苏通长江公路大桥北索塔墩平台施工技术Word下载.doc

1、2.1.3.成桩时间从钻头出护筒到浇注混凝土入护筒的时间不宜超过72小时。2.2.试桩平台搭设遇到的难题2.2.1.试桩平台荷载和型式为检验大直径超长钻孔灌注桩的施工工艺和桩基承载能力，在塔墩下游300m设计了2根直径2.82.5m长125.0m的工程试桩。其施工平台按常规采用钢管桩平台。平台设计，按承载1台KP-3500型钻机荷载120t，面荷载1.0t/m2，10t船舶系缆力。水流条件为流速2.5m/s、水深35.0m。采用12根140012mm钢管桩支承。为承受水流力和系缆力，平台上下游设置为斜桩，如图1。图1 试桩平台结构图2.2.2.试桩平台施工过程中出现的问题试桩平台7月份迎着洪水

2、施工，沉桩中出现以下问题：1）流速大，使用长江上最大的航工桩7号沉桩，桩船仍走锚，钢管桩不能精确定位。 2）桩大幅晃动，虽采取稳桩措施，勉强完成三排共9根并平联完成，但大潮使框架整体晃动、破坏平联，单桩在35米深水中摇曳折断7根，致试桩平台无法搭设。3、北索塔墩桩基施工平台的创新 3.1.常规钢管桩搭设施工平台的不可行性试桩平台搭设论证了钢管桩搭设施工平台存在以下问题：1）北索塔墩区水深、流急、流态紊乱，打桩船定位困难，沉桩精度和船舶作业安全难以保证。2）直径1.40m的钢管桩，刚度较小、施沉后自由悬臂近40.0m，在水中其所承受的水流力与流速的平方成正比，水流作用下变形较大，平面偏位难以满足

3、要求，且会产生严重的发散性振动，桩间难以可靠联成整体。3）设置的钢管桩较多，且与护筒之间的净距仅1.0m。若钢管桩不能精确沉设而偏位或倾斜，将侵占护筒位置，致护筒无法定位或发生变形，使钻孔桩无法正常施工。4）护筒入土深度超过钢管桩，在护筒下沉中6400KN的激振力将引起其周围砂性土体液化，会临时性严重削弱临近钢管桩的承载力。3.2.直接利用钻孔桩结构钢护筒搭设施工平台的构想根据试桩和施工环境特别是水文、地质情况的深入调查研究，对设计文件进一步理解，鉴于本工程的钢护筒是按参与永久结构受力设计的，直径达2850mm、壁厚达25mm，且底口标高在53.0m62.2m、入土深度都在20m以上，具有足够

4、的强度、刚度、竖向和水平向的承载力。在征询有关方面的意见后，对钻孔平台进行了优化：1）取消承台区的直径1.40m的钢管桩，设法满足钢护筒沉设的设计标准，直接利用钢护筒搭设平台承受施工荷载。2）利用250020mm的大直径钢管桩在承台上游侧搭设起始平台，以增大单桩稳定性和辅助平台钢度，提高钢护筒定位下沉的精度。3）用起重船和定位船沉设起始平台钢管桩，形成满足自身稳定和钢护筒施沉要求的起始平台。4）在起始平台上，精确安装特制的大刚度悬臂式钢护筒导向架，以起重船供护筒入导向架定位，振动锤激振下沉至设计标高，并跟进平联成整体。续以已沉设的钢护筒固定导向架，逐渐推进形成钻孔平台。5）调整平台搭设时间在1

5、0月份进行，搭设前先进行河床预防护，以防止钢管桩、钢护筒沉设造成水流流态改变、河床剧烈冲刷、钢管桩与钢护筒的入土深度减少而引致承载力降低。同时，也避开了洪水季节的最不利水文因素，防止单桩沉放和平台形成过程中的不稳定现象。3.3.钻孔桩施工设施配置的优化施工平台结构的优化、承载力的提高，使钻孔桩施工设施配置也得到了优化。1）在平台上、下游各安装一台1400tm 的桅杆吊，平台上安装2台净吊高40m、起重力80t门吊，使钻孔桩施工的起重设备完全覆盖、自由作业，形成类似陆地作业的条件，提高作业安全性和施工质量。2）充分利用钻孔平台的有效面积。利用钢护筒作储浆池，将钻孔泥浆设备安装在平台上，以克服风浪

6、对泥浆船的影响，提高作业效率。4、平台设计4.1、设计条件4.1.1.地质条件土层代号岩土名称状态土层底标高（m）极限侧摩阻力（Kpa）桩端承载力（Kpa）河床面标高-28.00/Q4粉砂中密-34.74351500粉细砂-40.4401800-50.092300细砂密实-58.09453000Q3-60.985052004.1.2.水文条件设计高潮位：+4.30m 设计低潮位：-1.45m设计水流流速：2.21m/s 校核水流流速：2.75m/s设计河床面高程：-28.00m 设计风速：35.5m/s（30年一遇）设计波高：2.0m（300年一遇） 设计波长：60m（30年一遇）4.1.3.

7、施工条件钢护筒、钢管桩顶标高：+7.00m下沉设备：2台APE400型液压振动锤并联， 设计激振力6400KN 沉桩导向架：自重600KN，护筒进入龙口后中心最大悬臂32.0m，护筒最大允许倾斜度1/200，激振力作用下钢护筒支承向滚动摩擦系数0.15平台起重设备：上、下游各一台起重力矩为1400KNm桅杆吊。2台龙门吊，其参数为：自重210t、轨距22.8m、腿距18.0m、轮距0.8m、轮数45、轮压（吊重80t时）250KN（包括冲击荷载）钻机荷载：8台直径3.0m钻机同时作业，隔孔布置，单台重1250KN，冲击系数1.3平台船舶荷载系缆力：300KN平台均载：15KN/m24.2、平台

8、结构布置平台分为起始平台、护筒区平台和下游平台等三个区域（见图2）。图2 平台结构图起始平台和下游平台均采用直径250020mmA3钢管桩、长55.00m。下层平联设在+2.00处，选用100014mmA3钢管连接。上层平联选用2HN800300型钢，焊接在与钢管桩连接的牛腿上。护筒区平台支承为285025Q345C的钢护筒。下层平联设在+2.00m处，选用100010mmA3钢管连接。上层平联选用2HH588300型钢，焊接在与钢管桩或护筒连接的牛腿上，与护筒顶标高+7.00m齐平。支承龙门吊外侧支腿，选用140016mmA3钢管桩，下层平联设在+2.00m处，选用6008mmA3钢管与护筒

9、和其它钢管相连接。顶层平联与护筒相连，选用2HN588300型钢，焊接在与护筒或钢管桩相连接的牛腿上。钢管桩间的连接仍采用60008mmA3的钢管。4.3、平台受力工况和结构计算平台设计共考虑5种受力工况：单桩稳定，见表1；始沉护筒时起始平台整体稳定性，见表2；平台使用期起始平台的整体稳定性（桅杆吊荷载），见表3；下游平台渡洪期整体稳定性，见表4；桩基施工期间平台的整体稳定性，见表5。单桩应力应变化算成果 表1编号桩规格应力（Mpa）应变（cm）1254020109.020.3228502587.815起始平台应力计算结果 表2计算项目结构物件桩上层平联下层平联最大综合应力（Mpa）41.6最

10、大弯应力（Mpa）32.350.5最大轴应力（Mpa）6.33.20.78平台平面最大移位：4.19cm 使用期起始平台整体稳定性计算结果表 表3斜撑5.9（轴力902.5KV）2.07.682.1最小轴应力（Mpa）-31.7（轴力5878.0KV）-11.2-16.9Z轴弯应力（Mpa）97.811.06.00.2Y轴弯应力（Mpa）9.684.689.724.9最大剪力（Mpa）对应弯距（KN.m）593.1182.177.91232.9945.351.4位移（cm）12.7 下游平台渡洪期整体稳定性 表46.9（轴力：1100KN）3.33.7-80.0-34.6（轴力：5484.2KN）-10.1-17.495.33.10.058.5117.988.6最大剪刀（KN）509.9179.88.0对应弯距（KN.M）1718.6934.046.4位移（CM）11.8平台使用期整体稳定性计算表5部位结构线型位移（cm）起始平台钢管桩37.2221.034.10护筒区钢护筒