陆上超长组合钢板桩施工技术

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhjie1977
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】本文主要介绍宏华海洋油气装备制造江苏启东基地出运港池组合钢板桩陆地沉桩施工技术,该组合钢板樁组合形式为圆形钢管桩与AZ20-700钢板桩组合。根据本工程的设计特点,在施工中采取了专用的双向导向结构定位对组合桩进行施沉,施工工艺采用吊+振+打三步骤完成本次陆地超长组合桩施工。
  【关键词】组合钢板桩导向架定位吊机振沉 柴油锤复打送桩施工工艺
  中图分类号: TU74文献标识码: A
  前言
  钢板桩施工因其独特的结构,具有施工速速快、效率高,止水性能优越、耐久性强、承载力高、利用空间小等独特优势,其质量容易得到保证,在工程领域被广泛应用,在我国逐渐被应用到工程实体中。
  本文介绍采用组合钢板桩结构形式(主桩+辅桩)的钢板桩,主桩采用直径φ1219x18(16)、Q345B材质的大直径钢管桩,长度43.5m,单根重达23吨;辅桩采用进口卢森堡钢板桩,S355GP级,AZ20-700型,单宽700mm,采用双拼作为一对使用。主副桩采用C9锁扣连接(理论旋转角度5°),锁扣对应钢板桩长度焊接在主桩上。本工程组合钢板桩施工采用陆地整桩下沉、先主桩后副桩的施工方法,施工难点主要是主桩长度较大,起吊设备的吊高、吊幅、吊重必须满足施工要求,同时要求定位装置刚度大、稳定性好,施工方便的特点。
  一、工程概况
  1.1、工程地点
  本工程位于江苏省启东市船舶工业园区,长江入海口北岸,东临黄海,隔长江北支与上海崇明岛相望,距启东市区18公里,距上海市主城区50公里。
  1.2、港池设计结构特点
  宏海号2X11000t移动式吊机轨道基础共2条,分布于出运港池两侧,兼顾港池岸壁功能,总长度305m,分为水域轨道基础和陆域轨道基础两部分。其中水域轨道基础长162 m,平台主要宽度为25m,港池接岸总长度110m,宽25m;陆域轨道基础长143m,平台宽度为12m。水域轨道基础、接岸结构均采用钢管桩-钢板桩组合墙+卸荷式桩基承台结构。驳岸工程分为2处:上、下游段各27m,宽8m。采用板桩+卸荷式承台结构,板桩采用AZ20-700钢板桩。
  1.3、组合钢板桩设计参数
  港池采用钢管桩-钢板桩组合墙+卸荷式桩基承台结构,组合钢板桩采用φ1219X18(16)钢管组合2-AZ20-700钢板桩对桩体系。钢管桩共170根,材质Q345B;其中水域轨道基础共128根,接岸结构42根;长度43.5m~41.5m不等,主桩1219X18(16)钢管桩间距2682.5mm。副桩采用S355GP级进口卢森堡钢板桩,单宽700mm,采用双拼作为一对使用,共209对,其中港池部分169对,上下游驳岸40对。组合钢板桩主副桩间采用C9锁扣连接。
  1.3.1、组合钢板桩形式
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  1.3.2、组合钢板桩特征值一览表
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  二、组合钢板桩施工总体施工思路
  2.1、总体施工组织
  钢管桩(主桩)在厂家加工防腐完成后船运至施工现场,钢板桩需要在施工现场完成再加工后方可使用。总体施工顺序从上游沿港池周圈向下游施工;先港池组合桩施工后驳岸板桩墙施工。组合钢板桩施工先主桩后副桩,先振后打的方式进行。主要施工设备为DZJ200振动锤、250吨履带吊、120吨履带吊和陆地打桩机。主桩施工在先,主桩利用DZJ200振动锤振至导向架顶部0.5m左右,一组完成后移动导向架至下一组开始重新定位施工;钢板桩施工在主桩之后,采用120吨履带吊先插桩后吊振动锤完成施工,主桩和副桩一前一后形成流水作业,主副桩施工时采用间隔跳跃式对称施沉,最后利用打桩机送桩杆将桩送到设计标高。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  2.2、总体思路
  2.2.1、施工工艺
   (1)采取整桩下沉的方案;
   (2)采取先主桩后辅桩的施工工序;
   (3)采取主桩4根1组1定位1循环的方式推进施工;
   (4)定位措施采取双层双向导向架精确定位制导;
  2.2.2、总体施工流程
  
  组合钢板桩沉桩施工工艺流程图
  2.2.3、总体施工方法
  施工方法:采用“吊” + “ 振 ”+“打” 完成全部沉桩任务
  
  
  
  
  
  
  2.2.4、主要涵盖技术工作
  技术工作涵盖主桩(钢管桩)定位、下沉、辅桩振沉、主副桩沉桩顺序、施工设备选型、导向架加工;
  三、钢板桩施工重难点
  (1)“钢管桩+钢板桩”组合墙结构在国内应用较少,缺少统一施工技术和施工规范,需要在典型施工的基础上实践、总结、创新。
  (2)单节主桩长度43.5米,需要大型起重设备,陆地桩架受限;
  (3)主副桩通过C9锁扣连接,桩位、垂直度要求精度高;
  (4)需要送桩深度达3米,副桩易随主桩下沉(“自沉”);
  (5)辅桩下沉时与主桩C9锁扣摩阻力大,取决于主桩垂直度;
  (6)该地区环境恶劣,施工季节风砂大。
  四、组合钢板桩施工需要解决的问题
  4.1、如何精确定位问题,控制两个方向的轴线和垂直度。
  4.2、双层双向制导装置设计与加工问题,具备微调定位导向功能。
  4.3、大型履带吊选型、振动锤选型问题,满足吊高、吊重要求;
  4.4、采取何种打桩先后顺序解决累积误差问题;
  4.5、解决桩顶达不到设计标高问题,采用陆地打桩机送桩;
  4.6、采取措施解决主辅桩在加工、运输、转运过程中的变形、锁扣变形问题。
  五、组合钢板桩施工工艺
  5.1、导向架设计
  5.1.1导向架具备功能
  (1)自稳:导向架具备足够的刚度和强度;在主桩插入导向架内,解扣换锤时能够处于安全自稳定状态。
  (2)二次定位:导向架在一次定位后,在主桩插入后,无法保证各主桩的相对位置,需要二次定位微调。
  (3)方便施工:导向架具备易操作功能,施工时相对方便、快捷,减少中间环节。
  5.1.2导向架组成
  导向架由底座、上下层围檩(含定位微调系统)、中间支撑杆件组成。具体外形尺寸见下图示,具体高度根据钢管桩无锁扣段长度而定。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  5.1.3、导向架加工
  导向架设计时考虑减少现场操作工人的操作步骤;操作环节越多,工效、安全等因素大大降低,故在设计时考虑将导向架加工成整体,整体起吊、整体定位。若采用分离式,拆装环节多,工效、定位精度、施工安全等相对不具备优势。导向架整体尺度大,自重55吨,在工厂化车间按照图纸要求加工成单片杆件,杆件运输至现场螺栓连接,待校正完成后焊接成整体,导向架拼装后的精度不低于控制要求的精度。
  5.2、测量定位
  测量定位是保证沉桩质量的关键环节,定位环节包括两个阶段。第一阶段为导向架定位,主要调整导向架的位置,导向架调平固定辅助手拉葫芦、千斤顶等设备使其就位。
  导向架定位步骤:导向架就位→千斤顶调平→与条形基础固结→振锚桩→检查导向架垂直度,纠偏→锁紧抱桩装置。
  第二阶段为钢管桩定位,钢管桩定位在振动锤夹具夹住管顶后,慢慢调离地面,然后由测量人员在两个方向(板桩墙轴线和垂直轴线方向)对管桩进行定位,定位完成后利用微调定位系统使其基本锁死,然后慢慢振沉管桩。击振过程测量全过程监控,若垂直度和桩位偏差过大,不符合规范要求,拔起钢管桩重新定位下沉,直至满足要求为止。
  5.3、组合钢板桩(主辅桩)施工
  5.3.1、施工准备
   1)场地平整:PHC桩基施工完成后,具备施工组合桩条件后,首先对工作范围的场地进行平整碾压。形成施工通道,便于主桩、钢板桩运输至施工现场。
  2)钢管桩运输:钢管桩在厂家加工制作完成并防腐完成后船运至宏华一期码头,通过码头装卸设备装卸,炮车运至施工现场。并采取专用支架固定,在锁扣位置采用三角木楔塞紧。确保钢管稳固,受力均匀,起吊时避开在锁扣位置。
  3)条形找平层浇注:为了便于导向架初步定位,在桩位两侧分别浇注C20条形基础,厚度H=20cm,宽度1.5m,表面间隔预埋铁件,用于导向架初步定位时焊接固定使用。
  4)钢板桩再加工
  进场钢板桩合格证及有关的原材料资料应齐全。对每根进场钢管桩、钢板桩进行检查验收。钢管桩、钢板桩运输路程远且经过多次转运,钢板桩运至施工现场后可能变形较大,主要表现在:锁口平直度偏差大或局部有弯曲或突变;两侧锁口不平行有扭曲。对进场的桩进行检验检查其规格、材质、平直度、断面几何尺寸,及桩身扭曲度等,特别是钢板桩锁口部位更为重要。需对锁口做“通过检查”。根据进场桩质量情况,按桩的质量特点缺陷情况,进行分类堆放。
  为保护钢板桩的完整性,避免插打时由于振动锤钳口长时间高强度作用于钢板桩上,造成钢板桩钳口位置疲劳损坏。在每组钢板桩顶与钢板桩两侧锁口相平的方向可靠焊接一块宽40cm厚1cm钢板,焊接钢板的顶端与钢板桩相平,保护钢板桩不被损坏。
  
  
  
  
  
  
  由于钢管桩之间的净距及每组钢板桩两侧锁口净距不可避免存在误差,钢板桩起吊前,在底端焊接一调节法兰(调位支撑),通过调节法兰调节每组钢板桩锁口间的尺寸,使钢板桩能顺利套入钢管桩的锁口,在套入达约50cm后即可拆除调节法兰以重复利用
  5.3.2、导向架、主桩起吊
  施工时先将导向架按照设计轴线位置和桩位进行定位,开始调整、固定导向,导向架固定采用锚桩,锚桩长度24米,直径500mm。待一切准备就绪后,开始用250吨履带吊起吊钢管桩,锤与钢管桩(主桩)同时起吊。在起吊离开地面时,需要50吨履带吊辅助配合,将钢管桩起吊离开地面,其过程需要两台吊车紧密配合。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  5.3.3单组主桩振插
  根据施工总体安排,第一根桩的施工从港池上游端江侧第1根桩开始施工,第1根桩施工尤为关键,不仅关乎后续桩的定位问题,安全稳定至关重要。打桩顺序根据桩的编号1-170逐一进行施沉,采取1组4根定位施工。并徐徐插入导向架内,然后再起吊DZJ200振动锤开始振沉钢管桩,至导向架顶50厘米左右停滞,第1根桩完成沉桩后立即与导向架采取措施固定,增加导向架整体稳定性,再开始第2根、第3根、第4根桩施工,待一组完成施工后移动导向架开始下一组主桩施工。
  1)步骤一:主桩起吊
   利用1臺250吨履带吊辅以50吨履带吊缓慢起吊锤和钢管,使其垂于垂直状态,转向至导向架。
  2)步骤二:钢管桩定位
  振动锤夹具夹紧钢管桩后,吊起钢管桩桩,使其离开地面,测量从两个方向控制钢管桩垂直度,使其在垂直状态,定位精度达到1‰,人工转动伸缩装置,固定约束好钢管桩,徐徐下放。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  主桩吊、振状态
  3)步骤三:振动钢管桩
  定位完成后,测量人员用对讲机发出指令,开始击振。刚开始振动采用点振,同时测量全过程监控垂直度情况,若偏差过大,则需要拔起重新振沉,两桩定位尽量按负误差控制,每沉一根桩及时测量平面位置和垂直度,并做好记录,以便对下根桩桩位做出适当调整。第1步完成桩桩击振至导向架顶部50厘米位置停止,开始继续第2、3、4根桩施工任务,循环施工。
  
  
  
  
  
  
  
  
  【图片说明】当完成一组主桩后重复。先起拔锚桩,待锚桩全部完成起拔后250吨履带吊整体吊装导向架,移位至下一组进行重新定位,依次循环完成施工主桩。
  5.4、辅桩(钢板桩)施工
  副桩施工在主桩施工一定距离后,不再相互影响后进行。副桩施工在导向架移走后的桩顶位置进行插振,副桩采用120吨履带吊吊DZ90锤进行插振,组合板桩一对约5吨重,履带吊的选择主要取决于吊高。副桩施工时,无需定位架,直接进入锁扣;当难以进入锁扣内时,人工在工作平台上利用收缩涨紧装置进行微调,使其入内。
  5.5、组合钢板桩打桩、送桩
  组合钢板桩采用振打结合的方式进行施工,因原地面标高在+4.0米,钢管桩设计顶标高+1.7米,钢板桩桩顶标高在+1.0米,需要送桩入土。送桩采用D100柴油锤配步履式打桩架进行打桩,送桩前制作送桩杆一根。打桩机打送桩速度快,同时避免振动锤夹具对桩顶位置造成疲劳破坏。组合钢板桩在复打、送桩过程分次进行,施工时对称跳跃式进行,减小累计偏位误差。
  主桩分2次打至地面,然后1次送入设计标高,即导向架移走后3次送桩至设计标高。副桩分3次送至设计标高,前2次用振动锤(也可用打桩机完成)紧随主桩施工进行,最后一次采用打桩及送桩入位。
   送桩前,根据钢管桩及钢板桩尺寸的特点,制作一根通用送桩杆,兼做钢管桩和钢板桩送桩使用。送桩杆用直径800mm、壁厚15mm无缝钢管制用,纵向加焊钢管加肋,两端为厚50-80mm钢板。
  钢板桩常规施工中容易造成“一边倒”现象,主要为累计偏位引起。施工中采用对称跳跃式间隔打桩的方式,来尽量避免类似情况发生,即屏风式交错打桩方法。
  
  5.6、复打、送桩
  完成插打后,利用陆地打桩机进行复打和送桩,复打采用专用替打;送桩采取间隔对称方式,送桩采用专用送桩器。
  八、结束语
  随着我国钢铁和基建项目的飞速发展,钢板桩呈方兴未艾的发展趋势,在国内工程中应用越来越广泛,具有承载力力高、止水性能优越、耐久性强、施工速度快、施工效率高、对环境破坏小,占地少等独特优势,本工程设计把组合钢板桩的长度应用到极限,在国内属首例,施工难度可想而知,因此本文对今后陆地施沉超长组合桩具有一定的借鉴之处,施工中需要注意以下事项。以下为本工程实施后沉桩效果图片。
  
  
  8.1、质量控制措施
  8.1.1允许偏差控制
  序号 项 目 规范允许偏差(mm) 现场控制允许偏差(mm) 检验数量 单元测点
  1 设计标高处平面位置 垂直于墙轴线方向 ±50 ±50 逐件检查 1
   主桩间距 ±20 ±20
  2 垂直度(每米) 垂直墙轴线方向 10(1%) 3‰ 逐件检查 1
   沿墙轴线方向 一般板桩 15(1.5%) 8‰ 1
   主桩 8(0.8%) 3‰
  8.1.2关键工序过程控制
  1)导向架加工精度尤为关键,直接关系到沉桩精度。
  2)振沉过程:施工过程测量全程监控,开始10米范围内减小振频,待下沉一半长度后再加大功率施振,及时量测垂直度,检查是否满足要求;
  2)打桩、送桩均要求对称跳跃式打桩,减小累计偏差;
  3)测量全过程监控,及时取得第一手资料,便于总结,纠偏;
  4)主副桩长度不一,辅桩容易被“带桩”,采取标记,露出地面便于检查;
  5)组织典型施工,对打桩顺序进行合理安排,总结采取何种送桩顺序利于偏位累计趋势减小。
  九、参考文献
  [1]JTJ254-98,港口工程桩基规范[S].
  [2]JTS167-3-2009,板桩码头设计与施工规范[S].
  [3]古建波,郭生强南沙港HZ和AZ型组合钢板桩施工技术[J].广州航海高等专科学校学报,2001(4).
  [4]JTS167-3-2009,张鸿,李宗平,汤宗祥等陆上超长组合钢板桩施工技术研究[P]实用新型技术专利,专利号ZL 2013 2 0053028.2.
其他文献
摘要:传统的城市建设方法在公共领域中具有的积极作用,面临工业化发展的冲击逐渐被冷漠。随着社会经济改革的深入,城市生活方式的转变,催生了新的公共交往需求,通过构建城市公共空间,来满足新的需求。本文对建筑设计中的城市公共空间创造进行简单分析。  关键词:建筑设计;城市设计;城市公共空间;空间创造  中图分类号:TU2文献标识码: A  一.引言  随着社会的发展。人口的密集,形成了城市化的格局。由于人
期刊
摘要:伴随着社会经济发展速度的加快,计算机技术的发展,信息技术水平的逐步提高,使得高层工业建筑行业也取得了一定的发展,工业建筑的形式也更为多样化,且随着工艺专业的需求不断提高,为进一步确保工业建筑的设计质量,推动工业建筑行业的发展。下面笔者基于自身多年工作经验的总结与积累,结合某工程实例,就高层工业建筑结构体系的确定以及设计要点进行研究和分析。  关键词:高层工业建筑;结构体系;确定;设计;要点;
期刊
【内容摘要】磨煤机是电站锅炉制粉系统的主要设备,在火力发电厂的应用非常重要的,文章主要是根据燃煤制粉的基本特性,煤的特性等阐述磨煤机的主要类型。  【关键词】 磨煤机 煤质结构风速  中图分类号:TM401文献标识码: A  前言  火力发电厂选择合适的磨煤机,对于锅炉的正常运行是至关重要的。  正文  磨煤机类型  1.1 钢球磨煤机  1.1 .1系列和结构  一般将单进单出的筒形钢球磨煤机简
期刊
【摘 要】在输电线路施工的过程中由于受到主观、外界、材料和施工等因素的影响,会产生输电线路质量问题的积累,特别在当今,由于各种原因的影响输电线路的问题层出不穷,不但影响了输电线路的稳定,而且对电力事业发展造成了系统性和基础性的制约。本文根据输电线路施工的具体实际,将输电线路施工过程进行了合理分解,在将输电线路施工过程划分为:基础、杆塔、架线三个主要阶段的前提下,提出了输电线路施工各阶段技术控制的要
期刊
摘要:近年来对于建筑结构工程师概念设计的能力要求越来越高,本文详细叙述了一个热电厂储煤棚的基础设计,因为其基础受到作为改扩建项目场地布局的限制,大部分落在软土地基上,设计者将基础布置成传力路径简明而且造价较优的基础形式。供类似项目参考。  关键词:基础设计;传力路径;概念设计。  中图分类号:S611文献标识码: A    该储煤棚是安徽马鞍山某热电厂技改工程的一个控制性项目,建筑轴线长9m╳11
期刊
摘要:建筑工程暖通给排水系统的安装中存在一些问题,具体表现为预留预埋位置问题、管道堵塞问题、管道渗漏问题、局部散热器不热问题及给排水管道跑、冒等问题,笔者在本文中着重介绍和分析了暖通及给排水安装工程过程中存在的几点常见问题,并就这几点问题的预控进行了措施探讨,希望对建筑工程中相关系统的安装作业起到抛砖引玉的作用。  关键词:暖通给排水;安装工程;原因分析  中图分类号:TU96文献标识码: A  
期刊
【摘要】在煤矿开采行业中,最为主要的技术就是煤矿开采技术,其技术的发展直接影响煤矿开采的质量和效率。因此,只有加强完善煤矿开采技术,才能够进一步提高煤矿开采的安全性以及有效性。本文针对煤矿开采技术的发展现状以及存在的不足,进行简要分析,以此同时,提供了相应的可行性对策。  【关键词】煤矿开采技术,发展现状,存在问题  中图分类号:C35文献标识码: A  前言  在我国能源当中,煤矿资源是最重要的
期刊
摘要:随着我国现代化进程不断推进,城市基础设施建设发展很迅速。轨道交通能够缓解交通拥堵,各大城市都在加紧着轨道交通的建设。但是我国轨道交通列车技术的落后,在技术上对于国外进口的依赖非常严重,尤其是列车控制诊断系统。本论文将对昆明地铁列车控制诊断系统进行介绍。  关键词:TCMS诊断系统、MVB、控制单元、PTU、事件记录仪  中图分类号:C35文献标识码: A  摘要:通过对昆明地铁列车控制诊断系
期刊
摘要:暖通空调在为人们营造舒适环境的同时,也带来了许多问题,在发达国家的商业建筑中,中央空调系统的能耗约占建筑总能耗的50%以上,有些地区甚至达到70%,给能源和电力造成很大的压力。其次,是废气排放、温室效应和酸雨等问题。因此,不断开发节能、环保型可持续发展的暖通空调技术已非常迫切。  关键词:暖通空调 设计地源热泵 运用  中图分类号:TB657文献标识码: A  前言  我国地域宽广,蕴藏着丰
期刊
摘要:由于EPC总承包能完全满足项目目标的要求,有着巨大的优越性,所以在政府的努力推动下,必将会在我国得到极大的发展。本文分析了当前EPC总承包管理存在的主要问题,提出了加强EPC总承包管理的对策。   关键词:EPC总承包, 管理  中图分类号:C93文献标识码: A  实施 EPC 方式的工程总承包建设模式,就是充分发挥集成化管理的优势,通过技术创新和管理创新,节约建设时间与投资成本,将技术创
期刊