沉管施工

沉管施工（精选11篇）

沉管施工 篇1

1 工程介绍

广州市南沙自来水厂原水输水工程过河管道过鱼窝头涌段采用沉管技术进行施工，管道采用D1620×18mm钢管安装，长度为双向为166m，管线覆盖厚度不少于1m，其余段的埋深保持在河床下面2m。两条管道平行且中心相距3.5m，中心线距高速公路桥墩7m。

2 沉管施工质量控制重点分析

本工程沉管施工工艺如下：施工准备→水下开挖基槽→抛填角石→制作碎石垫层→管道下水、浮运、定位、注水下沉→水压试验→抛筑块覆石→接通完工(管道拼装、闭水试压在岸边完成)。通过本次施工，总结沉管施工技术质量控制的5项重点如下。

2.1 测量定位的质量控制

(1)工程采用GPS全球定位仪进行测量定位，首先确定管道基槽中线和边线;挖掘船作业过程中位置会随水流移动，因此要在两岸管道轨道轴线处设置水尺标记供操作员目测定位，岸上指挥员也要注意轴线不能偏移。在航道中部水位较深得的地方采用浮标作标志，在两岸水位较浅的地方采用插金属管做标志。

(2)在河涌的两岸设置水尺进行深度控制，方便施工时船舶观看，及时控制开挖深度。测量人员开挖过程中随时用探杆测量，做好记录，指挥操作员调整开挖位置。如有需要，由潜水员下水检查详细开挖情况。

(3)吊管、沉管过程中，在管道上每30m安装一条观测标尺，在两端弯头的弯起段每间隔300mm标注高程点，在岸上架设测量仪器(经纬仪)，控制沉降位置。

2.2 基槽开挖的质量控制

(1)施工前对图纸及甲方提供的施工控制点、水准点进行交接复核。

(2)水下开挖沟槽容易塌方及回淤，考虑到施工时减少回淤量，采用分层开挖，减小淤泥的回淤，每层开挖深度在0.5～1m。即两岸边淤层分三层开挖，河中间分两层开挖，边坡按1:2计算开挖面宽度。

(3)抛石及沉管前，必须对基槽进行全面复测。

(4)基础用串筒进行抛填角石，角石基础高为1000mm，抛填平整后标准抗压强度按照要求达到fk≥150MPa。在角石基础上制作厚300mm的碎石垫层，由潜水员下水进行平整、检查，以保证管道安装标高符合设计要求。最后再由潜水员在水下用高压水枪进行全面的基槽整平，以使基槽底面高程能完全符合要求，确保管道顺利下沉。

(5)在管道基槽的施挖过程中，会对河堤产生一定的影响。为确保堤岸安全，在过河管道的起点，终点分别施打拉森Ⅲ型长6m的钢板桩，宽为7m，以维护堤岸横向不坍塌;以上钢板桩相接成八字型(向河中)打拉森Ⅲ型钢板桩到距离堤岸脚约1～2m处，以维护堤岸纵向不坍塌。在过河管道基槽施挖过程中，加支撑对钢板桩作加强处理。

(6)由于管道轴线距高速公路桥墩仅有7m，在桥墩旁打钢板桩进行保护。

2.3 管道焊接及防腐的质量控制

(1)由于沉管施工完毕后，管道埋设在河床下，维修极其不便;因此对管道的焊接质量、防腐质量等要求较高，需严格控制。

由于管道较长，本工程将6m长钢管运输至岸边进行拼装，拼装前明确设计及施工交底，每个接口都需打磨除锈后才能焊接。使用符合设计要求的焊接材料进行焊接，各工序要进行严格的质量控制，水下焊缝质量保证等级和防腐等级均提高一级，焊接完成后按要求进行严格的外观及内部探伤检查。

(2)因为管道还要进行吊装、拖移等操作，焊缝的延展性要好，为此最好选用碱性焊条进行现场焊缝的焊接;沉管过程中，如沟槽有塌方，弯头处将会承受较大弯矩，因此弯头处要进行加固处理。

(3)管道按图纸尺寸焊接成型后先在岸上进行水压试验，试验压力为0.9MPq，检查管道的强度及严密性;然后在1.2倍工作压力下稳压24h以消除焊缝应力，最后对焊缝进行内外防腐处理。

2.4 吊管、沉管的质量控制

(1)按照施工计划安排，提前向部门申请并办理相关手续;做好管道拖吊下水的准备工作，检查管内积水是否排洁，管口是否密封，吊船舶位水深等。

(2)吊管、沉管采用船吊和岸上吊机配合施工。吊管下水时，管道底安放滑掌，在统一指挥下，各吊点吊起管道并摆渡，让管道在滑掌上滑行向涌内，由涌内的吊船接应。随着管道的移动吊船慢慢的向对岸移动。在对岸的吊机接应吊船，吊住管道，使在此岸上的管道全部移到水面。将管道移到基槽上方，打开管道二端的排气阀，进水阀，即可灌水沉放。

(3)吊管下水时，各吊络与管道接触部分均用胶管套好，使钢丝绳与管道隔开，避免破坏管道外防腐。各吊船应掌握本船的吃水深度，避免受力不均匀而使管道出现过大的变形。

(4)控制各吊点的起吊或下降速度，将升或降每一动作控制在0.2～0.3m，避免管道变形。密切注意水流情况，调整吊船前后锚缆的松紧度，使管道不至于因水流的变化而发生位移。

(5)沉管完成后，拍潜水员下水检查管底与沟底的接触均匀程度和紧密性，并由航道局验收管顶高程和位置。

(6)管道铺设完毕后，解开吊环钢索，用串筒导向抛石，抛筑厚1500mm的碎石层，紧跟抛筑厚1200mm的块石层。碎石层、块石层增加管道的上覆重量，起到保护管道和稳定管道位置的作用。部分回填点回填后，解除吊船的吊络，拆除测量标杆，将尾端的排气口封堵。

2.5 管道试压的质量控制

(1)管道制作过程中，必须进行闭水试验，按不超过1000m的设计要求，管道拼装完整体进行试压;管道沉放安装完毕后进行水压试验，按照设计和规范要求，用0.9Mpa压力进行试压，稳定10min后，压力下降小于0.02Mpa即为水压试验合格。

(2)水压试验前应对压力表进行检验，应在有效检定期内。

(3)管道入水时，要认真进行排气，排气点应尽量选择在管道的高位。

结语

沉管施工相比顶管等其他工艺施工难度小，且节省费用是南方水道密集区域过河管道工程中较优的工艺选择。但由于完工后管道隐蔽水下造成维修困难，因此对工程质量控制要求更高;通过对以上质量控制要点的严格把控，本次沉管施工成功完成，并为以后同类工程的施工提供了宝贵的经验。

沉管施工 篇2

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秦皇岛方圆港湾工程监理有限公司

二O一0年八月

目 录 1 本工程工程概况 1.1 工程名称 1.2 工程建设区域 1.3 工程建设特点 2本工程监理技术依据

3本工程施工准备阶段的监理工作 本工程施工过程中的监理控制点及质量控制 5 本工程验收标准 6 本工程监理日常工作 6.1 旁站

6.2 质量问题发现和处理 6.3 协调

6.4 资料归档工作 本工程工程概况

1.1 工程名称：曹妃甸港区煤码头（二期）堆场试验区地基处理工程(沉管振冲砂桩)。

1.2 工程建设区域：唐山曹妃甸港区一港池西岸线，煤码头起步工程北侧，堆场试验三区内。

1.3 工程建设特点：本工程为沉管振冲砂桩地基处理方式，采用DZ-70-75KS振动锤振动沉管桩机，用活瓣荷叶桩尖将沉管沉至设计桩长或用电流确定长。砂料采用现场海砂。一边提管一边振动，同时用料斗直接加到成桩所需砂子为止。试验桩设计底标高为-１5m，孔径为50cm，分1.2、1.5和1.8三种桩距进行试验，区域尺寸为30*30m。2本工程监理技术依据：

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002。《水运工程质量检验标准》 JTS257-2008 《建筑地基处理技术规范》JGJ79_2002 《曹妃甸煤码头二期工程岩土工程勘察报告》 施工图纸

3本工程施工准备阶段的监理工作

1)认真研究设计资料，领会设计意图。根据施工图纸、设计施工工艺来审查施工方案和组织设计，并重点提出：本工 程处理深度深，工期紧，设计指标要求苛刻，为了施工质量得到保证，质量标准要明确，质量保证措施要落到实处，现场管理人员要求足够，每台机组施工人员也要配足；施工前要进行技术交底，必要时进行现场培训等。确保工程质量达到合格标准。

2)监理人员检查进场设备，与施工组织设计中提供的设备内容相一致，满足设计要求。沉管振冲设备进场施工前监理人员要严格审查设备进场报审单和特殊作业人员资格证，并仔细核查人、机、证是否一一对应及各机组人员是否配齐；设备进场后，督促施工单位作好设备的维护、保养工作。

3)检查振冲沉管长度要符合设计要求。

4)复测各施工区域的控制点，同时对区域内的沉管孔位进行详细的复测，防止漏孔。

5)复测各施工区域地基处理前地表标高，以便确定各施工区域的砂桩长度。为保证加固深度达到要求，监理规定：砂桩长度以原地表标高减去设计要求处理深度的标高来确定。对施工单位上报的各区域砂桩长度予以核对确认。6)对施工单位进行监理交底，技术交底。4 本工程施工过程中的监理控制点及质量控制

在沉管振冲砂桩处理施工过程中，监理人员应始终在现场旁站监理其全过程。根据工序质量指标，我们制订出质量控制的关键点：（1）砂桩填料的含泥量和粒径（2）砂桩的施工顺序（3）砂桩的连续性（4）砂桩的长度（5）桩位偏差（6）套管往复挤压振动次数与时间（7）套管升降幅度和速度（8）各段砂桩填砂量（9）电机的工作电流，这是施工质量的九要素，要求在施工的全过程中必须全部达到设计要求。具体质量控制要注意以下几点：

1)施工单位施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时，应在调整设计与施工有关参数后，重新进行试验或改变设计。

2)砂桩填料的含泥量不得大于5%,最大粒径不宜大于50mm。

3)砂桩的施工顺序：本工程设计粘性土地基，宜从中间向外围或隔排施工。

主要施工步骤如下：

①移动桩架及导向架，把桩管及桩尖对准桩位。

②启动振动锤，将桩管打入土中，如遇到坚硬难打的土层，可辅以喷气或射水打入。

③把套管打到预定的深度，然后向桩管内投入规定数量的砂料。④把桩管提升一定的高度（下砂顺利时提升高度不超过1-2m），提升时桩尖自动打开，桩管内的砂料被排出。

⑤将套管打下规定的深度，利用振动及桩尖的挤压作用使砂密实。

⑥再一次向桩管内投入砂料，然后把桩管提升到规定的高度。

⑦重复以上工序，砂料不断补充，砂桩不断提高，一直打到地面，砂桩即完成。

4)桩位偏差控制：施工时桩位水平误差不应大于15cm，套管垂直度偏差不应大于1%。为了准确的控制桩位，监理人员要作到以下几点：①设备进场施工前，要严格复测施工单位所放的施工区位控制点，同时为了防止区域内的控制点沉管振冲施工后遗落和偏移，要在施工区域外暂无须进行沉管振冲施工的区位增设控制点；②旁站监理施工单位的整个放线布桩过程；③经常性随机抽查桩位误差是否在允许范围内；④督促施工单位务必借助每隔个桩间距就系个结的长绳对因地表下沉或隆起等原因而失准的桩位进行重新布桩。5)砂桩的连续性控制：为了确保砂桩的连续性，要督促施工单位作到：①在软粘土中施工时，桩管末入土时，应先在桩内投砂2-3斗，并复打2-3次。这样底部的土更密实，加上有少量的砂排出分布在桩周，既挤密桩周的土，又可起护壁作用，避免因缩颈而出现夹泥断桩现象。②桩管内的砂料 应保持一定的高度，下砂顺利时桩管的提升高度不超过1-2m。

6)砂桩的长度控制：监理人员要仔细复测各施工区域的原地面标高，然后根据设计处理深度确定该区桩长，要求施工单位在桩管上达到桩长处标注醒目标志，以便操作、检查，确保桩长。

7)套管往复挤压振动次数与时间控制：旁站监理人员要仔细记录每次填料后套管往复挤压振动次数和时间，如不符合设计要求，要求施工单位及时整改。

8)套管升降幅度和速度控制：①为了保证砂桩的连续性，套管的升降幅度应严格控制，下砂顺利时套管的提升高度不超过1-2m。②拔管速度要严格控制，不宜过快，排砂要充分。一般拔管速度为2m/min。

9)砂桩填砂量控制：砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定。估算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数β确定, β可取1.2-1.4。如施工地面有下沉或隆起现象，则填料数量应根据现场具体情况予以增减。

10)同时要注意电机的工作电流等是否满足设计要求，如不符合设计要求，要求施工单位及时整改。

监理人员围绕九个关键点进行全程旁站监理，并有专人日常旁站和巡视，对发现的问题，要督促施工单位及时整改。5 本工程验收标准 各施工区域完工后，要及时安排检测单位对其施工效果进行检测，检测点应具有代表性。具体的检验注意事项如下：

1）施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对饱和粘性土地基应待孔隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于28d；对粉土、砂土和杂填土地基，不宜少于7d。

2）砂石桩的施工质量检验：对桩体可采用动力触探试验检测，对桩间土可采用标准贯入进行检测。桩间土质量的检测位臵应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2%。振冲碎石桩：浅部开挖检查：每小区选2根桩进行开挖，开挖深度为3m，进行桩径检查和桩成型检查。

3）砂桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。

4）复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体建筑不应少于3点。6 本工程监理日常工作 6.1 旁站

现场监理人员对振冲工程进行二十四小时旁站监理，主要监理内容有：

a)现场人员、机械设备分布情况； b)工程实际进度情况； c)各沉管振冲器施工参数； d)当日施工内容布臵 e)现场安全状况 f)趋势和苗头。6.2 质量问题发现和处理

a)任何施工工序、阶段发现问题后应要求承包单位改正，认真如实填写监理日志，必要时签发《监理通知》。b)发现重大原则问题或严重违反设计施工规范的质量问题应马上口头汇报总监，由总监决定是否暂停施工，是否发布暂停施工指令。

c)所有发现的问题均以相关技术文件设计图纸规范、现场预控目标为依据来判断。6.3 协调

a)协调业主、承包商及外围环境之间的关系，一切为工程目标服务。

b)每周三下午召开监理例会，每周五参加曹妃甸港区煤二期工程协调会。

c)实际与设计不符发生变更联络单的确认签署。6.4资料归档工作

a)所有原始资料、检验报告材质单及时整理归档。b)往来传文接收签发要及时。

蕉门水道过江钢管沉管施工 篇3

蕉门水道过江钢管沉管施工是广州南沙亭角大桥连通管线工程DN1400供水钢管的其中一部分，该工程为南沙自来水厂供水至万顷沙的重要通道，是南沙地区供水管网的重要组成部分。起点为亭角立交梅山工业区梅山驾校旁的既有DN1200供水管，终点为广珠东线既有DN1000供水管，全长约2300M。

供水管线沿番中公路东侧规划的道路绿化带敷设，沿途穿过规划滨水大道、蕉门水道、北围涌、广东省林木种苗示范绿化基地、耐卓园林景观苗木场、现状广珠东线省道等处。

其中，DN1400供水管按规划在亭角大桥下游30M处采用沉管的施工方式穿越蕉门水道（蕉门水道为IV级通航航道，江宽约620米）。

2工程特点

（1）过江管道采用DN1420*16mm的焊接钢管。

（2蕉门水道河床基槽开挖及沉管施工是重点和难点。河床基槽开挖深度1.9-5m不等，基槽放坡1:3，基槽采用挖泥船水下开挖，开挖方量较大（30500m³），河床基槽槽底标高控制难度较大；沉管钢管总长约620m，钢管的浮运、充水下沉控制是难点之一。

（3）工程量大，施工工期紧，需配合联系的部门和单位较多，过江管道施工前要上报市航道局及省海事局审批，过江管两岸堤岸的破坏与修复上报水利局审批，在取得批准后方可开工。

3施工工艺流程图

4施工技术方案

4.1建立测量控制网

为保证管道基槽及构造物平面及高程放样的准确性，根据工程特点，拟采取如下测量方案：

（1）测量设备设置：现场设置测量组一组，并配备水准仪，经纬仪，红外线全站仪等测量仪器。

（2）根据所设置坐标控制网，直接测放各工程构筑物的平面位置，但须同时用其他坐标控制点进行交汇复核，根据所设置各水准点可以方便进行施工高程测量。

4.2河床基槽土方开挖

（1）蕉门水道为IV级通航航道，河宽约620m，在亭角大桥下游30m处采用沉管施工方式穿越蕉门水道。管道沟槽采用挖泥船水下开挖土石方，开挖机械采用抓铲挖掘机。测量人员根据业主及监理工程师指定的测量基准点放出管中心线位置，根据供水管道的管径、埋深，土方开挖的坡度，确定沟槽开挖的宽度尺寸，标识开挖线范围及深度。其中，沟槽底款B≥D1+1000mm=2420mm，开槽边坡1:3，河槽开挖深度1.9-5m不等。水下开挖沟槽的允许偏差：槽底高程0— -300mm。

4.3河床基槽基础处理

挖泥船水下开挖基槽完成并经验收后，水下抛填200mm碎石基础，然后抛填200mm袋装砂基础。沉管基础处理完毕后，需检查基础的厚度、宽度及标高等内容，合格后进行下道工序。

4.4蕉门水道过河钢管制作

4.4.1钢管焊接

（1）采用手工电弧电焊，单面焊双面成型。焊工必须持有效地焊工合格证书。焊工施焊前接受技术人员的技术交底，并严格按焊接作业指导书进行作业。

（2）焊条的化学成分，机械强度应与用材相同且匹配，兼顾工作条件和工艺性，质量符合现行国家标准《碳钢焊条》的规定。

（3）管节焊接前应先修口，清根，管端端面的坡口角度，钝边，间隙，应符合下列要求：采用V型坡口，坡口角度60度，钝边2mm，对口间隙2.0-4.0mm。

（4）对口应内壁平整，螺旋焊管的端口焊缝应错开。

（5）当工作环境的风力大于5级，雨天或相对湿度大于90%时，应采取有效的保护措施后方可施焊。

（6）焊缝按1%做超声波或射线检测（委托有超声波或射线检验资质的单位及人员进行检测）。

（7）焊缝的外观不得有熔化金属流到焊缝外未熔化的用材上。焊缝和热影响区表面不得有裂纹，气孔，弧坑和灰渣等现象，表面光顺，均匀，焊道与母材应平缓过渡。焊缝宽度应焊出坡口边缘2-3mm，表面余高应小于或等于1+0.2倍坡口边缘宽度，且不大于4mm。焊缝两侧咬边总长不得超过焊缝长度的10%，深度小于0.5mm。焊缝错边不应大于2mm，焊缝不允许未焊满。

4.4.2钢管制作

（1）供水管沉管DN1420*16mm约620m，分三部分焊接组成。第一部分为290m，每节30m分10节焊接成形；第二部分为168m，每节30m分6节焊接成形；第三部分为145.6m分5节焊接成形；三部分焊接完毕后再将三部分依次组合焊接，连成整体。

（2）岸上分段焊接而成的过河钢管的环向焊缝采用200×100×12mm加强钢板加固（环向等分12份）。

（3）在焊接成型的过河钢管两端高处分别增焊DN100钢管各二处，焊接钢管连通沉管钢管，其中一管灌水，另一管排气。

（4）在过河钢管的吊环设置如下：300*250*25mm型吊环4个/每60m，4块/每个；450*250*25mm型吊环4个/每60m，2块/每个。

（5）在沉管两端供水口处增设法兰封板堵口。

4.3岸上钢管水压试验

在开挖河床基槽的同时，在岸上將过河管分段焊接成形并通过水压试验，试验压力1.0MPa。

（1）质量标准

A、压力升至试验压力时，10分钟之内压力降不大于0.05MPa，管道、附件和接口等未发生漏裂，压力降至工作压力时，经外观检查不漏即为合格。

B、一次打压接口漏水率不超过3%；渗水、冒沫及潮点不超过7%，漏水接口必须进行修理。

（2）安全技术措施

A、在加压至试验压力时，工作人员不得下管沟检查管口。

B、压力表安装前应经过检查，避免安装失灵的压力表。加压过程中，设专人观察和注视两头压力表的变化。发现异常情况，立即停止，切不可超压。

C、升压和降压都应缓慢进行，不能过急。

D、不得自行延长试验压力的稳定时间，更不允许擅自加大试验压力。

E、事先做好充分准备，确定好冲洗相关的排水点或排水井。

4.4过河钢管防腐

内壁防腐：采用加强级防腐涂料。

外壁防腐：采用环氧煤沥青涂料不低于“三油二布”防腐；现场焊接接头部分的外防腐由冷绕聚乙烯防腐专用胶带缠绕，钢管的外防腐要通过相应的电火花检查要求。

阴极保护：采用牺牲阳极法对阴极保护，采用镁合金牺牲阳极，在沉管两端岸上对称布置6组阳极（8支/每组，8kg/支）。

5封航

过河钢管浮运及沉管前准备好相关资料（施工方案、封航范围及封航时间等）向航道局提出封航申请，并按相关部门的要求做好水上作业安全防护警示。

6沉管施工

（1）封航后，指挥吊船将沉管拖下河道顺放，接着把沉管慢慢拖着横放，缓慢的调整至设计沉管的平面位置。

（2）打开沉管下端的进水管和上端排气管，让河水均匀注入钢管。当沉管浮力与灌水后的沉管总重相等时，再适量注水后封闭注水管口和排气管口。利用吊船，使过河管缓慢下沉，每次下沉量以0.2-0.5m为宜，边下沉边校核位置，控制平面偏差。下沉将到底时，在做好安全防护的前提下，水下潜水员水下定位及检查高程和位置，必要时利用吊船锁住吊环进行适当微调，水下管道敷设允许误差：轴线位置±50mm，槽底高程0- -200mm。

（3）管道下沉就位经检查合格后，每10m处先抛填砂袋，后抛20-30cm级大块石固定，每处固管宽度1-1.5m，其他地段利用原土回填，管道按有关标准验收合格后按设计要求回填至设计标高。

7收尾工作

沉管灌注桩施工措施研究 篇4

一、沉管灌注桩施工过程中容易产生的质量问题

在很多地方, 尤其是沿海地区属于软土地基, 而软土地基主要由淤泥、淤泥质土或其它高压缩性土层构成地基, 沉管灌注桩比较适合软土地基, 但是由于性价比比较差, 同时沉管灌注桩属于隐蔽性工程, 所以在施工的过程中质量容易出现以下问题。

1、断桩

桩身有些出现水平裂缝或者裂缝略有倾斜并贯通全截面。有的甚至桩身混泥土间断、退空、不连续, 从暴露的桩身反映出个别桩身局部残缺, 夹有泥土或桩身的某一部位混凝土坍塌, 上部被土填充。断桩是比较严重的质量问题, 因为它不能承受相应的荷载。该现象产生的原因主要有:第一，桩距过小, 邻桩施打时对土体挤压产生的水平横向推力和隆起上拔力的作用。第二，软硬土层间传递水平力大小不同, 对桩产生剪应力。第三，桩身混凝土终凝不久, 强度较小, 承受外力的能力还较差, 经受不住这些外力的作用。

2、缩颈

沉管灌注桩另外一种常见的质量问题是缩颈, 它的主要特征是成形后的桩身局部直径小于设计要求, 根据实际工程经验总结这种现象一般发生在地面下2m-3m处, 大多发生于淤泥、淤泥质土、杂填土等软弱土层。该现象产生的原因主要有:第一，在淤泥或软土层中沉管时, 由于土受挤压产生孔隙水压拔管后便挤向新浇灌的混凝土, 造成缩颈。第二，拔管过快, 管内混凝土存量过少, 造成缩颈。第三，混凝土和易性差, 造成混凝土出管扩散性差, 造成缩颈。

3、管内混凝土拒落

在沉管灌注桩施工过程中, 当灌注完混凝土后拔管时, 要求混凝土能立刻从管底部流出, 这样能是混凝泥土与土层充分接触。但是有时候在拔至一定高度后, 混凝土才流出管外, 因此桩的下部没有混凝土或混凝土不密实。这样就回导致桩的承载能力降低, 从而使桩的质量出现问题。

4、桩尖虚脱

在沉管灌注桩施工过程中桩尖虚脱也是施工中经常遇到的问题, 由于桩尖封闭不严, 桩周围土层或地下水受高压作用挤入桩管内, 积于桩尖处, 阻碍混凝土与桩尖土层直接结合, 桩尖处混凝土未能与下部土层直接结合, 产生空隙或由虚土及地下水充填形成虚脱。桩尖虚脱使桩尖失去端承力, 严重影响桩的承载能力。

二、保证沉管灌注桩施工质量的措施

1、控制桩的中心距不能太小 (大于3.5倍桩径) , 如不能满足时, 则采用跳打法或相隔一定的技术间歇时间后再打邻近的桩, 以减小土体对邻近桩的水平横向推力和隆起上拔力。

2、施工中保持管内混凝土略高于管底, 使之具有足够的扩散压力, 拔管时, 采取复打法或翻插的办法, 并严格控制拔桩的速度来解决缩颈的问题。

3、控制混凝土的坍落度、骨料粒径以及拔管速度, 拔管时采取密振慢拔来解决隔层的问题, 亦存在施工人为因素较多, 质量控制随机性大的缺点。

4、提高布桩密度的准确性。布桩密度主要考虑沉桩过程中对周围建筑物或已沉桩的影响。布桩密度可分为面密度和体密度。面密度是指桩截面平面面积与场地平面面积的百分比;体密度就是面密度乘以桩长。施工调查研究表明, 当布桩面密度不大于5%时, 沉桩不会因挤土产生有害影响, 布桩面密度大于5%时, 可采用“取土植桩”的方法解决, 即在沉桩桩位预先钻孔取土, 然后再沉桩, 当满足面密度和体密度要求时, 施工时不宜产生断桩现象。

5、为保证沉管灌注桩的桩基质量, 施工时必须先试桩, 以检测地质勘察资料的正确性和软弱土层等所处的位置, 并对施工过程所碰到的问题作详细记录, 对原来所确定施工方法、施工工艺作认真检验。

6、在沉管灌注桩施工过程中应经常检查混凝土的充盈系数, 一般土充盈系数控制在1.0, 软弱土层控制在1.2～1.3, 对于充盈系数小于1的宜全长复打, 对可能产生缩颈和断桩部位要局部复打, 局部复打应超过断桩或缩颈部位1m以上。

7、增大单桩承载力的措施:除了按设计的混凝土强度等级及其配比进行充分时间搅拌外, 在设计桩长、桩径一定的情况下, 可采取以下措施增大单桩承载力, 即在第一次单打结束、拔出桩管后, 清除桩管外壁上的污泥和桩管周围地面上的浮土, 然后在原桩位上放置一个混凝土桩靴或合好活瓣式桩尖, 再进行第二次复打沉套管, 使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径, 随后在灌注混凝土和插入钢筋, 边灌注混凝土、边振动、边拔出钢管。采用复打法桩径可扩大80%, 可大大提高桩的承载力。

沉管灌注桩管壁塌陷的原因 篇5

沉管灌注桩是桩基础中一种常见的桩型,其特点是投资较少,工艺简单,无污染,施工较快且不大受场地限制,但施工中易出现缩颈桩、断桩等桩身破损问题。文章分析了沉管灌注桩身破损的成因,提出了沉管灌注桩桩身破损预防和防治措施。

沉管灌注桩是土木建筑工程中众多类型桩基础中的一种。沉管灌注桩又称为打拔管灌注桩。它是利用沉桩设备，将带有钢筋混凝土桩靴 (活瓣式桩靴)的钢管沉入土中，形成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩。利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。 单打法(又称一次拔管法)：拔管时，每提升0.5～1.0m，振动5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，这样反复进行，直至全部拔出;复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行; 翻插法：钢管每提升0.5m，再下插0.3m，这样反复进行，直至拔出。

沉管隧道抗震研究现状综述 篇6

关键字：水底隧道；沉管隧道；抗震研究

一、前言

沉管隧道给国家社会带来了发展的同时，也不可避免会地受到地震的影响。沉管结构如果由于地震受到严重的破坏，将会带来毁灭性的损失。因此，沉管隧道结构在对抗地震破坏的设计要求，已经受到了学者们的高度重视。本文综述了针对沉管隧道抗震研究的现状，希望对今后关于沉管隧道抗震研究工作有借鉴作用。

沉管隧道地震效应反应特点

二、沉管隧道抗震现状

针对沉管隧道这一特殊结构，借鉴陈庆，项宗方[1]先前所研究的内容，对于沉管隧道抗震的方法主要有：观测法、理论分析、数值模拟和实验法。

（一）观测法

观测法是在发生地震后，通过对管体的变形特征和对其动力特性进行实测后得出的响应特性。其包含了震害的调查和地震的监测。但由于地震发生的不确定时因素太多，以及条件的限制，所以对于这方面的资料是有限的。对地震的监测可以在发生地震时，得到沉管结构的动力响应过程。

（二）理论分析

理论分析分为波动法和结构动力学法。

1）波动法

波动法是在求解波动方程的基础上，对整个系统进行分析研究，而不单独以荷载为对象进行分析，来求得其应力场与波动场。高广运[2]等采用大弧假定，得出了半空间隧道和衬砌中散射波在P波作用下的级数表达式。波动法通常用于分析平面问题，当地震波频率过高以及易受到干扰时，其应用会受到限制。

2）结构动力学法

结构动力学法是假定土体介质中的波动场不会受到结构的影响，用弹簧和阻尼罐替代土体介质的作用，对沉管结构施加相互作用力，将其视为主要对象求解其地震动力反应。此方法的重点是要求出土体介质的阻尼常数和弹性常数。董云、楼梦麟[3]针对港珠澳超长沉管隧道通过时域数值计算，讨论了考虑地震输入荷载影响时Rayleigh阻尼系数的选择方法以及其比例系数的确定。但管体受到围岩的动力影响在时间和空间上都是耦合的，所以结构动力学法很难对地震作用的响应做出准确的分析。

（三）数值模拟

对于复杂地形、地质中的地下结构，从理论上分析对其地震响应有一定的困难，因此，数值模拟成为了当今学者最常用的研究方法。如今，在沉管隧道中所用到的数值模拟主要包括有限元法、离散单元法、边界单元法。

1）有限元法

有限元法是如今分析岩土结构地震响应使用频率最高的数值模拟方法，它是采用离散的单元对连续体场函数的离散解进行求解。严松宏[4]等运用二维平面有限元法计算了南京长江越江隧道沉管段在地震作用下产生的内力和变形，其计算结果对沉管设计具有参考价值。但有限元法的缺点是在计算过程中，忽略了软弱地质条件的影响。并且，有限元法是针对局部进行计算，其研究范围受到了限制。

2）离散单元法

离散单元法是将选定的软弱面岩体当作研究块体，允许其移动或分离，从而模拟岩体的非线性变形。但只有对于整体性较差的岩体进行模拟才会显著的效果，这样，离散单元法就有一定的局限性。所以在实际运用过程中，通常把离散单元法与其他方法结合进行分析。

3）边界单元法

边界单元法是在将求解域的边界离散化的基础上，用边界单元代替域边界，最后用边界单元建立线性方程，再求解。但由于求解过程中存在多种介质，分析过程较复杂，所以一般不会单独运用于沉管结构地震反应的分析。

如今，很多学者通过数值模拟的方法对沉管隧道的抗震进行了研究，并得出了有价值的结论。曹文宏 [5]等运用高性能计算机，对上海外环沉管隧道进行了地震响应的三维数值模拟研究。李伟华[6]运用显式有限元法，分析了水深、地质条件等因素对沉管隧道地震反映的影响，并得出一些可供沉管隧道抗震设计参考的结论。

（四）实验研究

实验研究是通过激震实验对沉管隧道结构的响应特征进行研究，主要方法就是振动台模型试验。振动台实验可以深入地模拟隧道结构从而获得精确的动力响应特性和震害特性。徐志英、施善云[7] 用大型振动台进行了土—地下结构的动力相互作用试验并在这种试验的基础上提出了土—地下结构动力相互作用的计算模型。但振动台实验在边界条件的处理上还有待进一步深化。

三、结语

本文重点阐述了沉管隧道抗震分析的方法。如今虽然对沉管隧道抗震有一些研究与探索的结论，但是由于沉管结构的不成熟和沉管结构的地震响应特性的特殊性，实际运用于工程的较少。从笔者的角度认为，如下几个方面还需要更多的学者进行更多更深的研究：

1.沉管隧道上部回填土的厚度以及水底挖槽深度对其地震响应特性的影响

2.对于沉管隧道抗震具体措施以及震后的补救措施还不够明确

3.关于沉管隧道抗震的理论并没有很好地联系到实际工程

在今后的研究中，围绕这些方法展开深入的分析研究，并建立起完善的沉管隧道抗震研究体系，为我国沉管隧道乃至地下结构的抗震设计和研究提供依据。

参考文献：

[1]陈庆，项宗方.地下结构抗震研究现状综述[J].四川建筑科学研究，2011，37（6）.

[2]高广运，李育枢，李天斌.P波作用下浅埋圆形衬砌隧道动力反应分析[J].中南公路工程，2007，32（2）.

[3]董云，楼梦麟.关于超长沉管隧道地震反应分析中瑞利阻尼矩阵的讨论[J].地震工程与工程振动，2014，34（1）.

[4]严松宏，潘昌实.沉管隧道在地震与静荷载共同作用下横向受力分析[J].兰州交通大学学报，2009，28（3）.

[5]曹文宏，乔宗昭，金先龙，陈鸿.外环线沉管隧道地震响应的三维数值模拟[J].中国市政工程，2006，119（1）.

[6]李伟华.考虑水-饱和土场地-结构耦合时的沉管隧道地震反应分析[J].防灾减灾工程学报，2010，30（6）.

谈公路水底隧道沉管施工方法 篇7

关键词：公路,水底,隧道,沉管,施工方法

随着城市人口的不断增多, 特别是沿海城市的快速发展及西部大开发, 其工业、交通及市政建设的加快发展, 在城市主要道路干线上往往需要克服江河、海峡, 以城市内道路干线之间或道路与铁路之间互相交叉等而引起的障碍, 常须修筑城市道路隧道和水底隧道。近年来, 由于沉管法施工技术在国际上已经达到相当高的水平用沉管法修建成功的水下隧道数量越来越多, 成为公路穿越有航运要求的江河及港湾的重要手段之一。在穿越河口及通航河道, 河流不太宽, 土质较差的地段, 以及为多车道大断面的道路隧道, 为使隧道延长较短, 施工速度较快, 则常采用沉管法施工。

1 水底隧道及其主要施工方法

在通海轮的江河或港湾地区, 道路穿越水路时, 虽然可以建高架桥梁, 桥下净空高度, 一般要求比桅高加高2m以上, 常达40~50m以上或开启式桥梁。但造价及用地均较多, 且当航运繁忙时, 常常导致交通不畅。此时, 水底隧道则成为较经济、合理、可行的渡越方式。

水底隧道有五种主要的施工方法:盾构法、矿山法、围堤明挖法、气压沉箱法和沉管法。盾构法施工, 一般适用于软土地层;矿山法适用于岩石地层;气压沉箱法仅适用于水面较窄、深度较小的河道水底隧道;围堤明挖法是一种较经济的施工方法, 但围堤明挖施工对水路交通干扰很大, 常常难以实施;沉管法施工是修建水底隧道的最主要的施工方法。

2 沉管隧道施工方法

采用沉管法施工的水底隧道, 亦称沉埋法或称沉放法。沉管法施工时, 先在隧址附近修建的临时干坞内预制管段, 预制的管段采用临时隔墙封闭, 然后将此管段浮运到隧址的规定位置, 此时已于隧址处预先挖好的一个水底基槽。待管段定位后, 向管段内灌水、压载, 使其下沉到设计位置, 将此管段与相邻管段在水下连接, 并经基础处理, 最后回填覆土, 即成为水底隧道。

1810年, 在伦敦采用沉管法修筑水底隧道施工试验, 但因为管段防水问题没能解决, 使这试验未能成功。1894年美国采用沉管法在波士顿建成一个城市地下水道工程。并于1904年采用此法建成了底特律河水底铁路隧道才宣告沉管施工法的成功诞生。又于1928年建成沉管道路隧道。自1959年加拿大迪斯隧道成功的使用水力压接法进行预制管段水底连接后, 沉管法施工修筑水底隧道变得更为优越, 并很快为世界各国普遍采用, 目前已发展到可能取代盾构法成为水底公路隧道最主要的施工方法的程度。

我国第一条以沉管法施工的水底隧道, 是于1984年在广州珠江和宁波甬江水底隧道工程进行论证, 并对沉管法施工的各项关键性技术进行了大量的基础理论研究, 对关键性工序的施工工艺作了充分的论证。于1993年广州珠江沙面建成我国第一条沉管隧道, 之后, 于1995年又在宁波甬江建成我国第二条沉管隧道。这二条江底沉管隧道的建成为我国继续在长江、黄河、海峡等修筑沉管隧道积累了许多宝贵经验。另外, 我国台湾省亦于1984年在高雄市首次建成一条海底沉管隧道。我国香港特别行政区穿越维多利亚海湾连接九龙半岛与香港岛的公路交通中, 没有修建一座桥梁, 均为沉管隧道。目前, 已建成5座沉管公路隧道, 这样既解决了繁忙的交通问题又使得隧道施工时和施工后均不影响海湾船舶通航, 同时保持了海湾的自然景观和做好了环保工作等。

3 沉管法修筑公路隧道特点

3.1 优点

3.1.1 施工质量有保证

预制管段是在临时干坞里浇筑的, 施工场地较集中, 便于进行全天候、全方位的工程质量管理, 管段结构和防水措施的质量亦可以得到保证。由于需要在隧址现场施工的隧道管段接缝非常少, 漏水的可能相应地大大减少。

3.1.2 对地质水文条件适应性强

能在流砂层中施工而不需特殊设备或措施。因为沉管法在隧址的基槽开挖较浅, 基槽开挖和基础处理的施工技术较简单, 又因沉管受到水浮力, 作用于地基的恒载较小, 因而对各种地质条件适应性较强。由于管段采用先预制再浮运沉放的方法施工, 避免了难度很大的水下作业, 故可在深水中施工, 而且对于潮差和流速大小的适应性也较强。沉管隧道也可以浅埋, 与埋深较大的盾构隧道相比, 沉管隧道路面标高可抬高, 使之与岸上道路较容易衔接, 引道可较短, 从而使路隧连接的引道的线型较好。

3.1.3 沉管隧道工程造价较低

沉管隧道挖水底基槽比地下挖土单价低, 且土方数量较少;每管段长达100m左右, 整体制作、浇筑、养护后从水面上整体拖运, 所需的制作和运输费用, 比盾构隧道管片分块制作及用汽车运输所需的费用要低得多;管段接缝数量少, 费用相应减少, 沉管隧道可浅埋, 比相对深埋的盾构隧道要短很多, 所以工程总造价可大幅度降低。

3.1.4 沉管隧道施工工期短

沉管每节预制管段很长, 一条沉管隧道只需要用几节预制管段就可完成, 而且管段预制和水底基槽开挖可同时进行, 浇筑预制管段等大量施工工作, 不在隧位现场上进行, 而是构筑的临时干坞上浇制预制管段, 管段浮运沉放就位也很快, 这就使沉管隧道施工的工期比采用其它施工方法的工期要短得多;特别是隧位现场施工期较短, 使隧址受施工干扰的时间较短, 这对于在市区内修建水底隧道时, 尤其是在水上运输繁忙的航道上建设水底隧道, 因隧址现场施工作业而受干扰和影响的时间, 以沉管法施工工期为最短。

3.1.5 施工作业条件比较好

基本上没有地下作业;完全不用气压作业;水下作业也极少;施工较安全;管段预制和浮运及沉放等主要工序大部分在水上进行, 水下作业极少, 只有少数潜水员在水下作业, 工人们都在水上操作, 因此说沉管隧道施工作业条件比较好、较安全。

3.1.6 沉管隧道可建成大断面多车道

因为采用先预制后浮运沉放就位连接的施工程序, 可以将燧道横向尺寸做得较大, 一个横断面内可同时容纳4~8个车道, 断面空间利用率高;而盾构隧道施工时, 盾构采用纵向顶推前进受到盾构尺寸的限制, 不可能将隧道横断面建得很大, 一般适宜为双车道的隧道。

3.2 缺点

3.2.1 制作管时, 混凝土工艺中要求采用一系列严格的技术措施, 以保证干舷和抗浮安全系数;

普通的混凝土管段难以防水, 因此须采用有效的防水措施;

3.2.2 当隧道管跨度较大时, 则浮运到位沉放作业的水、土压力较大, 达到0.

3~0.4MPa时, 沉管结构的底、顶板受到的剪力相当大, 这时如不采用预应力, 就必须放大支托。但放大后的支托又不容许侵入多车道净空建筑限界, 因此只能相应增加沉管结构的高度。

参考文献

[1]公路隧道勘测规程[M].北京:人民交通出版社, 1985.[1]公路隧道勘测规程[M].北京:人民交通出版社, 1985.

油气管道的单侧沉管施工技术 篇8

1.1 管道下沟就位方式的选择

根据管道下沟就位方式的不同一般可以分为单侧沉降、双侧沉降、吊管下沟三类。具体采用哪种方式, 主要是取决于施工现场的具体情况。一般来说, 如果地下水位较高 (但在1m以下) 或管沟土质较差、塌方较厉害、成型困难的又属于城郊附近用地的 (临时占地费用相当高) 应采用单侧沉降, 这种施工方式需要在布管焊接前扫线时就先试挖探坑以确定管沟塌方程度和管沟成型困难与否、从而确定了是否采用该施工方法, 确定使用该方法后, 就需要布管时将管道布到距离作业带边线1.5m附近焊接, 以免管道单侧沉降挖沟时无堆土的区域而不必要的超占地, 这种方式挖沟设备较多, 但较节约场地, 下沟速度较快, 无需吊管下沟设备、超占面积较小, 大大减少了超占地面积, 大大降低了城郊老百姓阻工现象, 较大幅度的缩短了工期。如果地下水位很高 (但在1m以上) 或管沟土质很差、塌方非常厉害、成型很困难的普通地段应采用双侧沉降, 但超占地现象非常厉害、需要大量的挖沟设备, 并需要挖掘设备不间断的连续作业。吊管下沟则是采用挖掘机挖沟, 吊管机将焊接好的管道直接吊到沟里合适的位置。在地下水位很少或基本没有, 管沟不易塌方、成型好的地段则采用吊管下沟的方式下沟。

1.2 管道中心线、作业带边线的确定

在城市郊区管道施工的征地存在管道中心线两侧各5米都是永久征地, 费用相当高 (与管道中心线两侧5m之外的价格差别非常大) , 所以开始永久征地前就要考虑好管道下沟的施工方案, 从而根据管道中心线提前考虑好布管方案, 作业带边线问题, 以免管道中心线的偏移而引起全面阻工现象的发生或大量超占地的发生, 所以管道下沟的施工方案是重中之重需严密谨慎的考虑。

以庆铁线扩能改造工程Φ813的管道在长春段作业带为16m为例, 在看完施工图纸确定了施工现场土质、地下水位、土壤坍塌度后, 确定采用单侧沉降的施工方法, 根据管沟中心线来确定管沟中心线一侧作业带为4m, 另一侧作业带为12m, 布管中心线在4m作业带侧距离管沟中心线为2.5m处 (距离作业带边线即为1.5m, 这样预留了1.5m以免管道单侧沉降时出现塌方而塌到作业带边线外) , 保证了采用单侧沉降挖沟时无需移管, 作业带的宽度能最大限度的用来堆土, 最大限度的减少超占现象的发生。

1.3 单侧沉降的施工工序

在沉降挖沟时宜配置一台短尾挖掘机 (优点是回转半径小, 挖土旋转时不会伤到管道防腐层) , 挖沟, 一台挖掘机 (履带较宽、重量较轻的为宜) 紧跟其后清理塌方的管沟, 两台挖掘机间隔的距离以18m左右为宜, 短尾挖掘机紧贴管道外侧挖沟, 当挖掘长度达到70-80m后 (同时塌方的管沟已清理完毕) 将管道的一头吊到管沟内, 接下来短尾挖掘机贴着管道外侧、底部B点继续挖沟管道就会自动下到管沟内, (管道由于重力的原因压塌到管沟内的土方由短尾挖掘机挖出) , 并将挖出的土方放置在距离管沟边缘至少1m之外 (避免因静载荷而压塌管沟) , 清沟的挖掘机紧随其后 (相隔18m左右为宜, 相当于L2的三分之一长) 不断清里沟中塌方的土或泥, 保证管道完全接触到管沟底部时, 塌在沟里的泥土已经基本清理干净, 这样两个挖掘机紧密配合既能保证管道的埋设深度, 又能大幅度减少了清沟的工作量 (管沟由于还没有来得及大面积塌方, 管道已沉到沟底部) 和土方的占地面积 (从沟内清出的土方就大幅度减少) , 为了减少不必要的清沟和抽排管沟内的明水, 需要两台挖掘机连续不间断作业, 以避免管沟放置时间较长地下水不停涌现而不断塌方反复清沟的现象发生, 而不得不中断挖沟时, 需要在管道刚接触到管沟底部分界处C点压实回填土稳管, 避免大面积的明水在沟内到处流淌, 而要继续挖沟时淘水工作量太大。管沟下沟方式见图 (1) 。

由于单侧沉管的管沟相对较窄, 开挖进度较快, 地下水冒出还没有导致管道漂浮时, 管道已经落实到管沟底部, 大幅度减少了抽水量, 保证了管道的顺利下沟, 在整个挖沟过程中需要检漏人员控制漏点和测量人员控制埋深。

1.4 防止漂管的考虑

由于地下水位高, 单侧沉降管道下沟后不及时稳管, 将会出现漂管现象, 所以在管道落实到沟底后, 需要及时分段稳管, 每隔大约20m大回填一段管道, 做到随挖随填, 防止漂管, 同时回填工作宜其后跟着进行。

2 管道单侧沉降的优越性

(1) 大幅度减少拆迁量, 降低作业带占压面积和征地协调难度, 为施工赢得了宝贵的时间;

(2) 管沟上口开口相对较窄, 降低了挖掘和回填土方量, 加快了开挖进度;

(3) 降低了拆迁费和超占地赔偿款;

(4) 和双侧沉管比较, 减少了挖掘管沟的挖掘机的数量, 降低了施工成本;

(5) 便于施工组织, 既能保证管道施工的各种质量要求, 同时又能保证作业人员和设备的安全, 操作简便。

3 结束语

目前管道建设已进入第三波建设高峰期, 管道建设沿途经过水网地段较多, 这种单侧沉管方法简单实用, 还能缩短工期, 特别是能减少不少协调困难, 它必将在中缅管道、西气东输三线、锦郑管道、铁岭-锦西原油管道等工程施工中得到广泛的应用。

摘要：在水网地段敷设大口径长输管道, 会遇见管沟不易成型等困难, 给管沟开挖和管道整体下沟带来了很大挑战。采用单侧沉管施工方法, 可解决这一难题。结合东部原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程建设的实际情况, 介绍了输油气管道单侧沉管的施工方法, 分析了该方法的适用范围, 探讨了单侧沉降施工的一些要点和注意事项, 为水网地段的管道建设提供有益的经验。对比其他输油气管道施工中的下沟方案, 分别从工程进度和工程成本两个方面阐述了单侧沉降施工的优越性。

沉管灌注桩施工质量监理控制要点 篇9

1 监理事前控制要点

在监理工作中,事前控制是最有效的控制手段。由于沉管灌注桩施工的隐蔽性及工序的不可逆转性,前期工作的监控尤为重要。事前控制是工程质量及施工安全的必要前提,应从以下方面加以严格控制。

1.1 审查施工单位和材料供应单位

资质审查是任何工程开工前必不可少的工作,对沉管灌注桩施工单位资质审查应从两方面进行:1)对施工队伍的承建资格、施工管理水平、现场人员的素质及经验的审查。2)对施工机械设备的审查。对材料供应单位主要审查其供货能力及诚信度,各类材料的质保资料是否齐全、有效。

1.2 审查施工组织设计和施工方案

认真审核施工组织设计和施工方案,应审查施工单位现场项目管理机构的质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系,审查机械设备数量、型号,施工作业人员组织及特殊作业人员的上岗证,施工现场平面布置及打桩施工顺序,施工技术措施及有关参数指标,工程进度计划等。应重点审查关键工序的工程质量控制及保证措施。

1.3 组织设计交底及图纸会审

设计交底与图纸会审可同时进行,以设计交底为主,设计人员申明设计意图和施工技术要点,监理人员应提出必要的以求保证施工质量的一些工作要求。图纸会审主要是研究工程地质勘察报告、桩位图、施工图、复核桩设计承载力等,对施工单位提出的问题设计要给予明确的答复。

1.4 对大样和标高进行复核

监理必须对施工单位提供的测量放线结果进行复核,特别要校核建筑物放样定位点。根据施工图,对桩位轴线放样情况及标高进行复核。

1.5 审查施工单位的现场施工准备情况

监理要对施工准备情况进行审查,主要审查的内容包括:1)材料的质量和数量能否满足施工要求;2)现场的机器设备和技术状态能否满足施工需要;3)管理人员及技术人员已安排到位,书面的技术交底已进行,劳力的安排、分工已明确;4)现场的水电供应能满足施工需要;5)安全设施已检查完毕,安全措施已落实。

1.6 试桩

地质勘察报告不可能掌握全部的地质情况,试桩能及时发现各种可能的情况,监理人员要注意观察记录沉管的速度、贯入度、充盈系数等情况,发现与设计不符时要及时查明原因,确有必要时要调整设计方案。

1.7 编制监理细则

在工程开工之前,专业监理工程师应针对试桩过程中存在的问题,制订一整套具体、细致的控制措施,特别是质量、进度方面的预控措施。

2 监理事中控制要点

施工阶段是沉管灌注桩质量形成的关键环节,施工期间的任何失误都可能导致桩基质量的永久缺陷。因此,监理工程师必须严格把关,确保施工质量。

2.1 成孔的控制

在开打前用水平仪从两个方向控制和核验沉管的垂直度,沉管过程中严格按双控(桩长和贯入度)要求控制,记录或核对有关施工记录,确保达到要求。

2.2 混凝土浇筑控制

监理应对混凝土灌注桩的浇筑过程进行旁站,主要应检查施工企业现场质检人员到岗、特殊工种人员持证上岗以及施工机械、建筑材料准备情况、执行施工方案以及工程建设强制性标准情况以及混凝土的搅拌、配比和浇筑质量。对现场拌制混凝土,监理应加强计量设备精度、混凝土配合比、添料搅拌程序、搅拌时间和混凝土坍落度等的控制,以确保混凝土的强度符合要求。监理应观察混凝土灌注量是否达到设计充盈系数的要求。监理人员必须及时督促施工单位做好试块,并做好旁站监理记录和监理日记,保存旁站监理原始资料。

2.3 钢筋笼制作与吊装控制

监理工程师要检查钢筋笼的直径、长度和制作质量,钢筋的规格、数量,箍筋、加劲筋的间距等,严格按施工图纸和规范要求进行验收,要重点检查钢筋连接接头的焊缝长度及其饱满度,对不合格的焊缝要进行补焊,现场抽取焊接接头进行试验。检查钢筋笼在吊放时的垂直度,吊筋的长度是否与设计的桩顶标高相符。

2.4 桩位的控制

由于群桩挤土效应,在沉管灌注桩施工时桩位随时都会发生移位,因而在合理安排打桩顺序的同时要加强对打桩位的观测和测量,监理人员应要求施工单位每班对轴线及桩位进行复核,对“跑位”的桩尖及时进行调整。

3监理事后控制要点

3.1 施工资料的核查

打桩结束后,监理工程师要及时对施工单位的技术资料进行核查,根据混凝土试块强度报告对桩基工程的混凝土强度进行评定。对于不合格的试块,要求施工方委托有资质的检测机构对其所代表的桩全部进行钻芯取样,如仍不合格则要求重新补桩。

3.2桩基检测

监理应协助业主进行静载检测,依据施工日期及建筑物基础布置情况选定进行小应变检测桩的数量和编号(应反映出结构特性及施工的代表性)。对于检测达不到设计及规范要求的桩要由设计进行处理。

3.3桩位复查

基础开挖后监理应对桩位进行认真复查,对发生严重偏位的桩要由设计人员做出正确的处理。

4结语

由于沉管灌注桩基的特殊性和隐蔽性,其质量控制主要依靠事前控制和事中控制,事后的检测和补救措施很难达到设计要求。因此,监理人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程,事先提出质量控制措施和检验标准,监督施工单位严格遵守和执行,从而达到预期的质量控制目标,为上部结构的施工提供良好的基础。

摘要：对沉管灌注桩的沉桩工艺进行了简单介绍,结合监理工作的实践,分别从“事前、事中、事后”三个方面阐述了沉管灌注桩施工质量监理控制要点,以达到预期的质量控制目标,从而为上部结构的施工提供良好的基础。

关键词：沉管灌注桩,施工监理,质量控制

参考文献

[1]杜建刚.加强质量监督提高工程质量[J].山西建筑,2006,32(7):16-17.

沉管施工 篇10

关键词：沉管法碎石桩,软土地基,施工工艺

1 工程概况

本合同段软基在K110+800~K111+020 地段, 以及分布在路基红线内的水稻田地、池塘内。其软土类型为黏性土, 以层状透镜体分布在砂层中, 厚度3.2~6.2m, 总体埋深较大, 且细砂在饱水状态Ⅶ度地震烈度下有产生中等液化的可能。根据工期及当地处治软基的成功经验, 本段采用成桩条件好、强度高的复合地基———碎石挤密桩进行处治, 以达到提高地基承载力, 减少工后不均匀沉降的目的。

碎石桩采用桩径0.5m, 桩距2.0m, 桩长14m, 按等边三角形布置, 碎石挤密桩用震动成桩法进行施工。施工前应进行成桩挤密试验, 桩数宜为7~9 根。如发现质量不能满足设计要求时, 应调整桩间距、填碎石量等有关参数, 重新试验以达到设计要求。

2 各项技术要求

2.1 材料

填料宜采用未风化的干净砾石或轧制碎石等硬质材料, 含泥量不应大于10%。所用水一般可饮用水均可使用。填料粒径一般为20~50mm, 对于成桩较困难的很软的土, 碎石粒径宜大些。碎石总量为8 378.63m3。

2.2 施工机具

1) 振冲器选用ZCQ-30 型振冲机8 台, 功率为30k W, 转速1450r/min;起重机:8t吊车;水泵:排污泵1 台、清水泵3 台及供排水管道。其工作原理为向振孔内喷射压力水的方法, 其振动方式为水平振动。产地江苏南京。

2) 控制设备:控制电源操作台, 150A电流表, 500V电压表。产地:江苏无锡。

3) 加料设备:装载机、机动翻斗车各1 部, 产地:山东聊城。

2.3 技术参数

1) 密实电流控制在额定电流的90%, 额定电流为60A, 实际应控制在60×0.9=54A;

2) 激振力500k N;

3) 留振时间大于10s;

4) 振动器振动频率为1 520 次/min;

5) 水源压力控制在0.4 ~0.6MPa之间, 水量300 ~500L/min, 制桩时水压0.4MPa, 水量70L/min;

6) 振冲器贯入速度为1.2m/min;

7) 振密提升高度:振密后段提升高度0.5m。

3 施工方法

3.1 测量放样

确定碎石桩的施工范围。具体布置见图1。

3.2 清表

先平整场地, 清除杂草、浮泥等, 将表皮土及附属物全部清除出施工场地以外, 弃置到监理指定场所。并开挖出纵、横向排水沟排出积水, 晾干压实。

3.3 填筑砂砾

在振冲平面上先铺筑一层砂砾垫层, 厚度为0.5m, 保证振冲机的拖运及吊车站位的稳定性, 为利于排水, 砂砾垫层离地面0.3m以上的高度, 并在横向上应留有一定的预拱度。砂砾垫层材料宜采用含泥量不大于5%的洁净中粗砂。施工时应分层压实, 每层压实厚度宜为25cm。

3.4 对位

吊车垂直吊起振冲器, 使喷水口对准桩孔位置, 偏差小于50mm。

3.5 打孔下料

成孔时用高压水, 制桩时减小水压, 以不堵塞振冲器为原则[1]。

1) 造孔:打开水源和电源, 检查水压 (0.4~0.6MPa) , 水量 (300~500L/min) , 电压 (380V) , 成孔电流 (25~30A) , 振冲器以1.2m/min速度造孔, 当振冲器下沉到距设计孔深0.3m时开始清孔。

2) 清孔:成孔后一般需要1~2min清孔, 以便回水将稠泥浆带出, 以降低孔内泥浆密度, 易于下料。

3) 投料:用机动翻斗车将20~50mm碎石运至桩孔处, 成孔后将振冲器提出孔口, 由孔口投料。

4) 制桩:制桩电源50~54A, 达到振密电流后, 留振30s, 以1.5m/min速度提振冲器, 待孔内料高0.8m左右再继续下放振冲器, 挤密达到密实电流, 直至达到设计高度后上部虚填0.7m左右石料, 并用振冲器下压, 保证桩头强度。每次投料设定为:0.3m3, 反复次数估计为:10~13 次。

5) 移位至新孔。

施工工艺:测量放样→振冲器对准就位→造孔→清孔→充填材料→挤密加固→连续制桩→结束[2]。

在成桩操作时分次填料步骤为:振冲成孔→振冲器提至孔口附近→加入第一次填料 (一般填入量不高于孔内0.8m为宜) →下降振冲器将填入材料振实达到密实电流要求→随后依次填料重复进行至整根桩成桩完毕[3]。

打桩可由一边向另一边的顺序逐排成桩, 或可用围幕法, 即先打外围, 再打内圈, 减少能量扩散, 有时为了减少地基土的扰动, 也可间隔跳打。

3.6 振动沉管法成孔

1) 振动式挤密桩使用的桩管是厚壁铸钢管, 质量较大, 可同时作为冲击振动锤头, 由专用桩架固定, 上端安设有锤。本标段打桩机桩管直径为0.5m, 造孔及成桩工艺为逐步拨管法。具体施工工艺如下:

1) 所有桩管下端为变向外双开平型合页门, 移动桩架及导向架平稳就位, 桩管垂直对准桩位中心, 此时合页门紧闭, 启动振动器将桩管沉入土层至设计深度。

2) 用料斗向桩管内灌满定量碎石, 桩管内要始终保证存满碎石填料, 以增加下料时的压力, 有助于下料的均匀性。

3) 边振动边拔起桩管至3m高度, 然后进行反插1m, 增加碎石桩的密实度, 此后按2:1 的反插系数进行反插:即拔2m, 反插1m。

4) 停拔继续振动若干秒 (如20s) 。

5) 再灌碎石、再拨起一定高度, 再停拨继振, 多次重复 (2) ~ (4) 工序直至桩管拨出地面, 最后振压成桩。

振动式成孔机械性能如表1 所示。

沉管法成孔后孔壁光滑规整, 挤密效果和施工技术都比较容易掌握, 通过振动把钢制桩管打入土层至设计深度, 然后缓慢拨出桩管, 从而在土层中造成桩孔。

4 沉管法施工注意事项

1) 沉管开始阶段应轻击慢沉, 待桩管方向稳定后再按正常速度沉管。

2) 成孔过程如出现反常现象应针对原因恰当处理, 如: (1) 桩管沉入过快, 如因地层有空洞、墓穴或过软土层, 可拨出桩管填入非黏质土料再沉管挤压, 如系桩直径偏小, 可改用粗管; (2) 桩管沉至设计深度后应及时拨出, 不宜在土中搁置太久;拨管困难时可用水浸润桩管周围土层或转动桩管后再拨; (3) 注意按计算数量灌注填料, 控制灌注高度和填料密实度, 填料宜分次进行, 不要一次灌满。

5 控制措施

1) 造孔直径不能太大, 如成孔太大, 桩间土难以挤密且浪费材料。

2) 制桩时控制水压。水压太大, 砂土易流失, 造成密实电流达不到设计要求。

3) 控制成桩时或制桩时密实电流与成孔时密实电流之相对差值。按规范在砂土地基中, 密实电流应为50~54A, 由于实际操作中, 难以达到, 施工过程中应分段控制。

4) 每次投入的填料重量要适当, 不能太大也不能太小, 以达到制桩长0.8m左右为限, 一次投料太多易造成成桩不均匀, 碎石灌入量不应少于设计值的95%, 如不能顺利下料时, 可适量往管内加水。

5) 除桩顶以上部位外, 密实电流达到设计要求的规定值时, 必须留振一段时间。

6) 施工过程中应保证起重设备平稳, 导向架与地面垂直, 垂直偏差不应大于1.5%, 成孔中心与设计桩位偏差不应大于50cm, 桩径和桩长应小于设计值[4]。

6 结语

1) 各桩的松散段集中在桩顶以下5.5m内, 这与上部地层为松散的中砂层以及可塑状态的亚黏土的情况是一致的。由于地质条件不均匀, 上部为砂层较松散, 下部为亚黏土或黏土层较密实, 同样振动力, 下部扩径较小, 上部扩径较大, 同样的充盈系数, 密实度肯定不同, 下部密实, 上部松散一些。

2) 充盈系数定为1.15 有些偏小, 无法满足现场要求, 应调整充盈系数, 下部为1.25, 上部为1.35。

3) 反插频率上部、下部一样时, 对上部的挤密作用较小, 因此, 反插频率应调整, 下部按2∶1 控制, 上部按1.0∶0.6 控制。桩顶以下1m内的击数多数小于5, 加固效果较差, 应采用多次反插、振动, 碾压或挖除加垫层处理。

4) 碎石桩的原理是排水固结及置换作用, 并非越密实越好, 那么仅靠检测碎石桩密实 (即单桩承载力) 与否是否单一化, 也应从其他方面考虑。因此仅仅分析单桩的密实系数似乎有些单一化, 应对多桩一体进行复合地基的承载力检测。

参考文献

[1]JGJ79-2002建筑地基处理技术规范[S].

[2]GB5007-2002建筑地基基础设计规范[S].

[3]GB50021-2001.岩土工程勘察规范[S].

沉管施工 篇11

1 工程概况

宿迁市中心城市饮水安全保障工程供水管道为新建供水管道, 两根直径分别为DN1 200 mm和DN1 400 mm的钢管需穿越150 m宽的京杭大运河, 最浅埋设深度为2 m, 沟槽底宽4.4 m, 边坡为1∶4。沉管中心线距离通湖大道桥防撞墩边线55 m, 桥梁防撞墩间距90 m, 航道水深超过2 m的宽度102 m。本次沉放的钢管最大深度达10.5 m, 基槽土质大部分为新近冲淤积粉质黏土, 施工难度很大。综合比较多个方案后, 决定采用沉管技术进行管道施工, 将输水管道做成π形, 沿河床通过, 在河岸上制作完成后一次性吊装沉入水底。

2 沉管施工

2.1 基槽开挖

本工程共需挖泥约17 242 m3, 泥底标高为16.9 m～19.69 m, 基槽土质大部分为新近冲淤积粉质黏土, 采用反铲式定位桩挖泥船配合自航泥驳进行施工。1) 施工工艺流程。测量立标→设置锚坠浮鼓→挖泥船定位→挖泥船挖泥→泥驳运泥→检查验收。2) 陆地基槽开挖。根据测量放样的支墩点位和基槽的轴线位置, 进行陆地土方开挖和驳岸拆除, 开挖土方应就近存放, 以备后用。3) 航道基槽开挖。京杭大运河航道基槽开挖采用定位桩挖泥船进行施工, 施工中采取先挖两边, 后挖中间;开挖方向由中间向两边, 由两边向中间;施工船舶由纵向到横向的方法进行开挖。

2.2 大运河段沉管基槽铺砂垫层

本工程沟槽基底处理采用在泥面上铺设0.3 m厚中粗砂垫层, 共铺砂垫层310 m3。砂垫层采用自航开底驳船从供货商料场直接装船运输, 靠定位方驳后开底抛填、潜水员水下整平的施工工艺, 标高不足部分利用自航平板驳船、反铲找平。

2.2.1 施工工艺流程

定位方驳定位→中粗砂装船→自航开底驳运输→靠定位方驳→自航开底驳抛填砂垫层、潜水员整平→自航平板驳找平→测量验收→移船定位抛填下一施工段。

2.2.2 抛填施工要点

1) 砂垫层抛填时勤测水深、标高, 抛填后由潜水员检查, 以防漏抛或局部隆起。砂垫层顶面应进行整平, 顶面宽度不小于设计宽度, 每侧超宽不大于2 m。2) 砂垫层施工应考虑水深、水流和波浪对砂粒产生漂流的影响, 采用分段施工, 施工方向尽量与水流方向一致, 以避免超高。

2.3 沉管制作

本工程过京杭运河倒虹吸输水管共2根, 单根长187.6 m, 其中D1 220×16 mm钢管1根, 重90 t;D1 420×18 mm钢管1根, 重117 t。施工工艺流程:管节运至现场→现场焊接组装→焊接检验→管道接口处防腐→管道试压→管道冲洗消毒。

2.4 沉管沉放

钢管安放采用整体浮运、起重船辅助、分阶段控制下沉的施工方法。下水前管道两端管口采用闷板封堵, 并在闷板上设置进水管、排气管和阀门。经计算, 钢管整体浮运所承受浮力足以使钢管漂浮, 不需借助浮筒等外力, 两根钢管均采用单管下沉, 一天连续施工, 连续施工时间大约12 h。

1) 施工工艺流程。

沉放前准备工作 (包括对沟槽、砂垫层的复查整改) →管体下水→拖轮拖引钢管浮运至沉管区域→起重船起吊就位→打开闷板上的排气阀、ϕ100进水阀与ϕ100泥浆泵连接→注水下沉→岸堤上挖机在轴线位置调整沉管位置→符合检查验收要求→工作船撤离。

2) 沉管时机选择。

提前3个月测量河水的水面高程和流速, 以7 d为周期, 每日测量间隔2 h, 绘制河水水面的月 (日) 变化曲线, 根据河水标高变化曲线确定沉管的时间。

3) 管体下水。

管体焊接、防腐完成, 检测、试验合格后, 方可进行管体下水。根据现场实际情况, 本工程均采用吊装下水的方式施工, 即在沉管的前1天进行管体下水, 下水前, 先将管道中的水放空, 关闭所有阀门进行吊装施工。吊装时, 5条吊装船同时进行起吊, 管体缓缓离开地面后, 慢慢将船后退, 平稳放入水中。下水后, 采用两条拖轮将其拖至桥西侧顺岸停放。然后进行第二根管体的下水, 同样采用两条拖轮拖至桥西侧顺岸停放。由于施工时吊装船舶与管体共占据航道45 m, 航道采用半侧封航即可满足施工。

4) 管道起吊定位。

钢管下水后, 用两条拖船将钢沉管拖至沉管位置, 顺停在航道边, 由于大运河管道水平总长186 m, 重达117 t, 起吊时应充分考虑每一个吊点的受力是起吊的关键。按管体的长度和重量应安排5个起吊点, 两头采用两艘起吊能力为80 t的高竿吊装船, 中间采用三艘起吊能力为40 t的吊装船来完成吊装。为了安全起见, 另备一艘起吊能力为80 t的高竿吊装船作应急备用, 总起吊能力应大于管重的2倍。本工程采取半封航施工, 起吊前各吊装船在自己的吊装点安装好吊装索具, 等待航道全面封航。封航后, 各吊装船立即实施起吊施工。起吊时, 先由两头的吊装船开始, 慢慢吊起, 使管体从水平状态变成垂直状态。管道吊起后, 启动吊装船自身推进器, 使管道在水面上作90°管位调整, 缓缓移至管位, 实施灌水下沉。

5) 灌水下沉。

准备工作完成后, 沉管起吊开始, 应同时从两端开启ϕ100排气管阀后, 开启ϕ100进水闸阀。管体进入管位后, 开始向沉管内充水。沉管充水量应有准确的计量, 观察管体的吃水, 当管体因充水缓缓下沉时, 吊装船也应缓缓释放索具, 保持船体的干舷高度。当管体的重量加水的重量略大于浮力时, 停止充水。此时沉管处于临界状态, 管内的水流动空间较大, 保持沉管平衡是沉管下沉的关键, 所有吊装船必须服从统一指挥, 同时平稳匀速释放索具。管体离支墩20 cm高时, 调整管体的轴向位置, 同时向管内充水, 保持管体稳定下沉。第二次沉管的方式与第一次相同, 管体平稳沉至槽底后对水下管道进行高程、中心位置校核, 均满足设计要求后, 拆除吊钩绳索, 吊装船撤离施工现场, 开通航道。两次沉管的累计施工时间预计为12 h。

2.5 管沟槽回填

本工程沟槽回填中采用的500 mm厚袋装砂包应在沉管安放、连接完成后立即进行, 然后依次回填碎石 (京杭运河区2.2 m厚) 、块石 (京杭运河区0.7 m厚) 、回填土至河底标高 (且京杭运河区回填土厚度要不小于300 mm) 。填料均采用自卸车和装载机在驳载码头处装船, 袋装砂包封主要采用平板驳运输、船上人工抛填、水下潜水员整理的施工工艺。施工顺序为:自远岸端开始向岸堤方向顺序施工。

3 结语

水下沉管施工与架空过河及顶管等施工方法相比较, 具有施工工期短, 对水体等周边环境影响小, 同时在施工过程中对通航影响有限, 但其对焊接要求、钢管的防腐处理等要求非常高, 且在投入使用后进行维修相当困难, 因此对施工过程中的质量控制要求高, 在施工中必须一次成功, 本工程的沉管施工完全达到了设计要求, 取得了较好的效益。

摘要：结合宿迁市中心城市饮水安全保障工程中过河钢管采用沉管施工技术穿越京杭大运河的工程实例, 阐述了过河管道沉管施工中的施工工艺和应注意的问题, 以推广水下沉管技术的应用。

关键词：沉管,给水工程,施工,应用

参考文献

[1]杨利华.采用水下沉管法施工宁波甬江隧道[J].水运工程, 1996 (2) :62-63.

[2]刘敏林.沉管施工技术在过河管道中的应用[J].西部探矿工程, 2004 (9) :165-166.