主桥5#6#墩基桩钻孔平台方案.docx

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主桥5#6#墩基桩钻孔平台方案

主5#、6#墩基桩钻孔平台施工方案

一、主5#、6#墩工程概况

主5#、6#墩采用“花瓶型”双柱式墩，分离式双幅8m×8m×3m（长×宽×高）承台，每个墩基桩为8根φ2.0m的基桩，上部为变截面连续梁。

5#左幅部分基桩和6#左幅基桩位于大墩河内，虽然大墩河道水位不深、河面不宽，但大墩河主要作用是调节南岸防洪大堤内水位，因此不能在大墩河道内筑岛回填进行基桩施工。

主5#墩基桩顶标高-1.50m，承台顶标高为+1.50m，地面标高大约+2.50m，河床标高为-2.13m；主6#墩基桩顶标高-5.10m，承台顶标高为-2.10m，地面标高大约+3.00m，河床标高为-0.5m。

二、施工总体构想：

由于主5#墩左幅部分基桩及主6#墩左幅全部基桩在水里（具体见主5#、6#墩桩位平面图），初步设想对主5、6#墩左幅基桩采用搭设型钢工作平台进行基桩施工，承台采取下无底套箱封底进行施工。

基桩混凝土灌注及承台混凝土浇注采用在岸边泵送混凝土到桩位。

工作平台基础采用钢管桩结合钢护筒共同承受工作平台的所有荷载。

主5#墩工作平台顺桥向长12.5m，横桥向长8.0m；主6#墩工作平台顺桥向长12.5m，横桥向长13.0m。

工作平台采用112.6a工字钢作为分配梁，I45a作为承重梁。

具体见《主5#、6#墩桩位布置图》，承台采用套箱进行施工。

三、主5#、6#墩工作平台施工

1、主5#墩工作平台

主5#墩左幅只有两根桩位于大墩河中，另外两根位于岸边，工作平台拟布置为12.5m×8m（纵桥向×横桥向）型钢工作平台。

平台一部分处于大墩河中，一中分在岸上，水中部分基础在顺桥方向上布置3根φ600×8钢管桩。

采用极座标法进行钢管桩定位，桩位偏位误差控制在±5cm内，垂直度＜1%。

放样完毕后采用40t汽车吊配合90KW振桩锤振入钢管桩，确保单根钢管桩承载力20t以上。

考虑到结构稳定性需要，钢管桩之间设置剪刀撑连接，以增强平台整体刚度。

陆地部分基础采用沙袋堆砌，沙袋要求压实平稳，再在沙袋上铺设承重枕木最后在枕木上铺设工作平台。

基础处理前先要进行场地平整，用粘土将坑洼处填平压实。

待场地平整完毕后用沙袋顺桥向堆一条长13m、宽100cm的条形基础，上面并排放置两排枕木，枕木上面放置型钢。

型钢与枕木之间用螺栓连接。

工作平台的横梁和纵梁采用145a工字钢，分配梁采用112.6a工字钢，型钢通过牛腿与钢管桩焊接牢固，面板采用5cm厚木板进行铺设。

2、主6#墩工作平台

主6#墩左幅位于大墩河中，采用型钢工作平台，拟布置为12.5m×13.0m（纵桥向×横桥向）型钢工作平台，基础采用8根φ600×8钢管桩布置在承台四周。

平台临时钢管桩振入完毕后进行主护筒施工，钢护筒下沉导向利用已经振沉好的临时钢管桩进行设置。

导向为双层固定式导向平台，中心位置进行精确定位放样。

钢护筒局部采用外环形加劲肋进行加强，在振钢护筒之前应注意检查是否有抛石，若有则人工清理干净后再进行钢护筒的振设，若没有则直接振设。

在振沉过程中应观察钢护筒是否倾斜，若发现应即时调整，再振至设计标高。

采用40t汽车吊配合90KW振锤实施，同时确保钢护筒平面位置偏差小于±5cm，竖向倾斜度小于1.0%。

护筒振沉完后，考虑钻孔时泥浆的造浆和储存需要，在护筒与护筒之间用φ27.3cm的钢管桩连接起来作泥浆循环管道。

为方便工人上下平台，在平台与河岸之间搭设简易钢便桥。

3、工作平台施工流程

4、注意事项

（1）钢管桩与型钢之间必须焊接牢固保证工作平台的整体性；

（2）为保证钻孔需要，钢护筒应穿过粉砂层，并进入其下层一定深度；

（3）月5#墩工作平台搭设时需空出桩位；

（4）工作平台上应设置护栏及防护网保证安全；

（5）钢管桩使用完毕后必须拔出回收利用；

（6）钢护筒及钢管桩平面偏差小于5cm，垂直度＜1%。

四、主5#、6#墩工作平台计算书

1、工程概况

1）、5#墩基幅部分基桩处于大墩河中，初步考虑利用3根φ600×8钢管桩结合河堤搭设工作平台，钢管桩间距为550cm，具体尺寸见5#钻孔桩工作平台施工图，平台附近河床最低标高为-2.13m。

2）、6#墩左幅基桩全部处于大墩河中，考虑采用8根φ600×8钢管桩支撑搭设工作平台，钢管桩最大间距为550cm，具体尺寸见6#钻孔桩工作平台施工图，平台附近河床最低标高为-0.5m。

3）、5#墩地面标高为+2.50m；6#墩地面标高为+3.00m，工作平台顶标高考虑比实际地面标高高20cm，故5#墩工作平台标高取+2.70m，6#墩工作平台标高取+3.20m。

2、计算参数选择

5#、6#墩基桩均为直径2m的嵌岩桩，拟采用φ2300×12钢护筒，KPS3000型钻机钻孔。

钻机最大工作重量为20t，其作用力主要分布在钻机下的两根滚筒上，前端受力最大取15t，滚筒间距拟取4m，单根滚筒长取2.5m。

考虑灌注时漏斗、导管、首批料以及人群和其他机具的荷载，合计为25t。

按3根钢管桩与钢护筒一起承受453根钢管桩与钢护筒一起承受45t的力，其中钢护筒承担一半的力，即F=（20+25）/2=22.5t，以2倍安全系数考虑，钢护筒按45t受力进行计算；单根钢管桩受力为45/2/3=7.5t，考虑最不利受力情况以及钢管桩自重，以2倍安全系数考虑，初步按单根钢管桩以20t受力进行计算。

3、钢管桩、钢护筒计算

1）、6#墩钢管桩、钢护筒计算

按《工程地质勘察报告》佛山市东平大桥26—26’（主桥）工程地质横断面图和钻孔编号：

ZK48（里程：

K2+248.3左24m）钻孔柱状图综合考虑。

①钢管桩考虑在第一层土中，第一层土为粉砂，桩周极限摩阻力为35Kpa。

根据公式P=0.5∑（

L）,得：

入土深度L=2P÷（U

）

L1=2×200÷（

×0.6×35）=6.06m＞-0.5+4.7=4.2m（第一层土的厚度）

应在第二层土中重计算。

第二层土为淤泥质土，桩周极限摩阻力为20Kpa。

P1=0.5

L=0.5×

×0.60×35×4.2=138.5KN

P2=P-P1=200-138.5=61.5KN

L2=2×1.5÷（

×0.60×20）=3.26m＞-4.7+6.7=2.0m（第二层土的厚度）

应在第三层土中重新计算。

第三层土为残积亚粘土，桩周极限摩阻力为60Kpa。

P3=0.5

L=0.5×

×0.60×20×2.0=37.7KN

P4=P2-P3=61.5-37.7=23.8KN

L3=2×23.8÷（

×0.60×60）=0.42m＜4.2m（第三层土的厚度）

则钢管桩入土深度为：

L=4.2+2.0+0.42=6.62m。

根据6#墩河床标高为-0.5m，平台顶标高+3.20m，则钢管桩长为10.32m，实际取12m。

②钢护筒考虑在第一层土中，第一层土为粉砂层，桩周极限摩阻力为35Kpa。

根据公式P=0.5∑（

L），得：

入土深度L=2÷（

）

L1=2×50÷（

×2.3×35）=3.56m＜4.2m（第一层土的厚度）

同时考虑钻孔需要，钢护筒应穿过粉沙砂层，同时应进入其下层淤泥质土层一定深度。

根据6#墩河床标高为-0.5m，平台顶标高3.20m，实际钢护筒取10m。

2）、5#墩钢护桩、钢护筒计算

根据《工程地质勘察报告》佛山市东平大桥24—24’（主桥）工程地质横断面图和钻孔编号：

ZK44（里程：

K2+205.2左24m）钻孔柱状图综合考虑。

计算得5-2.13m，平台顶标高为+2.7m。

则钢管桩长为11.43m，实际取15m。

钢护筒长度为7.6m，同时考虑到钻孔需要，钢护筒应穿过细砂层，同时应进入其下层淤泥层一定深度，根据细砂层层厚为3.20m，淤泥层层厚为3.90m，实际钢护筒取10m。

4、型钢承载力计算

因5#、6#墩型钢结构形式及选材基本一致，按6#墩进行计算。

经比较型钢主要为钻孔机挪动就位和基桩灌柱两种受力模式。

钻机挪动就位时，分配梁、承重梁按最不利位置承受钻机前端15t荷载验算其容许弯矩应力；基桩浇注时，分配梁、承重梁按最不利位置承受所有工作荷载45t来验算其容许剪应力。

具体计算如下：

1）、第一层横向分配梁设计

①第一层横向分配梁的间距拟取0.5cm，分配梁最大跨径为255cm（见主6#墩水中施工工作平台图），滚筒长2.5m。

a、钻机挪动就位时：

其前端15t通过滚筒完全压在5根分配梁上，单根分配梁所受最大集中作用力为15t÷5=15t。

按筒支梁考虑，当集中力处于跨中位置时，此时其承受最大弯距，如下图：

则有：

Mmax=1.5×.275=1.9125t·m

b、基桩灌注时：

所有工作荷载45t通过滚筒完全压在5根分配梁上，单根分配梁所受最大集中力作用力为145t÷5=9t，作用在支点时，其承受最大剪力为：

max=9t。

②选材

根据A3钢的弯曲应力：

[

w]=170Mpa，[

]=110Mpa，选2112.6a作为横向分配梁，单112.6a的抵抗矩为WX=77.46cm3，截面面积为（只考虑腹板）：

A=6.3cm2，2112.6a能承受最大弯距为：

[M]max=170×106×2×77.46×10-6=26336.4N·m=2.63＞M=1.9125t·m安全

[

]max=110×106×2×6.3×10-4=138600N=13.86t＞

=9t安全

2）、第二层纵向承重梁设计

①承重梁最大间距取255cm，承重梁计算跨径分两类：

一类为两钢管桩间间距，计算跨径分为550cm（计算模式同第三层横向承重梁）；二类为两钢护筒牛腿之间间距，计算跨径为500cm，计算如下：

a、钻机挪动就位时：

其前端15t通过5根分配梁完全压在1根承重梁上，当集中力（合力）处于跨中位置时，此时其承受最大弯距，如下图：

忽略两边跨的承载作用，按偏安全考虑，简化为简支梁进行计算，则有：

Mmax=7.5×2.5-3.0×0.5+1.0）=14.25t·m

b、基桩灌注时：

所有工作荷载45t通过5根分配梁完全压在1根承重梁上，作用在支点时，按偏安全考虑其承受最大剪力为：

max=45t。

②选材

根据A3钢的弯曲应力：

[

w]=170Mpa，[

]=110Mpa，选I45a作为纵向承重梁，I45a的截面抵抗矩为WX=1433cm3，截面面积为（只考虑腹板）：

A=51.75cm2，I45a能承受最大弯距为：

[M]max=170×106×1433×10-6=43610N·m=24.361t·m＞M=14.25t·m安全

I45a能承受最大剪力为：

[

]max=110×106×51.75×10-4=569250N=56.9t＞

=45t安全

3）、第三层横向承重梁设计

①取两钢管桩间间距为计算跨径，L=550cm。

钻机挪动就位时：

其前端15t完全压在1根承重梁上，按筒支梁考虑，当集中力（合力）处于跨中位置时，此时其承受最大弯距，如下图：

则有：

Mmax=7.5×2.75=3.0×（1.0+0.5）=16.125t·m

同样按偏安全考虑承重梁受最大剪力为：

max=22.5t。

②选材

根据A3钢的弯曲应力：

[

w]=170Mpa，[

]=110Mpa，选I45a作为横向承重梁，I45a的截面抵抗矩为WX=1433cm3，截面面积为（只考虑腹板）：

A=51.75cm2，I45a能承受最大弯距为：

[M]max=170×106×1433×10-6=243610N·m=24.361t·m＞M=16.125t·m安全

I45a能承受最大剪力为：

[

]max=110×106×51.75×10-4=569250N=56.9t＞

=45t安全

故结构通过验算。

五、附件

1、主5#、6#墩桩位布置图

2、主5#墩水中施工工作平台图

3、主6#墩水中施工工作平台图