大跨度深水橋梁施工的關(guān)鍵技術(shù)

黃江

（中交隧道工程局有限公司南京分公司 江蘇南京 210001）

經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展對交通運(yùn)輸業(yè)提出了較高要求，橋梁建設(shè)規(guī)模隨之?dāng)U大，常遇到大跨度深水橋梁工程。對此需采取科學(xué)合理的技術(shù)方案確保工程質(zhì)量，推動(dòng)橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。

1 工程概況

中交隧道局滬昆貴州段巖寨水庫大橋橋梁工程中，設(shè)置有（72+128+72）m連續(xù)梁，全橋跨越巴拉河。橋梁中心里程D1K535+488.5，總長度290.45m，其中以1#、2#主墩較為特殊，為典型的深水基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，分別設(shè)置長31m、46m的鉆孔樁，兩樁基結(jié)構(gòu)直徑均為2.2m。設(shè)置了（18×22.39×4.0）m圓端型高樁承臺，橋墩采取圓端形實(shí)心墩形式，并設(shè)置有矩形空心橋臺。

2 大跨度深水橋梁施工基本介紹

2.1 確保橋梁施工品質(zhì)

大跨度橋梁施工對于原材料提出更高的要求，因此在材料進(jìn)場時(shí)要做好檢驗(yàn)工作，保證與設(shè)計(jì)要求相符[1]。較特殊的是橋梁上部結(jié)構(gòu)，其具備層次化的基本特點(diǎn)，因此必須滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為有效控制橋梁施工質(zhì)量需要針對各層次結(jié)構(gòu)做針對性的模擬分析，明確其內(nèi)力與變形情況，經(jīng)合理的計(jì)算后針對設(shè)計(jì)方案做出優(yōu)化，提升方案的可行性。

2.2 確保橋梁的安全性

部分橋梁跨度偏大，需具有足夠的可靠性與安全性。整個(gè)橋梁施工作業(yè)需具有持續(xù)性，有必要設(shè)置觀測點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對橋梁的全面觀測，以所得結(jié)果為準(zhǔn)評定各結(jié)構(gòu)情況，針對不滿足設(shè)計(jì)之處采取針對性處理措施，以確保橋梁結(jié)構(gòu)安全性。

3 棧橋施工

3.1 鋼管樁的加工、制作

3.1.1 質(zhì)量要求

鋼管樁是橋梁建設(shè)中的重要材料，本工程采取的是成品螺旋管樁，以Q235為原材料經(jīng)特定工藝制得，材料進(jìn)場時(shí)需要出具合格證。隨后技術(shù)人員通過抽檢與復(fù)檢的方式全面分析材料質(zhì)量，不可出現(xiàn)裂縫、氣泡等質(zhì)量問題。

焊材是決定焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，其必須與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符，所用焊材性質(zhì)應(yīng)與主材保持一致，同時(shí)要確保該材料自然腐蝕電位的合理性，需要低于母材電位。

鋼管樁插打作業(yè)時(shí)易對下口造成影響，使該處發(fā)生變形卷曲現(xiàn)象，不利于控制插打深度，同時(shí)本工程中鋼管樁采取閉口樁形式，各個(gè)樁尖都設(shè)置為錐形形式，此方式可提升鋼管樁剛度，使其具有較好的承載能力。

3.1.2 質(zhì)量驗(yàn)收

鋼管樁編號需要在廠內(nèi)預(yù)制時(shí)完成，經(jīng)制作形成特定結(jié)構(gòu)后安排質(zhì)檢工程師全面驗(yàn)收，在符合質(zhì)量要求后方可進(jìn)入到后續(xù)工序。

結(jié)束鋼管樁預(yù)制作業(yè)后必須滿足質(zhì)量要求，不可出現(xiàn)氣孔、裂紋等質(zhì)量問題，若存在焊瘤需使用砂輪將其打磨，隨后補(bǔ)焊處理并再次打磨[2]。嚴(yán)格控制焊縫規(guī)格，其超高需在3mm內(nèi)，各焊道交界處的質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵，該處凹溝最低點(diǎn)的高度應(yīng)滿足不低于母材表面高度的要求。

3.1.3 存放和運(yùn)輸

工程中使用的鋼管樁數(shù)量較多，根據(jù)規(guī)格合理堆放，此環(huán)節(jié)需控制堆放層數(shù)與方式，不可出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，針對鋼管樁兩側(cè)采取固定措施，可使用木楔塞緊。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)堆放過程中易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，為避免這一問題需事先做好堆放場地的處理工作，該處應(yīng)足夠平整、具備較強(qiáng)的排水能力，并輔以防腐等多重保護(hù)措施。

鋼管樁吊運(yùn)過程中應(yīng)足夠仔細(xì)且不可發(fā)生碰撞，全面確保管身完整性。為滿足鋼管樁吊裝要求，需要處理頂端兩側(cè)，可在該處通過焊接的方式設(shè)置耳筋，考慮鋼管樁的使用順序，在此基礎(chǔ)上確定各類鋼管樁的合適擺放位置。

3.2 橋臺施工

本橋施工中，橋臺以漿砌片石為原材料形成擴(kuò)大基礎(chǔ)，對該處開挖后于棧橋與施工便道交接區(qū)域展開砌筑作業(yè)，頂面結(jié)構(gòu)的設(shè)置較為關(guān)鍵，采取30cm碎石+20cmC20混凝土相結(jié)合的方式，并為棧橋與施工便道搭建過渡結(jié)構(gòu)，在二者之間設(shè)置鋼板（規(guī)格為長2m、厚10mm）?？紤]到施工現(xiàn)場易發(fā)生降雨的特點(diǎn)，針對橋臺兩側(cè)采取防護(hù)措施，即使用袋裝砂達(dá)到護(hù)坡的效果。

3.3 施工準(zhǔn)備

做好施工現(xiàn)場的整平作業(yè)，精確測量放線從而將樁心精準(zhǔn)標(biāo)識。施工岸邊設(shè)置有材料堆放場所，根據(jù)施工用料要求利用長板車將所需材料轉(zhuǎn)移到施工現(xiàn)場，利用25t汽車吊將運(yùn)輸至現(xiàn)場的鋼管樁轉(zhuǎn)移到指定堆放地點(diǎn)，在現(xiàn)場展開拼接作業(yè)并要求單節(jié)長度為10～15m。

3.4 試樁施工

試樁是工程中尤為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，可明確鋼管樁的承載水平，確定合適的基樁入土深度等相關(guān)工藝參數(shù)后將其交由監(jiān)理工程師審核，在無誤后方可用于正式施工中。

3.5 振動(dòng)下沉鋼管樁

根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，單跨跨度為12m，為滿足施工要求，除了800kN履帶吊設(shè)備外還為之增設(shè)了DZ90型振動(dòng)錘，二者協(xié)同依次完成鋼管樁打設(shè)施工作業(yè)。需注意的是履帶吊懸出長度需得到合理控制，即必須在2m內(nèi)。

以樁位圖為指導(dǎo)確定合適的樁平面位置，經(jīng)計(jì)算后求得樁中心坐標(biāo)，確定合適的打樁順序，彼此間應(yīng)達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)，已完成施工作業(yè)的樁不可對后續(xù)施工作業(yè)造成影響。利用導(dǎo)向定位架，在其支持下經(jīng)接長得到完整的鋼管樁后進(jìn)行插打作業(yè)。

嚴(yán)格遵循如下步驟完成鋼管樁的插打作業(yè)：

（1）利用履帶吊將導(dǎo)向架轉(zhuǎn)移到指定位置將其安裝到位，為現(xiàn)場適配全站儀，該裝置需設(shè)置在樁的正面，在其作用下調(diào)節(jié)導(dǎo)向桿與樁的垂直度。

（2）吊裝首節(jié)鋼管樁，使其保持垂直狀態(tài)后方可吊入定位框，通過結(jié)構(gòu)自重力順利沉樁，檢測樁頂位置，該處與定位框面間距為50cm時(shí)便可暫停施工，采取臨時(shí)鎖定措施將其置于定位框上，做好此工作后松開吊點(diǎn)。

（3）通過吊掛的方式轉(zhuǎn)移電焊機(jī)，使其到達(dá)首節(jié)鋼管樁頂?shù)醐h(huán)處，基于相同的方式轉(zhuǎn)移工作掛籃，焊接工人通過定位架爬至掛籃內(nèi)。

（4）做好定位架吊掛作業(yè)，將其置于首節(jié)鋼管樁外側(cè)吊環(huán)處，在吊車的輔助下將振動(dòng)錘吊轉(zhuǎn)移到岸上，在此基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)移第二節(jié)鋼管樁使其到達(dá)首節(jié)樁頂部，安排技術(shù)人員精確測量，無誤后通過焊接的方式接長。

（5）基于上述流程循環(huán)施工作業(yè)，此時(shí)鋼管樁發(fā)生持續(xù)性沉埋并到達(dá)河床面下方，需要將DZ90振動(dòng)錘置于頂部鋼管樁頂面，靈活調(diào)節(jié)錘夾確保鋼管樁處于穩(wěn)定狀態(tài)，隨后即可測量鋼管樁位置，無誤后啟動(dòng)振動(dòng)錘順利完成鋼管樁的下錘作業(yè)。

（6）注重樁錘沉埋工藝，較特殊的是第一、二次錘擊，各自的持續(xù)時(shí)間均要在1min內(nèi)，經(jīng)此操作后鋼管樁可進(jìn)入到土體深部（即至少達(dá)到2m），在滿足此條件后延長振動(dòng)時(shí)間。在后續(xù)連續(xù)捶打過程中合理調(diào)節(jié)履帶吊車的各個(gè)吊點(diǎn)，其需要達(dá)到相對松弛的狀態(tài)且沉樁錘不允許出現(xiàn)傾斜等現(xiàn)象。檢測頂部鋼管樁，要求該處與定位框間距達(dá)到50～100cm。

（7）在未達(dá)到貫入度要求時(shí)應(yīng)再次展開接長作業(yè)，使得鋼管樁進(jìn)一步沉埋，最終滿足設(shè)計(jì)方案中提出的貫入度要求。

（8）做好沉樁記錄工作，諸如樁位偏差、貫入度等。沉樁時(shí)的檢測工作尤為關(guān)鍵，針對樁位偏差做出合適的調(diào)整。初始階段若出現(xiàn)樁位歪斜現(xiàn)象需要及時(shí)糾偏或?qū)摴軜栋纬霾⒃俅未蛉搿７治鋈胪辽疃纫员阍u定鋼管樁樁尖標(biāo)高，當(dāng)鋼管樁無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高要求時(shí)需及時(shí)匯報(bào)，在相關(guān)部門的指導(dǎo)下分析問題并形成解決方案。

3.6 鋼管樁橫向聯(lián)結(jié)焊接

鋼管樁下沉到指定位置后需為之采取連接措施，以便提升樁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所用材料為[40b槽鋼剪刀撐，在此基礎(chǔ)上利用φ203×6mm熱軋無縫鋼管搭建水平撐，以現(xiàn)場水位為準(zhǔn)合理調(diào)節(jié)高程。

3.7 橫梁安裝及樁頂處理

結(jié)束測量放線后尋找到鋼管樁頂部向下30cm處，通過焊接的方式設(shè)置牛腿，考慮工字鋼寬度情況合理做好鋼管樁頂端的開槽作業(yè)，使得I45b橫梁嵌入鋼管樁的深度達(dá)到30cm，超出樁頂?shù)牟糠譃?5cm，并針對該型鋼采取加固措施。I45b型鋼與牛腿要達(dá)到穩(wěn)固連接狀態(tài)，經(jīng)焊接后應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性。

3.8 縱向貝雷梁吊裝

在陸地完成貝雷梁拼裝作業(yè)后轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場并利用80t履帶吊抬升，處理I45b橫梁與縱梁的交接區(qū)域，該處墊入3cm厚的硬雜木，通過履帶吊設(shè)備有序吊裝貝雷梁，使其穩(wěn)定在橫梁上。結(jié)束縱梁安裝后通過焊接U型扣的方式處理貝雷梁與橫梁。借助縱梁拼裝作業(yè)后需要橫向鋪設(shè)[22b槽鋼，從而形成上橫梁結(jié)構(gòu)，其與貝雷梁桁架之間也要通過U型扣的方式有效連接，以便提升棧橋的完整性。

4 結(jié)束語

綜上所述，大跨度深水橋建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，具有較好的應(yīng)用效果，但施工中對技術(shù)水平提出較高要求，因此工程人員要合理把控施工技術(shù)，將其應(yīng)用到位，確保橋梁整體質(zhì)量。