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浅谈起重船改造的打桩船在江苏太仓环保发电取排水工程中的运用
发布时间: 2004/9/19 9:47:31 被阅览数: 7201 次

盐城市秦南打捞航务工程有限公司 韩才高 周向东 

摘 要 :本文从工程施工的角度,以施工实践为主线,详细介绍了起重船改造成打桩船的方案及施工过程,用实践证明了起重船改造成打桩船的可行性,为日后同行运用非打桩船打桩提供了同类型参考。

•  引言

随着经济全球化和我国加入 WTO ,长江航运事业面临更大的发展机遇,特别是长江中下游沿线各省、市提出了沿江开发的大政方略以来,沿江工程兴建的数量和速度更是呈现出前所未有的繁忙局面,各类码头、取排水桩基工程施工总量日益增加,长江水域为数不多的打桩船已难以适应业务增长的需求,我公司在太仓取排水工程施工中,采取起重船改造成的打桩船,无论是在打桩质量或是打桩速度上都取得了与专用打桩船相媲美的业绩。

•  工程概况

太仓环保发电有限公司取排水工程,位于太仓境内长江水域,我公司主要施工项目为 :

1) 、取水管桩基浮吊装驳、水运及水上沉桩 ( 包括测量控制钢平台搭设 );

2) 、浮吊 拖成品管下水、成品管水上浮运及 φ 2200 取水管水下安装 ;

3) 、取水管支撑系统 ( 取水管刚性管座、钢横梁 ) 浮吊装驳、水运及水下安装 ;

4) 、在方驳上进行取水头部钢结构拼焊、方驳运输及水下安装取水头,取水头部水下抛石。

5) 、取水管哈夫接头浮吊装驳、水运及水下安装 ;

6) 、φ 2200 取水管周及护管抛石施工提供定位船、对水下抛填块石面进行粗平 ;

7) 、工具管接头处水下冲吸泥及水下电氧切割工具管。

本文仅粗略阐述ф 2200 循环水管桩基浮吊装驳、水运及水上沉桩、 测量控制钢平台搭设等施工过程。

本工程水下Φ 2200 取水管基桩为Φ 609 钢管桩。布置约 86 个排架,桩基总数为 454 根,设计桩长 26 m 。

3. 地理特征

通过勘探揭露的土层 均为全新松散堆积层。各地基土层的特征分述如下 :

2 1-1 淤泥质粉质粘土 (al-lmQ 4 3 ) 。灰色,饱和,流塑。土质不匀,夹粉砂薄层,层厚 1.7 ~ 6.0m ,顶板直接裸露于江底,标准贯入击数为< 2 击。

2 1-2 淤泥 (al-lmQ 4 3 ) 。灰色、饱和、流塑、该层稳定分布于勘区表部,厚度约 1.5 -8.0m ,顶板大部分裸露于江底,标准贯入击数为 < 1 击。

2 1-3 砂质粉土 (al-lmQ 4 3 ) 。灰色,饱和,松散。土质不匀,夹粉质粘土薄层,该层分布不稳定,仅 9#-11# 区域揭示,厚度约 2.0 ~ 2.5m ,顶板直接裸露于江底。

3 1 淤泥质粘土 (mQ 4 2 ) 。灰色,饱和,流塑。土质均匀,夹少量粉砂薄层,含贝壳碎片。该层分布稳定,厚度约 3.0 ~ 12.5m ,一般为 -8.0 ~ -10.0m ,顶板标高为 -6.0 ~ -12.2m ,标准贯入击数小于 1 ~ 2 击。

3 2 淤泥质粉质粘土 (mQ 4 2 ) 。灰色,饱和,流塑。夹少量粉细砂薄层 ,局部夹层较多。该层分布不稳定,其厚度一般 1.1 ~ 6.2m ,顶板标高为 -13.8 ~ -19.4m ,标准贯入击数小于 2 击。

4 1 砂质粉土 (al-mQ 4 1 ) 。灰色、饱和、稍密。土质不匀,夹粘性土薄层,含钙质结核及腐植物。该层分布稳定,厚度一般 9.8 ~ 16.8m ,顶板标高为 -15.8 ~ -22.6m ,标准贯入击数为 5 ~ 8 击。该层为取水管桩基持力层。

4. 起重船改造方案

为了保证震动锤沉桩时基桩倾斜度及桩位偏差符合规范要求, 确保沉桩质量, 起重船改造 技术措施如下 :

1) 、 对起重船进行局部改造,即在船艏电焊 5m 高龙口支架,支架上设上、下两道简易龙口导架稳桩。上龙口可伸缩,当震动锤沉桩过程中,锤底接近上龙口时,上龙口缩回,以便震动锤继续沉桩 ; 上、下龙口两点固定桩位,可保证沉桩过程中基桩垂直度。船艏电焊简易龙口支架结构见附图一( 1 )、( 2 )。

2) 、在钢管桩顶内部中心位置电焊δ 20 厚钢板供夹桩,自桩顶焊接夹桩钢板高度 20cm ,震动锤夹在钢管桩中心,以保证震动锤中心震动沉桩。钢管桩桩顶电焊夹桩钢板见附图二。

5 .沉桩实施情况

1 )基线布置

根据业主及监理工程师提供的测量控制点座标及水下取水管桩基布置情况,于岸边布置测量基线,测量基线经业主及监理工程师验收后,办理有关基线验收手续。在施工期内对测量基线予以保护及定期复核,以保证测量控制精度符合设计要求。

根据业主及监理工程师提供的水准控制点将高程控制点移向防汛墙外,经验收后,以此作为本工程水下施工高程控制之依据。

配备红外线测距仪及 SD2 水准仪进行测量基线及高程控制点的测放工作。

2 ) 测量平台搭设

本工程取水管沉管长度为 1050m ,测量仪器视距较远,考虑到施工工期要求,并考虑到天气对测量控制的影响,本工程实施水上沉桩测量控制时,除近岸 600m ~ 700m 范围内基桩沉桩由岸上设置的经纬仪进行平面控制外,远离岸线的基桩沉桩时,在水上搭设了两条测量控制平台,测量仪器架设在平台上控制桩位。

钢平台两座,分别布置在水管轴线上、下游侧,距岸约 500 ~ 600m ,上下游相距 400m 左右。每座钢平台Φ 609 钢管桩 4 根,水上起重船配震动锤沉钢平台基桩,于钢管桩水面以上设 2 ~ 3 道钢梁加固,钢平台位于高水位以上 1 ~ 2m , 钢平台在水流作用下有较好的稳性。沉桩结束后,测量钢平台随即予以拆除。

3 ) 沉桩测量控制

采用前方交会法进行沉桩定位控制。配备 3 台经纬仪前方交会,其中两台控制、一台校核。配备一台水准仪进行沉桩高程控制。根据已布置于测量基线上的测站 ( 包括水上测量钢平台 ) 座标值及设计桩位座标,进行前方交会转角计算,并经校核,确认无误后,作为实施沉桩测量控制之依据。

6 . 基桩落驳及水运

基桩在长江岸坡上拼接制作,由起重船起吊基桩落驳。施工现场配 400t 方驳二艘, 400HP 拖轮一艘, 30 ~ 40t 浮吊一艘负责基桩的落驳及水上运输。水上运输拖靠至沉桩地点的牢锚船边系缆后即可吊桩沉桩。

7 .沉桩方法

采用震动锤沉桩,即配置浮吊起吊震动锤沉桩。考虑到设计桩长 26m 及约 18m 长替打将基桩送至水下设计桩顶标高处。沉桩施工现场配 45m 长扒杆的起重船一艘,进行沉桩。 浮吊主钩吊住震动锤、替打、桩夹;副钩负责起吊基桩,并垂直穿过龙口,用主钩桩夹夹住基桩。起重船根据沉桩桩位测量控制结果,在落桩点定位后开始沉桩, 采用 ZD90 型震动锤 进行施打,直至基桩送至水下设计桩顶标高处。

设计桩尖位于 4 1 粉质粘土层,该层平均标贯击数一般平均为 3 ~ 9 击。

8. 沉桩顺序

本工程水下取水管总长度为 1250m 。其中顶管长度 200m ,水下敷管轴线长度为 1050m 。自岸向江顶管段 200m ,管中心高程 -4.9m ~ -9.5m ,坡度ì =0.023; 与顶管江端相连接的弯管段水平投影长 13.0m , 管中心高程 -9.5m ~ -6.0m ,坡度ì =0.269; 其余 500m 为水下直管段 ( 包括取水头 ) ,坡度ì =0 , 492m 为微坡段, i=0.0067 。除顶管管端外,所有水下敷管及取水头部均有基桩支撑。

根据取水管布置特点及整体施工进度安排,沉桩顺序为 13m 弯管段及与之相接的江侧一段长约 80m 水平直管段 ( 设计的近岸第一段水下直管 ) 基桩后打,自该管设计哈夫接头向江水下敷管段包括取水头部基桩先打。打桩时自岸向江陆续逐排架进行。

9. 沉桩过程中应注意的技术问题

1) 、因地质土土质较差,应控制沉桩速度。沉桩过程中浮吊吊住震动锤边震边缓缓松扣让桩下沉,避免松扣过快,震动锤自重压在桩顶上,造成所沉基桩倾斜。

2) 、送桩时保证长替打垂直并以此控制基桩沉桩垂直度。

在送桩过程中,应注意主钩钢丝绳紧松度,以保证长替打、 基桩始终处于垂直状态 。选择 18m 长替打,按沉桩水位 + 4.0m 、取水部基桩设计桩顶标高约为 -12.0m 计,沉桩结束后 18m 长替打入水下约 16m ,水上尚有约 2m 长。沉桩必须于当天内全部送至水下设计桩顶标高, 以避免因沉桩时基桩入土较浅,基桩受水流作用而发生倾斜。

结束语:

专业打桩船每天打桩数量约在 10 根左右,合格率在 98% 以上,而我公司 采用起重船改造成的打桩船刚开始施工 每天打桩数量就在 10 根左右,后来随着施工技术的娴熟,每天打桩数量达到 20 根左右,而且合格率在 100% ,使整个施工工期减少一半,得到了业主的好评


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