淺談移動式灌注樁鋼架平臺的施工應用

摘要：濱海淺水區的砼灌注樁施工平臺常規采用松木樁搭設簡易排架、投入費用大，通過制作移動式2臺鋼架平臺，吊移重復使用，使得投資費用少，施工工藝簡單。通過重量4.5t的沖擊鉆機在水上鋼平臺施工的成功應用，對結構設計與施工過程簡要論述，并結合工程實際應用介紹了設計、施工要考慮的幾個方面，施工工藝以及保證質量的組織技術措施。

關鍵詞：移動式鋼架平臺設計;承載力;施工工藝

一、概述

西溪主河道三期防洪堤右岸段樁號A3+653～A3+195，總長458m，基礎處理二排鉆孔灌注樁，樁徑φ800，排距2.40m、間距2.2m，呈梅花型布置。灌注樁為摩擦樁，樁頂伸入底板10mm，嚴格控制樁底進入砂礫石層不小于2.0m.由于該段堤身基礎（樁基）緊靠沿岸村莊，沿線地質復雜，有4座砂石料場碼頭、2座磚廠、1座預制廠等棋羅密布，原投標使用的回旋鉆機（GPS-10型）無法施工，需更沖擊鉆鉆機施工。按常規施工組織設計施工采用搭設松木樁排架施工平臺，考慮到搭設松木樁投入費用大，搭設松木樁排架施工平臺剛度不夠，容易失穩，不但無法承受沖擊鉆沖擊力，而且搭設排架機械費、人工費較高，通過制作馬凳式鋼架平臺2臺，吊移重復使用施工。

1、地質條件

老河道河床地基地質為粉細砂夾塊石淤泥、地墊比較平坦。勘探揭露的地質層，自上而下分述如下：

第一層：細粉砂夾河卵石，、層頂埋深0.5～3.80米，粒徑為1～3cm顆粒含量為30%以上。承載力較好。

第二層：卵石層夾塊石、卵石直徑3～8cm以上，片石、雜填石、充填物有建筑垃圾、雜填土、靠近幾座碼頭、磚瓦廠處有大量拋石，層厚1.5～6.0米。

第三層：淤泥夾細粉砂，層厚0.8～2.0米。

第四層：卵石、碎石、砂礫石層、層厚2.0～6.0米以上，粒徑以3～8米為主。

二、鋼架平臺鋼平臺結構設計

樁基礎所處在老河道中間，河道底高程為0.4m，年平均潮位2.61m。考慮到護筒內的泥漿應高出水位1.0m以上，水上鋼架平臺頂面高程為3.8m，因沖擊鉆機機架長5.0m*寬2.6m，鋼架平臺尺寸為寬2.80m×長6.0m×高3.50m，采用厚5mmφ168#鋼管為立柱，間距2.0m，寬度2.80m，共用8根鋼管作為立柱，鋼架平臺采用20#槽鋼焊接成平面，平臺下部采用14#槽鋼橫向、縱向方向水平加固2道，為了增加承載力，每根立柱底部焊接一塊10mm*400mm*400mm鐵板一塊。采用沖擊鉆進行鉆孔，鋼平臺承受著上部樁機的自重荷載和鉆機施工的動力荷載，為了防止平臺主要構件受力后失穩，對最不利工況條件下的主要桿件進行驗算。

三、鋼架平臺承載力計算

1、鋼架平臺主要參數"""根據地質情況，施工設備主要為沖擊鉆機。樁機底盤尺寸為5500×2500mm（l×w），鋼架平臺上主要有以下荷載：

1）樁機自重為4.5t，錘重約2.0t，考慮沖擊施工對平臺震動作用，取動力放大系數為1.25，

2）按單根樁長18m計算，鋼筋籠自重約0.6t，導管自重約1.5t，

3）灌澆砼時一斗砼的重量：2m3*2.45t/m3=4.9t，

4）合計：4.5+2.0*1.25+0.6+1.5+4.9=14t

鋼架平臺2.80m×長6.0m，縱向最大間距2.0m，橫向最大間距2.60m，主要受力桿在橫向的工字鋼上，橫向4根、縱向2根，如圖所示：

1）根據鋼結構設計規范，查20B槽鋼的基本參數，（單位長度重g、截面模量W），查《機械設計手冊》g=25.77kg/m=0.2577kg/cm，W=191.4cm3

2、查普通槽鋼的容許應力，結構容許應力[b]=1400kg/c㎡

3、承受彎矩最大計算公式：M=1/8GL2-1/8gL2，（L=260cm，

G：計算最大均布荷載，g：同前）

4、因為M/W=b，所以：W×b=M=1/8L2（G-g）×b：

則：G-g=191.4×1400×8/2602=31.711kg/cm

G=31.711-0.2577=34.041kg/cm=3145.4"kg/m

即在2.6m跨度內，31.454×2.6=8.18t。

整個排架均布荷載：8.18t/根*4根=32.71t>14t滿足施工要求。

2、樁機施工作用在地面上荷載計算""""""因鉆機工作是通過底盤傳給移動滾筒，有移動滾筒傳給槽鋼，然后由槽鋼傳給槽鋼立柱，再有立柱傳給地基。按最不利的工況進行計算，縱向最大間距1.60米，橫向最大間距2.60米，主要受力桿在橫向的工字鋼上，每臺鉆機共有2根移動滾筒，每根滾筒長6.0m，故鋼梁受力后直接傳給鋼架平臺立柱，一臺鉆機中主要受到豎向的鋼管根數n=4×2=8根。因20#立腳底部焊接了一塊厚12mm*400mm*400mm鐵板一塊，增加鋼架平臺的受力面積，鋼架立腳接觸面為細粉砂夾河卵石，完全能承受鉆機沖擊時沖擊力，地面不會沉陷傾斜，原老河道寬度約60m，水流擴散速度較快，對鋼排架不會造成影響。且年平均水位2.61m，鋼架平臺頂高程為3.8"m，高出水面1.2m，鉆機平臺高程4.2m，水流對鋼排架影響很小，如遇上農歷九月十八日最大潮的日子、高潮位時鉆機安排暫停施工、吊移樁機。

四"水上鋼架平臺安放、吊移施工工藝

根據該段屬于C-1型斷面、該段處于老河道河道中，需時填筑臨時施工道路，結合該斷面的結構，在離內側樁位5m處進行堤身基礎施工、堤身填筑至4.0高程時形成施工道路，然后開始樁基工，鋼架平臺安放吊移施工工藝如下：

測量放線→退挖機清理整基礎面→挖機吊至樁位（2臺）→鋼架平臺位置對中→安放平整→沖擊鉆機吊裝就位→樁基沖擊澆筑成孔→鉆機通過底部滾筒移至第二只鋼架平臺樁位→挖機吊移前一臺鋼架平臺→循環施工。五、結束語

溪主河道三期防洪堤右岸段樁號A3+653～A3+195，總長458m，通過上述移動式鋼架平臺替代搭設松木樁排架或鋼管排架施工平臺實際證明：移動式鋼架平臺，制作簡易，成本省，而且操作方便，鋼架平臺剛度、穩定性好，安全可靠，只需配備220挖機一臺吊移鋼架平臺即可。

實踐表明，采用稱動式鋼架平臺的技術，經濟成本都優于傳統搭設松木樁、鋼管排架，具有廣泛的應用價值。