淺談鎖口鋼管樁圍堰施工技術(shù)

李永旗

【摘 要】近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的調(diào)整，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遍地開(kāi)花，在公路、鐵路穿高山，跨天塹的建設(shè)項(xiàng)目中，橋梁成為了工程建設(shè)的重點(diǎn)。長(zhǎng)江流域河床遷移頻繁、巖床分層情況復(fù)雜；長(zhǎng)江上的橋梁基礎(chǔ)施工是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，下面我就結(jié)合自己在長(zhǎng)江上施工的武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目，談?wù)勬i口鋼管樁圍堰施工技術(shù)，為同類(lèi)施工提供一個(gè)參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】鎖口；鋼管樁；圍堰

0.工程概況

武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋?yàn)?塔4跨懸索橋結(jié)構(gòu)，主跨跨徑為200m+850m+850m+200m。大橋跨漢陽(yáng)江灘進(jìn)入長(zhǎng)江，于武昌造船廠鲇魚(yú)套附近上武昌岸。3#主塔位于武昌岸坡腳，該處地質(zhì)情況：在高程-4.6～-3.0m以上為4.5～13.0米左右的粉質(zhì)粘土覆蓋層，在高程-4.6～-3.0m以下為白云質(zhì)灰?guī)r，基巖埋藏淺。

樁基設(shè)計(jì)采用行列式排列的20根φ2.8m鉆孔樁基礎(chǔ)，樁基為端承樁，樁頂標(biāo)高+6m，樁長(zhǎng)21～28m不等。3#主塔承臺(tái)厚度為6m，采用啞鈴型結(jié)構(gòu)，兩承臺(tái)之間設(shè)系梁連接，承臺(tái)頂設(shè)計(jì)標(biāo)高+12m，承臺(tái)底標(biāo)高+6m。

1.鎖口鋼管樁圍堰工藝流程

鋼管樁選用→鋼管樁加工→河床清理至+12.0m→下放圈梁到位→鋼口樁插打→圍堰內(nèi)吸泥至+6m→安裝+6.5m圈梁→圍堰內(nèi)吸泥+2.5m→圍堰封底（水封）→承臺(tái)施工→拔除鋼管樁。

2.圍堰施工工藝

2.1管樁加工

鎖口鋼管樁焊接采用專(zhuān)業(yè)化隊(duì)伍加工，保證加工精度。圍堰加工：鋼管樁圍堰設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為26m，工廠整根加工26米，浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。在工廠定位胎具上將Φ820mm管樁和Φ152mm鋼管及Φ133mm鋼管及工25鋼焊接成整體。焊接時(shí)在胎具上將鋼管固定牢靠，采取對(duì)稱(chēng)焊、分段退焊等措施，盡量減少焊接變形。然后，將Φ152mm管樁沿徑向采用自動(dòng)切割機(jī)切縫，外沿開(kāi)口縫寬8cm。施工要求縫隙均勻順直，并打磨平整，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)鎖扣鋼管的保護(hù)，避免運(yùn)輸中磕碰變形。

2.2管樁插打

鋼管樁采用400t浮吊（及150t浮吊）配合兩臺(tái)DZJ135型振動(dòng)打樁錘進(jìn)行插打，插打過(guò)程中，用一臺(tái)全站儀及經(jīng)緯儀配合吊線(xiàn)錐的方法進(jìn)行插打全過(guò)程控制，以確保管樁打入位置準(zhǔn)確及垂直度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。利用已有施工平臺(tái)在周邊安裝導(dǎo)向架。為保證圍堰順利合攏和止水效果，須嚴(yán)格控制施工誤差，樁的傾斜率控制在0.5%以?xún)?nèi)。在導(dǎo)向架上按理論尺寸放線(xiàn)定出各樁的位置，在導(dǎo)向架內(nèi)插入樁，用振動(dòng)打樁機(jī)振動(dòng)下沉到穩(wěn)定地層，待圍堰合攏后再插打至基巖頂面，最終插打到位以貫入度（1cm/3min）控制。

2.2.1圍堰的插打定位

鋼管樁采用振動(dòng)打樁錘進(jìn)行插打，在插打過(guò)程中，用一臺(tái)全站儀及經(jīng)緯儀進(jìn)行插打全過(guò)程控制，以確保管樁打入位置準(zhǔn)確及垂直度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。施工平臺(tái)定位樁上設(shè)置周圈導(dǎo)向型鋼，型鋼內(nèi)緣為圍堰管樁外緣，下部以中層及頂層圈梁外側(cè)為導(dǎo)向。樁的傾斜率控制在1%以?xún)?nèi)。在導(dǎo)向架上按理論尺寸放線(xiàn)定出各樁的位置，在導(dǎo)向架內(nèi)插入樁，用振動(dòng)打樁機(jī)振動(dòng)下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

鎖口采用匹配鋼管對(duì)插的，在管樁插打前，需在陰頭鋼管內(nèi)側(cè)及陽(yáng)頭鋼管外側(cè)均勻涂抹黃油進(jìn)行阻水，采用鋼管和工鋼對(duì)插的異性鎖扣，插打完畢后需及時(shí)采用紅粘土+鋸末填塞并進(jìn)行搗實(shí)，以取得良好的止水效果。具體施工可考慮適當(dāng)摻加膨潤(rùn)土，改善粘土性能。

提高結(jié)構(gòu)加工精度和圍堰插打精度，是成功止水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

施工前，做好圍堰平面位置和標(biāo)高控制的施工放樣工作，保證打樁定位框架安裝精度。圍堰插打以前，提前做好圍堰施工各種材料、物資的籌備，以及機(jī)械設(shè)備的調(diào)試、維修和保養(yǎng)工作。工廠提前加工好圍堰成品與半成品，以及定位框架等臨時(shí)構(gòu)件加工，保證現(xiàn)場(chǎng)施工的連續(xù)性。

2.2.2鋼管樁插打

①在安插鋼管樁時(shí)，從上游側(cè)的角樁開(kāi)始，然后依次插打到位，漢陽(yáng)側(cè)管樁利用150t浮吊配合DZJ135型振動(dòng)錘插打，武昌側(cè)管樁利用400t浮吊配合DZJ135型振動(dòng)錘插打，至下游側(cè)鋼管樁采用兩次插打到位并完成圍堰合攏。第一次將已插好的鋼管樁打下4～5m，使具有穩(wěn)定入土深度，并先行合攏，第二次再依次打到設(shè)計(jì)標(biāo)高（基巖頂面）。

②角樁的插打是鋼管樁圍堰施工最關(guān)鍵的步驟，所以在插打時(shí)要嚴(yán)格控制好樁的垂直度，需在兩個(gè)垂直的方向同時(shí)進(jìn)行控制，以確保垂直不偏，傾斜率控制在0.1%以?xún)?nèi)。為使鋼管樁在流水中插下時(shí)有準(zhǔn)確的方向，在導(dǎo)向之間預(yù)先設(shè)置導(dǎo)向木，角樁即順此導(dǎo)向木插下。角樁插打穩(wěn)定后，立即與導(dǎo)向架進(jìn)行聯(lián)接，鋼板樁與內(nèi)外導(dǎo)向框之間的間隙，用木楔塊塞緊。

③每組鋼管樁插打完以后，用短鋼筋頭焊接固定在圍堰內(nèi)導(dǎo)向或已插打完鋼管上，以免在插打下一組鋼管樁時(shí)將該組管樁帶下或引起傾斜。當(dāng)遇到懸掛外導(dǎo)向架的挑梁時(shí)，應(yīng)及時(shí)拆除，并用鋼筋鉤將外導(dǎo)向懸掛在已插打好的鋼管樁上，以免外導(dǎo)向變形，導(dǎo)向框需經(jīng)常性測(cè)量復(fù)核。

開(kāi)始插打的鋼管樁可以一次插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后一面應(yīng)先插好鋼管樁，當(dāng)鋼管樁全部合攏后，再由合攏處逐次將鋼管樁插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。如打樁困難時(shí)，宜用射水輔助，嚴(yán)禁錘擊過(guò)猛，致使鋼管樁鎖口破壞，影響止水效果。

④如水位上漲，導(dǎo)向頂淹沒(méi)，須在水中送樁時(shí)，可用特制送樁設(shè)備。

⑤鋼管樁的合攏。

開(kāi)始插打的鋼管樁可以一次插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后一面（下游側(cè)）應(yīng)先插好鋼板樁，當(dāng)鋼管樁全部合攏后，再由合攏處逐次將鋼板樁插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。圍堰合攏樁應(yīng)采用在下游側(cè)距角樁一定距離的中樁。為保證圍堰順利合攏，采取以下措施：

在定位框架上事先劃線(xiàn)，標(biāo)記好每根鋼管樁的位置，施工時(shí)“對(duì)號(hào)入座”。如果由于施工等原因出現(xiàn)累計(jì)誤差時(shí)，應(yīng)提前進(jìn)行糾正，盡量使合攏樁位置準(zhǔn)確，開(kāi)口距離在可以調(diào)整的范圍內(nèi)。

鋼管樁圍堰在合攏時(shí)，由于各種原因?qū)е落摴軜蹲詈鬅o(wú)法合攏時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況制作異型鋼管樁進(jìn)行合攏，鋼管樁進(jìn)行調(diào)整和丈量尺寸后，根據(jù)合攏口的寬度及鎖口的形式，制作異型鋼管樁。

鋼管樁合攏后，安裝武昌側(cè)錨樁的拉桿，確保拉桿安裝精度，防止圍堰滑移。

2.3圍堰內(nèi)吸泥

圍堰內(nèi)吸泥采用空氣吸泥機(jī)、絞吸泵等設(shè)備進(jìn)行吸泥?？諝馕嗉袄酶〉跫奥膸У鯔C(jī)調(diào)整吸泥位置。絞吸泵的位置轉(zhuǎn)換利用倒鏈及小附體進(jìn)行。第一次吸泥標(biāo)高至+6，吸泥過(guò)程中技術(shù)人員配合測(cè)量人員實(shí)時(shí)測(cè)量圍堰內(nèi)基底底標(biāo)高，防止超吸而形成深窩，待吸至標(biāo)高+6m，及時(shí)停止，調(diào)整位置繼續(xù)吸泥，避免因較大吸泥深度導(dǎo)致圍堰管樁向內(nèi)變形。及時(shí)處理上游側(cè)錨樁與圍堰管樁之間河床，清理原則為：圍堰管樁之外6m范圍內(nèi)河床標(biāo)高清理至+12m，之后按1：1.5邊坡放至錨樁位置以外直至閘口附近。

圍堰內(nèi)吸泥至標(biāo)高+6m后，進(jìn)行底層圈梁的二次下放。底層圈梁下放至設(shè)計(jì)位置后，及時(shí)進(jìn)行抄墊，保證圍堰土壓力順利傳遞至圈梁內(nèi)支撐。待圈梁抄實(shí)，待砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開(kāi)始進(jìn)行最后的吸泥工作，吸泥工藝同第一次吸泥，吸泥至標(biāo)高+2.5m。之后開(kāi)始圍堰清基。

清基過(guò)程中，對(duì)基底的平整度和設(shè)計(jì)標(biāo)高，利用測(cè)錘進(jìn)行加密布點(diǎn)測(cè)量，并做好測(cè)量記錄；認(rèn)真清理鋼護(hù)筒外壁表面的泥土，確保封底混凝土與灌注樁、圍堰內(nèi)壁的粘結(jié)質(zhì)量。

2.4圍堰封底

基底清理到設(shè)計(jì)標(biāo)高以后，進(jìn)行找平。頂層圈梁作為水封砼平臺(tái)。在其上布設(shè)導(dǎo)管，每幅承臺(tái)布設(shè)水封導(dǎo)管9套，系梁布設(shè)2套，整個(gè)承臺(tái)布設(shè)水封導(dǎo)管20套，合理設(shè)置測(cè)點(diǎn)，砼灌注采用垂直導(dǎo)管水下灌注，水封過(guò)程中定時(shí)測(cè)量砼面上升情況。砼供應(yīng)由岸上混凝土工廠用砼輸送泵供應(yīng)。封底采用C25砼，厚度不小于3.5米。

3.可能遇到的問(wèn)題及防護(hù)措施

3.1鎖口樁滲水的處理措施

在漏水鎖口處的圍堰外側(cè)利用導(dǎo)管投撒細(xì)煤渣或鋸末，煤渣沉至漏水高度處即可堵塞漏水，或用麻袋盛裝細(xì)煤渣沉入水中，用活扣反倒在漏水部位，亦可堵漏。

3.2基底滲水的處理措施

完成封底抽水后如果發(fā)現(xiàn)基地有滲水情況，先對(duì)滲水口進(jìn)行適當(dāng)開(kāi)鑿，確定其滲水方式，如果滲水情況較輕，水流較小可使用木契子釘入堵住出水口，按后使用堵漏王封住木契子周?chē)梢赃_(dá)到止水作用。如果滲水情況較嚴(yán)重，宜在滲水點(diǎn)周?chē)_(kāi)鑿排水溝，將水路導(dǎo)引至基底集水井進(jìn)行抽排，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用鋼板覆蓋滲水點(diǎn)并加強(qiáng)觀察。一旦發(fā)生嚴(yán)重滲水，現(xiàn)場(chǎng)第一時(shí)間處理辦法是鑿開(kāi)滲水點(diǎn)，使用鋼管套在滲水點(diǎn)，往鋼管內(nèi)注水，使鋼管內(nèi)水位與河床外水位持平，使用水壓差控制滲水點(diǎn)水頭，抓緊時(shí)間澆注承臺(tái)。

4.結(jié)束語(yǔ)

鎖口鋼管樁圍堰施工技術(shù)能克服水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，土側(cè)壓力較大等困難，它具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、防滲水情況好、能夠周轉(zhuǎn)重復(fù)使用等特點(diǎn)。本文就鎖口鋼管樁圍堰施工技術(shù)做了詳細(xì)的解釋?zhuān)Ｍ芎透魑煌史窒磉@種施工技術(shù)。

【參考文獻(xiàn)】

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