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永久性钢护筒沉放施工方案漳州沿海大通道（滨海一级疏港公路）漳浦段施工组织设计（方案）报审表承包单位：葛洲坝集团第五工程有限公司合同段：LJ-2监理单位：合诚工程咨询股份有限公司编号：漳州沿海大通道（滨海一级疏港公路）漳浦段佛昙湾特大桥工程永久性钢护筒专项施工方案编制：审核：批准：葛洲坝集团第五工程有限公司漳州沿海大通道漳浦段佛昙湾旧镇湾特大桥工程项目部二〇一五年五月十一日目录一、工程概况错误!未定义书签。
1、地层岩性错误!未定义书签。
2、水文地质情况错误!未定义书签。
二、施工任务划分及施工进度计划错误!未定义书签。
三、施工准备错误!未定义书签。
1、设备及人员错误!未定义书签。
2、施工及生活用电错误!未定义书签。
3、地材采购错误!未定义书签。
四、施工方案错误!未定义书签。
（一）施工部署错误!未定义书签。
1. 内业技术准备错误!未定义书签。
2. 外业技术准备错误!未定义书签。
3. 技术要求错误!未定义书签。
（二）施工方法及施工工艺错误!未定义书签。
1. 施工程序错误!未定义书签。
2. 流程错误!未定义书签。
3. 护筒装运错误!未定义书签。
4. 安装导向架错误!未定义书签。
5. 首节钢护筒沉放错误!未定义书签。
6. 第二节钢护筒沉放错误!未定义书签。
7. 吊耳设置错误!未定义书签。
（三）钢护筒锤击沉桩常遇问题及防治、处理方法错误!未定义书签。
五、材料要求错误!未定义书签。
1、材料采购错误!未定义书签。
2、材料复检错误!未定义书签。
3、材料管理错误!未定义书签。
六．质量控制及检验错误!未定义书签。
1. 导向架定位控制错误!未定义书签。
2. 护筒施工质量控制及检验错误!未定义书签。
强潮急流河段大直径桩基钢护筒沉放关键技术摘要：嘉绍大桥地处世界闻名的钱塘江涌潮河段，桥位区水文条件复杂，河床宽浅，潮强流急，冲淤剧烈。
在强涌潮区进行桩基础施工是大桥建设的一个技术难点，而钢护筒的沉放是否顺利是桩基础施工的关键所在。
通过选择合理的钢护筒下沉时机，采用大刚度的简支导向架进行导向定位，配合大功率振动锤振动下沉，分析桥位区水文特点，有针对性的采取防冲刷和纠偏措施并实时进行监控等，顺利完成了114根大直径桩基钢护筒的施工，下沉精度全部达到设计要求。
关键词：强潮急流河段；钢护筒下沉；导向架；振动锤1 工程概述嘉绍跨江大桥主航道桥为六塔独柱四索面钢箱梁斜拉桥，其跨径为70+200+5×428+200+70=2680m。
大桥北岸主通航孔桥共114根桩基础，中塔承台设置有32根桩基，边塔承台设置有30根桩基，索塔基础桩顶标高均为-10.5m，桩长108～113m不等；辅助墩及过渡墩各设置10根桩基，桩顶标高均为-9m，桩长92m；所有桩基础均为直径φ2.5m的摩擦桩。
依据施工期实测资料，桥位处的钱塘江河口尖山河段实测最大潮差8.59m，涌潮试验得到桥位附近涌潮流速可达9.0～10.0m/s，桥位处100a一遇设计涌潮高度为3.0m，涌潮压力为70kPa。
施工前河床标高-5m左右，最大水深可达10m，根据水槽模型试验，施工期河床局部冲刷可达19m。
桩基钢护筒需沉放到极限摩阻力为35～55kPa的淤泥质亚粘土或亚粘土层。
根据规范要求并结合施工实际，采用δ20mm的Q235A钢板卷制成φ2.8m直径的桩基钢护筒，每根总长45m，分段加工、运输及沉放，经计算取首节长度28m，重40t；第2节长度为17m，重24t，总重64t。
2 强潮急流河段桩基钢护筒的沉放工序针对钱塘江的强潮影响，选择在接近平潮时进行首节桩基钢护筒沉放的施工工艺。
经测量定位安装固定多功能导向架，并在导向架上精确放样桩位后调整固定顶推装置；起吊钢护筒到导向架上相应孔位，测量监控钢护筒垂直度满足要求后，将钢护筒缓缓下沉至距河床面0.5m左右，用千斤顶顶推装置精确调整护筒垂直度和平面位置后快速下沉。
77 /重）；船体的船型是否能满足在桩群沉桩时移位、驻位的要求（主要考查内容为船长、船宽等），此项关系到桩群是否能抛锚一次，按照一定的沉桩顺序全部施工完毕（也可通过变更桩群个别桩的参数来满足船型的要求），特别对于固定桩架打桩船要给予充分的考虑；另外，打桩船的抱桩器、栊口半径是否满足桩径要求；船舶抗风能力是否满足施工海域水文和气象要求。
3.2替打加工替打为锤击沉桩中的能量传递设备，并兼有保护桩头的作用。
根据打设钢护筒的直径和壁厚选择合适的替打，本工程由于有不同直径的钢护筒打设，通过巧妙设计替打，使一个替打实现了4种不同直径钢护筒仅用一个替打便全部完成，大大节约了成本。
将替打内外圈设计成阶梯型，外圆可打大直径钢护筒，里面可以打小直径护筒，呈阶梯形缩小，极为巧妙。
不足之处替打给予可调节空间太小，近允许钢护筒变形为2cm，在实际操作中部分钢护筒超出了预期，造成无法施打，一部分采用千斤顶将钢护筒变形重新顶回到允许范围内。
一部分后通过现场改进替打，将替打凸出部分进行坡口处理后，彻底解决问题。
3.3钢护筒的起吊与套替打船舶全部就位后，打桩船靠到运桩船上，开始割顶层钢护筒上的米字支撑（如果顶口有变形，为防止起吊继续变形，顶口米可施打完成后再割），米应保存好，可用于桩基钢筋笼支撑再利用。
到运桩船顶部选择1根钢护筒，先挂上面4根吊耳，吊起离地后，再挂背面顶端1个吊耳，由于劳动强度较大，运桩船上一般需配备≥6人用与割支撑和挂钩。
打桩船平吊时一般采用4点起吊，逐步转换到端部的3点起吊就位，保证钢护筒垂直。
钢护筒起吊垂直后，放入打桩船抱桩器内，替打位于钢护筒最上端开始逐步下降，套入替打内，解掉底部缆绳，初调垂直度，抱桩器抱住限位。
3.4初调定位利用打桩船自带的“海上沉桩GPS-RTK测量定位系统”，指挥打桩船根据打桩顺序移动就位，移动主要依靠打桩船上8根锚缆伸缩来达到最终定位的目的，同时在岸侧采用两台全站仪在两个垂直方向复核定位。
钢护筒浮平台深水中拼装大型双壁钢围堰施工技术1 概况钻孔桩承台基础深水施工采用“先堰后桩”方法时，钢围堰下水及定位是重难点。
钢围堰拼装下水常采用码头拼装、拖拉下水和驳船组装平台拼装、起吊下水两种方法，第一种方法码头租用（或新建）、围堰下水及封航浮运成本较高，影响工期的不确定因素较多；如采用驳船作为浮平台拼装围堰，然后用龙门吊起吊下水，需租用多条驳船，费用高、风险大。
针对施工难题，中铁十局集团XX公司研究了利用后序钻孔桩钢护筒做浮式平台在深水中拼装大型双壁钢围堰，施工简单、安全可靠，对施工环境要求不高；钢围堰拼装可在浅水区域进行，避开了主航道，减少了对水上交通运输的影响；主要材料后续施工可以重复利用，大幅度的降低了施工成本。
2 工艺原理后序钻孔桩钢护筒两端封堵后形成密闭钢浮筒，采用多个密闭钢浮筒作为浮体，拼成矩形平台的4个组块（矩形4条边），其中一组两块分别位于两侧直线段围堰壁板下（矩形长边，以下称A组），一组两块分别位于两端的圆弧壁板下（矩形短边，以下称B组），用贝雷梁将4个浮筒组块拼联成大型浮平台，并用锚碇系统进行固定。
在浮平台上铺设拼装垫梁，使拼装垫梁顶面在同一平面上。
拼装钢围堰底节时，按照先直线段后圆弧的顺序进行，合拢块设在两端圆弧段的中部，拼装过程采用注排水进行平衡或局部配重的方式保持浮平台整体平稳。
底节钢围堰下水时，先对A组钢浮筒平台分两批对称注水下沉，在钢浮筒顶没入水中前抽离，然后再对B组钢浮筒平台分批注水下沉，底节围堰自浮后，B组钢浮筒平台沉至水底。
注水下沉系统由进水管、出气管、水泵、阀门、控制柜组成。
注水采用小型水泵，保持平台缓慢下沉。
钢浮筒注水过程通过中加强观测，通过对围堰顶面4个角点标高的测量，不水平时，及时用阀门及水泵开关进行注水量控制和调整，使底节钢围堰下水过程基本保持平稳。
底节钢围堰移至墩位处即可进行打捞作业。
钢浮筒打捞系统由充气管、排水管、空压机、阀门、气压表、控制柜组成。
苏通长江公路大桥D1合同段钢护筒下沉施工方案中铁大桥局集团苏通大桥D1标项目部二OO四年八月目录第一章工程概况及编制依据 (2)一、工程简介 (2)二、地质条件 (2)三、编制依据 (3)第二章施工方案 (3)一、施工测量 (3)二、钢护筒施工 (4)第三章人员及机械设备配置 (11)一、人员组织 (11)二、机械设备配置 (12)第一章 工程概况及编制依据一、工程简介1、北、南主墩(即78#、79#墩)基础北、南主墩采用42根D2.5～2.8m 变直径钻孔灌注摩擦桩基础，梅花形布置。
桩底标高分别为-106 m 、-117m ，桩顶标高为-4.0m,桩长分别为102m 、113m,变截面高程分别为-35.6m,-34.2m 。
2、北、南过渡墩(即77#、80#墩)基础过渡墩采用D1.8m 钻孔灌注桩分离式基础，每幅9根摩擦桩,行列式布置，桩顶标高为-3.0m, 桩底标高为-113m ，桩长110m 。
3、连续梁桥墩(即73#～76#墩)基础73#～76#墩为分离式基础， D1.8m 钻孔灌注桩，每幅9根摩擦桩,行列式布置。
73#～76#墩基础结构数据二、地质条件苏通大桥地处长江三角洲冲积平原，第四纪地层厚度大，分布较稳定。
（1）73#、74#墩处地层沉积韵律较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂；上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾砂、⑧2粉细砂；中更新统地层（Q2）⑨粘土及亚粘土、⑩粉细砂、(11)亚粘土及粘土、(12)粉细砂、(13)粘土及亚粘土、(14)粉细砂。
（2）75#、76#、77#、78#墩处地层沉积韵律较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂；上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾墩号 桩径 (m) 数量 (根) 地面标高(m) 桩底标高(m)桩长(m) 说明 73# D1.8 9 -2.8 -96 93.8 单幅 74# D1.8 9 -2.8 -97.5 95.3 单幅 75# D1.8 9 -2.2 -97 94.8 单幅 76#D1.89-2.2-9592.8单幅砂、⑧2粉细砂。
强涌潮河段双壁钢围堰设计与施工技术124公路与汽运Highways＆amp;AutomotiveApplications第5期 2009年9月强涌潮河段双壁钢围堰设计与施工技术赵天法,鲜正洪，唐红敏(1.路桥集团国际建设股份有限公司,北京100027；2.路桥华南工程有限公司,广东中山528403)（钱江九桥）为自锚式悬索桥，两个主墩PM27,PM28墩承台为深水低摘要：江东大桥桩大体积砼承台,位于钱塘江强涌潮区河段,其施工设计采用双壁钢围堰法。
文中分析了该工程双壁钢围堰相关参数和结构设计,介绍了其R_r—技术. 关键词：桥梁;强涌潮；双壁钢围堰；设计与施工；承台中图分类号：U443。
16文献标识码：A文章编号：1671,2668(2009)05-0124--04在桥梁建设中,深水中承台施工的方法有很多种,如砂袋围堰,砼套箱围堰,钢板桩围堰以及钢围堰等,而位于强涌潮地区的承台施工常用方法有砂袋围堰和钢围堰等。
钢围堰施工工艺因具有结构合理，适应性强以及安全可靠等优点而得到比较广泛的应用钱塘江涌潮高度一般2.5m,最高达3.7m,一月内除几天小潮之外,几乎都能看到涌潮，是最典型的强涌潮地区。
钢围堰在钱塘江桥梁工程施工中最为典型，其施工难度最大，安全隐患最多.本文以江东大桥(钱江九桥)自锚式悬索桥两个主墩PM27, 最易受到损坏，防水材料的施工损伤主要来自于运料车，摊铺机，碾压机械作用下的热集料。
2)防水层的抗施工损伤性能采用抗施工机械损伤性能，抗热集料刺破性能及不透水性能评价，提出了相应的试验方法和评价指标,并对常见防水材料的抗施工损伤性能进行对比和评价. 3）防水层的厚度大小与抗损伤能力密切相关, 防水层厚度不足是抗施工损伤能力低的主要原因之一.根据抗施工损伤性能来确定防水层的最小厚度，其中涂膜类防水层厚度应不小于1。
5mm，卷材类防水层厚度应不小于2.5mm。
4)对防水层最重要的要求是不透水性能，根据对防水施工损伤与不透水性能关系的分析,可以得出桥面防水层的不透水性是指在其经受可能的施工损伤后的不透水性能,由不透水性试验得知，卷材类防水层的不透水性能明显优于涂膜类. 参考文献：[1］张占军,胡长顺.砼桥面防水应用与研究综述EA]。
强涌潮水域Φ4.1m超大直径钢护筒沉放导向框的设计摘要：以杭州湾水域嘉绍跨江大桥桩基φ4.1m超大直径钢护筒施工为例，介绍超大直径钢护筒的导向框设计的一些思路，初步探讨强涌潮水域复杂水文条件下超大直径钢护筒导向装技术及控制要点。
关键词：φ4.1m钢护筒强涌潮水域导向框设计
1、前言
由于桥梁钻孔灌注桩设计呈大直径、大孔深发展趋势，目前直径大于φ2.5m、孔深超过100m的桥梁桩基已较为常见，有的桩径甚至已超过φ3.5m。
这导致钢护筒的直径及长度也随着日益加大，有的工程还将钢护筒纳入结构永久受力，对其制作、运输及沉放技术要求也大为提高，特别是在特大型跨江、跨海深水桥梁的钻孔灌注桩施工中，钢护筒已成为影响桩基施工质量的关键环节之一。
笔者结合杭州湾水域嘉绍跨江大桥工程，介绍φ4.1m超大直径钢护筒导向框设计思路，初步探讨在强涌潮水域复杂水文条件下超大直径钢护筒施工技术及控制要点，以供业内同仁参考。
2、工程背景
2.1、工程概况
嘉绍跨江大桥引桥下部结构采用单桩独柱的结构形式，墩桩直接相连，无承台或系梁。
桩基础采用了直径φ3.8m钻孔灌注桩，每墩左右线各设1根，全桥共设置了150根。
单桩孔深达118m，桩顶标高-3.00m，基本与河床面平齐，桩基成孔施工采用内径φ4.1m钢
护筒。
这种结构型式设计，主要是为了适应桥位区复杂的水文条件，减小阻水率，不损害钱江大潮景观。
钢护筒内径φ4.1m，长度45m，下端12m壁厚为32mm，采用q345c钢，上端33m壁厚为32mm，采用q235c钢，单根重量达132t。
3）导向框设计制作
为了钢护筒的顺利精确就位，在平台上设置导向框，导向框内设有钢滚轮、千斤顶和锁定装置，用以钢护筒下沉过程中平面位置及倾斜度的调整。
结合平台高程和水位情况，导向框按双层设计，上层导向轮高程+11.0m，下层导向轮高程+3.0m，间距8m，导向轮可调范围150mm。
导向框可方便的安装和拆卸，利于周转使用。
图1导向框结构平面示意图
4.2、导向框设计荷载选择
导向框（架）是控制钢护筒沉放位置及竖直度的重要装置，其受力较为复杂。
如何合理的分析工况条件并选择荷载，关系到的钢护筒能否顺利精准的就位。
一般需要考虑的荷载包括水流力、风压力、钢护筒与导向装置的摩擦力、护筒倾斜造成的自重水平分力、激振力水平分力等。
下面以典型墩钢护筒沉放为例，分析导向框的设计荷载选择。
（1）工况选择
根据该工程情况，选择两个工况进行探讨。
工况一，第一节25.2m 长钢护筒吊入导向框内，利用限位调节装置，使钢护筒的平面位置及垂直度达到要求，履带吊落钩，钢护筒沿定位导向架下沉至泥面，
履带吊脱钩，启动振动锤，使护筒下沉。
工况二，第一节钢护筒沉至距上层导向约1.0m处，拼接护筒后，将振动锤吊至护筒顶开始起振。
此时钢护筒受竖向激振力及水平向水流力的作用，钢护筒下端考虑为铰结。
受力情况与计算简图如下：
图2 工况一受力情况及计算简图
图2 工况二受力情况及计算简图
（2）各荷载计算
1）水流力fw
该项目处在强涌潮水域，流速极大，短期监测已达到6.65m/s，涌潮试验更是可达9.0～10.0m/s。
水流力计算时不可能选择这样的极端条件，因为极不经济，也是不科学的，只要合理选择施工时机，还是可以规避极值水流力的影响。
经慎重比选，采用2.5m/s流速进行刚度验算，3.5m/s流速进行刚度验算，对应水流力分别为129kn 和252kn。
2）激振力及自重的水平分力fh、fg
激振力及自重的水平分力主要是由于钢护筒倾斜造成的，控制好倾斜度可有效减小其影响。
公路桥涵施工技术规范规定钢护筒倾斜应控制在1/100以内，该项目专用施工技术规范对于超大直径钢护筒要求不大于1/150，按1/100取值，激振力及自重的水平分力分别为64kn和13.5kn。
3）风压力fwh
杭州湾区域大风出现几率较大，每年受台风和季风影响。
该项
目钢护筒外形尺寸巨大，受风载影响较大。
经对现场气象条件分析，选择6级风为控制界限，对应风压力标准值为1.04kn/m，施工时风力超过6级时不予沉放作业。
4）钢护筒与导向装置的摩擦力ff
护筒下沉过程中，因导向装置与钢护筒壁存在摩擦，导向架受到向下的摩擦力作用。
如果采用钢支撑结构，其与钢护筒为滑动摩擦，对应ff最大约为85 kn。
该项目采用导向轮结构，其与钢护筒为滚动摩擦，摩擦力ff较小，对导向框的影响很小。
（3）经计算，工况一时最大支反力n1、n2为-235kn、418kn；工况二时最大支反力n1、n2为-409kn、568kn，其中影响最大的荷载为水流力，其次是激振力的水平分力。
如何控制水流力和激振力的影响，将直接关系到导向框的结构设计。
实际施工时，护筒下沉及测量定位均选择平潮，有效减小了水流力的影响，至于过程中涨落潮较大流速造成的导向框弹性变形，平潮时能自行恢复，可不予考虑。
由于措施得力，钢护筒倾斜度均控制在了1/250以内，大多在1/500，对应的激振力的水平分力fh较小，对导向框的影响很小。
导向框最终设计总重量在20t。
5、结语
超大直径钢护筒在深水桥梁中的应用越来越多，而在杭州湾强涌潮水域如此大规模地采用超大直径的钢护筒尚属首次，对其施工技术可以说是一次考验。
现在看来，该项目φ4.1m钢护筒导向框的选择是成功的，为强涌潮水域的桥梁超大直径钢护筒施工积累了一
定的经验。
参考文献
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[2]法国ptc公司.ptc振动沉桩介绍与说明,2002
[3]汤绍和.ice液压振动拔桩机.建筑机械,1999.4
[4]于金帆.现代铁路工程师手册.吉林科技出版社,2004.10。
