浙江省第一水电建设集团股有限公司
摘要：滨海浅水区的砼灌注桩施工平台常规采用松木桩搭设简易排架、投入费用大，通过制作移动式2台钢架平台，吊移重复使用，使得投资费用少，施工工艺简单。通过重量4.5t的冲击钻机在水上钢平台施工的成功应用，对结构设计与施工过程简要论述，并结合工程实际应用介绍了设计、施工要考虑的几个方面，施工工艺以及保证质量的组织技术措施。
关键词：移动式钢架平台设计；承载力；施工工艺
一、概述
西溪主河道三期防洪堤右岸段桩号A3+653~A3+195，总长458m，基础处理二排钻孔灌注桩，桩径φ800，排距2.40m、间距2.2m，呈梅花型布置。灌注桩为摩擦桩，桩顶伸入底板10mm，严格控制桩底进入砂砾石层不小于2.0m.由于该段堤身基础（桩基）紧靠沿岸村庄，沿线地质复杂，有4座砂石料场码头、2座砖厂、1座预制厂等棋罗密布，原投标使用的回旋钻机（GPS-10型）无法施工，需更冲击钻钻机施工。按常规施工组织设计施工采用搭设松木桩排架施工平台，考虑到搭设松木桩投入费用大，搭设松木桩排架施工平台刚度不够，容易失稳，不但无法承受冲击钻冲击力，而且搭设排架机械费、人工费较高，通过制作马凳式钢架平台2台，吊移重复使用施工。
1、地质条件
老河道河床地基地质为粉细砂夹块石淤泥、地垫比较平坦。勘探揭露的地质层，自上而下分述如下：
第一层：细粉砂夹河卵石，、层顶埋深0.5~3.80米，粒径为1~3cm颗粒含量为30%以上。承载力较好。
第二层：卵石层夹块石、卵石直径3~8cm以上，片石、杂填石、充填物有建筑垃圾、杂填土、靠近几座码头、砖瓦厂处有大量抛石，层厚1.5~6.0米。
第三层：淤泥夹细粉砂，层厚0.8~2.0米。
第四层：卵石、碎石、砂砾石层、层厚2.0~6.0米以上，粒径以3~8米为主。
二、钢架平台钢平台结构设计
桩基础所处在老河道中间，河道底高程为0.4m，年平均潮位2.61m。考虑到护筒内的泥浆应高出水位1.0m以上，水上钢架平台顶面高程为3.8m，因冲击钻机机架长5.0m*宽2.6m，钢架平台尺寸为宽2.80m×长6.0m×高3.50m，采用厚5mmφ168#钢管为立柱，间距2.0m，宽度2.80m，共用8根钢管作为立柱，钢架平台采用20#槽钢焊接成平面，平台下部采用14#槽钢横向、纵向方向水平加固2道，为了增加承载力，每根立柱底部焊接一块10mm*400mm*400mm铁板一块。采用冲击钻进行钻孔，钢平台承受着上部桩机的自重荷载和钻机施工的动力荷载，为了防止平台主要构件受力后失稳，对最不利工况条件下的主要杆件进行验算。
三、钢架平台承载力计算
1、钢架平台主要参数 根据地质情况，施工设备主要为冲击钻机。桩机底盘尺寸为5500×2500mm（l×w），钢架平台上主要有以下荷载：
1）桩机自重为4.5t，锤重约2.0t，考虑冲击施工对平台震动作用，取动力放大系数为1.25，
2）按单根桩长18m计算，钢筋笼自重约0.6t，导管自重约1.5t，
3）灌浇砼时一斗砼的重量：2m3*2.45t/m3=4.9t，
4）合计：4.5+2.0*1.25+0.6+1.5+4.9=14t
钢架平台2.80m×长6.0m，纵向最大间距2.0m，横向最大间距2.60m，主要受力杆在横向的工字钢上，横向4根、纵向2根，如图所示：
1）根据钢结构设计规范，查20B槽钢的基本参数，（单位长度重g、截面模量W），查《机械设计手册》g=25.77kg/m=0.2577kg/cm，W=191.4cm?
2、查普通槽钢的容许应力，结构容许应力[b]=1400kg/c㎡
3、承受弯矩最大计算公式：M=1/8GL?-1/8gL?，（L=260cm，
G：计算最大均布荷载，g：同前）
4、因为M/W=b，所以：W×b=M=1/8L?（G-g）×b：
则：G-g=191.4×1400×8/260?=31.711kg/cm
G=31.711-0.2577=34.041kg/cm=3145.4 kg/m
即在2.6m跨度内，31.454×2.6=8.18t。
整个排架均布荷载：8.18t/根*4根=32.71t＞14t满足施工要求。
2、桩机施工作用在地面上荷载计算 因钻机工作是通过底盘传给移动滚筒，有移动滚筒传给槽钢，然后由槽钢传给槽钢立柱，再有立柱传给地基。按最不利的工况进行计算，纵向最大间距1.60米，横向最大间距2.60米，主要受力杆在横向的工字钢上，每台钻机共有2根移动滚筒，每根滚筒长6.0m，故钢梁受力后直接传给钢架平台立柱，一台钻机中主要受到竖向的钢管根数n=4×2=8根。因20#立脚底部焊接了一块厚12mm*400mm*400mm铁板一块，增加钢架平台的受力面积，钢架立脚接触面为细粉砂夹河卵石，完全能承受钻机冲击时冲击力，地面不会沉陷倾斜，原老河道宽度约60m，水流扩散速度较快，对钢排架不会造成影响。且年平均水位2.61m，钢架平台顶高程为3.8 m，高出水面1.2m，钻机平台高程4.2m，水流对钢排架影响很小，如遇上农历九月十八日最大潮的日子、高潮位时钻机安排暂停施工、吊移桩机。
四 水上钢架平台安放、吊移施工工艺
根据该段属于C-1型断面、该段处于老河道河道中，需时填筑临时施工道路，结合该断面的结构，在离内侧桩位5m处进行堤身基础施工、堤身填筑至4.0高程时形成施工道路，然后开始桩基工，钢架平台安放吊移施工工艺如下：
测量放线→退挖机清理整基础面→挖机吊至桩位（2台）→钢架平台位置对中→安放平整→冲击钻机吊装就位→桩基冲击浇筑成孔→钻机通过底部滚筒移至第二只钢架平台桩位→挖机吊移前一台钢架平台→循环施工。五、结束语
溪主河道三期防洪堤右岸段桩号A3+653~A3+195，总长458m，通过上述移动式钢架平台替代搭设松木桩排架或钢管排架施工平台实际证明：移动式钢架平台，制作简易，成本省，而且操作方便，钢架平台刚度、稳定性好，安全可靠，只需配备220挖机一台吊移钢架平台即可。
实践表明，采用称动式钢架平台的技术，经济成本都优于传统搭设松木桩、钢管排架，具有广泛的应用价值。
论文作者:施丹新,谢复宝
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/9/17
标签：钢架论文; 平台论文; 排架论文; 钻机论文; 槽钢论文; 荷载论文; 立柱论文; 《基层建设》2015年4期供稿论文;