偏心振搗搭設(shè)鋼架平臺(tái)施工工法
【專利摘要】本發(fā)明公開了偏心振搗搭設(shè)鋼架平臺(tái)施工工法，包括如下步驟：（a）鋼架平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（b）施工準(zhǔn)備；（c）測(cè)量放線；（d）鋼管立柱制作及運(yùn)輸；（e）構(gòu)筑臨時(shí)操作平臺(tái)；（f）鋼管立柱插入施工；（g）手動(dòng)葫蘆輔助下沉；（h）偏心振搗器偏心振搗下沉就位；（i）進(jìn)行上部縱橫桿件、下部縱橫水平桿件和剪力撐的連接施工，一段的鋼架平臺(tái)就搭設(shè)完成；（j）循環(huán)施工至鋼架平臺(tái)施工完成。本發(fā)明投入成本低，施工工具簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，見效快，加快了鋼架平臺(tái)的搭設(shè)進(jìn)度，縮短了工期，節(jié)省了勞力和機(jī)械設(shè)備的投入，降低了工程施工成本，減少了安全隱患，避免了在海上、內(nèi)河中船只施工安全事故的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】偏心振搗搭設(shè)鋼架平臺(tái)施工工法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆孔灌注樁搭設(shè)鋼架平臺(tái)的施工工法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于水利堤防、沿海圍墾、內(nèi)河閘站及其它工程領(lǐng)域。但由于影響灌注樁施工的因素很多，所以對(duì)其施工過(guò)程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求，特別是針對(duì)某些特殊地段無(wú)法直接陸地施工，需要搭設(shè)鋼架平臺(tái)代替陸地施工的情形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供偏心振搗搭設(shè)鋼架平臺(tái)施工工法，結(jié)合水上鉆孔灌注樁的施工特點(diǎn)，利用偏心振搗器的偏心振搗原理，輔助手動(dòng)葫蘆的配合施工搭設(shè)鋼架平臺(tái)，代替了以往船上挖機(jī)壓打鋼管搭設(shè)鋼架平臺(tái)的施工，加快了鋼架平臺(tái)的搭設(shè)進(jìn)度，節(jié)省了成本，減少了安全隱患。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]偏心振搗搭設(shè)鋼架平臺(tái)施工工法，其特征在于包括如下步驟:
[0006](a)鋼架平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
[0007](b)施工準(zhǔn)備:
[0008]根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)中的施工人員、施工機(jī)械設(shè)備及物資材料等進(jìn)行組織調(diào)遣，做好前期施工準(zhǔn)備工作，安裝變壓器，安裝好低壓端計(jì)量裝置，并在業(yè)主的配合下，做好施工的手續(xù)，確保按計(jì)劃順利開工；
[0009](C)測(cè)量放線:
[0010]根據(jù)業(yè)主提供的坐標(biāo)點(diǎn)及高程控制點(diǎn)，按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行測(cè)量放樣，設(shè)立施工測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)，符合要求后進(jìn)行邊線樣樁定位后，再報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)核無(wú)誤后組織施工；在搭設(shè)鋼架平臺(tái)前，先進(jìn)行鉆孔灌注樁的定位放樣，再進(jìn)行鋼架平臺(tái)的定位放樣；
[0011](d)鋼管立柱制作及運(yùn)輸:
[0012]在施工場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行鋼管立柱的制作，采用Φ 114mm空心鋼管立柱，底部用圓鐵片焊接好，在離底部2.5-3米的距離處用50mmX50mm的30mm鐵片垂直鋼管立柱焊接，采用Φ20πιπι的螺紋鋼四角與鋼管立柱傾斜連接對(duì)焊牢固，制作完畢后運(yùn)輸至鋼架平臺(tái)搭設(shè)場(chǎng)地；
[0013](e)構(gòu)筑臨時(shí)操作平臺(tái)；
[0014](f)鋼管立柱插入施工:
[0015]先沿臨時(shí)操作平臺(tái)外側(cè)設(shè)計(jì)高程焊接14號(hào)槽鋼伸出臨時(shí)操作平臺(tái)至立柱插入位置，為確保施工安全，在臨時(shí)操作平臺(tái)上鋪設(shè)跳板，防止人員施工時(shí)墜入江河中，然后2-3人聯(lián)合將鋼管立柱扶起沿臨時(shí)操作平臺(tái)外側(cè)下放，用Φ 14mm圓鋼做一個(gè)U型彎鉤套牢鋼管立柱，待鋼管立柱入土后自然下沉至土層中；[0016](g)手動(dòng)葫蘆輔助下沉:
[0017]待鋼管立柱自然下沉至土層中后，采用手動(dòng)葫蘆輔助下沉，用Φ20πιπι螺紋鋼制作一個(gè)勾型工具，上端勾住鋼管立柱頂部，下端套牢手動(dòng)葫蘆，手拉葫蘆進(jìn)行下沉；
[0018]( h )偏心振搗器偏心振搗下沉就位:
[0019]手動(dòng)葫蘆輔助下沉后，進(jìn)行偏心振搗器偏心振搗下沉，偏心振搗器采用中頻式(83-133HZ,5000-8000次/min)，產(chǎn)生的激振力在5KN以上，確保鋼管立柱的入土承載力不小于20KN，且鋼管立柱插入土層要大于4.0米以上，將偏心振搗器通過(guò)振動(dòng)平板連接在鋼管立柱的頂部，開啟偏心振搗器，利用偏心振搗器中心安裝的具有偏心質(zhì)量的轉(zhuǎn)軸，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力通過(guò)軸承傳遞給振動(dòng)平板，進(jìn)而傳遞給振動(dòng)平板下方的鋼管立柱，中間手動(dòng)葫蘆拉牢偏心振搗器，使鋼管立柱下沉，直至設(shè)計(jì)高程為止；
[0020](i)進(jìn)行上部縱橫桿件、下部縱橫水平桿件和剪力撐的連接施工，一段的鋼架平臺(tái)就搭設(shè)完成；
[0021 ] (j)循環(huán)施工至鋼架平臺(tái)施工完成。
[0022]本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果:
[0023]投入成本低，施工工具簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，見效快，代替了以往船上挖機(jī)壓打鋼管搭設(shè)鋼架平臺(tái)的繁瑣施工，加快了鋼架平臺(tái)的搭設(shè)進(jìn)度，縮短了工期，節(jié)省了勞力和機(jī)械設(shè)備的投入，降低了工程施工成本，減少了安全隱患，避免了在海上、內(nèi)河中船只施工安全事故的發(fā)生。本施工工法適用于水利堤防、沿海圍墾、內(nèi)河閘站等水上鉆孔灌注樁為淤泥層、淤泥質(zhì)粘土夾粉砂層等地質(zhì)條件。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明偏心振搗搭設(shè)鋼架平臺(tái)施工工法，利用偏心振搗器的偏心振動(dòng)原理，利用振動(dòng)器中心安裝的具有偏心質(zhì)量的轉(zhuǎn)軸，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力通過(guò)軸承傳遞給振動(dòng)平板，從而使振動(dòng)棒產(chǎn)生圓周振動(dòng)的。偏心振搗器是一臺(tái)具有振動(dòng)作用的電動(dòng)機(jī)，在該機(jī)的底面安裝了振動(dòng)平板，工作時(shí)振動(dòng)平板附著在鋼管上，振搗器產(chǎn)生的振動(dòng)波通過(guò)底板鋼圓筒傳遞給鋼管，從而使鋼管下沉。
[0025]本施工工法需要準(zhǔn)備如下材料:
[0026]1、Φ 114鋼管、14號(hào)槽鋼、14號(hào)工字鋼、5.0號(hào)槽鋼、氧氣、乙炔、電纜線、跳板、少量Φ14圓鋼、Φ20螺紋鋼。
[0027]2、各種安全救生設(shè)備，因?yàn)楸竟しㄖ饕谘睾鷫êＩ?、江河地區(qū)，防臺(tái)防汛任務(wù)較重,救生衣、救生圈等必須配備。
[0028]3、機(jī)具設(shè)備:
[0029]3.1、中頻式(83-133HZ、5000-8000次/min)偏心振搗器、手動(dòng)3T葫蘆若干套，用于鋼管立柱的插入施工。
[0030]3.2、直流式電焊機(jī)4臺(tái)套，用于鋼管立柱的加工制作及連接縱橫桿件及剪刀撐焊接，改裝雙膠輪車2輛，用于鋼管立柱的運(yùn)輸。
[0031]3.3、鋼管若干T，用于鋼架鋼架平臺(tái)的維護(hù)。
[0032]本施工工法包括如下步驟:
[0033](a)鋼架平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):鋼平臺(tái)排架屬于臨時(shí)性施工平臺(tái)，僅用作樁基施工，豎向主要承受樁機(jī)、鋼筋籠及人員等荷載，水平主要承受風(fēng)、浪的影響，因此施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)僅作豎向承載力分析，不考慮水平力風(fēng)浪的作用。
[0034]1、平臺(tái)結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定計(jì)算
[0035]因鋼平臺(tái)承受著上部樁機(jī)的自重荷載和樁機(jī)施工的動(dòng)力荷載，故需要對(duì)鋼平臺(tái)插入土層承載力進(jìn)行驗(yàn)算，為了防止平臺(tái)主要構(gòu)件受力后失穩(wěn)，故需要對(duì)平臺(tái)的主要桿件進(jìn)行驗(yàn)算，分別按XY-3回旋鉆機(jī)施工，嵌巖樁采用CZ20沖擊鉆機(jī)施工兩種狀況進(jìn)行分析:
[0036]1.1、設(shè)備重力參數(shù)
[0037]①回旋鉆機(jī):回旋鉆機(jī)樁機(jī)底盤尺寸為4500 X 2000mm (LX W)，樁機(jī)自重為45KN，包括鉆桿與鉆頭或?qū)Ч芤约肮嘧㈨艜r(shí)提灌產(chǎn)生的摩阻力，鋼筋籠自重約10.6KN (暫按摩擦樁40m鋼筋籠重量考慮)，考慮鉆機(jī)鉆孔時(shí)對(duì)施工平臺(tái)震動(dòng)作用，取動(dòng)力放大系數(shù)為1.2。
[0038]回旋鉆機(jī)每臺(tái)樁機(jī)施工作用總荷載計(jì)算:F= (45+10.6) XL 2=66.72KN
[0039]②沖擊鉆機(jī):樁機(jī)自重40KN (包括沖錘)，沖錘向上拔力15KN，鋼筋籠自重約11.1KN (按嵌巖樁鋼筋籠重量考慮)考慮鉆機(jī)鉆孔時(shí)對(duì)施工平臺(tái)震動(dòng)作用，取動(dòng)力放大系數(shù)為 1.2。
[0040]回旋鉆機(jī)每臺(tái)樁機(jī)施工作用總荷載計(jì)算:F= (40+15+11.1) XL 2=79.32KN
[0041]根據(jù)以上分析，沖擊鉆機(jī)施工荷載大于回旋鉆機(jī)施工荷載，承載力、穩(wěn)定性分析均按沖擊鉆機(jī)施工荷載進(jìn)行計(jì)算。
[0042]2、鋼管樁承載力計(jì)算
[0043]因鉆機(jī)工作質(zhì)量，是通過(guò)底盤傳給移動(dòng)滾筒，再由移動(dòng)滾筒傳給工字鋼，然后由工字鋼傳給鋼管立柱，最后由立柱傳給地基。根據(jù)一般最大間距布置，按最不利的工況進(jìn)行計(jì)算，縱向最大間距暫按2.5米，橫向最大間距暫按2.5米，每臺(tái)鉆機(jī)共有四個(gè)的移動(dòng)滾筒，每根滾筒長(zhǎng)5.0m，故鋼梁受力后直接傳給鋼管立柱，一臺(tái)鉆機(jī)中主要受到豎向的鋼管根數(shù)N=2X3=6 根。
[0044]按照樁基技術(shù)規(guī)程(JGJ94-2008)樁基豎向承載力計(jì)算要求，安全系數(shù)K取2，故單根鋼管承載力為79.32X2/6=26.44KN
[0045]鋼管立柱單根樁長(zhǎng)約10-12m，插入灘面約4_6米計(jì)，立柱打入地層為淤泥層、淤泥質(zhì)粘土夾粉砂層，鋼管單根立柱豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，按照樁基技術(shù)規(guī)程(JGJ94-2008)鋼管樁計(jì)算，淤泥層的極限側(cè)阻力qsik按ISkpa取值，淤泥質(zhì)粘土夾粉砂層的極限側(cè)阻力Qsik按25kpa取值，計(jì)算按最不利插入灘面4m進(jìn)行極限承載力的驗(yàn)算，具體如下:
[0046]Q uk= Q sk+ Q pk=u Σ QsikIi+QpkAp
[0047]Q uk=3.14X0.114X (18X3 + 25X1) +0=28.27KN
[0048]Q uk=28.27KN > F/n=26.44KN (承載力滿足要求)
[0049]式中:
[0050]u—鋼管樁外周長(zhǎng)
[0051]qsik—側(cè)壁極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值λ s=0.8
[0052]Ii 一樁端進(jìn)入土層深度
[0053]λ ρ—樁端閉塞效應(yīng)系數(shù)，對(duì)于閉口鋼管樁λ =1.0
[0054]qpk—樁端極限貫入阻力標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)于鋼管樁qpk O
[0055]Ap—樁端面積[0056]3、平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算
[0057]3.1、縱梁14號(hào)工字鋼計(jì)算
[0058]計(jì)算暫按照最大間距2.5米，因樁機(jī)整體底盤尺寸為4.5X2.0m(LXW)，底盤作用鋼梁基本上有兩種最不利工況形式，工字鋼與槽鋼和鋼管連接均采用焊接連接，工字鋼按照單跨固定梁進(jìn)行計(jì)算。
[0059]假定底盤均勻作用在各根鋼梁，則鋼梁的重力荷載為:
[0060]F1=FZn=TQ.32/ (3X 1.5) =17.62KN
[0061](I) 14號(hào)工字鋼力學(xué)參數(shù)
[0062]截面慣性矩:I=712X104mm4，截面抵抗矩:W=102 X 103mm3，Ε=2.I X 105N/mm2
[0063](2)第一種荷載作用工況
[0064](2.1)強(qiáng)度:
[0065]Mmax=2Fia2b2/L3=2 X 17.62 X0.52 X 22/2.53=2.26KN.m
[0066]σ =M/ff=2.26 X 106/102 X 103=22.16N/mm2 < f=210N/mm2
[0067]強(qiáng)度滿足要求。
[0068](2.2)剛度:
【權(quán)利要求】
1.偏心振搗搭設(shè)鋼架平臺(tái)施工工法，其特征在于包括如下步驟: (a)鋼架平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； (b)施工準(zhǔn)備: 根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)中的施工人員、施工機(jī)械設(shè)備及物資材料等進(jìn)行組織調(diào)遣，做好前期施工準(zhǔn)備工作，安裝變壓器，安裝好低壓端計(jì)量裝置，并在業(yè)主的配合下，做好施工的手續(xù)，確保按計(jì)劃順利開工； (C)測(cè)量放線: 根據(jù)業(yè)主提供的坐標(biāo)點(diǎn)及高程控制點(diǎn)，按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行測(cè)量放樣，設(shè)立施工測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)，符合要求后進(jìn)行邊線樣樁定位后，再報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)核無(wú)誤后組織施工；在搭設(shè)鋼架平臺(tái)前，先進(jìn)行鉆孔灌注樁的定位放樣，再進(jìn)行鋼架平臺(tái)的定位放樣； (d)鋼管立柱制作及運(yùn)輸: 在施工場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行鋼管立柱的制作，采用Φ 114mm空心鋼管立柱，底部用圓鐵片焊接好，在離底部2.5-3米的距離處用50mmX 50mm的30mm鐵片垂直鋼管立柱焊接,采用C>20mm的螺紋鋼四角與鋼管立柱傾斜連接對(duì)焊牢固，制作完畢后運(yùn)輸至鋼架平臺(tái)搭設(shè)場(chǎng)地； (e)構(gòu)筑臨時(shí)操作平臺(tái)； (f)鋼管立柱插入施工: 先沿臨時(shí)操作平臺(tái)外側(cè)設(shè)計(jì)高程焊接14號(hào)槽鋼伸出臨時(shí)操作平臺(tái)至立柱插入位置，為確保施工安全，在臨時(shí)操作平臺(tái)上鋪設(shè)跳板，防止人員施工時(shí)墜入江河中，然后2-3人聯(lián)合將鋼管立柱扶起沿臨時(shí)操作平臺(tái)外側(cè)下放，用OHmm圓鋼做一個(gè)U型彎鉤套牢鋼管立柱，待鋼管立柱入土后自然下沉至土層中； (g)手動(dòng)葫蘆輔助下沉: 待鋼管立柱自然下沉至土層中后，采用手動(dòng)葫蘆輔助下沉，用Φ20πιπι螺紋鋼制作一個(gè)勾型工具，上端勾住鋼管立柱頂部，下端套牢手動(dòng)葫蘆，手拉葫蘆進(jìn)行下沉； (h)偏心振搗器偏心振搗下沉就位: 手動(dòng)葫蘆輔助下沉后，進(jìn)行偏心振搗器偏心振搗下沉，偏心振搗器采用中頻式(83-133HZ,5000-8000次/min)，產(chǎn)生的激振力在5KN以上，確保鋼管立柱的入土承載力不小于20KN，且鋼管立柱插入土層要大于4.0米以上，將偏心振搗器通過(guò)振動(dòng)平板連接在鋼管立柱的頂部，開啟偏心振搗器，利用偏心振搗器中心安裝的具有偏心質(zhì)量的轉(zhuǎn)軸，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力通過(guò)軸承傳遞給振動(dòng)平板，進(jìn)而傳遞給振動(dòng)平板下方的鋼管立柱，中間手動(dòng)葫蘆拉牢偏心振搗器，使鋼管立柱下沉，直至設(shè)計(jì)高程為止； (i)進(jìn)行上部縱橫桿件、下部縱橫水平桿件和剪力撐的連接施工，一段的鋼架平臺(tái)就搭設(shè)完成； (j)循環(huán)施工至鋼架平臺(tái)施工完成。
【文檔編號(hào)】E02B17/00GK103452087SQ201310367221
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】覃南, 王偉鋒, 方華美, 柴惠軍, 沈連波, 劉學(xué)應(yīng) 申請(qǐng)人:浙江江南春建設(shè)集團(tuán)有限公司