[發明專利]一種振動錘聯動振沉鋼圓筒的施工工藝

在審

• 申請號: 201710436237.8
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107217673A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 安秀山;徐波;邵凱;劉寶永;馮寶強;王剛;常青;陶承才;劉明;馬興佳;韓博文;郭翔南;張騰;張博
• 申請（專利權）人: 中交一航局第一工程有限公司
• 主分類號: E02D15/08
• 分類號: E02D15/08
• 代理公司: 天津市新天方有限責任專利代理事務所12104
• 代理人: 張強

技術領域

本發明涉及鋼圓筒振沉施工領域，尤其涉及一種振動錘聯動振沉鋼圓筒的施工工藝。

背景技術

大直徑鋼圓筒為海上建造人工島的重要圍堰結構。工程中需要將鋼圓筒插入至海床地基以下數十米。在目前大直徑鋼圓筒打設過程中，由于地基土質不均勻，存在夾砂的硬土土層，鋼圓筒下沉過程易出現受力不均、應力集中、結構變形等現象，造成鋼圓筒打設進度慢、定位不準確、作業效率低，進而影響施工進度，對個別位置存在較厚砂層的地基，還會發生因打設擊振力不足而停工的現象。再者現今存在的振動錘振沉鋼圓筒的工藝比較簡單，無法自成系統，振沉工藝不成熟，振沉效果不好。

發明內容

本發明旨在解決現有技術的不足，而提供一種振動錘聯動振沉鋼圓筒的施工工藝。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：

一種振動錘聯動振沉鋼圓筒的施工工藝，具體步驟為：

(1)施工前工序

基槽開挖：采用耙吸船對施工區域進行大面積開挖，大面積開挖階段完成后，進行抓斗船基槽、邊坡開挖和掃淺工作；

鋼圓筒制作及運輸：鋼圓筒制作包括片體、分段、總裝三個工序；鋼圓筒制作完成后通過運輸船運輸到施工現場；

(2)施工現場地層處理

對施工現場的地層狀況進行勘探，根據地層的具體情況進行前期處理，處理的標準為：當砂層大于4m，砂層需處理；當砂層為2-4m，N值大于20需處理，小于20不處理；當砂層為1-2m，N值大于25需處理，小于25不處理；當砂層小于1m，不處理；

對需要處理的硬質地層采用DSM地基處理方法進行處理，具體的施工方法為：采用DCM船對施工現場的砂層地質進行處理，利用處理機系統的鉆頭對砂層進行機械攪拌，使其松散，同時將膨潤土或黃黏土與海水攪拌而成的泥漿在砂層噴射，進行地質改良，降低標準貫入擊數N值以達到要求；

其中泥漿的配比為：海水：膨潤土＝1：1配置泥漿，比重為1.43g/cm³；或海水：黃黏土＝1：1配置泥漿，比重為1.50g/cm³；

(3)鋼圓筒振沉

運輸船和定位駁定位，定位駁甲板上設有測量定位系統以及振動錘系統；

起重船起吊定位駁甲板上的振動錘系統至運輸船處的鋼圓筒的上方，用起重船上的錨機絞拉掛在共振梁上的鋼絲繩旋轉共振梁，使液壓夾頭與相應擋板靠緊，操縱振動錘及夾頭液壓工作系統，當所有夾頭全部夾緊鋼圓筒時，即可起吊鋼圓筒；

起重船移動并根據鋼圓筒振沉位置進行粗定位，定位完成后落鉤完成鋼圓筒的下沉，鋼圓筒下沉至筒底距泥面0.5-1.0m時，起重機指揮鋼圓筒進行精確定位，定位過程中測量人員實時監測并報偏位，直至鋼圓筒位置偏差在15cm以內，垂直度偏差≤0.2％，鎖口平面扭角偏差≤2°；

鋼圓筒定位完成后，開始鋼圓筒的自沉，自沉過程中測量人員實時監測并報偏位，對鋼圓筒自沉過程進行糾偏，直至鋼圓筒位置偏差在15cm以內，垂直度偏差≤0.2％；

當鋼圓筒自沉結束后開錘振沉，直至振沉至設計標高，鋼圓筒振沉完成后立即進行回填，確保24小時內筒內回填砂完成。

采用DSM地基處理方法對硬質地層進行處理時，在DCM船工作過程中，驅動電機驅動處理機傳動軸、攪拌軸和鉆頭旋轉，同時處理機依靠自身重力和攪拌軸鉆頭的切削力的共同作用下貫入，過程中噴漿口處不斷噴射出泥漿，泥漿和原土通過設置在攪拌軸上的攪拌翼攪拌，降低標準貫入擊數N值以達到要求。

采用DSM地基處理方法對硬質地層進行處理時，DCM船通過實時測量定位，使處理機中心與點位的中心重合；將攪拌好的泥漿儲存至處理機儲存罐內，經輸送泵將泥漿輸送至處理機噴頭處進行噴漿處理，采取1.5m/min的速度進行鉆頭正轉貫入，每臺輸送泵流量為300L/min，共4臺；當鉆頭開始進入夾砂層時，降低貫入速度至1m/min；當鉆頭到達夾砂層底部，著底處理2min，開始反轉提起，提升速度為1-1.5m/min，采用上噴漿孔邊提起邊噴漿，直至離開泥面，完成夾砂層處理作業。