钻孔灌注桩钢护筒施工方案

沈海复线宁德漳湾镇至连江浦口高速公路

（宁德段）A1合同段

钢护筒施工方案

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中铁航空港集团沈海复线宁德漳湾至连江浦口高速公路

A1项目经理部 二零一三年十月

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钢护筒施工方案

一、工程概况

本标段王坑特大桥4#墩~70#台桩基础设计有永久性钢护筒，桩长26m～66m不等，桩径以Ф1.3、Ф1.6、Ф1.8、Ф2.0为主。钻孔灌注永久桩钢护筒不参与结构受力，其高出承台底以上部分进行切割回收利用。钢护筒材质为Q235，壁厚分别为8mm、10mm、12mm，其内径为d+20cm，钢护筒顶标高以现场实际测量为准。

二、钢护筒结构参数及工程量

钢护筒的主要结构参数及工程量如下表：

王坑桥钢护筒的主要结构参数及工程量表

K11+683.18王坑特大桥桩基统计表（左/右幅）

墩台号 设计桩径 设计桩顶标高 右 2 1.7 1.7 1.7 1.7 2.9 1.8 1.7 左 -38 设计桩底标桩长 高 右 -38 左 40 右 40 左 3.6 右 3.6 12.5 17 14 17.8 8.2 8.1 12.6 左 右 左 4#墩 1.3 1.3 2 5#墩 1.3 1.3 1.7 6#墩 1.3 1.3 1.7 7#墩 1.3 2 1.7 8#墩 1.3 2 1.7 9#墩 2 2 2.9 2 1.8 2 1.7 桩基钢护筒长度 （根） 8根 8根 8根 8根 8根 4根 4根 4根 桩数-44.3 -44.3 46 -48.3 -48.3 50 -43.3 -43.3 45 46 12.5 50 45 17 14 -43.8 -43.8 45.5 45.5 17.8 -31.8 -38.1 34.7 41 -39.2 -39.2 41 -48.3 -48.3 50 2

8.2 8.1 10#墩 2 11#墩 2

41 50 12.6 12#墩 2 13#墩 2 14#墩 2 15#墩 2 16#墩 2 17#墩 2 18#墩 2 19#墩 2 20#墩 2 21#墩 2 22#墩 2 23#墩 2 24#墩 2 25#墩 2 26#墩 2 27#墩 2 28#墩 2 2 2 2 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.9 2 2 2.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.4 2.4 -47.5 -47.5 49.5 49.5 8 8 10.5 10.2 14 11.5 12 13.7 14.6 15.5 17.9 17.1 19.1 21.2 20.4 16.9 20 23.1 21.5 20 18.1 16.1 19.9 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 2 1.8 2 1.8 2 1.8 2 1.8 2 1.8 2 1.8 2 1.8 2 1.9 2 2 2 2 -47.7 -47.7 49.5 49.5 10.5 -48.2 -48.2 50 -51.2 -51.2 53 50 10.2 53 14 -48.7 -48.7 50.5 50.5 11.5 -48.7 -48.7 50.5 50.5 12 -50.7 -50.7 52.5 52.5 13.7 -51.2 -51.2 53 53 14.6 -50.6 -50.6 52.5 52.5 15.5 -52.5 -52.5 54.5 54.5 17.9 -58 -58 60 60 17.1 60 19.1 60 21.2 62 20.4 2 2.1 2 2.2 2 2.2 2 2.2 2 2.2 2 2.1 -57.9 -57.9 60 -57.8 -57.8 60 -59.8 -59.8 62 -61.3 -61.3 63.5 63.5 16.9 -61.8 -61.8 64 64 20 -62.4 -62.4 64.5 64.5 23.1 -62.3 -62.3 64.5 64.5 21.5 -63.7 -63.7 66 66 20 29#墩 1.8 1.8 2.2 30#墩 1.8 1.8 2.3 31#墩 1.8 1.8 2.4 32#墩 1.8 1.8 2.4 33#墩 1.8 1.8 2.4 -61.1 -61.1 63.5 63.5 18.1 -59.6 -59.6 62 -58.6 -58.6 61 3

62 16.1 61 19.9

34#墩 1.8 1.8 3.1 35#墩 1.8 1.8 2.4 36#墩 1.8 1.8 2.4 37#墩 1.8 1.8 2.5 38#墩 2 39#墩 2 40#墩 2 41#墩 2 2 2.8 2 2 3.1 2.4 2.4 2.5 2.8 2 1.7 2.3 1.6 1.6 1.6 1.9 1.8 1.7 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.5 -55.9 -55.9 59 59 24.8 24.8 18.1 14.7 14.4 14.7 15.1 16.2 15 17.8 18 18.4 22.1 19.8 17.6 16.7 16 16.7 17.5 18.3 19.1 17.5 15.7 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 -55.1 -55.1 57.5 57.5 18.1 -64.6 -64.6 67 -59 67 14.7 -61 61.5 63.5 14.4 -53.7 -58.2 56.5 61 14.7 -59 -59 61 61 15.1 2 1.7 2 2.3 -69.3 -71.8 71 73.5 16.2 -53.2 -49.7 55.5 52 15 42#墩 1.8 1.8 1.6 43#墩 1.8 1.8 1.6 44#墩 1.8 1.8 1.6 45#墩 1.8 1.8 1.9 46#墩 1.8 1.8 1.8 47#墩 1.8 1.8 1.7 48#墩 1.8 1.8 1.6 49#墩 1.8 1.8 1.6 50#墩 1.8 1.8 1.6 51#墩 1.8 1.8 1.6 52#墩 1.8 1.8 1.6 53#墩 1.8 1.8 1.6 54#墩 1.8 1.8 1.6 55#墩 1.6 1.6 1.5 -52.9 -52.9 54.5 54.5 17.8 -52.9 -52.9 54.5 54.5 18 -55.9 -55.9 57.5 57.5 18.4 -52.1 -52.1 54 54 22.1 -53.7 -53.7 55.5 55.5 19.8 -55.3 -55.3 57 57 17.6 -55.9 -55.9 57.5 57.5 16.7 -56.9 -56.9 58.5 58.5 16 -58.4 -58.4 60 -60.4 -60.4 62 -58.4 -58.4 60 60 16.7 62 17.5 60 18.3 -56.9 -56.9 58.5 58.5 19.1 -57.4 -57.4 59 -60.5 -60.5 62 4

59 17.5 62 15.7

56#墩 1.6 1.6 1.5 57#墩 1.6 1.6 1.8 58#墩 1.6 1.6 1.8 59#墩 1.6 1.6 1.8 60#墩 1.6 1.6 1.8 61#墩 1.6 1.6 1.9 62#墩 1.6 1.6 1.8 63#墩 1.6 1.6 1.8 64#墩 1.6 1.6 1.8 65#墩 1.6 1.6 1.8 66#墩 1.6 1.6 1.8 67#墩 1.6 1.6 1.8 68#墩 2 69#墩 2 2 1.8 2 1.8 1.5 1.8 1.8 1.8 1.8 1.9 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 2.4 -61 -61 62.5 62.5 16.9 16.9 18.4 18.4 18.2 18.1 18 17.9 17.7 24.4 23.5 27.5 22.7 17.9 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 -61.7 -61.7 63.5 63.5 18.4 -60.7 -60.7 62.5 62.5 18.4 -58.2 -58.2 60 -60.2 -60.2 62 -61.1 -61.1 63 60 18.2 62 18.1 63 18 -61.7 -61.7 63.5 63.5 17.9 -61.7 -61.7 63.5 63.5 17.7 -48.7 -48.7 50.5 50.5 24.4 -52.7 -52.7 54.5 54.5 23.5 -51.7 -53.2 53.5 55 27.5 -46.2 -46.2 48 -37.2 -39.2 39 -34.2 -36.2 36 -23.6 -25.6 26 48 22.7 41 17.9 38 13.2 13.2/15.2 4根 28 9.6 11.6/14.6 8根 70#台 1.6 1.6 2.4

三、钢护筒结构设计 3.1、钢护筒孔口结构

根据桥位处的水文条件、钢护筒下放过程中的受力情况，以及满足钢护筒顶口振打和底口入土的要求，对钢护筒结构的进行了设计，最终确定钢护筒直径1.5m、1.8m、2.0m和2.2m。

采用壁厚8mm、10mm和12mm的Q235钢板卷制。为避免钢护筒在下沉过程中

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发生变形，分别对钢护筒的顶口和底口进行加强。护铜顶端、底端和接头处采用同钢护筒厚度相同的钢板进行加强，加强长度为500mm；钢护筒顶部和底部加强钢板与钢护筒采用跳焊连接，每条焊缝长150mm，净间距150mm， 3.2、导向架设计与制作

3.2.1为保证钢护筒的准确定位及竖直度，采用定位导向架定位，定位导向架采用钢桁结构，长6m。导向架结构形式见图3所示。

3.2.2导向架主要作用：保证钢护筒在自重作用下及在连续施振时能够直 入土下沉。

3.3、导向架安装固定

3.3.1导向架采用吊车吊装移位，并固定在已完成的钻孔平台的钢护筒设计顶口位置。

3.3.2导向架的下端悬臂段采用“井”字形型钢固定在平台周边的钢管桩的上下平联上，或将导向架与井字架焊成整体然后固定在钢护筒周围的钢管桩上。

3.3.3导向装置内设置有供钢护筒定位、纠偏、调整的液压千斤顶和锁定装置。利用撬棍等对钢护筒进行微调定位、施沉过程中纠偏，利用木楔和I32a工字钢等对调整后钢护筒进行锁定。

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ⅡⅡ5.50(平台顶)I25I12I25I32I125.50(平台顶)ⅠI12I32ⅠI12φ600mm钢管I12I25I250.50(导向架底)0.50(导向架底)钢护筒

Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡI32

I12I25I12I12图3导向架结构示意图 3.4、吊耳设置

工程施工前护筒由吊车采用两点起吊，经运输车平移至桩架前，竖起来后由履带吊的起重机单点起吊，两

图4吊点位置示意图 两端吊耳 顶部吊环 点起吊的吊点位置和单点起吊的吊点如图4所示。吊耳采用厚度为25mm的Q235钢板，底板尺寸为竖向20cm×环向15cm，耳板尺寸为径向20cm，环向10cm（耳宽），孔径为5cm。

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图4-1护筒吊耳设计 图4-2 护筒起吊

钢丝绳

图4-3 护筒起吊（一） 图4-4 护筒起吊（二） 3.5、内支撑设置

为防止护筒起吊、运输过程中变形，钢护筒内部设置Φ32钢筋米字撑（如图5所示）。在运输过程中只允许堆放两层，并做好护筒之间的隔垫保护，避免挤压变形。护筒吊装前要及时检查支撑是否存在松动脱焊现象，如发现则及时测量护筒的椭圆度，并调整后补焊。

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四、钢护筒的施工

钢护筒作业选择有经验的专业施工队伍。单节钢护筒最大长度取10m。 4.1、施工工艺流程

单根钢护筒沉放工艺流程如下：导向架安装定位→首节护筒入导向架→测量校核→首节护筒振动下沉→测量校核→第二节接长、焊缝检验→第二次振动下沉→移走导向架→继续振动下沉到位→防护措施。 4.2、钢护筒分节方案（如表2所示） 4.3、首节钢护筒沉放 4.3.1首节护筒沉入

4.3.1.1吊装：用50吨履带吊吊起第一节钢护筒，垂直立放在定位架内并临时固定。

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图5 护筒米字撑布置图 表2 钢护筒分节长度表

K11+683.18王坑特大桥钢护筒分节表

第三墩台号 节 4#墩 5#墩 6#墩 7#墩 8#墩 9#墩 10#墩 11#墩 12#墩 13#墩 14#墩 15#墩 16#墩 17#墩 18#墩 19#墩 20#墩 节 3.6 10 10 10 10 8.2 8.1 10 8 10.5 10.2 10 10 10 10 10 10 节 0 2.5 7 4 7.8 0 0 2.6 0 0 0 4 1.5 2 3.7 4.6 5.5 左 3.6 12.5 17 14 17.8 8.2 8.1 12.6 8 10.5 10.2 14 11.5 12 13.7 14.6 15.5 10

第一第二桩基钢护筒长度 右 3.6 12.5 17 14 17.8 8.2 8.1 12.6 8 10.5 10.2 14 11.5 12 13.7 14.6 15.5 桩数（根） 8根 8根 8根 8根 8根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 21#墩 22#墩 23#墩 24#墩 25#墩 26#墩 27#墩 28#墩 29#墩 30#墩 31#墩 32#墩 33#墩 34#墩 35#墩 36#墩 37#墩 38#墩 39#墩 40#墩 41#墩 42#墩 1.2 3.1 1.5 4.8 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 7.9 7.1 9.1 10 10.4 6.9 10 10 10 10 8.1 6.1 9.9 10 8.1 4.7 4.4 4.7 5.1 6.2 5 7.8 17.9 17.1 19.1 21.2 20.4 16.9 20 23.1 21.5 20 18.1 16.1 19.9 24.8 18.1 14.7 14.4 14.7 15.1 16.2 15 17.8 11

17.9 17.1 19.1 21.2 20.4 16.9 20 23.1 21.5 20 18.1 16.1 19.9 24.8 18.1 14.7 14.4 14.7 15.1 16.2 15 17.8 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根

43#墩 44#墩 45#墩 46#墩 47#墩 48#墩 49#墩 50#墩 51#墩 52#墩 53#墩 54#墩 55#墩 56#墩 57#墩 58#墩 59#墩 60#墩 61#墩 62#墩 63#墩 64#墩 2.1 4.4 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 8 8.4 10 9.8 7.6 6.7 6 6.7 7.5 8.3 9.1 7.5 5.7 6.9 8.4 8.4 8．2 8.1 8 7.9 7.7 10 18 18.4 22.1 19.8 17.6 16.7 16 16.7 17.5 18.3 19.1 17.5 15.7 16.9 18.4 18.4 18.2 18.1 18 17.9 17.7 24.4 12

18 18.4 22.1 19.8 17.6 16.7 16 16.7 17.5 18.3 19.1 17.5 15.7 16.9 18.4 18.4 18.2 18.1 18 17.9 17.7 24.4 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根 4根

65#墩 66#墩 67#墩 68#墩 69#墩 70#台 3.5 7.5 2.7 10 10 10 10 10 9.6 10 10 10 7.9 3.2 0 23.5 27.5 22.7 17.9 13.2 9.6

23.5 27.5 22.7 17.9 13.2/15.2 11.6/14.6 4根 4根 4根 4根 4根 8根 4.3.1.2夹管：撤下大钩改挂DZ135振锤，使其下端的液压夹持器夹紧护筒顶端，同时挂上辅助钢丝绳。

4.3.1.3对位：将夹紧的钢护筒吊起，移动大钩使钢护筒下端对准己固定好导向架孔口，在沉桩前先用自重下沉，移动夹桩器的位置，使钢护筒顶面在同一水平面上，然后徐徐下放钢护筒至原地面。 4.3.2首节护筒孔底坐标及竖直度控制

施工中护筒的精度主要取决于护筒着床时的精度，所以对护筒插打着床时的定位至关重要，测量人员必须进行认真、细致的观测调整。 4.3.3首节护筒固定

当护筒着床并定位后，应立即在钢护筒上焊接倒挂牛腿，测量校核，利用木楔锁定钢护筒，使首节钢护筒固定在导向架上。 4.3.4、第二节钢护筒沉放

1吊装第二节钢护筒，焊接第二节护筒。

2在相互垂直的两个方向设监测点，指挥吊车操作，使钢护筒自然垂直对准桩位，启动振锤；同时，吊车大钩稍放松，并控制大钩下降速度以便护筒在保持垂直的状态下沉入土中。两个观测点连续观测钢护筒的垂直度，发现

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有倾斜倾向立即调整大钩位置进行纠正。

3履带吊配合振动锤进行钢护筒沉放。振拔锤对钢护筒振入时，先采用自重下沉，在确保钢护筒的位置准确，桩身有足够的稳定性后，再采用振动下沉。

4在振动过程中，振动锤、夹桩器等必须连接可靠，其中心与护筒中心、钻孔桩中心应尽量保持在一条直线上。偏差控制在5cm以内。

5护筒着床后，需对护筒进行认真精密测量，根据测量结果进行细致调整，测量时可在平台上同时设点，以便于测量交汇，插打过程中通过测量来控制护筒的位置和标高。 4.3.5、钢护筒施工质量控制

1钢护筒起吊前应确认导向架是否安放到位，氧割、电焊机等是否能正常使用。

2先将第一节钢护筒放到平台上，并确认好缆绳的起吊方式。将钢护筒竖起转换成垂直吊。履带吊将护筒从侧面吊入导向架，根据测量员的指导进行垂直度的调整。

3平面位置和垂直度调整到设计值之后，履带吊慢慢放下钢护筒，使钢护筒沿导向架下沉至地面并入土。待钢护筒自重下沉稳定后，起吊振动锤至钢护筒顶口并调整振动锤的位置，使其重心在钢护筒的中心位置。

4钻孔桩钢护筒施工质量应符合表3的要求。

表3护筒质量控制检查项目

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项次 1 2 3

检查项目 中心位置(mm) 钢护筒倾斜度 钢护筒底高程(m) 规定值或允许偏差 50 1% 不高于设计标高 检查方法和频率 用全站仪检查 检查记录 查记录 4.3.6、钢护筒打设过程常见问题及防治、处理方法

表4 常遇问题及防治、处理方法

常遇问产生原因 题 振动锤大小与护筒的形更换合适的振动锤 护筒达状、断面和地层不匹配； 不到设锤垫选择不当，打击能量更换合适的锤垫 计标高损失太大； 或打设遇地下障碍物或护筒侧摩困难 阻力很大或土的密度很高清除障碍物；更换合适的振动锤 或桩距过小； 起吊时破损 护筒破打设时遇地下障碍物使护原则上更换，但如在打设结束时护筒破损 筒破损 顶端破遇地下障碍物过打 损 补强 损度低，综合判断后确定是否更换。 修复或更换 防治措施及处理方法 15

打设过钢护筒架立不正 及时调正 程偏心导向架与钢护筒接触不良 使两者接触面平整 或垂直度偏移遇横向障碍物 过大 承载力实际的底端持力层比原勘继续施打，打进桩端持力层 不够 夹 渣 焊条运行速度太慢 焊缝间隔狭窄 焊接速度太快或太慢 未 焊 焊接电流低 透 焊枪角度或目标位置不合适 焊渣未完全清除就焊 夹 渣 焊条运行速度太慢 接头处混入水分、杂物 垃圾、铁锈等彻底除掉 热影响区硬化脆化，或焊焊接前进行预热，平时好好保管，用时裂 纹 线吸湿 焊条、焊丝受潮状态下干燥后使用 使用 16

障碍物不深时，可挖除回填后再打 查评定的深 焊渣未完全清除就焊 应将前层的焊渣完全清除 稍增大电流，保持焊渣不先行的速度 确保焊接质量 应将前层的焊渣完全清除 稍增大电流，保持焊渣不先行的速度 焊接前清扫坡口，将水分、泥土、油脂、将焊线再干燥 4.3.7、安全注意事项

1起吊前应对起吊的机具，设备认真检查，以保证其性能满足施工要求。 2履带吊移动时，应收杆并处于低位；起吊时或移动履带吊时，操作人员与信号员应互相配合，鸣哨、手势要正确。

3起吊前应检查护筒吊耳是否开裂；锤击时，人员应远离桩锤以免出现意外伤人。

4应加强机械设备安全保障措施，并做好人员及机械的避风措施；施工应选在风力小于4级时进行，风力大于6级或雷雨天气不得施工。

5施工期间应有安全员现场负责安全。

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