高桩码头施工PPT课件.ppt
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1、第七章第七章 高桩码头施工高桩码头施工第一节第一节 高桩码头的基本组成高桩码头的基本组成(一)桩(一)桩 钢筋砼桩钢筋砼桩u普通钢筋砼桩;普通钢筋砼桩;u预应力(抗裂性能好)钢筋预应力(抗裂性能好)钢筋砼桩(空心或实心);砼桩(空心或实心);u大直径钢筋砼管桩(外海深大直径钢筋砼管桩(外海深水)。水)。大直径钢筋砼管桩大直径钢筋砼管桩钢管桩钢管桩u开口桩(无桩尖):容易开口桩(无桩尖):容易沉桩,形成土塞后承载力沉桩,形成土塞后承载力足够。最终承载力比同直足够。最终承载力比同直径的闭口桩少径的闭口桩少20%20%。u半封闭尖桩半封闭尖桩u全半封闭尖桩全半封闭尖桩钢管桩螺旋焊缝钢管桩螺旋焊缝灌注
2、桩灌注桩钢桩钢桩(二)(二)纵梁、横梁纵梁、横梁:预应力钢筋砼矩形梁或倒预应力钢筋砼矩形梁或倒T T形梁形梁(三)面板:(三)面板:u单向板;单向板;u双向板;双向板;u悬臂板。悬臂板。(四)桩帽(四)桩帽(五)靠船构(五)靠船构件等。件等。施工过程施工过程第二节第二节 预制桩的施工方法预制桩的施工方法一、桩的制作一、桩的制作(一)钢筋砼桩(一)钢筋砼桩u先张法先张法u后张法后张法一般在专设的预制厂,非预应力桩也可现场制作(若工地一般在专设的预制厂,非预应力桩也可现场制作(若工地离预制厂远)离预制厂远)后张法预应力管桩,可先用离心法在工厂预制成管桩等。后张法预应力管桩,可先用离心法在工厂预制成
3、管桩等。在工地现厂穿高强度钢丝,通过施加预应力进行拼接。在工地现厂穿高强度钢丝,通过施加预应力进行拼接。(二)钢管桩(二)钢管桩一般在专门工厂生产成单节管桩,一般在专门工厂生产成单节管桩,运倒工地后拼接焊接,加固桩运倒工地后拼接焊接,加固桩顶及桩尖,并进行防腐蚀处理。顶及桩尖,并进行防腐蚀处理。尽量采用螺旋形焊接,分段拼接尽量采用螺旋形焊接,分段拼接时必须在接头内侧加焊衬套,时必须在接头内侧加焊衬套,以确保接头牢固、平直、可靠。以确保接头牢固、平直、可靠。二、桩的吊运、堆存二、桩的吊运、堆存桩从制成到沉桩,中间要经过吊运和堆存。注意桩从制成到沉桩,中间要经过吊运和堆存。注意不要使桩产生损伤和变
4、形。不要使桩产生损伤和变形。桩是对称配筋的,应使桩身产生的正负弯距相等,桩是对称配筋的,应使桩身产生的正负弯距相等,并且在安全范围内。并且在安全范围内。两点吊:两点吊:钢筋砼桩长不超过钢筋砼桩长不超过20m20m的一般采用两点吊。的一般采用两点吊。吊索垂直桩柱:吊索垂直桩柱:M M0.2130qL0.2130qL2 2吊索不垂直桩柱:(桩不浸水)吊索不垂直桩柱:(桩不浸水)M M0.2130qL0.2130qL2 2 (桩浸水)(桩浸水)M M0.2451qL0.2451qL2 2 q q桩单位长度重力桩单位长度重力KN/mKN/m港口工程施工手册港口工程施工手册:水平吊运:水平吊运:M M0
5、0215aqL0.0215aqL2 2 (存疑?存疑?),a=1.3a=1.3吊立:吊立:M M0.0250aqL0.0250aqL2 2 ,a=1.1a=1.1 a a动力系数动力系数 (A A型桩,即等断面桩)型桩,即等断面桩)(一)吊运(一)吊运四点吊:四点吊:(20m(20m以上用三点或四点吊以上用三点或四点吊)吊索垂直桩柱:吊索垂直桩柱:M=0.0774qLM=0.0774qL2 2吊索不垂直桩柱:吊索不垂直桩柱:L=30m,ML=30m,M0.1598qL0.1598qL2 2 30m=L36m,M30m=L36m,M0.1686qL0.1686qL2 2 吊绳与构件水平面所成夹
6、角吊绳与构件水平面所成夹角4545,吊点位置偏差,吊点位置偏差200mm200mm,钢丝绳捆绑时,用麻袋或木块衬垫。,钢丝绳捆绑时,用麻袋或木块衬垫。(二)堆存(二)堆存 支垫点必须在吊点位置处。支垫点必须在吊点位置处。作好排水工作(养护水,雨水)作好排水工作(养护水,雨水)地基有足够承载力、整平。地基有足够承载力、整平。最多桩放三层。最多桩放三层。(三)出运(三)出运起重机起重机(汽车)驳船(汽车)驳船 工地工地先用放上,后用放下,逐层装(船、车),先用放上,后用放下,逐层装(船、车),同一层内先同一层内先放两侧,后放中间。放两侧,后放中间。支垫点与堆存时相同,并注意行车平稳。支垫点与堆存时
7、相同,并注意行车平稳。三、沉桩三、沉桩(一)沉桩方式(一)沉桩方式打桩船水上打桩(目打桩船水上打桩(目前最常用方式,我国前最常用方式,我国目前能力打到目前能力打到707080m80m深),要求深),要求水流、水流、波浪条件较好,水深波浪条件较好,水深足够足够升降式平台船的升降式平台船的“水水”上沉桩上沉桩(实际方法同陆(实际方法同陆上)上)吊机吊机“陆陆”上沉桩方式上沉桩方式(当打桩船(当打桩船和升降台都和升降台都不能使用时)不能使用时),边打桩,边打桩,边铺面板前边铺面板前进,打下一进,打下一个桩。个桩。(二)沉桩方法(二)沉桩方法锤击法(常用)、震动法、锤击法(常用)、震动法、射水法、压入
8、法。射水法、压入法。1 1、锤击法、锤击法 利用锤的断续冲击,使桩利用锤的断续冲击,使桩周围土体不断受挤压,周围土体不断受挤压,剪切破坏,使桩逐步下剪切破坏,使桩逐步下沉的沉桩方法。沉的沉桩方法。锤的种类:锤的种类:蒸汽锤、柴油锤、液压锤蒸汽锤、柴油锤、液压锤1 1)蒸汽锤)蒸汽锤u单动锤:单动锤:冲击部分的上升由蒸冲击部分的上升由蒸汽推动,下降为自由下落汽推动,下降为自由下落f=5080f=5080次次/min/minu双动锤:双动锤:上升和下降都有蒸汽上升和下降都有蒸汽作用。作用。f=100200f=100200次次/min/min。打桩效率低、设备笨重、成打桩效率低、设备笨重、成本高。本
9、高。优点:锤质量大,使用稳定优点:锤质量大,使用稳定可靠。单动锤,锤芯可靠。单动锤,锤芯3.6t3.6t和和4.5t4.5t、6.6t6.6t。冲程。冲程0.40.40.6m0.6m。2 2)柴油锤)柴油锤 工作原理类似内燃机。工作原理类似内燃机。优点:构造简单,使用方优点:构造简单,使用方便,不需供气设备,使便,不需供气设备,使用费用低。用费用低。柴柴油油锤锤o缺点:低温时启缺点:低温时启动困难,软土上动困难,软土上打桩时贯入度大,打桩时贯入度大,不易反弹,往往不易反弹,往往不能连续工作,不能连续工作,打击力不易控制,打击力不易控制,残油飞溅。残油飞溅。一般为筒式柴油锤一般为筒式柴油锤。f
10、f一般一般35356060次次/min/min,锤芯重,锤芯重2 210t10t。锤击能近似计算:锤击能近似计算:打直桩时打直桩时 E=1.2WHE=1.2WH W W锤重;锤重;H H落距(落距(1 12m2m)打斜桩时打斜桩时 桩轴线和垂直线的夹角桩轴线和垂直线的夹角 活塞与气缺的摩擦系数活塞与气缺的摩擦系数3 3)液压锤)液压锤 一种新式的桩锤,对一种新式的桩锤,对桩顶的瞬间冲击力桩顶的瞬间冲击力小,桩不易破坏,小,桩不易破坏,压桩力作用在桩头压桩力作用在桩头上的持续时间长,上的持续时间长,能量利用率高,可能量利用率高,可水下打桩。水下打桩。缺点:构造复杂,造价缺点:构造复杂,造价高。高
11、桩架:桩架:起吊桩、桩锤、替打等的支架,并作为沉桩时导向之用。起吊桩、桩锤、替打等的支架,并作为沉桩时导向之用。打桩架高度:打桩架高度:H HH H1 1+H+H2 2+H+H3 3+H+H4 4-H-H5 5H H桩架有效高度(从水面或地面算起)桩架有效高度(从水面或地面算起)H H1 1桩长桩长H H2 2桩锤和替打高度桩锤和替打高度H H3 3滑轮组高度滑轮组高度H H4 4安全高度(富裕水深)安全高度(富裕水深),水上打桩水上打桩1 12m2m,陆上,陆上0.30.30.5m0.5m。H H5 5施工水深,陆上施工水深,陆上H H5 50 0我国目前最大我国目前最大80m80m,一般
12、一般40m40m左右。左右。替打和桩垫替打和桩垫 替打(木制):主要起缓冲作替打(木制):主要起缓冲作用,保护桩头,也起送桩作用,保护桩头,也起送桩作用。用。伸出龙口长度不超过替打长度伸出龙口长度不超过替打长度的的 1/21/22/32/3,以保证锤、替,以保证锤、替打和桩三者轴线在一条直线打和桩三者轴线在一条直线上。桩垫(厚上。桩垫(厚151520cm20cm),),起缓冲作用,使打击力量均起缓冲作用,使打击力量均匀。一般牛皮纸叠的。(也匀。一般牛皮纸叠的。(也有木制)有木制)2 2、震动沉桩法、震动沉桩法高压水,冲击破坏土壤结构,使桩在锤击和自重作用下下沉。高压水,冲击破坏土壤结构,使桩
13、在锤击和自重作用下下沉。对对砂性土砂性土效果最好。效果最好。3 3、射水、射水锤击法锤击法内冲内排法(空心桩)内冲内排法(空心桩)内冲外排法内冲外排法外冲外排法(实心桩)外冲外排法(实心桩)4 4、压入法、压入法 第三节沉桩定位第三节沉桩定位高桩码头基桩多,其施工控制测量和细部测量,与其他类高桩码头基桩多,其施工控制测量和细部测量,与其他类型相型相比较为复杂。包括高程控制和平面控制点。比较为复杂。包括高程控制和平面控制点。一、测量基线的设置一、测量基线的设置1)基线尽可能与码头纵横轴线平行。)基线尽可能与码头纵横轴线平行。2)通视条件好,视线短。地基条件好,不易沉陷和移动。)通视条件好,视线短
14、地基条件好,不易沉陷和移动。如码头承台较宽,可随施工进展,将基线移设于已建成如码头承台较宽,可随施工进展,将基线移设于已建成的承台上。的承台上。3)基线的构造可为木板。板下设短木桩,或在夯实的地)基线的构造可为木板。板下设短木桩,或在夯实的地基上现浇砼板。基上现浇砼板。4 4)当条件不允许做平行于码头纵横轴线的基线时,可用前方任意角当条件不允许做平行于码头纵横轴线的基线时,可用前方任意角交汇进行细部测量。此时若码头轴线与设计采用坐标不平行,为交汇进行细部测量。此时若码头轴线与设计采用坐标不平行,为了简化细部测量点的坐标值计算,应建立与码头轴线相平行的了简化细部测量点的坐标值计算,应建立与码头
15、轴线相平行的施施工坐标系工坐标系。施工坐标系原点的选择,应使码头平面处于第一象限内,有利于校施工坐标系原点的选择,应使码头平面处于第一象限内,有利于校核,简化计算。核,简化计算。平面控制点的位置和数量,宜使细部测量点的前方交汇角在平面控制点的位置和数量,宜使细部测量点的前方交汇角在8080130130之间,以提高测量精度。发展方向是之间,以提高测量精度。发展方向是GPSGPS定位或全站仪测控。定位或全站仪测控。第四节第四节 沉桩沉桩 一、沉桩前准备一、沉桩前准备1 1、查阅地质勘察报告。着重注意、查阅地质勘察报告。着重注意“透镜体透镜体”的分布范围、的分布范围、厚度、土质以及设计桩尖标高处上、
16、下土层性质的变化。厚度、土质以及设计桩尖标高处上、下土层性质的变化。2 2、在基桩平面布置图上,标出各设计阶段钻孔的位置,设、在基桩平面布置图上,标出各设计阶段钻孔的位置,设计桩尖处土层的标高、厚度、计桩尖处土层的标高、厚度、N N值。在地质剖面图上,值。在地质剖面图上,标出与其相邻近基桩的位置标出与其相邻近基桩的位置3 3、查阅挖泥竣工图,了解挖泥分层厚度和局部超深情况、查阅挖泥竣工图,了解挖泥分层厚度和局部超深情况4 4、核算打桩船架高。、核算打桩船架高。5 5、在基桩布置平面图上,校验打桩船驻位和锚缆设置,能、在基桩布置平面图上,校验打桩船驻位和锚缆设置,能否沉全部基桩,并安排沉桩顺序(
17、桩列、数量多时,可否沉全部基桩,并安排沉桩顺序(桩列、数量多时,可分层分段)。分层分段)。二、沉桩程序二、沉桩程序移船取桩(方驳)移船取桩(方驳)吊立入龙口吊立入龙口移船就位移船就位 调平船、调整龙口的垂直度(直桩)或斜度调平船、调整龙口的垂直度(直桩)或斜度(斜桩)(斜桩)定位,收紧缆绳定位,收紧缆绳桩自沉桩自沉测桩偏位、调整船和龙口测桩偏位、调整船和龙口压上锤与替打压上锤与替打再测偏位,调整和龙口再测偏位,调整和龙口小冲程锤击沉桩小冲程锤击沉桩正常锤击沉桩正常锤击沉桩满足沉桩控制条件,停止锤击满足沉桩控制条件,停止锤击估测桩偏位估测桩偏位起吊锤和替打起吊锤和替打估测桩偏位估测桩偏位移移船取
18、桩船取桩三、沉桩注意事项三、沉桩注意事项1)斜坡上下桩定位,适当偏向坡定方向定位下沉)斜坡上下桩定位,适当偏向坡定方向定位下沉(提前量)。(提前量)。2)锤、替打和桩始终保持一条直线,以免偏击和)锤、替打和桩始终保持一条直线,以免偏击和蹩劲沉桩。蹩劲沉桩。3)自沉或压上锤和替打后,纠偏只能)自沉或压上锤和替打后,纠偏只能“微微”调船调船位和龙口,尤其对钢筋砼桩,防止桩蹩断、裂。位和龙口,尤其对钢筋砼桩,防止桩蹩断、裂。4)随潮水涨落松紧缆,保持船位不变,防止个别)随潮水涨落松紧缆,保持船位不变,防止个别锚缆受力过大。锚缆受力过大。5)沉桩记录要准确,尤其是停锤前几阵的贯入度)沉桩记录要准确,尤
19、其是停锤前几阵的贯入度和锤冲击部分的反跳高度。和锤冲击部分的反跳高度。6)沉桩要连续,不要中断,以免土壤恢复增加沉)沉桩要连续,不要中断,以免土壤恢复增加沉桩阻力。桩阻力。7)监测岸坡的稳定和已沉桩的变位,发现问题及)监测岸坡的稳定和已沉桩的变位,发现问题及时处理。时处理。8)水深流急或浪大,应对已沉桩夹桩加固,防止)水深流急或浪大,应对已沉桩夹桩加固,防止偏位增大或破坏,风力大于偏位增大或破坏,风力大于6级或波高级或波高0.5m,或水流流速,或水流流速1.5m/s,应停止沉桩作业。,应停止沉桩作业。四、沉桩控制条件四、沉桩控制条件锤击沉桩的控制条件有标高和贯入度(通常控制最后贯入锤击沉桩的控
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