潮汐动力作用下深水区浮吊配合振动锤下放钢护筒关键技术研究

◆杨 帅

潮汐动力作用下深水区浮吊配合振动锤下放钢护筒关键技术研究

◆杨 帅

潮汐动力作用下，钢护筒在江中深水区下放过程中，护筒平面位置与垂直度受流体水平作用力影响较大，采用浮吊配合振动锤的方式下放钢护筒，同时用GPS、经纬仪、导向架相配合对护筒平面位置与竖直度进行控制，施工过程中的监测结果显示，采用的新型技术能够控制潮汐动力作用下江中深水区钢护筒下放过程中的垂直度及护筒的平面位置。

浮吊；振动锤；GPS；导向架；经纬仪

一、工程概况

104国道瓯江特大桥主桥为三塔四跨矮塔预应力钢筋混凝土斜拉桥，主桥全长710米，孔径布置为140m + 2*225m+ 120m，单墩基础采用24根Φ2.0m桩基，7、8#墩为嵌岩桩，9#墩为摩擦桩。其中8#主墩位于瓯江主航道，江水深，流速快，且主桥处于潮汐地区，受潮汐影响河床冲刷大，最高潮水位水深21m，最低潮水位水深15m。河床顶层为25m淤泥夹粉细砂，中间为5m-33m的卵石层，下面为流纹质含角砾晶屑溶结凝灰岩。

二、钢护筒设计、制作、储存与运输

考虑地质、施工和下一道工序施工需要，8#墩钢护筒设计直径2.3m，长40m，壁厚16mm，在底部加0.5m抱箍。考虑制作和运输方便，护筒在陆地分节段制作。根据卷板机规格，每2m卷制一小节，每5小节拼接到一起制作成10m节段，钢卷板采用双面坡口赖性气体保护焊焊接。在制作过程中控制护筒椭圆度小于d/100且不大于30mm，直径允许偏差为±10mm，筒体端面的倾斜度最大允许偏差为3mm，纵轴线弯曲失高应不大于护筒长的0.1%，且不大于30mm，护筒接长时的错边量因不大于0.2倍钢板厚度，且不大于4mm。

在钢护筒分节段制作完成后，在护筒上口和下口用[10槽钢焊十字撑，防止变形，10m节段预制完成后暂时存放在提前浇筑好地坪的场地，护筒侧面垫有足够的方木，防止护筒滚动。护筒不可堆积存放。待护筒下放工作准备就绪后，用汽车吊配合13m平板车将10m节段钢护筒运至施工现场，钢护筒侧面垫好方木防止护筒在运输过程中滚动。

三、导向架组成及就位

导向架高度为8m。用I25a工字钢双拼，做成井字架形式，上下各一层，竖向用I25a双拼工字钢立柱链接；在井字架内侧分布8根竖向I14工字钢，上口成15°角向外敞开；由于护筒外径为230cm，且底侧抱箍处外径为2332mm，导向架向上、下口最小净距设置为237cm，这样既有足够的空间保证导护筒顺畅通过导向架，又限制了护筒的平面位移，使钢护筒精确就位。

导向架在陆地预制后由9.6m平板车运至现场，由SKK-300型浮吊吊起，放置在护筒的大概位置，再由测量人员用GPS放样（护筒设计中心点），施工人员根据护筒设计中心点到导向架四边距离对导向架进行调整，使导向架中心与护筒设计中心重合，由于浮吊起吊导向架摆动较大，不宜进行微调，在两中心距离调至2cm以内时改用机械千斤顶进行调整，使导向架中心与护筒中心重合，再用GPS对导向架中心进行复测，以确保两中心误差在1cm以内；对中完成后，对导向架进行调平，使导向架顶面水平，再用GPS复合导向架中心位置，在确定导向架中心位置准确无误后，对导向架进行固定，将导向架与平台进行焊接，保证在护筒摆动和振动锤震动时导向架不发生位移。

四、30m节段护筒打设

在30节段护筒起吊后人工导向，将护筒放入导向架内，浮吊缓慢下钩，将护筒底口放到河床顶部，在平台上垂直架设两台经纬仪，观测钢护筒的竖直度，用对讲机指挥浮吊进行微调，在两个方向竖直度调整合格后，在导向架顶口四个方向焊四块三角限位板，将护筒在四个方向上锁死，再用经纬仪复测护筒的竖直度，待调整的竖直度合格后摘除护筒顶部钢丝绳，浮吊大钩起吊DZJ-300型振动锤，打设护筒。在护筒打设过程中，时刻用经纬仪观测护筒竖直度变化，指挥浮吊进行微调，在护筒顶口距离导向架顶面1-1.5m时关闭振动锤，用线锤复测护筒四周竖直度（线锤半径为32mm），保证首节护筒竖直度在千分之三以内，如不满足要求则要将护筒拔起，重新调整，直至竖直度满足要求。

30m护筒打设完成后，浮吊将10m节段护筒起吊，与30m护筒对接，在两节护筒接口对接时注意调整接口的错台和顶节10m的竖直度。为保证消除错台，在护筒接口处，用三角型钢板楔子配合大锤进行调整，直到将错台调整到4mm以内；在调整好错台后，用经纬仪观测顶节护筒竖直度，再用机械千斤顶调整顶节竖直度，直到将错台和竖直度都调到允许误差范围。

结语

护筒施工在桩基础特别是深水桩基础施工中起着至关重要的作用，护筒沉设深度、垂直度、平面位置的施工控制决定了桩基础钻孔施工的成败，护筒的材料用量对桩基施工成本有着重要的影响。因此，我们要充分重视护筒施工，在参数设计、加工、沉设各个环节加强控制，以期为基础施工开个好头。

[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011人民交通出版社

[2]《桩基施工手册》 徐维钧2007人民交通出版社

[3]《104国道温州西过境永嘉张堡至瓯海桐岭段改建工程（瓯江特大桥）施工图设计阶段工程地质勘察报告》 湖南省交通规划勘察设计院

辽宁省高速公路运营管理有限责任公司东陵分公司）