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文章出处:http://www.betonhat.com 发表时间:2016/12/26 13:40:30 点击:80

中化泉州石化项目青兰山1# 位于湄洲湾湾内南岸的青兰山与黄干岛之间水域,由北向南依次为1# ~ 4# 泊位,分别为10万t 级(兼顾15 万t 级)泊位、5 万t 级泊位、3 万t 级泊位、1 万t 级泊位工程,码头与后方库区交接点为引桥根部。泊位由工作平台、靠船墩、系缆墩、钢引桥等组成,结构形式均为高桩梁板结构,系缆墩采用高桩墩式结构,平台采用高桩梁板结构。该工程需施打钢管桩总计258 根,全部为直桩。

  工程地质

  施工区的地质情况为:27simn无缝管施工区勘探深度内揭露的土层自上而下主要为:淤泥、淤泥质黏土、中砂混淤泥、中砂、粉质黏土、碎石混黏性土、残积黏性土、砂砾性黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩。

  设备改造

  该工程单桩最重约58t,最长46m,最大桩径φ2600mm,根据现场的水深情况,“粤工桩8”打桩船桩架高度超过93.5m,打桩长度达80m 水深,“粤工桩8”最大起吊能力120t,最大施打桩径φ2000mm,需改造后方可满足φ2600mm 桩的施打要求。

  桩中心距离确定及材料选择根据φ2600m m 钢管桩直径,考虑到桩锤、替打、背板以及桩锤起落架一整套设备在施工作业中能较为精确定位,并有利于桩工的解扣作业,将桩锤、替打以及背板的中心点的纵轴线与桩架龙口外平面的直线距离选为1600mm;因桩锤整体外移,须对桩锤起落架的导向脚相应加长,为满足起落架在起落桩锤有足够的支承强度和刚度,将其导向脚做成衡架钢结构形式与起落架连接。同时,因桩锤整体外移,桩锤导向脚也相应被加长;因其悬臂太长,对导向脚的材质与加工精度也必须要有较高的要求,其钳口的材料采用35# 钢优质锻件,加工精度须达6.3 级以上;

  以桩架龙口外平面为基准面,要求桩锤、替打以及背板的中心点在同一纵轴线上,因此,四个桩锤导向脚的制作精度与强度尤为重要,导向脚本体采用优质结构钢—锰16 钢,其焊接焊条采用低氢碳钢焊条—T H427,对焊条直径、焊接电流以及坡口、焊脚宽度也有较为严格的要求;焊接成型后,整体退火处理,以消除焊接应力。此外,替打及背板的导向钳口均采用35#钢优质锻件,其制作工艺与机械加工精度均有相应严格的技术要求;替打承力主板以及替打钢垫板均采用35# 锻钢加工成型,保证足够的强度与刚度,同时也能较好地传递桩锤的锤击能量,以满足施工要求。

  因为该工程须施打直径为φ1200mm、φ1600mm、φ1800mm、φ2200m m 以及φ2600m m 五种规格的钢管桩,为减少更换打桩配套设备的频率,提高施工效率,施打各种规格的钢管桩所用的替打、背板以及桩锤导向脚,均以其中心点的纵轴线与桩架龙口外平面的直线距离均采用1600m m 的基准尺寸制作而成。

  在施工过程中,施打各种规格的桩时,都是使用同一套桩锤导向脚和桩锤起落架。

  设备改造难点及解决方法“粤工桩8”打桩船原来一直采用桩锤起落架的形式吊重起落桩锤,优点在于:当锤击桩顶后出现幅度较大的滑桩时,不但可以避免扯断吊锤钢丝绳险情的发生;而且,当施打坡比较大的仰桩时,还可以省去人工推钢丝绳的工序,减少人力劳动,提高施工效率。但是此次须施打直径为φ2600m m 的钢管桩,其替打本体、替打钢垫板以及垫替打的钢丝绳的重量总和近20t,而桩锤本体、桩锤导向脚以及桩锤起落架的重量总和超过41t。

  如果采用以往桩锤和替打一体吊重的形式起落桩锤,可能会超出相关配套设备的机械负荷和强度极限。因为桩锤起落架的定滑轮组的转轴直径为φ100m m,而且因其只配套两个滑轮,如果使用该定滑轮组直接吊起重量超过61t 的桩锤和替打,加上摩擦系数,势必会超出该定滑轮组的强度极限。此外,吊锤卷扬机的额定负载为120k N,如果使用该卷扬机直接吊重起落桩锤和替打,也已超出了该卷扬机的机械负荷。另外,不仅桩锤提锤档块的强度无法满足同时起落桩锤和替打的重量;而且,如果使用2×150k N 双滚筒卷扬机同时吊重起落桩锤和替打,就只能使用飞机架的形式来吊重,不仅要专门订做配套设备,而且吊锤钢丝绳和吊钩钢丝绳在同一平行线上,稍有浪涌,就会造成机械事故。综合考虑了以上因素,在施打φ2600m m 钢管桩过程中,决定采用桩锤与替打分开吊重起落的形式来施工作业,即不用120K N 卷扬机吊重起落桩锤,而用2×150k N 双滚筒卷扬机来吊重起落替打,以保证施工安?strong>??

 

   施工方法施工前准备工作对勘测平面控制网点、水准点和设计图纸进行必要的交接和复核;测量沉桩区泥面标高;根据桩位平面布置图,结合工程要求和施工条件,布置沉桩顺序,并按顺序预制加工,安排基桩运输及沉桩工作。

  抛锚定位码头1#、2# 泊位码头海侧水深在15m 以上,施打码头时桩船定位于海侧,可直接抛锚(头中缆除外);码头岸侧为淤泥质浅滩,沉桩区域离岸较近,不适于抛锚,需埋设地牛带缆上岸。

  根据现场实际情况,在岸上间隔约每100m 设置一个地牛,并用一条50m 的钢丝绳引出来,沉桩需要时直接带缆到钢丝绳上,与地牛相连。4# 引桥桩基所处位置泥面较高,须赶潮水作业,利用高潮水进行沉桩施工,低潮时将桩船退至水深足够的地方,防止搁浅。

  沉桩控制平面控制 水上沉桩的平面测量主要采用在打桩船上安装的G P S 打桩定位系统,由G P S 进行定位。打桩定位的结果要测定桩身的位置、方位和倾斜度,由于不能将G P S 天线直接安装在桩身上,因此为实现对桩身的定位和定向,在桩船上安装了三台G P S(R T K)接收机(流动站)和一台倾斜仪以确定船体的位置和姿态,进而可以确定船体上桩的位置,从而实现对桩的定位和定向。

  高程控制 高程通过岸上架设水准仪或全站仪进行测量控 制。通过观测桩身的划桩刻度,以横丝作为桩顶标高的观测基准,通过观测桩身刻在横丝上的读数来推求桩顶标高。必要时可通过观测水面线处的桩身刻度直接计算桩顶标高。

  锤击数及贯入度的测定 锤击数采用人工记录,记数人员用计数器记录锤击数,通过测量桩的贯入深度来计算贯入度。在贯入度大的时候,贯入深度一般1m 记录一次,贯入度小的时候可按20cm、10cm 记录一次。

  沉桩贯入度的控制沉桩使用D -160 柴油锤施工,钢管桩沉桩以贯入度控制为主,标高控制为校核。

  因该工程属于新建港址,地质情况复杂,要求桩基进入强风化层一定的深度,且除钢护桩之外,所有的桩都必须做灌注桩(嵌岩桩)。结合现场的地质情况、桩基类型及桩锤性能等情况,且考虑防止钢套管卷边,沉桩收锤标准如:D160 锤二档控制标准,最后一阵10 击平均贯入度< 10mm / 击,可停锤;D160锤一档控制标准,最后一阵10 击平均贯入度< 8mm/ 击,可停锤;

  当贯入度尚未达到设计要求,但桩端标高比设计标高高30c m以内即可停锤;当沉桩过程中贯入度出现异常突变时,应立即停止锤击,分析原因并将情况汇报给相关单位研究解?strong>觥?

  问题

  及处理方法吊环改吊孔原设计方案在距桩顶0.207L 处焊2 个吊环、距桩尖0.207L处焊1 个吊环作为吊桩之用,如果采用焊接吊环为吊点,不仅焊接工作量大,也不利于运输,更麻烦的还是在施打桩过程中,必须将吊耳割除,影响了施工进度。为此,将吊环改为桩顶处开4 个十字对称分布直径80mm 的圆孔,孔的边距桩顶100mm ;

  吊桩时采用35t 卸扣卡住圆孔,桩尖位置采用特制的吊钩卡住桩尖底部,桩立起来后,底部的吊钩自动脱落,节省了解扣的时间,加快了施工进度。

  垂直度控制该工程大部分桩都需要做灌注桩(嵌岩桩),为避免后期冲孔因桩身倾斜而导致卡锤现象,做好沉桩垂直度控制显得非常必要。打桩船轴线方向的垂直度可以通过调整桩架来实现,而打桩船左右方向的垂直度则需要通过调整压舱水的方法来实现。最直接有效的方法是将两个对称安装的主吊钩尽量松落至水面,调驳船压载水,使两个主吊钩相对于龙口的中轴线较为对称分布,从而确保所施打钢管桩的垂直度,以满足施工工艺的要求。

  目前,港口工程桩基不断朝着桩径更大、桩长更长的方向发展,对设备及施工工艺的要求也越来越高,因此,通过对该项目桩基工程的总结,可为以后类似工程积累经验。