深水钻孔灌注桩桩头整体割除施工技术

第11卷第2期中国水运V ol.11

N o.22011年2月Chi na W at er Trans port Februar y 2011

收稿日期：2010-12-29

作者简介：韩爱兵（1964-）男，河北河间人，青岛海防工程局工程师，主要从事港口与航道工程研究。

吴超美（1958-）男，湖北黄梅人，青岛海防工程局高级工程师，主要从事港口与航道工程研究。尤洪祖，（）男，山东临沂人，青岛海防工程局大队长，工程师，主要从事港口与航道工程研究。肖灯勇，（）男，湖北潜江人，青岛海防工程局助理工程师，硕士研究生，主要从事港口与航道工程研究。

深水钻孔灌注桩桩头整体割除施工技术

韩爱兵，吴超美，尤洪祖，肖灯勇

（青岛海防工程局，山东青岛266031）

摘

要：深水作业条件下，钻孔灌注桩桩头整体割除作业环境差，施工难度大，技术要求高，文中结合某取水口桩

基工程，对深水条件下钻孔灌注桩桩头整体割除施工技术作了详尽的探讨，为类似工程提供了宝贵的施工经验。关键词：深水；钻孔灌注桩；桩头；整体割除中图分类号：T76文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）02-0205-02一、工程概况

某取水口工程位于杭州湾内，其桩基工程由62根钻孔灌注桩组成，桩径

1,000mm 。

该工程桩基桩顶标高在-17.48m~-19.10m 之间，较历年最高潮位4.70m 相差20余米，钻孔灌注桩上部采用插打钢护筒，下部采用泥浆护壁的方法进行施工。桩基施工时搭

设钢栈桥和固定钻孔平台，钢护筒直径

1,100m m 。

在桩身砼强度达到设计要求后，采用喜利得水下切割金刚石绳锯由液压泵站做功，将切割绳带通过导向轮转换到水下对钢筋砼桩及钢护筒进行切割。在20m 深水作业条件下，由潜水员水下配合进行切割。

二、水文条件

1．水位（益山处，85国家高程）p =0.1%频率高潮位 6.31m p =1%频率高潮位 5.46m p =2%频率高潮位 5.16m p =97%频率低潮位-3.67m p =99%频率低潮位-3.88m

历年最高潮位 4.7m （1974.8.20）历年最低潮位-3.54m （1981.9.2）历年平均高潮潮位 2.38m 历年平均低潮潮位-2.04m 历年平均潮位0.32m 历年最大潮差7.57m 历年最小潮差0.95m

2．潮流

杭州湾的潮流量，在澉浦处可达270,000m 3/s ，而上游径流来水量仅1,350m 3

/s ，因此在杭州湾海潮起主导作

用，工程所处海域实测最大流速达2.45m/s 。

3．泥沙

杭州湾的泥沙主要来自长江口，泥沙的运行方式，以随潮流大进大出往复搬运为主。杭州湾平均含沙量为1～3kg/m 3

，上游径流来水，含沙量仅0.2k g/m 3

。工程所处海

域全潮平均含沙量为0.4kg/m 3。

三、工艺流程

清淤→切割机定位安装→切割机切割→护筒吊出→护筒

清运

四、施工机具选择

灌注桩桩头切割施工需要如下机械设备：

主要机械设备表

序号设备名称规格型号单位数量用

途1汽车吊16T 台1清淤2履带吊50T 台1吊护筒、吸泥3潜水泵7.5k w 台2清淤吸泥4空压机20m3/min 台1清淤吸泥5电焊机30KVA

台1辅助施工6气割具套4辅助施工7全站仪T C-1800台1测量放线8运输车10T 辆1运输9潜水装备套3吸泥、水下切割

10高压水枪套1清淤11吸泥器A200mm 套2吸泥12

喜利得切割机

套

2

护筒切割

五、主要工艺1．清淤

在进行桩头处理之前，首先用高风压空压机和空气吸泥器及高压水枪对割缝周围泥沙以及杂物进行清理，清理范围为距钢护筒1.5~2m ，吸泥后泥面距离割缝1m 以下为宜。吸泥器用16t 或50t 吊车吊住，水下由潜水员配合把吸泥器固定在钢护筒上，利用绑扎在吸泥器上的高压水枪对护筒周围的泥沙进行冲击，使沉积的泥沙松散浮起同时在高压水流的作用下移动到吸泥器吸口，在吸泥器的作用下吸走并排出，使钢护筒周围形成一个可以安装割具并能进行切割的工作空间。

2．切割机定位安装

清淤完成后，根据设计桩顶标高，在钢栈桥上采用3根

1970-1982-

206中国水运第11

卷

事先标定好的φ6钢丝测量绳（圆周上互为间隔120°）对水下切割刀具进行精确定位（误差在0mm~-250mm之间），测绳一端固定在切割机上，另一端由人工拉紧，测量出切割绳即桩需割断的位置到钢栈桥的高度，确定出割口标高。

在水下割缝处由潜水员配合安装喜利得水下切割金刚石绳锯机座，在平台甲板下方贝雷架上安装喜利得水下切割金刚石绳锯机体，见图1：割除机具。

图1割除机具

3．切割机切割

在桩头切割前，先由潜水员在钢护筒底部侧边割设泄水孔，以便起吊时海水从筒内自然泄出，减轻钢护筒起吊重量。切割机安装无误后，潜水员离开割具5m以外，待确认潜水员已经离开到安全位置后，即启动切割机进行桩头切割，水下由潜水员配合检查情况及排除故障，直到切割完成，见图2：桩头整体割除后底面。

图2桩头整体割除后底面

4．护筒吊运

按钢栈桥桥面板+6.0m，需割除护筒标高-19.1m（桩顶标高-19.1m）计算，护筒长度25.1m，重约5.48t，需割除护筒底部粘带桩头按1.5m计，桩头重约3.32T，共重8.8t。因此，选用50t吊车能满足起吊要求。

为确保平台安全，待切割完成后，即进行护筒吊装。首先用50t吊车吊住已经割断的护筒，然后由辅助人员和潜水员拆除切割机、吸泥器、高压水枪等设备，潜水员出水，辅助人员把护筒与钢栈桥之间的固定角钢和导向支架拆除，使护筒与钢栈桥分离，排除钢栈桥的约束，之后，由吊车缓慢把割下的护筒吊出钢栈桥平台。起吊过程中，辅助人员用绳索控制好护筒，防止与钢栈桥碰挂，护筒底部离开平台后，选用合适位置将护筒着地缓慢放倒，放倒时用绳索控制好护筒，防止护筒在钢栈桥上滑移。最后将护筒切割成6m左右长度进行吊运，整理存放到材料堆场，以备待用。

5．施工分组

在整个割桩过程中，投入切割机两套，吸泥器组两套，潜水员两组，每组潜水员4人，确保每台切割机有一组潜水员配合。切割过程中，根据切割速度和难易程度适当调整潜水员人数，如现有潜水员不能保证切割时间，根据实际情况增加潜水员人数，保证割桩连续不停顿。

六、安全措施

1．为确保安全，在海面风力达到6级以上，浪高达到0.5m以上，涨潮流或落潮流大于1m/s时，割除工作停止进行。

2．在护筒四周进行安全围护，同时在护筒口部焊接钢筋网片进行保护。

3．平台上作业人员必须穿救生衣，在洞口作业人员要拴好安全带，潜水作业必须按潜水操作规程进行，做好各种应急准备。

4．作业过程中，潜水监督、配合人员与潜水员之间应保持清晰可靠的双向通讯联系，同时要采取辅助通讯设施（如信号绳），一旦出现异常立即采取相应的安全措施。工作期间，空压机、水泵等位置必须有人值班，随时执行潜水员的指令。

5．吸泥清淤和护筒切割作业完成，潜水员离开作业点前，潜水监督和各个部位的辅助人员按照个人的分工，关闭各工作机械，并对其进行检查保养，确保各设备处于完好状态。

七、问题及对策

1．清淤及回淤处理

由于工程所处海域泥沙含量大，回淤现象比较严重，造成清淤困难，影响了切割机的定位及安装。因此，清淤工作应连续进行，尽可能一次性完成清淤作业，以防止回淤。

2．切割绳带卡位

切割绳带卡位原因主要包括：一是水下割缝内进入砂石导致，二是割缝位置恰与灌注桩内钢筋笼环形加强箍重合。由于深水作业探视不明，遇到卡位时通常加大马力带动绳带，或正转与反转相结合，若仍不能解决时只能由潜水员在水下剪断绳带后重新安装，选择新的割缝进行。

3．切割绳带脱轮

割缝处距离钢栈桥平台垂直距离20余米，即连接的绳带单向长度也为20余米，在绳带运动时，易发生绳带脱轮现象，尤其涨落潮时脱轮现象尤为突出。为此，一方面在安装绳带时尽量装紧，另一方面割除工作应尽量选择在平潮时进行。

八、结束语

在深水条件下，采用液压绳锯进行钻孔灌注桩桩头整体切割在国内外尚不多见。在施工过程中，我们勇于攻坚，通过不断地摸索，积累了一定的成功经验，为国内外类似工程的施工提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]裴国钧.高地下水位钻孔灌注桩的施工技术[J].甘肃科技，

2005，08：156-157.

[2]王恒林.钻孔灌注桩施工存在的安全问题与对策[J].安全

与健康，2002，12：17-18.

[3]施建军.钻孔灌注桩施工过程中可能出现的问题及处理措

施[J].工程与建设，2010，01：110-111.

[4]张涛，姚巧芝，周少芳.钻孔水下灌注混凝土施工问题研

究[J].水利水电科技进展，2001，10：123-124.

[5]中华人民共和国交通部港口工程灌注桩设计与施工规程

[S]T，，

.

.J J248-2001200112.