什么是钢管桩

沉井基础的施工程序，在井壁内挖土，井筒靠自重或加压逐渐下沉，一节井筒快沉入土中再接一节，直至最后一节下沉到设计标高，将井底土清理干净，灌注一层水下混凝土把井底封住，再抽水并在井内填充混凝土或沙石，最后在顶上灌筑钢筋混凝土盖板，并在其上修筑墩台。

1.我们看到在水中施工时，首先是围水，而后抽水后挖基，浇筑基础混凝土，或者是在水中搭设钢管桩平台，打钢护筒，而后平台上上钻机做钻孔桩，浇注桩身混凝土。

2.沉井施工是将上面围水、挖基工序一次完成，即用型钢和钢板做成一个比水中基础还要大的无底围桶一样的钢构件，而后放入到水中基础开挖位置，抽水、挖基，当水中工作完成后，再去除这个钢围桶。

3.用钢筋混凝土做一个围桶，安放在基础开挖处，边挖边沉，直到落实到基础开挖深度再清底、浇筑基础混凝土，钢筋混凝土沉井，作为基础的一部分。

4.沉井基础施工的主要内容：沉井制造、下沉、基底清理、封底、填充、及灌注面盖板等，下沉沉井的基本施工方法，是不排水而在水中挖土，但土量不大，地下水量不多时可用排水法下沉。

5.沉井基础在施工过程中，减少井筒下沉时井壁与土间的摩擦力，可在筒壁内预埋钢管并压入高压水、泥浆或高压气流辅助下沉，中国早期修建的桥梁一般曾采用沉井施工技术。

钢管桩具有强度高，能承受较大冲击力，易于穿透硬土层，承载力高；能承受较大的水平力；桩长可任意调节；重量轻、刚度好，装卸运输方便；挤土量少等优点。但钢管桩易受腐蚀，所以需进行防腐处理。钢管桩一般使用无缝钢管，也可采用钢板卷板焊接而成，一般在工厂制作。按卷板制作工艺不同，钢管桩可分为直缝钢管桩和螺旋缝钢管桩两种。钢管桩的直径为400～1000mm、管壁厚度为6～50mm。一般由一节上节桩、若干节中节桩与一节下节桩组成。分节长度一般为12～15m。钢管桩桩端有开口型和闭口型两种。对于开口型桩端，为了使桩能穿透硬土层或含漂砾的土而不损伤桩端，桩端可做加强处理；闭口型桩端就是在桩端穿上桩靴，多用于端承桩。

海上打桩平台打设钢管桩，解决了海况复杂的海域打桩船无法沉桩或者沉设钢管桩无法满足技术要求的难题，施工速度快，钢管桩偏位小，起到了很好地技术经济效果。

平台打桩在安装好的平台上安装250吨履带吊，吊机各构件由方驳运输，打桩船负责安装。根据直桩和斜桩桩位分布，合理编排直桩和斜桩的沉桩顺序，每跨中先完成直桩的沉桩施工，直桩采用履带吊吊打施工工艺完成沉桩，斜桩采用导向架导向、锤笼吊打施工工艺完成斜桩的施工。

海上打桩平台打桩是以中间两跨（E、F轴）的直桩作为平台的支撑体系，不需要另外打设辅助钢管桩，大大减少了作业量。同时打桩平台可以实现一次倒运、打设多根，提高了打桩效率。

海上打桩平台打桩过程中通过履带吊对平台构件的吊装，自行完成平台的向前向后自由移动，在打桩的同时平台还可以后移兼顾上部结构纵横梁的施工。并且平台组成构件较少，总共包括4跨总梁和3块行车道板，平台移动时起吊次数少，移动速度快。

沉桩质量得到保证：打桩平台桩位控制精度高，误差在10cm以内，沉设的钢管桩偏位都在设计误差范围内。

沉桩效率高：由于受海况、天气、港区进出船等因素的制约，打桩船沉桩功效为每月15根。通过采用打桩平台，由水上施工变陆地施工，受海况的影响较小，可以连续施工，沉设直桩每天2根，斜桩每天一根，平均每月完成35根，沉桩工效大大提高。并且桩位控制精度高，沉设的钢管桩偏位都在设计误差范围内。

平台整体性高，平台组成部件较少，减少了吊装的次数及存放的位置，提高了吊装的效率。

相比于打桩船，打桩平台在打设过程中如果出现短桩等情况时，可以跳过短桩继续向前沉桩，不影响沉桩施工正常推进，等短桩海上接桩完成后，利用打桩平台回头完成短桩的复打工作。对于打桩船一旦出短桩情况，由于打桩船打桩顺序不能改变，打桩船必须停止施工，等待接桩完成后才能复打。

5平台打桩中施工重点和难点

平台各构件焊接一定要牢固，由于平台各构件都要承受上部较大的上部荷载，250吨履带吊重为243T、D125柴油锤加锤笼重为42T，导向架重为41T，平台自重也非常大，总梁自重为34T，行车道板自重为19T，加上打桩过程中，打桩锤带来巨大冲击力，必须保证平台各构件的焊接质量，各构件焊接全部采用气保焊，所有构件全部采用坡口焊接，构件关键焊接部位全部做探伤和UT。保证平台的焊接质量。

总梁安装定位要准确，如果总梁安装偏移较大，可能导致总梁定位梁侧边在斜桩理论位置上，斜桩无法沉设。总梁偏位过大，导致U型加固器无法使导向架固定在定位梁上。

平台施工过程中，平台工作面小，所有的构件都集中在平台上，平台工作面小，250吨履带吊体积庞大，只能在平台上短距离移动，正常施工时导向架一直竖立在导向梁上，履带吊吊装、转向都受到很大制约；1台吊机同时兼顾导向架安拆、吊打桩、更换锤、平台推进转移，如何有效提高工作效率困难较大。平台沉桩操作过程中都是大吨位构件作业，总梁、行车板、导向架、钢管桩等构件定位操作难度大。利用小车单侧吊桩时，控制小车送桩速度难度大，要采取充分措施避免钢管桩滑移速度失控。导向架安装在定位梁上，人员操作难度大，并且导向架高度为24m高，定位安装都有很大的困难。

打桩过程中，人员配备一定要充足，尤其在沉设斜桩过程中，设置专人负责液压抱箍器的打开工作；专人负责检查打桩平台和导向架工作状况，打桩过程中如发现如发现打桩平台和导向架位出现位移、震动异常，及时停锤，查找原因；专人负责观察打桩锤的工作状况，是否有溜桩等现象发生，出现异常，及时停锤。现场设置一名总调度，所有人员听从指挥，现场每人配备一台对讲机，出现异常情况及时通知，停止打桩。

打桩平台施工过程中，起重频繁，所有的吊具必须经过精确的计算，方可使用。起吊打桩锤吊具选用的是钢丝绳；起吊总梁、行车道板、导向架吊具选用的是吊带，起吊这些构件吊具较长，选用钢丝绳直径在40mm以上，自重太大、起吊角度较大，人员很难操作。

合理编排沉桩顺序，确定平台前移跟打桩顺序的关系，确定每根斜桩导向架跟平台的相对位置，以及吊机的站位。

打桩平台斜桩沉桩过程中，送桩器送桩时，钢管桩出现卷边现象，主要是钢管桩受力不均匀，出现了单点受力，钢管桩很容易卷边变形。钢管桩内径为950mm，送桩器下部插头直径为925mm，长度为1.9m，送桩器插头经过一层焊接加厚，长度加长，处理后的下部插头直径为935mm，长度为2.5m，送桩器套在钢管桩上，锤笼套在送桩器后，送桩器跟钢管桩受力面接触面积在85%以上，保证了钢管桩均匀受力，顺利解决了钢管桩卷边问题。

平台设计时只考虑了吊机的最大起吊距离，未考虑吊机的最小起吊距离，在施工中，吊机站在两个行车道板上，另外一个行车道板在前移过程中，由于安装距离小于吊机的最小起吊距离，行车道板无法安装，最后采用倒链辅助才安装到位。同样为考虑吊机最小起吊距离，个别斜桩导向架安装遇到同样的问题，仍然需要利用倒链辅助才能安装到位。

7效益评估

采用打桩船打桩，由于涌浪太大，打桩船有效工作天数很少，加上新建码头施工期间，不能影响码头的正常运行，打桩时打桩船必须给所有的进出港的船只起锚让道，导致打桩船工作窗口极少，打桩船平均每月完成15根钢管桩的沉设。利用打桩平台沉桩，沉设一根直桩需要4小时，沉设一根斜桩需要7小时，平均一月能完成35个钢管桩，较之打桩船施工效率大大提高；并且打桩平台是一种新的沉桩工艺，打破了传统的单一的海上沉桩施工工艺，大大增强了海上沉桩的施工能力。

随着海外市场的不断拓展，港口工程建设区域不断扩大。港址从自然条件良好的天然海湾逐渐向外海转移，有些港口工程建设区域往往位于强浪海域或中长周期波浪海域，海况复杂，气候恶劣，传统沉桩方式受到了很大的制约，利用海上平台沉设钢管桩，受海况和天气的影响制约小，作为一种新的海上沉桩施工工艺，随着对海上打桩平台理论研究的不断完善及施工技术的不断改进，平台打桩施工工艺具有广阔的发展前景。

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