灌注桩施工水上钢平台的应用

灌注桩施工水上钢平台的应用

【摘要】通过小钢管搭建重量7.5t的冲击钻机在水上钢平台施工的成功应用，对结构设计与施工过程简要论述，并结合工程实际应用介绍了设计要考虑的几个方面，施工工艺以及保证质量的组织技术措施。

【关键词】小钢管；水上平台；承载力

1 概述

苍南县龙港西北塘某水闸地基基础采用桩径800mm灌注桩314根，桩端均须全断面进入强风化基岩1.0m。为了能在翌年5月份前完成水闸通水目标的施工节点要求，原桩基部分在非汛期施工安排在今年的台汛期施工，经各方协商确定，灌注桩施工采用小钢管搭建水上钢平台方式组织施工。

2 地质条件

闸址地基为淤泥、淤泥质粘土、间夹有粉细砂或粉细砂夹淤泥，基底为一剥蚀残丘，基岩面起伏较大。勘探揭露的闸址地层，自上而下分述如下：

第一层：淤泥，灰～青灰色，软塑～流塑，稍湿～湿，微层理发育，呈千层饼状，含水量61.6%，干重度10.1kn/m3，孔隙比1.745，液性指数1.95，天然地基承载能力18kpa，层厚1.0m～4.0m。

第二层：粉细砂夹淤泥，青灰色，软塑，稍湿～湿，松散，局部呈流动状，夹有青色淤泥，粉质粘土，含水量30.0%，干重度

14.7kn/m3，孔隙比0.849，天然地基承载能力35kpa，层厚3.00m～

9.5m。

3 水上钢平台结构设计

3.1 承载力和稳定计算

基础所处河道底高程为-2.5m， 10年一遇高潮位4.61m。水上钢平台搭设高程为4.5m，平台采用φ114壁厚5mm钢管为立柱，主间距1.6m，排距2.77m，平台顶面横向连接选用14#槽钢，纵向连接选用14#工字钢，平台下部用6.5#槽钢横向、纵向方向水平加固，在闸室和其他部位排架竖向承载钢管纵向每隔一道分别架设3道和2道长6.0mφ6.5m号槽钢剪刀撑。采用冲击钻进行钻孔，钢平台承受着上部桩机的自重荷载和桩机施工的动力荷载，故需要对钢平台插入土层承载力进行验算，为了防止平台主要构件受力后失稳，对最不利工况条件下的主要杆件进行验算。

⑴设备重力参数

根据地质情况，施工设备主要为冲击钻机。桩机底盘尺寸为7500×2500mm（l×w），桩机自重为45kn，锤重约30kn，考虑冲击施工对平台震动作用，取动力放大系数为1.25。按单桩最长45m计算，钢筋笼自重约18kn，导管自重约10kn。

每台桩机施工作用总荷载计算

⑵钢管桩承载力计算

因钻机工作是通过底盘传给移动滚筒，有移动滚筒传给槽钢，然后由槽钢传给钢管立柱，再有立柱传给地基。按最不利的工况进行计算，纵向最大间距1.6米，横向最大间距2.77米，主要受力杆

在横向的工字钢上，每台钻机共有2根移动滚筒，每根滚筒长6.0m，故钢梁受力后直接传给钢管立柱，一台钻机中主要受到竖向的钢管根数n=3×4=12根。

按照桩基技术规程（jgj94-2008）桩基竖向承载力计算要求，安全系数k取2，故单根钢管承载力为146.1×2/12=24.35 kn

本工程钢管立柱插入土层按4.0米计，单根桩长14m，立柱插至粘土层中，各粘土层厚度取值分别是第一层2.8m、第二层1.2m，钢管桩的极限侧阻力标准值按砼预制桩在各层粘土的标准值代替，极限端阻力很小不予考虑。

ⅲ排架侧向稳定影响

水上钢平台位于老水闸下游约300m，河道宽度约80m，水流扩散速度较快，对钢排架不会造成影响。同时要求老闸的开闸放水内外水位不能超过2m，且隔孔开闸，钢排架是钢桁架结构，水流对钢排架影响很小。

4 水上钢平台搭设及拆除

4.1 水上钢平台搭设

⑴搭设顺序

测量放线→构筑临时操作平台→钢管立柱插入施工→连接上部

纵横杆件（14号槽钢和工字钢）→连接下部纵横水平杆件（6.5号槽钢）→设置剪力撑（6.5号槽钢）→铺跳板→循环施工。

⑵搭设需要注意的事项

①为了避开桩基位置，钢平台搭设前先要进行测量定位放线，

然后在进行钢管立柱插入施工，人工钢管立柱插入土层，可采用偏心轴震动器和辅助于3吨葫芦进行配合施工。但震动器的激振力不得小于5kn，插入的钢管要保证入土承载力不小于20kn，且立杆插入深度已打不下去为准。