取水泵站鋼管樁鉆打結(jié)合沉樁施工方案

梁文斌+屈福旺

摘要：在取水泵站的樁基施工過程中，按照原定方法施工，鋼管樁的沉樁效果不能完全滿足工程技術(shù)要求，導(dǎo)致部分樁基需要復(fù)打，造成了工程量的增加和工期的延誤，為確保工程質(zhì)量和工程按期完工，需對施工方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，本文即對采用的先沖后打，沖打結(jié)合施工工藝進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：鋼管樁 沉樁 質(zhì)量 進(jìn)度 沖打結(jié)合

1 工程概況

蘇丹麥羅維灌溉工程取水泵站位于尼羅河的左岸，共布置20臺立式長軸泵，共計(jì)抽水量為90m3/s，水泵安裝高程為243.3m，設(shè)計(jì)總水頭為22.6m。水泵、管道、交通道路、供電線路等建立于棧橋式平臺上，棧橋下為鋼管樁樁基，樁基總計(jì)117根，樁基直徑均為1m。

2 方案優(yōu)化

根據(jù)鋼管樁沉樁施工情況和大應(yīng)變檢測結(jié)果，對鋼管樁沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)整，鋼管樁設(shè)計(jì)樁端標(biāo)高和貫入度按以下標(biāo)準(zhǔn)控制：

①當(dāng)鋼管樁端達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，且最后100mm平均貫入度不大于5mm/擊，可停錘。

②當(dāng)鋼管樁端未達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，且最后連續(xù)10擊平均貫入度不大于3mm/擊，可停錘，后期進(jìn)行沖打結(jié)合使鋼管端達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后鉆進(jìn)至最終設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行灌注段施工。

按照上述沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際鋼管樁已沉樁情況，采用沖打結(jié)合工藝使鋼管樁端達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3 施工工藝

對于初打沉樁時樁端未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的鋼管樁，后期需采用沖打結(jié)合工藝對其進(jìn)行復(fù)打沉樁施工。鋼管樁沖打結(jié)合復(fù)打沉樁主要施工工藝流程見圖1。

4 設(shè)備選擇

根據(jù)鋼管樁沉樁情況和現(xiàn)場條件，鋼管樁復(fù)打施工選用ZZ-5型沖擊式鉆機(jī)進(jìn)行樁內(nèi)鉆孔，DZ120振動錘進(jìn)行復(fù)打沉樁。

5 施工方法

5.1 接樁

鋼管樁初打沉樁完成后，在夾樁、下層鉆孔作業(yè)平臺搭設(shè)前需對實(shí)際標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分鋼管樁進(jìn)行接樁。接樁鋼管材料用駁船運(yùn)輸，50噸浮吊配合起吊。接樁前需在所接鋼管樁上搭設(shè)臨時接樁施工平臺。

5.2 一次夾樁、下層鉆孔作業(yè)平臺搭設(shè)

接樁完成后，可進(jìn)行一次夾樁、下層鉆孔作業(yè)平臺搭設(shè)施工工作。

①牛腿焊接。首先在鋼管樁上測出牛腿頂標(biāo)高（26.79m），100t自航駁上架設(shè)操作平臺于鋼管樁上焊接鋼牛腿。

②工字鋼主承梁安裝。鋼牛腿焊接完成后進(jìn)行排架橫向32a工字鋼主承梁的安裝加固：100t自航駁運(yùn)送I32a工字鋼至平臺底部，利用水上50t浮吊將I32a工字鋼擱置在鋼牛腿上，在鋼管樁兩側(cè)及排架樁與樁間跨中位置用Φ16對拉螺桿固定。25m寬碼頭平臺每排架布置6根，排架單側(cè)3根，每根工字鋼長為9m；15.5m寬碼頭平臺每排架布置4根，排架單側(cè)2根，每根工字鋼長為9m，總計(jì)需32a工字鋼176根。

③夾樁20a槽鋼安裝。在32a工字鋼主承梁安裝加固完畢后，在鋼管樁兩側(cè)安裝縱向20a槽鋼于32a工字鋼上，并將其與32a工字鋼焊接，鋼管樁每側(cè)一根20a槽鋼，并在樁口兩側(cè)及跨中用Φ16對拉螺桿鎖定。20a槽鋼安裝加固完成后夾樁系統(tǒng)便可形成縱橫向穩(wěn)定整體，以加強(qiáng)抗水平變形的穩(wěn)樁性能。

④下層鉆孔作業(yè)平臺搭設(shè)。在32a工字鋼主承梁安裝完成后開始搭設(shè)下層鉆孔作業(yè)平臺，下層鉆孔作業(yè)平臺為整體式22a工字鋼平臺結(jié)構(gòu)，共有10根工字鋼，每根長12m。用100t自航駁運(yùn)送22a工字鋼平臺結(jié)構(gòu)至指定位置，利用水上50t浮吊將22a工字鋼平臺結(jié)構(gòu)吊裝擱置在需復(fù)打沉樁的鋼管樁兩側(cè)I32a工字鋼上。22a工字鋼平臺與鋼管樁兩側(cè)縱向20a槽鋼間放置木方作為彈性裝置，木方用8#鐵絲綁扎緊固于32a工字鋼上；鋼管樁兩側(cè)的2根22a工字鋼上焊接20a槽鋼作為限位裝置，以防止鉆機(jī)工作時擱置在32a工字鋼主承梁上的22a工字鋼平臺發(fā)生移位現(xiàn)象。

5.3 上層箱體式鉆機(jī)作業(yè)平臺型鋼托架制作

在一次夾樁、下層鉆孔作業(yè)平臺搭設(shè)完成并通過承載、安全檢查后即進(jìn)行樁端上層鉆孔作業(yè)平臺的搭設(shè)。上層鉆孔作業(yè)平臺的搭設(shè)方式為在下層鉆孔作業(yè)平臺上安放箱體式型鋼托架結(jié)構(gòu)（50噸浮吊配合起吊），并與下層鉆孔作業(yè)平臺連接加固，在鉆機(jī)自重荷載下為保證箱體式型鋼托架在下層22a工字鋼平臺上的穩(wěn)定，需在下層22a工字鋼平臺上焊接車擋限位裝置以防止托架在工作時發(fā)生移位。箱體式型鋼托架長10m，頂寬6m，底寬6m，高4m，托架頂部平臺滿鋪5cm厚木板，平臺上鉆機(jī)工作位置需鋪設(shè)δ16鋼板，平臺四周需安裝臨時欄桿結(jié)構(gòu)。根據(jù)鉆機(jī)臺數(shù)及工期進(jìn)度要求，擬制作加工型鋼托架14個用于周轉(zhuǎn)使用。

5.4 鉆機(jī)就位、鉆孔

上層箱體式型鋼托架鉆孔作業(yè)平臺安放并加固后即進(jìn)行樁內(nèi)地形標(biāo)高測量。樁內(nèi)地形標(biāo)高測量完成后利用50噸浮吊將鉆機(jī)就位，進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

5.5 上、下層鉆孔作業(yè)平臺移除

鉆孔到設(shè)計(jì)需求高程并經(jīng)驗(yàn)收合格后停止鉆孔，利用50噸浮吊將鉆機(jī)、型鋼平臺托架、下層鉆孔作業(yè)平臺結(jié)構(gòu)移走（拆除）。

5.6 振動錘就位、復(fù)打

50噸浮吊將DZ120振動錘吊放就位到樁頂端并夾固，測量定位無誤后開動振動錘對鋼管樁進(jìn)行復(fù)打沉樁，此次復(fù)打沉樁以設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高控制來確定停錘標(biāo)準(zhǔn)，終錘后本次復(fù)打沉樁工作即結(jié)束。若出現(xiàn)一次復(fù)打未沉樁到位，需進(jìn)行二次或多次復(fù)打以保證鋼管樁沉樁至設(shè)計(jì)高程。

5.7 沖打結(jié)合樁內(nèi)鉆孔及復(fù)打沉樁過程中安全防險加固措施。

在沖打結(jié)合樁內(nèi)鉆孔時可能發(fā)生所鉆打鋼管樁單樁下沉，這樣鋼管樁上牛腿將失去支撐32a工字鋼主承梁作用，導(dǎo)致32a工字鋼主承梁跨度由原4.5m（5m）變?yōu)?m（9.5m），過大的跨中彎矩將造成工字鋼主承梁撓度過大、剛度不足，易發(fā)生平臺結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象。同時在鋼管樁復(fù)打沉樁過程中也會發(fā)生上述現(xiàn)象。為防止上述危險情況的發(fā)生，采取如下措施進(jìn)行除險加固：

①在所復(fù)打鋼管樁江、岸兩側(cè)靠近牛腿處的32a工字鋼上焊接橫桿及吊耳，同時在相鄰的2根鋼管樁上焊接吊耳，在此兩處吊耳上穿以鋼絲繩并用卸扣帶緊。

②在所復(fù)打鋼管樁江、岸兩側(cè)樁身頂部位置各焊接1吊耳，穿以15t葫蘆，葫蘆另一端帶緊32a工字鋼的橫桿。在鉆打過程中派專人根據(jù)鋼管樁的下沉情況拉緊葫蘆，這樣可保證該樁在下沉?xí)r當(dāng)牛腿支撐作用失效后，32a工字鋼主承梁仍有新的支撐點(diǎn)（反拉支撐）。

5.8 鉆打結(jié)合復(fù)打沉樁施工臨時施工通道及安全防護(hù)措施。為方便鉆孔作業(yè)人員通行及小型機(jī)具的擺放，需在一次夾樁系統(tǒng)平臺上搭設(shè)鉆打結(jié)合復(fù)打沉樁施工臨時施工通道，同時通道四周需安裝臨時欄桿及圍網(wǎng)。

5.9 下道工序（二次夾樁、鉆孔作業(yè)平臺搭設(shè)）。復(fù)打沉樁結(jié)束后，及時對鋼管樁進(jìn)行二次夾樁，并開始搭設(shè)鉆孔作業(yè)平臺。

5.10 鋼管樁測量控制方案。復(fù)打過程水平樁位控制采用二臺經(jīng)緯儀和一臺全站儀，采取任意角交會法控制，其中兩臺經(jīng)緯儀用于控制樁位，一臺全站儀用于校核樁位，兩臺主控經(jīng)緯儀的交會角保證在60°-90°；鋼管樁標(biāo)高控制采用水準(zhǔn)儀。

6 結(jié)語

通過對常規(guī)鋼管樁施工方法的改進(jìn)，采用沖打結(jié)合的新工藝，保證了沉樁質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，取得了良好的工程效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中國標(biāo)準(zhǔn)YBJ 233-1991《鋼管樁施工技術(shù)規(guī)范》.

[3]中國標(biāo)準(zhǔn)JGJ 106-2003《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》.

作者簡介：

梁文斌（1980-），男，本科，工程師，從事國際工程管理及技術(shù)工作。endprint