)使用，全橋共加工套管42個(gè)。由于2個(gè)套管深埋未拔出，另外加工2個(gè)套管，共44個(gè)套管，按15m長(zhǎng)度計(jì)算，共享。鋼套管重量為44×2.1×3.14×0.012×7.86×15=410.48t。共節(jié)省鋼套管1306.09-410.48=896.42t。

新護(hù)板加工價(jià)格5100元/噸，切割護(hù)板價(jià)格600元/噸，切割護(hù)板價(jià)格300元/噸，舊護(hù)板回收價(jià)1600元/t，按可回收10m計(jì)算。根據(jù)所有套筒保護(hù)方案，總成本為：1306.09*(5100+600+300）-1306.09/15*10*1600=6443377元。

根據(jù)保護(hù)管的回收計(jì)劃，增加了拆除保護(hù)管的成本。保護(hù)管價(jià)格800元/噸，總成本410.48*(5100-1600）+1306.09*(600+800）=3265221元。節(jié)省成本6443377-3265221=31781586元，成本降低49.3%，經(jīng)濟(jì)效益好。所以在正常情況下可以拔出鋼套管，可以減少建設(shè)成本低，具有良好的推廣價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)論

目前，東明黃河大橋沉樁基礎(chǔ)施工已經(jīng)完成，承臺(tái)也陸續(xù)施工完畢。通過(guò)基坑的開(kāi)挖，發(fā)現(xiàn)了一些存在的問(wèn)題：

黃河沖刷河床嚴(yán)重，河道左右擺動(dòng)。當(dāng)河床底部沖刷至樁頂標(biāo)高時(shí)，鋼套管拔出會(huì)造成樁頭混凝土流失，樁頭質(zhì)量無(wú)法保證。樁頭混凝土丟失。此時(shí)，混凝土澆筑前應(yīng)檢查套管外水深，必要時(shí)回填鉆渣，以保證樁頭混凝土質(zhì)量。超填混凝土量也控制在2m左右；

回填鉆渣在下落過(guò)程中的沖擊擠壓樁頭混凝土四周，形成“三明治”，不利用樁頭混凝土的質(zhì)量，施工時(shí)不易使用；

由于振動(dòng)錘的激振力受限于鋼殼的傳遞，鋼殼的穿透力不容易超過(guò)20m（兩個(gè)24m的鋼殼不拔出）。鉆渣使河床上升，平衡套管內(nèi)外水壓差，滿(mǎn)足鉆井施工要求。

東明黃河大橋的建設(shè)有很多值得學(xué)習(xí)的地方。隨著工程的推進(jìn)，我會(huì)努力總結(jié)，以便系統(tǒng)地了解更多關(guān)于黃河段橋梁建設(shè)的知識(shí)。

參考資料：

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