桥梁深水钻孔桩基础施工技术课件.ppt
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1、桥梁深水钻孔桩基础施工技术n一、深水施工作业平台n二、钢围堰施工技术概述n三、钢板桩围堰n四、吊箱钢围堰施工n五、套箱钢围堰施工一、深水施工作业平台n水上作业平台是施工桥梁基础的重要设施,它包括钻孔桩施工平台和施工栈桥,施工平台可以提供精确定位的条件,是钻孔桩钢护筒下沉的定位导向辅助平台,是基础钻孔、水下混凝土灌注的作业平台,是基础施工机具、材料临时堆放的场地,是钢围堰拼装、下沉的支撑平台。是深水桥梁施工的重要组成部分。n栈桥钻孔平台n大型水上施工作业平台n深水钻孔施工平台设计中,必须切实详细地分析工程实地的环境条件,选择合适的机具和施工方法,充分考虑不利的施工荷载组合,以做到安全、稳固、经济
2、并满足施工要求。钢护筒平台与钢管桩平台比较n(1)结构安全、受力比较n钢管桩平台n优点:钢管桩是临时结构,精度要求低,平台搭设难度小。钢护筒在临时平台上搭设,精度高,施工安全方便。钢护筒在施工过程中不受竖向荷载作用。n缺点:稳定性差、刚度小,平台必须增加斜桩,平联受力大。n钢护筒平台n优点:直径比钢管桩大很多,刚度也大,单根承载力增加,结构在施工过程中的安全性加强;同时,平台范围内部插打钢管桩也减少了对墩位处河床的扰动,有利于基础受力和抗冲刷。n缺点:插打钢护筒定位难度大,精度差,设备能力要求高。n(2)施工工期比较n钢护筒平台比钢管桩平台节约工期n(3)经济比较n钢护筒平台虽然增加了打桩船费
3、用,但由于利用了结构桩钢护筒,节省了钢管桩材料和打、拆费用,加上设计时用钢吊箱底板作为钻孔平台面板,节约了贝雷架,所以经济性也由于钢管桩平台。浮动平台n采用浮动平台施工的有以下特点:n地质状况不理想会造成钢栈桥和平台支撑钢管桩不稳定。水深及水面宽度符合浮动平台作业条件。n 钢栈桥主要起把重型机具从陆上移至水中作业面的运输通道作用。采用浮动平台,重型机具固定在平台上,靠牵引移动平台至作业面,运输方式平稳安全。利用水的浮力替代钢管桩的支撑。n 浮动平台浮运到位后,平台的四角由缆风绳牵引,对水平位移起限制作用。n浮动平台施工简便。n浮动平台较钢管水中平台准备工期短且经济。平台的结构设计n平台面高程=
4、施工最高水位+安全距离n其中,安全距离一般区域取1m,潮水区域取1.5m2m以上。n(2)钻孔区平台面尺寸确定n平台面的宽度按成孔设备的布置与操作人员的活动场地来确定,长度主要考虑水上平台两端钻孔时应留有起吊钻具、放倒钻杆的活动场地,且留有成孔时所需堆放材料及设备的场地。n此外还要考虑后面围堰施工所需空间。水上栈桥钻孔平台上机械工作钻孔平台和栈桥黄河特大桥水中墩先下放钢围堰堰,然后再围堰上形成钻孔平台二、钢围堰施工技术概述 围堰的形式有很多,我们可以根据实际情况进行选择。当处于深水区时,高桩承台可采用钢吊箱;低桩承台可采用钢套箱;高桩承台水深在6m以内时,采用单壁钢吊箱比较经济合理;低桩承台水
5、深在6m以上且截面较大时,采用双壁钢套箱比较经济合理。当水深在6m左右且覆盖层为较厚的黏性土层时不宜用套箱围堰,可用钢板桩围堰。n围堰顶高宜高出施工期间最高水位70cm,最低应不小于50cm;n围堰的构造应适应水流排泄,大小不应压缩流水断面,以免阻水过高危害围堰安全,以及影响通航、导流等。围堰内应适应基础施工的要求,并留有适当的工作面积。围堰断面尺寸应保证有足够的强度和稳定性,使得基坑开挖以后不至于发生破裂、滑动和倾斜。n围堰要求防水延米,应尽量采取措施防止或减少渗漏,减轻排水工作。n围堰施工一般应安排在枯水期间进行。钢围堰现场加工岸上加工制作,水上拼装围堰通过斜船架整体下水分块制造拼装吊箱围
6、堰围堰通过气囊移动下水吊装首节钢围堰n深水基础施工方案主要取决于当地地质条件,若无覆盖层或覆盖层很浅时,宜采用先堰后桩。若覆盖层较厚,且覆盖层较软承载力较小,则宜采用先桩后堰。n影响基础施工的另一个关键因素是水文条件,若枯水期与洪水期的水位和流速差都较大,则钢围堰的施工应尽量避开洪水期,根据工期安排确定合适的方案。n先桩后堰工程造价较低。且从整个工程开工到施钻需要的时间段,钻孔施工回旋余地大。n各个工程应视具体情况综合比较后确定。先堰后桩与先桩后堰的比较方案先下钢围堰后成桩先成桩后下钢围堰优点1.、钢护筒厚度及长度减少,易于准确定位。2、节省钻孔平台钢管桩钢材,也可节省加工焊接及施工桩的费用。
7、3、节省钻孔平台的稳定措施费。1、施工快,从施工钻孔平台钢管桩架设平台至开钻时间短。2、可降低钢围堰高度,节省工期,降低造价。3、节省定位船,导向船及锚碇系统的设备购置及租赁费4、减少双壁钢围堰夹壁混凝土量。5、避免了岩面高低不平时,钢围堰不规律的高低刃脚着岩难度。6、清除钻渣难度减小。7、封底混凝土量可减少。缺点1、受加工钢围堰的周期限制及事先布设定位船、导向船影响,筹备时间长,水上设备多,组装工序多而复杂,开钻时间晚,施工慢。2、钢围堰高度需增加,用钢量较多,且增加加工、运输吊装费用和工期。3、增加定位船和导向船及锚碇系统费用。4、若岩面高低不平,着岩稳定比较困难。5、清除钻渣难度加大。6
8、、封底混凝土量会增加。1、钢管桩及钢护筒的数量较大2、增加河床的防护措施3、钢管桩及下层水平联结系钢材较多4、钢护筒难于准确定位先桩后堰法先堰后桩法:围堰浮运到桥位置,然后定位,作为钻孔桩的施工平台钢围堰下水后自浮三、钢板桩围堰n钢板桩围堰具有强度大、入土深、联结紧密、不易漏水、反复利用、操作方便等优点,是在水深46m 的砂、粘性土质河床上进行基础施工常用的围堰形式。采用钢板桩围堰时一般用钢管桩钻孔桩平台。钢板桩围堰的结构插打钢板桩施工要点n钢板桩的插打和拔除选用电动振动锤,由液压夹头夹住桩头后,振动沉桩。插打板桩前进行测量定位,先在围堰的四角及周边打人导桩,并在导桩上挂导梁。钢板桩逐块插打就
9、位,插打的次序见图:n插打钢板桩从开始的第一块起,必须保持垂直不偏,否则最后因无法正常合拢,不得不做异形桩。插打钢板桩前,两钢板桩间的锁口要涂上黄油,一是利于堵水,二是防止两钢板桩间由于摩阻力过大,造成插打钢板桩时,把前一块钢板桩带下去,降低了顶面标高。n板桩插打完以后,立即进行第一道支撑,放支撑前,先在钢板桩上焊牛腿,牛腿高程绝对保证在同一水平面上。然后在上面放支撑,并焊接牢固,支撑上边焊反牛腿,并且支撑与钢板桩间用木楔塞紧。第一道支撑放好后,向下抽n水,然后焊牛腿,放第二道支撑,焊反牛腿等。最后抽完水后,进行挖基。n围堰内清基有水中清基和干清基两种。根据围堰内要清除土层的厚度决定,如采用水
10、中清基,需要的设备较多,所需设备的功率较大,水中清基较困难,且时间长,不经济。n当钢板桩自坑底下的人土较深,且全部进入硬粘土层,可以采用干清基的方法。即把围堰内的水抽干后,露出河床,在围堰中间用泥浆泵吸泥,每台泥浆泵配备1台高压水枪,利用高压水枪产生的水压力将硬粘土打碎,形成泥浆,由泥浆泵将泥浆吸出围堰。吸出的泥浆通过泥浆管排至船上运走。在抽水过程中,当发生锁口不密封漏水时以板条、棉絮等在板桩内侧嵌塞;或在漏缝外侧水中撒下大量炉渣与木屑等随水夹带至漏缝处自行堵塞。n钢板桩拔除前要先拆除支撑。拔除前,先向围堰内注水,注水至一定标高时,拆除支撑,并最终使堰内外水位平衡,然后再拔除钢板桩。钢板桩的拔
11、除用电动振动锤逐根拔除。n钢板桩围堰施工注意事项na 在保证钢板桩垂直沉入条件下,每根钢板桩一次打到设计深度。nb 插打钢板桩时,其吊点离桩顶的距离不得小于l3桩长。nc 开始沉入几根钢板桩后,随即检查其平面位置是否正确,桩身是否垂直。nd 钢板桩堆存、搬运、起吊时,应防止由于自重力而引起的变形及锁口损坏。ne 围堰形成后,要求防水严密。当有少量渗水时,在围堰四角设置潜水泵,把水抽至堰外。钢板桩漏水量较大时,及时派人下去用棉絮或木屑封堵;当开挖至坑底时,如果是堰脚漏,其局部用砼进行封堵。nf 围檩牛腿位置必须保持水平。ng 抽水和清基过程中注意观察钢板桩的变形和移位情况,并做好记录。随着开挖深
12、度的增加,钢板桩所受的水压力和主动土压力逐渐加大,如发现钢板桩有异常情况,应立即停止清基,处理加固后继续抽水和清基。nh 围檩与钢板桩间的缝隙,要用硬木、型钢顶死,确保围檩受力均匀,使受力点位置在围檩中央。ni 围檩与围檩、围檩与直斜撑、牛腿等焊接的接缝饱满,严禁脱焊、漏焊。四、吊箱钢围堰施工n钢吊箱是为高桩承台施工而设计的临时阻水结构,其作用是通过吊箱侧板和底板上的封底混凝土围水,为高桩承台施工提供无水的干处施工环境,同钢围堰比较,钢吊箱具有施工工期短、流水阻力小、利于通航、不需沉入河床、施工难度小、材料用量少、经济合理等特点。钢吊箱围堰的组成n钢吊箱的结构构造由底板、侧板、内支撑、悬吊系统
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