海上超長大直徑鋼管打入樁施工技術(shù) |
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簡要介紹：
| 一、項目的背景和必要性情況 1、項目概況 在多數(shù)海上、跨江大型橋梁工程中，常采用大直徑長鋼管的摩擦樁作為橋梁基礎(chǔ)。我國海上橋梁發(fā)展剛剛起步，成套的大直徑鋼管打入樁施工工藝尚未完善，我公司依托杭州灣跨海大橋Ⅳ合同大直徑鋼管打入樁的施工實施，總結(jié)一套完善的海上大直徑鋼管打入樁施工技術(shù)，為以后的設(shè)計、施工及教學(xué)提供參考。 2、項目研究的目的 綜觀我國橋梁的發(fā)展趨勢，可以看到世界橋梁建設(shè)迎來了大規(guī)模的建設(shè)高潮。就中國而言，國道主干線同江至三亞就有5個跨海工程，渤海灣跨海工程、長江口跨江工程、杭州灣跨海工程（在建）、珠、港、澳跨境大橋工程，以及瓊州海峽工程。大型跨海、跨江工程基礎(chǔ)采用大直徑、超長的基樁是必然的趨勢，結(jié)構(gòu)鋼管樁、臨時鋼護筒將大量采用。完善、先進的打樁技術(shù)，配備精良的打樁設(shè)備是今后取得水（海）上大型工程市場份額的保證，有利于企業(yè)的長足發(fā)展。 3、項目的目前市場情況及推廣應(yīng)用前景 海上大直徑鋼管打入樁結(jié)構(gòu)輕，材料省，施工簡便，工期短。質(zhì)量容易控制，機械化施工程度高。在大型海上、跨江橋梁橋梁工程和港口工程的基礎(chǔ)中被廣泛的采用，有廣闊的市場前景。即將修建的渤海灣跨海工程、長江口跨江工程、杭州灣跨海工程（在建）、珠、港、澳跨境大橋工程，以及瓊州海峽工程的基礎(chǔ)都有可能采用這種結(jié)構(gòu)形式。 二、項目前期科研和工作基礎(chǔ) 隨著近年來我國海上橋梁建設(shè)的發(fā)展，海上大直徑鋼管基礎(chǔ)被廣泛的應(yīng)用，大多采用大型打樁船進行施工。在東海大橋的施工中，港灣工程系統(tǒng)對該施工技術(shù)有一定的研究，但沒有形成系統(tǒng)的理論。我公司有近?；A(chǔ)施工的豐富經(jīng)驗，主要有海滄大橋、珠海大橋，并參與了東海大橋的海上施工。海上平臺鋼管樁施工其實就是海上鋼管打入施工，只是規(guī)模、直徑、長度與結(jié)構(gòu)鋼管樁基礎(chǔ)有差別，而打入的方法是一致的。因此我公司對海上大直徑鋼管樁的打入施工有初步的認識，對海上平臺鋼管樁施工有一套成熟的工藝。由于杭州灣跨海大橋Ⅳ合同工程的規(guī)模大，我公司在人員、技術(shù)力量、施工設(shè)備方面給予最大的安排和重視。 三、項目實施方案 1、實施內(nèi)容 ⑴、為滿足在杭州灣海域惡劣的海況和地質(zhì)條件下進行超長、大直徑鋼管樁的打入施工，對“海樁8號”打樁船打樁系統(tǒng)的配備和性能進行完善； ⑵、鋼管樁打樁施工技術(shù)工藝標準化、操作規(guī)范化的研究與完善，以形成科學(xué)的海上大直徑鋼管樁打樁施工工法； ⑶、鋼管樁打樁GPS－RTK測量定位技術(shù)研究與升級，以提高定位精度和施工效率； ⑷、為滿足在標貫擊數(shù)大、強度高的地層中沉樁，進行選擇合適類型和能量打樁錘的研究與應(yīng)用，總結(jié)土層、錘能及貫穿能力方面的相互關(guān)系； ⑸、為適應(yīng)打樁錘和滿足可持續(xù)打樁施工，深入研究節(jié)能、高效替打，以提高施工效率和經(jīng)濟效益。 2、設(shè)計思路 由于海域自然條件惡劣，有效施工作業(yè)時間少，優(yōu)化施工方案，確保打入樁施工順利進行。打入樁海上定位采用GPS－RTK定位系統(tǒng)。鋼管樁的加工、保護涂層在鋼結(jié)構(gòu)加工廠施工，由運樁駁船運輸至工點。鋼管樁的打入由“海樁8號”打樁船實施。其主要工序為：打樁船駐位→運樁方駁駐位→吊樁→移船就位→立樁入龍口→關(guān)閉下背板→戴替打→調(diào)整龍口斜度→GPS－RTK測量定位→樁自沉→微調(diào)偏位→壓錘→解開吊索→打開背板→錘擊打樁→打樁記錄→停止錘擊→起吊錘和替打→測樁偏位。單墩打入樁樁群全部打入完畢后進行鋼管樁圍囹施工，使打入樁能抵抗風(fēng)浪，保證樁群安全。 4、工作進度安排及完成期限 2004年8月～2005年11月 總工期 2004年8月～2004年10月 調(diào)查收集資料 2004年10月～2005年1月 制定和完善施工方案 2005年11月～2005年9月 打樁施工、過程跟蹤、收集資料 2005年10月～2005年11月 技術(shù)總結(jié)、鑒定驗收 5、有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標 通過本項目的實施，節(jié)約資金230萬元。 鋼管自重： 60～80t 鋼管長度： 72～85m 鋼管直徑： 1.63m 傾斜率： 6：1 入土深度（除去沖刷）： 50m左右 設(shè)計中心允許偏位： ±40cm 四、工作內(nèi)容 調(diào)查研究和收集打入樁GPS測量定位、監(jiān)控技術(shù)和方法、打入樁施工技術(shù)；按照制定的施工工藝和方案，具體指導(dǎo)現(xiàn)場施工；負責施工過程中現(xiàn)場監(jiān)測資料、包括檢測數(shù)據(jù)、照片等的收集；同時在施工過程中優(yōu)化完善現(xiàn)有打樁設(shè)備及其配備，記錄相關(guān)施工數(shù)據(jù)及打樁設(shè)備的運行情況。根據(jù)工程進展及時解決施工過程中遇到的各種技術(shù)問題；施工結(jié)束后及時分析施工技術(shù)方案及現(xiàn)場記錄等資料；負責打入樁施工技術(shù)的成果總結(jié)，按時提交科學(xué)技術(shù)研究報告。 五、依托工程概況 杭州灣大橋跨越寬闊的杭州灣海域，全長36Km，是目前世界上在建的最長的跨海大橋。杭州灣特定的風(fēng)、浪、潮、流等自然條件異常惡劣。杭州灣跨海大橋Ⅳ合同工程范圍為:北航道橋高墩區(qū)B14～B27號（K53+047～K53+957）打入樁、承臺及墩身，南航道橋高墩區(qū)D1～D10號墩（K63+337～K63+967）、D15～D24號墩（K64+685～K65+315）打入樁、承臺及墩身，全長2170m。該合同鋼管打入樁合計732根，鋼管樁為開口樁，上部45m壁厚為2.2cm，下部壁厚為2.0cm。其中B15～B23, D3～D9, D15～D21墩為：圓形分離式承臺，每個墩位下設(shè)24根直徑為1.60m的鋼管樁，樁長范圍為72～85m，鋼管樁的斜率有三種，分別為6:1、10:1及20:1；B24～B27, D1～D2, D22～D24墩為：圓形分離式承臺，每個墩位下設(shè)20根直徑為1.60m的鋼管樁。樁長范圍為80～86m，鋼管樁的斜率有四種，分別為6:1、7:1、8:1及15:1。 六、項目預(yù)期目標及經(jīng)濟、社會效益 在本工程的實施中，海上大直徑鋼管打入樁施工技術(shù)的實施和開發(fā)預(yù)計節(jié)約費用230萬元。 海上打入樁在寬闊的海域上進行，自然惡劣，只有完整的、標準的、技術(shù)先進且便于操作的施工技術(shù)，先進的機械配備，合理化的配置，才能提高生產(chǎn)率，使施工過程更加安全可靠，施工質(zhì)量更加有保障。為社會、公司創(chuàng)造更多的財富，為企業(yè)樹立美好的形象，為日后獲取大型海上工程修建的市場份額增添砝碼。 通過對海上大直徑鋼管打入樁施工技術(shù)的開發(fā)，為以后同類工程的設(shè)計、施工提供更多的技術(shù)保障，因此該項目有顯著的經(jīng)濟和社會效益。 |
