主桥5#、6#墩基桩钻孔平台方案

一、 主5#、6#墩工程概况

主5#、6#墩采用“花瓶型”双柱式墩，分离式双幅8m×8m×3m（长×宽×高）承台，每个墩基桩为8根φ2.0 m的基桩，上部为变截面连续梁。5#左幅部分基桩和6#左幅基桩位于大墩河内，虽然大墩河道水位不深、河面不宽，但大墩河主要作用是调节南岸防洪大堤内水位，因此不能在大墩河道内筑岛回填进行基桩施工。

主5#墩基桩顶标高-1.50 m，承台顶标高为+1.50 m，地面标高大约+2.50 m，河床标高为-2.13 m；主6#墩基桩顶标高-5.10 m，承台顶标高为-2.10 m，地面标高大约+3.00 m，河床标高为-0.5 m。 二、 施工总体构想：

由于主5#墩左幅部分基桩及主6#墩左幅全部基桩在水里（具体见主5#、6#墩桩位平面图），初步设想对主5、6#墩左幅基桩采用搭设型钢工作平台进行基桩施工，承台采取下无底套箱封底进行施工。基桩混凝土灌注及承台混凝土浇注采用在岸边泵送混凝土到桩位。工作平台基础采用钢管桩结合钢护筒共同承受工作平台的所有荷载。主5#墩工作平台顺桥向长12.5 m，横桥向长8.0 m；主6#墩工作平台顺桥向长12.5 m，横桥向长13.0 m。工作平台采用112.6a工字钢作为分配梁，I45a作为承重梁。具体见《主5#、6#墩桩位布置图》，承台采用套箱进行施工。

三、 主5#、6#墩工作平台施工

1、主5#墩工作平台

主5#墩左幅只有两根桩位于大墩河中，另外两根位于岸边，工作平台拟布置为12.5 m×8 m（纵桥向×横桥向）型钢工作平台。平台一部分处于大墩河中，一中分在岸上，水中部分基础在顺桥方向上布置3根φ600×8钢管桩。采用极座标法进行钢管桩定位，桩位偏位误差控制在±5cm内，垂直度＜1%。放样完毕后采用40t汽车吊配合90KW振桩锤振入钢管桩，确保单根钢管桩承载力20t以上。考虑到结构稳定性需要，钢管桩之间设置剪刀撑连接，以增强平台整体刚度。陆地部分基础采用沙袋堆砌，沙袋要求压实平稳，再在沙袋上铺设承重枕木最后在枕木上铺设工作平台。基础处理前先要进行场地平整，用粘土将坑洼处填平压实。待场地平整完毕后用沙袋顺桥向堆一条长13m、宽100cm的条形基础，上面并排放置两排枕木，枕木上面放置型钢。型钢与枕木之间用螺栓连接。工作平台的横梁和纵梁采用145a工字钢，分配梁采用112.6a工字钢，型钢通过牛腿与钢管桩焊接牢固，面板采用5cm厚木板进行铺设。 2、主6#墩工作平台

主6#墩左幅位于大墩河中，采用型钢工作平台，拟布置为12.5 m×13.0 m（纵桥向×横桥向）型钢工作平台，基础采用8根φ600×8钢管桩布置在承台四周。平台临时钢管桩振入完毕后进行主护筒施工，钢护筒下沉导向利用已经振沉好的临时钢管桩进行设置。导向为双层固定式导向平台，中心位置进行精确定位放样。钢护筒局部采用外环形加劲肋进行加强，在振钢护筒之前应注意检查是否有抛石，若有则人工清理干净后再进行钢护筒的振设，若没有则直接振设。在

振沉过程中应观察钢护筒是否倾斜，若发现应即时调整，再振至设计标高。采用40t汽车吊配合90KW振锤实施，同时确保钢护筒平面位置偏差小于±5cm，竖向倾斜度小于1.0%。护筒振沉完后，考虑钻孔时泥浆的造浆和储存需要，在护筒与护筒之间用φ27.3cm的钢管桩连接起来作泥浆循环管道。为方便工人上下平台，在平台与河岸之间搭设简易钢便桥。

3、工作平台施工流程

4、注意事项

（1）钢管桩与型钢之间必须焊接牢固保证工作平台的整体性； （2）为保证钻孔需要，钢护筒应穿过粉砂层，并进入其下层一定深度；

（3）月5#墩工作平台搭设时需空出桩位； （4）工作平台上应设置护栏及防护网保证安全； （5）钢管桩使用完毕后必须拔出回收利用；

（6）钢护筒及钢管桩平面偏差小于5cm，垂直度＜1%。

四、主5#、6#墩工作平台计算书 1、工程概况

1）、5#墩基幅部分基桩处于大墩河中，初步考虑利用3根φ600×8钢管桩结合河堤搭设工作平台，钢管桩间距为550cm，具体尺寸见5#钻孔桩工作平台施工图，平台附近河床最低标高为-2.13m。 2）、6#墩左幅基桩全部处于大墩河中，考虑采用8根φ600×8钢管桩支撑搭设工作平台，钢管桩最大间距为550cm，具体尺寸见6#钻孔桩工作平台施工图，平台附近河床最低标高为-0.5m。 3）、5#墩地面标高为+2.50 m；6#墩地面标高为+3.00 m，工作平台顶标高考虑比实际地面标高高20cm，故5#墩工作平台标高取+2.70 m，6#墩工作平台标高取+3.20 m。 2、计算参数选择

5#、6#墩基桩均为直径2 m的嵌岩桩，拟采用φ2300×12钢护筒，KPS3000型钻机钻孔。钻机最大工作重量为20t，其作用力主要分布在钻机下的两根滚筒上，前端受力最大取15t，滚筒间距拟取4 m，单根滚筒长取2.5 m。考虑灌注时漏斗、导管、首批料以及人群和其他机具的荷载，合计为25t。按3根钢管桩与钢护筒一起承受453根钢管桩与钢护筒一起承受45t的力，其中钢护筒承担一半的力，即F=(20+25)/2=22.5t，以2倍安全系数考虑，钢护筒按45t受力进行计算；单根钢管桩受力为45/2/3=7.5t，考虑最不利受力情况以及钢管桩自重，以2倍安全系数考虑，初步按单根钢管桩以20t受力进行计算。 3、钢管桩、钢护筒计算

1）、6#墩钢管桩、钢护筒计算

按《工程地质勘察报告》佛山市东平大桥26—26’（主桥）工程地质横断面图和钻孔编号：ZK48(里程：K2+248.3左24m)钻孔柱状图综合考虑。

① 钢管桩考虑在第一层土中，第一层土为粉砂，桩周极限摩阻力为35Kpa。根据公式P=0.5∑(L）,得：入土深度L=2P÷(U)

L1=2×200÷(×0.6×35) =6.06m＞-0.5+4.7=4.2m (第一层土的厚度)

应在第二层土中重计算。第二层土为淤泥质土，桩周极限摩阻力为20Kpa。

P1=0.5L=0.5××0.60×35×4.2=138.5KN P2=P- P1=200-138.5=61.5KN

L2=2×1.5÷(×0.60×20)=3.26m＞-4.7+6.7=2.0m (第二层土的厚度)

应在第三层土中重新计算。第三层土为残积亚粘土，桩周极限摩阻力为60 Kpa。

P3=0.5L=0.5××0.60×20×2.0=37.7KN P4=P2- P3=61.5-37.7=23.8KN

L3=2×23.8÷(×0.60×60)=0.42m＜4.2m (第三层土的厚度)

则钢管桩入土深度为：L=4.2+2.0+0.42=6.62m。根据6#墩河床标高为-0.5m，平台顶标高+3.20 m，则钢管桩长为10.32 m，实际取12 m。

② 钢护筒考虑在第一层土中，第一层土为粉砂层，桩周极限摩阻力为35 Kpa。根据公式P=0.5∑(L)，得：入土深度L=2÷（）

L1=2×50÷(×2.3×35)=3.56m＜4.2m (第一层土的厚度) 同时考虑钻孔需要，钢护筒应穿过粉沙砂层，同时应进入其下层淤泥质土层一定深度。根据6#墩河床标高为-0.5m，平台顶标高3.20m，实际钢护筒取10m。

2）、5#墩钢护桩、钢护筒计算

根据《工程地质勘察报告》佛山市东平大桥24—24’（主桥）工程地质横断面图和钻孔编号：ZK44（里程：K2+205.2左24m）钻孔柱状图综合考虑。计算得5-2.13m，平台顶标高为+2.7m。则钢管桩长为11.43m，实际取15m。钢护筒长度为7.6 m，同时考虑到钻孔需要，钢护筒应穿过细砂层，同时应进入其下层淤泥层一定深度，根据细砂层层厚为3.20m，淤泥层层厚为3.90 m，实际钢护筒取10 m。

4、型钢承载力计算

因5#、6#墩型钢结构形式及选材基本一致，按6#墩进行计算。经比较型钢主要为钻孔机挪动就位和基桩灌柱两种受力模式。钻机挪动就位时，分配梁、承重梁按最不利位置承受钻机前端15t荷载验算其容许弯矩应力；基桩浇注时，分配梁、承重梁按最不利位置承受所有工作荷载45t来验算其容许剪应力。具体计算如下：

1）、第一层横向分配梁设计

① 第一层横向分配梁的间距拟取0.5cm，分配梁最大跨径为255cm（见主6#墩水中施工工作平台图），滚筒长2.5m。

a、钻机挪动就位时：其前端15t通过滚筒完全压在5根分配梁上，单根分配梁所受最大集中作用力为15t÷5=15t。按筒支梁考虑，当集中力处于跨中位置时，此时其承受最大弯距，如下图：

则有：Mmax=1.5×.275=1.9125t·m

b、基桩灌注时：所有工作荷载45t通过滚筒完全压在5根分配梁上，单根分配梁所受最大集中力作用力为145t÷5=9t，作用在支点时，其承受最大剪力为：② 选材

根据A3 钢的弯曲应力：[w]=170Mpa，[]=110Mpa，选2112.6a作为横向分配梁，单112.6a的抵抗矩为WX=77.46cm3，截面面积为（只考虑腹板）：A=6.3 cm2，2112.6a能承受最大弯距为：

[M]max=170×106×2×77.46×10-6=26336.4N·m=2.63＞M=1.9125 t·m 安全

[]max=110×106×2×6.3×10-4=138600N=13.86t＞全

2）、第二层纵向承重梁设计

① 承重梁最大间距取255cm，承重梁计算跨径分两类：一类为两钢管桩间间距，计算跨径分为550 cm（计算模式同第三层横向承重梁）；二类为两钢护筒牛腿之间间距，计算跨径为500 cm，计算如下：

max

=9t。

=9t 安

a、钻机挪动就位时：其前端15t通过5根分配梁完全压在1根承重梁上，当集中力（合力）处于跨中位置时，此时其承受最大弯距，如下图：

忽略两边跨的承载作用，按偏安全考虑，简化为简支梁进行计算，则有：Mmax=7.5×2.5-3.0×0.5+1.0）=14.25 t·m

b、基桩灌注时：所有工作荷载45t通过5根分配梁完全压在1根承重梁上，作用在支点时，按偏安全考虑其承受最大剪力为：max=45t。

② 选材

根据A3 钢的弯曲应力：[w]=170Mpa，[]=110Mpa，选I45a作为纵向承重梁，I45a的截面抵抗矩为WX=1433cm3，截面面积为（只考虑腹板）：A=51.75cm2，I45a能承受最大弯距为：

[M]max=170×106×1433×10-6=43610N·m=24.361 t·m＞M=14.25t·m 安全 I45a能承受最大剪力为：

[]max=110×106×51.75×10-4=569250N=56.9t＞=45t 安全

3）、第三层横向承重梁设计

① 取两钢管桩间间距为计算跨径，L=550cm。

钻机挪动就位时：其前端15t完全压在1根承重梁上，按筒支梁考虑，当集中力（合力）处于跨中位置时，此时其承受最大弯距，如

下图：

则有：Mmax=7.5×2.75=3.0×（1.0+0.5）=16.125t·m 同样按偏安全考虑承重梁受最大剪力为：② 选材

根据A3 钢的弯曲应力：[w]=170Mpa，[]=110Mpa，选I45a作为横向承重梁，I45a的截面抵抗矩为WX=1433cm3，截面面积为（只考虑腹板）：A=51.75cm2，I45a能承受最大弯距为：

[M]max=170×106×1433×10-6=243610N·m=24.361 t·m＞M=16.125t·m 安全 I45a能承受最大剪力为：

max

=22.5t。

[]max=110×106×51.75×10-4=569250N=56.9t＞=45t 安全

故结构通过验算。 五、附件

1、主5#、6#墩桩位布置图 2、主5#墩水中施工工作平台图 3、主6#墩水中施工工作平台图