履带吊震动锤|浅谈黄河干流水中桩基钢套管施工

石伟

摘要：通过东明黄河大桥水中桩基钢套管施工，了解黄河主河道桩基钢套管施工过程控制，了解黄河主河道施工工艺。深水流水长桩钢套管，了解深水流水长桩钢套管施工工艺。质量点和质量控制。

摘要：通过东明黄河大桥桩基钢套管施工，了解黄河干流段桩基钢套管施工过程控制、深桩钢套管施工工艺。深水、流水、施工及质量控制中的质量要点。

关键词：钢套管；黄河主干道；水;施工技术

关键词：钢套管；黄河主干道；在水里;施工技术

中国图书馆分类码：U443.15 文献识别码：A 文号：1006-4311 (2019）03-0086-04

0 简介

东明黄河公路大桥东接日东高速，西接在建的昌吉高速。该项目的实施将紧密连接黄河两岸，有效连接两省高速公路，完善两省高速公路网络。提高高速公路网的效益意义深远，也将对鲁豫两省的区域经济产生重要影响。在这样的环境下，项目应运而生，而跨越黄河主干道的项目也是我公司的第一个项目。下面就黄河干渠桩基钢套管施工中遇到的问题做一个简单的总结。 .

1 项目概述

东明黄河公路大桥东接日东高速，西接河南省济东高速。全长3536m，主桥由(67m+7*120m+67m)+3*(67m+6*120m+67m)变截面连续梁组成。工程跨越黄河段平原型地上悬河，主要受两岸堤防控制洪水。河床总宽约8-10km，主河道宽约1000m，两岸河滩宽阔。该河段河流整治工程较多，在主河道两侧修建了许多导流堤，以稳定主河道。桥两岸为冲积平原，桥基土为第四纪地层堆积，厚度达150余米。根据地质钻探资料，自上而下依次为粉砂层、粘土层、砂层，水深0-2.8m，流速1.5m/s。

其中，109#-115#桥墩是横跨主要河道的水中7个桥墩。设计桩径1.8m，桩长85～87.9m，桩顶标高在河水中。水位以下3-5m，尤其是长时间在水中，水流速度快，以河床冲刷严重的114#和115#桥墩最为典型。两墩水深约3m，流速较快。以水中114#、15#墩为例，介绍了水中桩基钢套管的施工及工艺。

2 水桩基础钢套管施工及技术

2.1 水桩基础用钢套管的种类及要求

2.1.1 钢套管厚度计算

T≧K*N/f

K为安全储备系数； f为钢套管抗压强度设计值(MPa)。

N=P*D/2 P为作用在钢套管上的水土压力（N/mm）； D为套管直径，不考虑钻头扰动时，钻孔时高水头（10m）对套管的压力最大；顾带入数据T≧2*1.1*9.8*10*2.2/2/2050=10.57mm。

考虑钻头扰动，建议采用钢套管，厚度δ=12mm，套管外径应为?标准=2.2m，长度L=18-20m，加工时套管上下口要加强。

2.1.2 穿透深度

根据以往经验和文献资料履带吊震动锤，钢套管进入坚硬河床5m（不包括冲刷2m）。

2.1.3 技术要求

钢壳为工厂加工，成型质量符合要求。临时加强运输，并提供必要的支持。

钢套管在工厂焊接成2段，现场设置接头。接头处套管外侧壁出厂时已斜切，便于现场焊接；两块30cm宽、1.2cm厚的环箍钢板，增加了套管的刚度，减少了切削土和夹锤对套管的冲击造成的变形。

第一节钢套管圆周方向设有Ф25钢牛腿履带吊震动锤，在切割和焊接作业时将防滑钢板放置在套管上。

2.2水桩基础钢筒插入施工

2.2.1 施工测量

施工平台搭建完成后，采用全站仪坐标放样法确定桩位。为更好地控制施工，应在平台设置的标杆上连续进行沉降观测。钢套管的定位如图1所示。

钢护板定位：用坐标法测量并放出平台上各护板的设计纵横轴，并在平台上作油漆标记。该轴与屏蔽的设计轴重合。在盾构下沉过程中，通过盾构前方的交点控制两台经纬仪的倾角，检查盾构的平面位置。

钢套管插入到位后，用全站仪工具测量套管的中心坐标。同时，为了确定桩位的偏差，应与设计坐标进行对比分析。需要注意的是，单桩套管的中心允许偏移。钻头 50mm。

钢套管插入到位后，可用水平仪测量套管顶标高，同时估算套管底标高，并保证底标高偏差介于 -50 和 50 毫米之间。

施工测量必须严格按照相关规范和标准进行，确保测量期间至少有两人参与，以便相互检查，同时安排一次专人进行测量和检查记录工作。

2.2.2钢套管结构

①导向架的设计与制作。

设计制造钢套管下沉导向架，保证钢套管下沉精度。采用DZ135单夹式液压振动锤进行插打，将振动锤与套管液压夹具连接，再用50t履带提升机进行插打。主墩套管采用上导下索组合定位方案。为保证保护筒定位准确，便于平面位置调整，上导架上应设置可调丝杆；底层应设置钢丝绳口袋电缆。 5吨以上的预紧力固定。主墩套管导向见图2。

②钢制保护管振动。

测线确定导架的平面位置，使导架准确垂直定位在桩位上并与钢平台固定，以便控制钢套管的方向。钢壳下降，使其垂直于导轨。埋了。

吊装钢套管时，底部吊点吊装一点，顶部吊点吊装两点，以保证钢套管吊装时不变形。并且吊装时要保证底吊点和顶吊点同时吊起，然后底吊点保持不变，顶吊点吊起，使钢筋的姿态套管由平放变为斜放，直至倾角大于90°，​​拆除底部吊点，切断保护管内的横支撑和底部吊耳，将保护管垂直吊入孔内。

机壳底部通过上丝杠和下袋电缆确定平面位置和倾角。之后松开吊钩，待保护管自重被土层摩擦力克服后10分钟后松开吊钩，防止钢质保护管下垂，河床会在短时间内被大大冲刷，使钢制保护管自由。下沉不均。

松开上部吊点，用履带吊吊起打桩锤、液压抓具和油管。放置振动锤时，应居中，将液压夹爪与套管壁夹紧连接，并检查套管的平面位置和倾斜度。 ，为使其符合相关规范和标准，在达标的基础上启动打桩锤，先进行点振，然后连续施加振动，钢套管在振动力的作用下下沉。如果套管平面位置和倾角超标，需要用履带起重机配合振动锤将套管吊起，从河床面取下二手吊车，调整套管平面位置和倾角到正确位置，然后施加振动。当套管顶部距平台顶面约1.5m高时，停止下沉作业，将打桩锤和液压抓具提升离开套管。

将定位块焊接在底部护管的顶部，将顶部钢护管抬起，将挂钩下降使其与底部护管对齐，护罩的倾斜度管和交错的接头将被调整。 3～4名焊工分段焊接，每道焊缝设1名焊工，职责明确。使用J502焊条进行焊接，但需要提前干燥。每层焊接后，应仔细检查是否符合标准，确保外观无差异，表面无异物。每一层都需要进行这种检查，直到焊接完成。应特别注意焊工交叉处的焊缝，后焊工的焊缝应覆盖前焊工的焊缝长度3-5cm。焊接接头以加强圆周八等分的连接钢板。桩基施工完成后，将钢套管拉出循环到下一个桩进行下桩施工，实现钢套管的循环利用。屏蔽平面控制偏移不大于5cm，坡度不大于0.5%H。

在保护管的插入和敲打过程中，在岸上安装两个经纬仪，观察保护管两个方向的倾角。如发现倾角不合标准，应采取有效对策，重新调整到位，确保保护管倾角符合标准。相关规范标准。

结合不同的机械和不同的土壤特性，通过试验确定振动的持续时间，通常不超过10-15min。如果振动持续时间过长，则容易损坏振动锤的零件，否则不会破坏土壤的结构。

在插入钢套管前后，应定期测量河床标高。同时，为保证整体稳定性，可根据河床的冲刷情况进行防护，确保钢套管及平台施工安全。

③钢套管架设过程中的常见问题及防治方法。

2.3 水桩基础钢套管孔洞检测

孔形成后，检测孔深、直径、孔型、垂直度等。通过测量绳检测孔深，检查钻头高度和钻杆长度。通过超声波孔壁回波检测来检测孔类型、直径和倾角。乐器。经测试吊车，钢套管的垂直度对桩基的垂直度有直接影响。

2.4 水桩基础钢套管拔出施工

混凝土浇筑量240M3左右，浇筑时间3-5小时，混凝土坍落度控制在180-200，混凝土初凝时间7小时以上，水头浇注时应保持在孔内。 , 防止倒塌。为保证桩顶混凝土质量，桩顶混凝土应高于等效浇注混凝土5m以上，以保证桩顶混凝土凿至新鲜混凝土表面裸露，色泽均匀致密。拔出保护管争取时间（最好在一小时内），及时回填2车钻渣，保证拔出保护管时桩头混凝土的密实。

混凝土浇筑完成后，将桩基混凝土插入钢套管内5-8m左右，用DZ135单夹液压振动锤将钢套管拔出。履带吊拉出，必要时50吨汽车吊配合，确保上拉力克服摩擦阻力。东明黄河大桥水中140个桩基汇总，2小时内回填钻渣和拔套管，桩头混凝土致密，桩头质量符合第一-测试单位检查后的类桩。

在严重冲刷的114墩，5#桩基前期沉入18m钢套管，河床深度距平台约14m，套管深度约4m。在基础安全水头高度下，钢套管下部打孔，套管内泥浆与黄河水相接。为保证桩基质量，对桩基和河床进行回填，套管加长至24m二次钻孔完成桩基。根据。此时桩基混凝土已渗入钢套管12m左右，振动锤的激振力在钢套管上的传递受到限制。在两台50吨起重机的配合下，无法克服钢套管的摩擦阻力。无法拉出墨盒。 （图6）

2.5 水桩基础钢罩施工效益分析

东明黄河大桥水中有140个桩基。根据一般水利建设方案，需埋设140个套管。每个套管按平均长度15m计算，要求钢套管的重量为

140×2.1×3.14×0.012×7.86×15=1306.09t.

按照套管的循环使用，全桥共加工套管42个。由于2个套管深埋未拔出，另外加工2个套管，共44个套管，按15m长度计算，共享。钢套管重量为44×2.1×3.14×0.012×7.86×15=410.48t。共节省钢套管1306.09-410.48=896.42t。

新护板加工价格5100元/吨，切割护板价格600元/吨，切割护板价格300元/吨，旧护板回收价1600元/t，按可回收10m计算。根据所有套筒保护方案，总成本为：1306.09*(5100+600+300）-1306.09/15*10*1600=6443377元。

根据保护管的回收计划，增加了拆除保护管的成本。保护管价格800元/吨，总成本410.48*(5100-1600）+1306.09*(600+800）=3265221元。节省成本6443377-3265221=31781586元，成本降低49.3%，经济效益好。所以在正常情况下可以拔出钢套管，可以减少建设成本低，具有良好的推广价值和应用价值。

3 结论

目前，东明黄河大桥沉桩基础施工已经完成，承台也陆续施工完毕。通过基坑的开挖，发现了一些存在的问题：

黄河冲刷河床严重，河道左右摆动。当河床底部冲刷至桩顶标高时，钢套管拔出会造成桩头混凝土流失，桩头质量无法保证。桩头混凝土丢失。此时，混凝土浇筑前应检查套管外水深，必要时回填钻渣，以保证桩头混凝土质量。超填混凝土量也控制在2m左右；

回填钻渣在下落过程中的冲击挤压桩头混凝土四周，形成“三明治”，不利用桩头混凝土的质量，施工时不易使用；

由于振动锤的激振力受限于钢壳的传递，钢壳的穿透力不容易超过20m（两个24m的钢壳不拔出）。钻渣使河床上升，平衡套管内外水压差，满足钻井施工要求。

东明黄河大桥的建设有很多值得学习的地方。随着工程的推进，我会努力总结，以便系统地了解更多关于黄河段桥梁建设的知识。

参考资料：

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