水上打桩后怎样施工?
施工方法要点
1、钢管桩及钢护筒的制作
钢管桩所用的钢管和钻孔的水中部分所用的钢护筒,均现场卷制。一般选用10~14mm厚的钢板,卷成小节后,将小节焊接成大节。
每节钢管之间采用内外周圈焊接,焊缝宽度不小于2cm。
2、浮箱拼装
浮箱是浮吊的基础,由若干个小钢箱组成。小钢箱外型为长方体底部周边为圆角,顶部为长方形,钢箱钢板厚度3mm,内部有钢制中隔板,顶部焊有带螺栓眼和卡销眼的角钢及钢板,小钢箱之间通过螺栓和卡销来互相连接,顶部预留有锚栓孔,以连接固定锚机或其他需要固定的设备。
在岸边用汽车吊依次将小钢箱吊放下水,通过螺栓连接和卡销连接并用的方式拼装成一个大浮箱。
施工方法要点
1、钢管桩及钢护筒的制作
钢管桩所用的钢管和钻孔的水中部分所用的钢护筒,均现场卷制。一般选用10~14mm厚的钢板,卷成小节后,将小节焊接成大节。
每节钢管之间采用内外周圈焊接,焊缝宽度不小于2cm。
2、浮箱拼装
浮箱是浮吊的基础,由若干个小钢箱组成。小钢箱外型为长方体底部周边为圆角,顶部为长方形,钢箱钢板厚度3mm,内部有钢制中隔板,顶部焊有带螺栓眼和卡销眼的角钢及钢板,小钢箱之间通过螺栓和卡销来互相连接,顶部预留有锚栓孔,以连接固定锚机或其他需要固定的设备。
1、先在水里用钢板焊一个大桶,直径有篮球场那么大,用拖船脱到河里或者海里,给桶底戳几个窟窿慢慢的让铁桶沉下去,保证位置和垂直度,到底后有很多办法做的和陆地一样:
1.抽水,
2.浇筑混凝土壁继续下沉知道下沉到稳定的基岩然后浇慢混凝土
3,冷冻,把铁桶里面的水冷冻起来然后用陆地上的机械挖掘和冬天在地面上施工一样
4.你也可以突发奇想用别的办法
5.以前有人用泥浆为沉井做润滑。
工程不是想象的那么复杂只是把原来撒尿和泥的东西做大了,悬索桥的第一根主线是用弹弓,弓箭,气球放过去的,然后慢慢的细线换粗线换成钢缆的。
2、跨海大桥与一般的大跨在跨度上相对来说要大一些,桥墩(这里不叫柱子)的间距由设计选定,在设计最初就要定下来跨度,这样桥墩的间距就定了。其实一般跨的间距与河道的差不多,但主航道的宽一些。
桥上有斜拉索(是绳索的意思)的桥是一种桥型,即斜拉桥,拉索将桥结构拉起来,与吊桥中的拉索作用一致,只不过不是垂直的,是斜拉的。拉索的拉力都是经过计算的,张拉顺序也是一定的,力量很大,几十吨上百吨。
桥梁是分很多跨的,象杭州湾跨海桥也是由多个部分组成的,分开来讲与一般的大桥内容上差不多,只是它更多要考虑海湾潮汐等的影响。
在海里造桥与一般的内陆江河相比要注意海水中盐对水中结构的影响,很多时候会采用环氧树脂钢筋来增强防腐。
3、水不太深的地方一般会采用围堰(钢板桩、钢吊箱)施工,将围堰内的水排出后进行桩基、墩身施工;
水较深的地方会采用打桩船施工,将多根钢管桩斜着打下后组成了三角的立体几何形牢牢地固定在水中,然后再在上面浇筑承台和墩身。
将由专业厂家加工的10米-20米长的Φ50cm的钢管桩,直接用运至工地即可,根据现场施工进度组织分批运送至工地,避免钢管桩挤占场地。钢管桩运输过程堆放按沉桩顺序可采用多层叠放,各层垫木位于同一垂直面上,管桩的叠放层数不易超过三层,以保证堆放安全。钢管桩起吊、运输和堆存过程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。注意在钢管桩沉放前再次检查管节焊缝。
二、钢管桩沉放
沉放前先计算出每条钢管桩的坐标,在两岸大堤上针对各桩分别布置一条基线,基线上的每一个观测点用全站仪精确测量其坐标位置,并用水准仪测出其高程;然后计算出每一根桩上观测点的坐标及交会角,并汇总成表供观测沉桩使用。沉放时在正面布置一台全站仪观测定位,侧面设置两台经纬仪校核。
钢管桩沉放使用45KW振动锤,能提供额定振动力为45t,可以满足本工程的要求。起吊设备采用30t起重船。起重船抛锚定位后,先期依靠钢管桩重力插入覆盖层中,上部用缆绳绑在吊船边,待桩身有一定稳定性后,再利用浮吊吊上振动沉桩机夹住钢管桩,开始振动沉桩机振动下沉钢管桩到位。钢管桩逐排沉放,一排桩沉放完成后再移船至另一侧。
三、钢管桩沉放应注意:振动锤中心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上;每一根桩的下沉应连续,不可中途停顿过久,以免土的摩阻力恢复,继续下沉困难。沉放过程加强观测,钢管桩偏位不得大于10厘米,垂直度不得低于0.1%。
四、钢平台搭设
钢管桩沉放完毕后,开始进行钻孔平台型钢布设,其具体步骤如下:
各钢管桩在顺水流向适当位置开口,割平钢管桩头安装已拼接好的I45工字钢横梁,与钢管桩(开口)壁点焊→浇注各钢管桩桩头C15砼,使I45横梁嵌固在桩头中→安装I36工字钢分配纵梁,并与I45横梁焊接(设加劲板)→在“井”字梁上铺设δ=10mm厚钢板,加设安全栏杆。
五、平台施工开始时即设置安全标示,悬挂夜间红灯示警等导向标志,并打设钢管桩防撞墩,以策安全。
1. 桶装灰浆:在水中央平台的地面侧面及上方,采用钢筋网片固定,再做好附着处理后,使用桶装灰浆进行打底,使其与结构混凝土相结合,形成一定的承载能力。
2. 调和混凝土:此方法需要在整个水中央平台的地面预埋钢筋,然后借助模板模成身型,然后进行打底。其中混凝土应该控制运输和施工的时间差,在施工过程中,需要采取措施进行浇筑和振捣等处理。这种打底方法强度较高,但也需要相应的人力、物力和时间成本。
3. 人造石材:人造石材可根据设计要求再现出天然石材异彩纷呈的纹理和颜色,达到平台的设计装饰效果。它的建造方法类似于混凝土打底,但其材质更轻、更容易进行造型,还能制作出不同的颜色和纹理样式。
总之,不同打底方式将会有着不同的优点和适用场景,需要根据自身工程形态、经济效益等方面综合选择适合的打底方法。
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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