宜昌港主城港区古老背作业区 海汇综合码头二期工程
姓名： 郑 超
钢 管 桩 沉 桩 施 工 总 结
2014年7月8日
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时间：中交第二航务工程局
目录
一、工程概况 ................................................................................................................................. 3 二、钢管桩的运输 ......................................................................................................................... 3 三、钢管桩沉桩施工工艺 ............................................................................................................. 4
3.1、水下探摸和清障 ............................................................................................................ 4 3.2、地牛埋设 ........................................................................................................................ 4 3.3、施工工艺流程 ................................................................................................................ 5 3.4、取桩就位 ........................................................................................................................ 5 3.5、沉桩施工 ........................................................................................................................ 6 四、沉桩质量控制措施 ................................................................................................................. 9 五、沉桩过程情况 ......................................................................................................................... 9
5.1水上接桩 ........................................................................................................................... 9 5.2复打 ................................................................................................................................. 14 5.3截桩 ................................................................................................................................. 14 5.4入土浅 ............................................................................................................................. 14 5.5钢管桩防腐修补 ............................................................................................................. 14 六、心得体会 ............................................................................................................................... 15
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宜昌港主城港区古老背作业区海汇综合码头二期工程
钢管桩沉桩施工总结
一、工程概况
宜昌港主城港区古老背作业区海汇综合码头二期工程码头结构为高桩梁板式，码头平台长500m，宽30m，共计67排架，排架间距7.8m，共分7段（其中上游3段每段9榀排架，下游4段每段10榀排架），本次施工为下游4段300m的码头结构，桩型为φ1.0m的钢管桩，共计160根。
沉桩采用大桥打桩船进行施工，该船尺寸：47m*16.6m*1.9m（船长*船宽*吃水），最大打桩桩长：36m+水深，最大打桩桩重30t，桩型D-100，桩锤重20t，桩架作业变幅-18.5°～+18.5°。本工程钢管桩共计160根，全为直桩。桩长自19.5～38.5m按照设计图纸要求不等。总体上从上游往下岸向江方向推进的顺序沉桩。
二、钢管桩的运输
钢管桩采用运桩船运至现场，运桩船甲板横向铺20cm*20cm断面方木垫底。钢管桩顺船装运，分2～3层摆放。根据沉桩的先后顺序及现场倒运次数确定装船的先后顺序为先沉的后装、后沉的先装，每一层当中，先打的桩摆放在最外边，并且应左右对称摆放，后打的摆放在中间。
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标划沉桩贯入度观测刻度线：根据附近的地质资料在桩上标划刻度线，在桩下部按间距1m标划，在桩上部入强风化岩部位上下浮动各1m的区域内按5cm贯入纵深度标划。
三、钢管桩沉桩施工工艺
3.1、水下探摸和清障
在沉桩开始之前，对工程所处范围进行水下探摸工作，探摸时采用超声波方式进行，在临近驳岸处拟采用定点人工水下探摸方式进行。并绘制当前水下泥面图进行复核，并将成果图报业主、监理备查。
3.2、地牛埋设
在岸坡埋设7个地牛，每个地牛间距50m，以方便打桩船打桩时岸侧带缆，每个地牛采用1根长10m的φ28钢丝绳和2根2m长的I32a工字钢挖坑深埋，挖深5m后用砂卵石压实回填。以保证带缆时打桩船的稳定。
3.3、施工工艺流程
桩制作运输 施工准备 桩船吊桩下桩压锤 15 测量控制 复测桩位 中交第二航务工程局
沉桩施工工艺流程图
3.4、取桩就位
锚缆布置完毕，移船缓缓靠近运桩船取桩（为便于取桩和定位，沿排架沉桩方向，运桩船位于打桩船后一段距离），钢管桩起吊时，钢丝绳用吊重15t以上的卡环连接钢管桩吊耳，平稳起吊到一定高度，吊上部吊点的大钩带劲回收，缓缓立桩，立桩完毕，适当调整桩架的倾斜度和替打的高度，使钢管桩上口嵌入替打，此时将连接下部吊点的大钩缓缓放松并解除，然后移船就位，吊立过程中，避免发生钢管桩滚动和碰撞，以免碰伤钢管。
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打桩船取钢管桩图
3.5、沉桩施工
沉桩施工前先进行试桩，设计定试桩桩位为：钢管桩试桩数量2根，试桩桩位为D31和D47；嵌岩钢管桩试桩数量2根，试桩桩位为D54和D67。试桩沉桩3天后进行基桩高应变检测并将检测结果上报设计单位，以便根据试桩情况及检测报告及时调整。
1）沉桩定位仪器：两台全站仪（免棱镜，定位、校核）、一台水准仪（测量高程，可用全站仪代替）。
2）桩位控制：沉桩时采用全站仪放点的方法控制桩位，在A、B点各架设一台全站仪，采用施工坐标提前计算好钢管桩正对着仪器的外表面坐标(A’、B’)，指挥打桩船移动桩位到沉桩地点。
A’钢管桩B'B
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桩位控制参照图
3）高程控制方法
（1）利用全站仪的三维坐标直接测出高程。
（2）在测量条件较差时，可用全站仪中的高程测量程序。 4）沉桩测量的控制流程
（1）准备测量数据，全站仪将观测点的桩的坐标记下； （2）打桩船就位后，开始初步定桩位；
（3）调船位，将打桩船前后左右移动的数据报给打桩船； （4）精确定位：将全站仪水平角和竖直角拨至计算值上，观测桩偏位，并将前后和左右移船数据报给打桩船，反复观测，直到定位完毕，记录定位坐标并检查；
（5）经全站仪校核坐标、倾斜无误后报告打桩船指挥人员； （6）下桩后记录坐标观测偏位；
（7）压锤后记录坐标观测偏位，并开始测量标高计算贯入度； （8）终锤后记录坐标观测偏位和桩顶标高； （9）根据沉桩偏位的规律，定出下根桩的提前量。
沉桩偏差控制标准：设计桩顶平面位置偏差为100mm，桩的纵轴线倾斜偏差不宜大于1%。
5）贯入度控制：全站仪定位水平扭角完毕，转角控制桩的某一条标划刻度线，固定竖盘，然后读尺控制沉桩贯入度。
打入钢管桩沉桩控制标准：以贯入度控制为主，标高控制为辅。控制贯入度暂定为最后10击平均贯入度为3mm/击。
嵌岩钢管桩沉桩控制标准：以打入中风化岩面为原则，并以贯入度控制为主，控制贯入度暂定为最后10击平均贯入度为3mm/击。控制贯入度由试桩确定。嵌岩段桩身应进入第（5）层或第（6-2）层中风化岩层内。 当沉桩贯入度已达到控制贯入度，而桩端未达到设计高程时，应继续锤击贯入100mm或锤击30～50击，其平均贯入度不应大于控制贯入度。沉桩完成后桩顶标高超过设计标高1～3m时应会同监理、业主和设计单位研究解决。
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打桩船沉桩
四、沉桩质量控制措施
1、沉桩时桩锤、替打和桩三者始终在同一直线上，为此在锤压过桩后，尽量避免再纠正桩位，掌握保桩不保位的原则。
2、在自沉或压上锤和替打后，如发现桩基偏位较大，只能将桩基拔起后，重新定位调整，禁止在沉桩过程中挤桩纠偏，以免因过大的调整而将桩断裂。
3、适时松、紧缆绳，以保持船位不变和防止个别锚缆受力过大。 4、沉桩记录要准确反映停锤前几阵的贯入度和锤芯部的反跳高度。 5、沉桩应连续，不要中途停，以免土壤恢复而增加其对沉桩的阻力。
6、沉桩时，根据现场的水下地形，有斜坡段则需预留出打桩偏位的提前量，确保最终的沉桩偏位满足规范要求。
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五、沉桩过程情况
本工程钢管桩在沉桩过程中出现了各种现象，下面将几种常见现象介绍如下：
5.1水上接桩
对于已接近设计要求的桩顶标高，而贯入度尚未达到设计给定的贯入度，应继续沉桩，达到设计贯入度后停锤再进行水上接桩。水上接桩施工要求按照下列要求进行。
1）水上接桩主要施工工艺流程
选择上桩→搭设平台→焊接内衬环→焊接导向滑板→设间隙卡→点焊固定→复核焊接→焊缝检测→防腐处理
2）接桩施工方法 （1）选择上装
根据测量提供的下部钢管桩标高来选择符合设计标高的上桩长度，上桩长度应大于设计桩长100mm；上桩的对接口采用50°无钝边坡口，坡口在制作下料时用自动切割机切割，必须均匀，无锯齿状，氧化铁应清理干净，无挂棱挂渣现象，必要时应用角磨机进行打磨修复，确保焊缝焊接质量；下桩为平口，平口必须平整打磨干净。坡口形式见下图。
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18上桩50°下桩 现场接桩坡口形式 单位：mm （2）搭设平台
为了方便施工及水上作业安全，单独在下桩管口四周一下1.5m处搭设一个3.2m×3.5m×1.2m的临时施工平台；平台必须牢固，另设安全带系挂处确保作业人员的安全。
（3）焊接内衬环
焊接内衬环前必须彻底清除待焊区域内的铁锈、氧化皮、油污、油漆等有害物，确保焊接的质量。形式如下图：
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（4）焊接导向滑板
为了上桩准确定位需要在下桩管口焊接三个定位导向滑板；三个导向滑板均匀焊接在小于180度管口位置，滑板用δ18×150mm×500mm钢板制作。
（5）设间隙卡
水上焊接作业难度较大，为确保焊缝焊接质量，采用在下桩管口均匀设置8个间隙控制卡，卡在下桩平口上（间隙控制卡用焊条，弯曲成U形），并保持所留间隙均匀，确保焊透环口。
（6）点焊固定
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调整好上桩即可点焊固定：点焊长度为40~50mm；对接管口错边小于2mm；相临两条纵缝错开长度必须大于1/4钢管周长；上下对接钢管必须在同一直线这样确保钢管更好受力。点焊完后用气焊割具将U形间隙卡割除掉。
（7）复核焊接
检查桩身的直线度和同轴度，经复核无误后，专职电焊工进行焊接施工。焊接操作基本要求：
①焊工必须熟悉焊接工艺规程和施工图的各项规定，在焊接作业时严格执行。
②为保证焊接质量采用E5XX系列焊条。
③焊接环境恶劣、下雨天不得露天施焊，只有采取有效防护措施后才可焊接。焊接前必须彻底清除待焊区域内的铁锈、氧化皮、油污、油漆等有害物。
④每一道焊完后必须将药皮、熔渣和飞溅用钢刷清理干净，焊接下一道前必须将前一道的焊接缺陷清除后再补焊、并修磨匀顺。焊缝完成后，应将药皮清除干净还应将切除马板部位板面磨平。
水上接桩
（8）焊缝检测
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①外观检查。焊缝金属应紧密，焊道应均匀，焊缝金属与母材的过渡应平顺，不得有裂缝、未融合、未焊透、焊瘤和烧穿等缺陷。
②探伤检测。焊接完成后，由试验人员按100%检测频率进行焊缝及热影响区的超声波探伤。质量满足现行标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345）。
（9）质量返修
在焊接施工过程中由于种种原因所造成的焊接质量不合格必须返修。返修流程：无损检测→碳弧气刨→将气刨焊缝进行清渣打磨处理，确保焊道干净→返修焊接。
（10）防腐处理
焊缝检测合格后对接口处进行防腐处理，涂刷防腐材料前先将钢管桩表面的铁锈、氧化层、油污、水气及杂物清理干净，涂料、涂层厚度按照桩身防腐同等要求进行。
5.2复打
对于桩顶标高已接近水面高程的桩，而贯入度尚未达到设计给定的贯入度的，应在桩顶离水面1.5～2m处停锤待接桩后再继续沉桩，接桩长度按照测量数据及周边已沉桩长度确定，接桩严格按照水上结桩的方法进行施工。
5.3截桩
沉桩完毕后，对于高于设计桩顶标高的桩做截桩处理，截桩采用气焊切割。切割前首先抄平，用石笔进行画线，采用椭圆弧铁皮，沿桩画一周水平线，然后顺线切割，切割下的钢管用吊车吊到船上运走。
5.4入土浅
在沉桩过程中出现过多次钢管桩入土较浅，一般这种情况有两种处理方法：
1、当是D排时（靠近岸边），采用回填卵石进行稳桩，回填时采用从钢管桩两边向钢管桩回填的方式回填，以免造回填卵石对钢管桩造成挤压偏位。
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2、当入土浅的钢管桩回填不方便时，用钢筋将入土较浅的钢管桩和四周的钢管桩连接起来，以增加其稳定性。
5.5钢管桩防腐修补
钢管桩在施工过程中，尽量进行保护，避免碰坏刮伤，以保护好钢管桩的原有防腐层。但因为有现场焊接，以及在沉桩的过程中出现损坏防腐，需进行全面修补。
5.6对此地形钢管桩质量控制讨论
设计施工图纸要求对于嵌岩钢管桩控制贯入度最后10击平均贯入度为3mm/击，后根据试桩及实际沉桩情况设计将嵌岩钢管桩控制贯入度最后10击平均贯入度为5mm/击。根据28-34排架的嵌岩施工，发现钢管桩底部都存在不同程度的卷边或变形，对嵌岩施工增加了难度。于是对于下游段钢管桩沉桩施工严格控制贯入度以防卷边或变形，且下游段钢管桩入土普遍较浅，如若发生卷边或变形也没得上游段严重。
经总结发现造成卷边或变形的原因有：
1、实际地质情况与地勘报告不符，造成设计不准。 2、业主对港池开挖造成地面标高与原设计地面标高不一致。 3、最后十击贯入度5mm/击过小。
4、到满足沉桩标准时因为通讯设备或人员疏忽未及时停锤。
六、心得体会
经过几个月的工作与学习，我深刻认识到了自己对理论的不足，对施工管理的不足，对施工技术的不足，对施工员岗位责任认识欠缺。在几个月的施工中感觉自己在施工技术以及施工协调上面严重不足，以后再这方面需要加强学习。但这几个月也学习了很多，从最开始接触钢管桩施工的陌生到现在对钢管桩施工有了自己的认识。这也为以后类似的工程积累了经验。
在钢管桩沉桩施工中，控制好钢管桩的定位、标高以及贯入度，是钢管桩施工总的质量控制要点，这就要求在钢管桩施工中，要做好施工测量控制，确保沉桩位置的准确以及打桩的垂直度，保证沉桩的贯入度能够满足地基承载力的要求；同时做好船机的调配工作，保证钢管桩沉桩施工的顺
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利进行。通过进行多方面的控制，以保证工程质量能够符合设计及规范要求。
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