大吨位缆索吊机-浮箱施工双壁钢围堰深水柱基工法.doc

大吨位缆索吊机浮箱施工双壁钢围堰深水桩基工法工法编号：XX局第五工程处大吨位缆索吊机浮箱施工双壁钢围堰深水桩基工法前言双壁钢围堰施工钻孔桩基础是一种新的深水桥基施工方法。采用缆索吊机吊运浮箱定位、导向施工双壁钢围堰深水桩基曾在XX铁路南那段XXXX大桥2号墩桩基施工中应用（见照片一）。它实现了钢围堰在桥位按高度分节制造用缆索吊机整节吊运就位浮箱平台定位、导向钢围堰顶部作业平台整体吊装就位钢围堰底部大封底砼在岸上搅拌、缆索吊机的工作索道吊运灌注用CZ—30型冲击钻机实施钻孔灌桩作业为无水上作业船只施工双壁钢围堰深水桩基提供了范例。为此获得我局1992年科技进步优秀成果奖。双壁钢围堰是一个带有刃脚的圆形双壁水密钢结构井筒底部以环形刃脚封闭施工时有自浮能力。刃脚根据墩位岩面倾斜情况可做成高低刃脚形状。内外壁间以刚性支撑联结并设有竖向隔舱板把井筒平面分成8个等份而互不连通的隔舱以保证围堰在下沉过程中分舱灌注砼或水保持围堰稳定。照片一工法特点：（一）.在桥位按高度分节整体制造双壁钢围堰：钢围堰结构中的水平桁架角钢为∠125×125×10刃脚防水板d=14弯制由工厂加工运到工地其余部分均在桥位加工、组拼、施焊实现工地制造。(二)采用一次起吊重量为40t的架空缆索吊机，解决钢堰整节吊装、拆除使钢围堰加工大型化。(三)采用缆索吊机的工作索道吊运钢围堰底部大封底砼制作1.7m3砼大吊罐、砼中掺缓凝剂适用大封底砼多根导管灌注要求。(四)在钢围堰上口用万能杆件组拼作业平台整体吊装就位用两台CZ-30型冲击钻机进行钻孔并灌桩作业。(五)用浮箱组拼钢围堰定位、导向平台。三、适用范围本工法适用于无水上作业船只的深水桩基施工.四、施工程序施工程序见施工工艺流程图如图一：麻袋砼填塞钢围堰悬空刃脚吊插护筒定位架封底砼配合比选定搭设灌注封底砼料槽及平台砼搅拌.运输设备就位铺设钻机平台绘制桩基地质剖面图拟定钻机操作措施继续灌注墩身托盘顶帽水下切割拆除钢围堰灌注墩身出水面堰内抽水凿除桩头灌注承台拆除钻机平台钢护筒定位架拆除缆索吊机钻孔成桩钻机就位灌注封底混凝土安装钻机平台吊插钢护筒围堰内吸泥清基安设护筒定位架测绘钢围堰刃脚河床展示图钢围堰接高.下沉.着床流速测定架设浮桥建造滑道组拼平台平台就位锚力试验抛锚索道架设钢围堰分节制作锚位.墩位测量放桩.树标杆准备卷扬机.滑车.千斤绳.测力计定位系统.测量放桩.方案批准施工准备清理河道准备锚.抛锚设备准备浮桥材料五.施工工艺(一).用中-60型浮箱组成钢围堰定位、导向平台(平台组拼形状、使用浮箱个数根据钢围堰直径和操作需要而定)见图二。图二浮箱定位、导向平台的组拼和锚碇按如下方法进行：1、在岸上设置浮箱组拼滑道，滑道下设置便于浮箱底面连接的“┻”形槽如图三：浮箱平台按四大块在滑道上组拼滑入河中。图三2、由潜水工在水中将四大块组拼合拢形成平台将卷扬机、收紧锚缆设备安装就位。3、用缆索吊机将平台拖至墩位临时锚碇。4、抛锚：将锚及锚缆(钢丝绳及锚链)用抛锚设备运到锚位观察岸上设立的锚位交会杆进行抛锚作业然后将锚缆送到平台上。5、待各锚缆送到平台上分别与各自的卷扬机（或索道吊钩）相连。按主锚、尾锚、斜锚的顺序依次收紧锚缆校正平台位置用测力计测定锚力达到设计值时锁定。6、平台、钢围堰接高下沉作业应进行水流作用力、风力分析计算对平台进行锚碇设计。平台、钢围堰水流作用力、风力按下式计算：平台的水流作用力按下式计算：式中：V—水流速度（m/s）f—摩擦系数（铁路采用0.17）s—浮箱浸水面积为L(2.T+0.85B)(m2)其中L.T.B分别为浮箱长，吃水深度和宽度(m)Ψ—阻力系数(方头船只用10)F—船只入水部分垂直于水流方向的投影面积(m2)r—水的容重g—重力加速度2)钢围堰的水流作用力R2(KN)按下式计算:式中:K2—挡水形状系数(圆形取0.8)r—水的容量(10KN/m3)F2—围堰挡水面积(m2)V—水流速度(m/s)g—重力加速度3)平台、钢围堰水面以上部分所受的风力R3（KN）按下式计算：式中：—填充系数（取1.0）—围堰、平台及各种设备的受风面积(m2)W—单位面积上的风压力（Pa）根据桥梁设规P22W=K1K2.W0(2)、锚碇的选择和计算：根据选用锚型在锚区作锚力试验确定锚力RC计算主锚个数n=R/RC（3）、锚绳计算：锚绳直径按下式计算：式中：R—各锚碇的总作用力（KN）Tmax—钢丝绳使用最大拉力（KN）Tb—相应直径钢丝绳的破断拉力（KN）锚绳长度（长锚绳）按下式计算：式中：h—由锚船马口处至河床的标高差（m）R—锚的水平作用力q—钢丝绳或锚链在水中重力（kN/m）钢丝绳按在空气中重量的0.7计l0—锚链平躺在河床的长度（4）、浮箱平台拖曳力按下式计算：式中：E.P.S—拖曳功率(kw)R—浮箱平台的总阻力(