海上CANTITRAVEL平台桩基施工关键技术.docx
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1、海上CANTITRAVEL平台桩基施工关键技术技术研究报告中交第一航务工程局有限公司中交一航局第二工程有限公司2018年11月目录一、引言3二、工程概况及重难点32.1工程概况32.2工程特点及难点4三、施工总体安排4四、施工总平面布置5五、CANTITRAVEL平台介绍65.1施工方案比选:65.2海上CANTITRAVEL平台设计6六、施工工艺及操作要点76.1施工流程:76.2 CANTITRAVEL平台施工要点7七、施工效果介绍187.1施工效率187.2施工质量控制18八、实践中的经验和教训(完善中)18九、工艺创新点18十、结语19一、 引言厄瓜多尔波索尔哈多用途码头项目位于瓜亚斯
2、省波索尔哈镇,瓜亚斯河河口、瓜亚基尔港口下游,距离瓜亚基尔市约120公里,约两个小时车程。工程主体为顺岸板式高桩码头,码头长度为400m,桩基结构为混凝土桩,岩层以上全护筒包裹,护筒壁厚0.95cm,设计总量320根桩基;边坡采用块石护坡,边坡1:2.1,桩基上部为预制桩帽,安装预制面板,上部为现浇钢筋混凝土结构,分2层浇筑,整个上部结构梁厚1.5m。码头面宽36.43m,设1道伸缩缝。码头后方采用抛石堤护岸,上部设混凝土搭板与码头相连。本文根据项目所在地区位于深水港、工期紧、任务重等特点,研究出新的施工工艺,采用海上CANTITRAVEL平台桩基施工工艺,为以后类似工程项目施工提供借鉴经验。
3、 图1.1 码头典型断面图图1.1 码头典型断面图二、 工程概况及重难点2.1工程概况厄瓜多尔波索尔哈多用途码头工程,为新建400m顺岸式高桩板式结构码头,共64排架,每排架有5跨,分别为A-E轴,其中A和E轴桩基为1016mm,BCD轴桩基为914mm,桩基为混凝土灌注桩,岩层以上采用钢护筒包裹,设计最大桩长33.25m,设计最小桩长17.35m,设计总数320根,码头区域平均水深8-11m,最大波高2.1m-2.4m,潮差2m,潮流达1.6m/s,地质主要为泥岩和砂岩结构。2.2工程特点及难点结合本项目实施情况,具体以下特点及难点:1)码头施工工期639天,包含设备调遣等时间,工期紧,任务
4、重,且当地设备资源匮乏,设备调遣周期长,费用高。2)采用国内常规工艺,即打桩船进行沉桩、钢平台进行混凝土灌注的方式无法满足工期要求,且成本大,施工难度高。3)拟建工程地质较为复杂,主要为砂岩与泥岩结构,泥岩地质容易造成塌孔严重。4)当地法律对安全及环保要求高,对施工过程中的安全、噪音、环境保护等均有明确要求,尤其是水上作业,严禁污染海域。充分考虑以上各种因素,在保证履约的同时,最大可能地减少施工成本,综合分析,创新研究了海上CANTITRAVEL平台桩基施工工艺。原理是CANTITRAVEL平台利用已完成桩为基础,将水上作业变为陆上作业,采用平台上吊机与钢丝绳的牵引力为动力,使钢平台通过行走轮
5、沿行走梁轨道槽行走,达到位置后设置车挡,防止溜车,测量并调整限位架,进行循环施工。三、 施工总体安排平台是从多米尼加采购二手设备,根据桩基间距和工期要求,对钢平台重新设计,现场进行焊接拼装。考虑钢平台拼装区域沉降,在底部安装6个大型混凝土块作为支点,混凝土顶部标高与桩基保持一致,形成过渡面,拼装完成后钢平台上吊机,然后安装行走梁,并通过吊机牵引力形成动力,将钢平台沿行走梁轨道槽移动,实现钢平台陆转海施工。后通过行走轮调整方向实现钢平台转向,最后在钢平台上进行桩基施工,一个循环可打设10根桩基,B/D 4根桩基作为行走梁支点,待桩基混凝土强度达到24MPA后可移动钢平台至下个循环施工。四、 施工
6、总平面布置1.钢平台组装:钢平台组装和焊接需要较大场地,结合项目施工总平面,综合考虑优先从桩基南侧(南围堰)施工,由于钢平台需要在陆地上进行组装,后通过行走梁方式实现陆转海施工,在南围堰靠近1-3排架后沿桩基施工区域采用块石回填一块区域,并安装6个混凝土支墩(两排)作为钢平台基础,混凝土支墩中心与1-3排架桩基中心保持一致。图4.1 平台组装区域平面图和断面图2.制桩场和钢筋笼场地:规划桩基先从南围堰区域开始施工,钢护筒长度24-30m,钢筋笼绑扎也需要30m,由于受场地和设备资源限制,需缩短钢护筒与钢筋笼的倒运距离,在靠近南围堰区域规划制桩场地和钢筋笼绑扎场地。图4.1平台组装区域平面图和断
7、面图五、 CANTITRAVEL平台介绍5.1 施工方案比选:项目桩基设计要求:桩基采用混凝土灌注桩形式,岩层以上采用全护筒包裹,两种规格形式桩基,即1016mm和为914mm,钢护筒为薄壁结构,厚度9.5mm。方案一:采用国内调遣打桩船组的方式进行钢护筒沉设,然后搭设钢平台进行混凝土灌注;方案二:设计打桩平台进行桩基所有施工作业。基于桩基形式以及钢护筒厚度等因素,海外调遣船机周期长、成本高,风险也大,而且该类型钢护筒不适合采用打桩船沉桩,采用贝雷架搭设的钢平台循环次数少,浪费资源,无法上大吊机进行施工作业,效率慢,无法保证项目履约。综合分析,设计加工海上CANTITRAVEL平台进行桩基施工
8、,可以连续作业,不受任何海况影响,加工改造周期短,成本低,适用范围广。5.2 海上CANTITRAVEL平台设计CANTITRAVEL平台由巴西EXE设计计算,可以满足250t履带吊、桩顶钻机作业、振动锤以及发电机等施工机具设备的存放荷载要求,平台主要包括四大系统,分别是作业系统、打桩定位系统、支撑行走系统、夹桩系统,为确保履约,我方参与整个设计过程,通过工期计划分析,将设计由打一排桩替换成两排桩同时进行,进一步提高施工效率,经论证该设计可行。图5.2.1 CANTITRAVEL平台效果图图5.2.1 CANTITRAVEL平台效果图注:红色代表行走梁和钢桩帽;棕色代表钢平台;蓝色代表悬挑梁和
9、垂直支架,浅红代表限位架;绿色代表正在打设得桩基(2排10根桩基),深蓝代表已浇筑完成桩基,黄色代表桩帽。六、 施工工艺及方法6.1施工流程图:施工准备平台移动实现陆转海安装定位系统和平台转向桩基钻孔及浇筑安装桩帽及连接杆(夹桩系统)安放行走梁并移动桩基结束,下码头6.2CANTITRAVEL平台施工要点6.2.1 施工准备平台拼接组装:CANTITRAVEL平台为旧设备改造,严格按照设计尺寸加工,采用分块拼装焊接方式形成整体,为了缩短加工周期,直接在已浇筑完成的混凝土支墩上进行组装。组装流程:行走梁及行走轮安装一侧主梁安装一侧悬挑梁安装同理另外一侧主梁安装及悬挑梁安装吊机主梁安装次梁及支撑架
10、安装铺设钢板网和栏杆扶手等附属设施。详细安装图见下:第一步:安装行走梁及行走轮安装 第二步:安装一侧主梁及悬挑梁安装第三步:另外一侧主梁及悬挑梁安装 第四步:吊机梁安装CANTITRAVEL作业平台 CANTITRAVEL平面图6.2.2 平台移动实现陆转海结合现场吊机性能,将180T吊机进行拆解,分块吊装至钢平台顶部,然后在平台上进行再次组装,缩短吊机上平台的时间。钢平台移动前,先完成1-3排架D和C轴桩基,1-3排E轴桩基位置打设直径1.5m钢护筒,防止回填块石挤压D轴和C轴桩基。平台组装区域混凝土支墩轴线与桩基保持一致,前沿2个混凝土支墩中心距离D轴桩基中心12.57m,即行走梁长度,平
11、台移动前,先将已完成的6根桩基与混凝土支墩采用连接杆固定,形成夹桩系统,避免平台移动过程中产生侧压力造成偏位引起事故;行走梁支撑桩钢护筒外侧安装钢桩帽,钢护筒外侧增加两道同厚度竖向加强板,进行焊接,防止钢桩帽侧向压力挤压钢护筒产生侧向位移。图6.2.2-1 CD桩基与混凝土支墩连接图图6.2.2-1 CD桩基与混凝土支墩连接图待准备工作完成后,安装钢丝绳,采用吊机+平衡架垂直提举牵引钢丝绳产生一个水平力,使钢平台通过行走梁沿着行走梁轨道槽移动,直至达到位置。图6.2.2-2 CD CANTITRAVEL平台移动由陆转海图图6.2.2-2 CD CANTITRAVEL平台移动由陆转海图注意事项:
12、1)行走梁翼板之间采用螺栓连接,梁底与混凝土支墩预埋钢板和钢桩帽进行焊接连接;2)平台组装完成后,调整高度,使混凝土支墩标高与D轴桩基标高保持一致,保证两道行走梁接口处间距小于1cm,无错台,行走梁顶面斜度小于0.5;3)行走梁安放在钢桩帽中心,防止偏位造成事故。6.2.3 安装定位系统和平台转向安装定位系统:CANTITRAVEL平台由陆转海移动到指定位置后,前轮安装车挡,后轮采用三角板将行走轮与行走梁点焊,防止平台溜车。平台定位系统分前侧和两侧,可同时打设10根桩基,主要包含悬挑梁安装,垂直支撑架,上下两层限位架。图6.2.3-1定位系统图限位架限位轮垂直支架悬挑梁图6.2.3-1定位系统
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