深水基礎(chǔ)鎖扣鋼管樁圍堰施工工藝

王 凱

（中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司，北京 101400）

1 工程概況

地處貴溪市濱江鎮(zhèn)的象山大橋，其起訖位置為K4+240～K5+480，橋的長度為1.168km；橋梁所處位置是信江沖積階地，橋梁跨過河寬為400m的信江河。該地區(qū)為中亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候，冬季干燥寒冷，夏季濕潤炎熱。

2 鋼管樁圍堰施工工藝

該工程12#、13#墩鎖扣鋼管樁圍堰的施工過程如圖1所示。

圖1 12#、13#墩鎖扣鋼管樁圍堰的施工過程圖

2.1 鋼管樁施工前相關(guān)的準(zhǔn)備工作

（1）在完成沖孔樁的施工之后，沖孔機(jī)應(yīng)該迅速撤離出來，并及時對孔樁施工平臺進(jìn)行清潔。

（2）當(dāng)鋼管運送到場地之后，技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格檢查，合格后才能進(jìn)行焊接施工。在焊接的時候，施工人員應(yīng)先連續(xù)點焊，再滿焊，且各個焊縫的厚度應(yīng)該不小于4mm。結(jié)束鋼管樁鎖扣的焊接之后，施工人員應(yīng)該檢驗兩側(cè)鎖扣的質(zhì)量，通常使用兩根長度為2～3m的短樁進(jìn)行檢驗，保證鎖扣的垂直性。一旦發(fā)現(xiàn)存在問題，運用冷彎等辦法對其進(jìn)行修正。

（3）在施工的過程中應(yīng)該對單根鋼管樁的長度進(jìn)行控制，通常情況下其長度應(yīng)為20m，并將吊裝孔設(shè)置在樁的一端。與此同時，還應(yīng)該將黃油混合油膏涂抹在鎖扣的陰陽頭以及樁身的內(nèi)外兩側(cè)，減小插打的阻力，進(jìn)一步提升抗?jié)B性能。

（4）在對鋼管樁進(jìn)行施工之前，應(yīng)該嚴(yán)格做好放樣定位和測量工作，明確各個鋼管樁的位置以及圍堰的角點位置。

2.2 鋼管樁的堆放及吊運

在對鋼管樁進(jìn)行卸載和裝載的時候，通常使用的施工方式為兩點吊，在進(jìn)行吊運的過程中通常采用單根起吊的方式。在這個過程中，為了防止鎖扣變形，施工人員應(yīng)該對鎖扣陰陽頭進(jìn)行保護(hù)。在放置管樁的時候，應(yīng)該先壓實場地，再將管樁放在牢固平整的場地上。

2.3 對鋼管樁進(jìn)行插打施工

在對鋼管樁進(jìn)行插打的時候，應(yīng)該從上游圍堰順橋從中心起向兩邊施工，并在下游的角樁處合攏。插打鋼管樁的設(shè)備主要有80t履帶以及60kW的振動錘，施工要點如下：

（1）在對鎖扣鋼管樁進(jìn)行插打的時候應(yīng)該單根逐根進(jìn)行，先使用吊車吊起鎖扣鋼管柱，使其到達(dá)插點處，對準(zhǔn)鎖扣進(jìn)行插樁，并輕輕錘擊。

（2）在打樁的時候，為了使鋼管柱保持垂直，通常在無導(dǎo)向框限位的兩個方向放置經(jīng)緯儀對其進(jìn)行控制。為了避免鎖扣的中心線平面發(fā)生位移，應(yīng)該將卡板設(shè)置與打樁方向同向的鋼管樁鎖扣處。與此同時，為了方便及時矯正方向，施工人員還應(yīng)該對導(dǎo)向框上每根鋼管樁的位置進(jìn)行計算。

（3）在插打第一、二根鋼管柱的時候，應(yīng)該嚴(yán)格控制其前進(jìn)的方向及位置，每打1m就要測量一次。當(dāng)達(dá)到規(guī)定的深度的時候，使用導(dǎo)向框和鋼板對其進(jìn)行固定，方便其作為樣管起到導(dǎo)向作用。

（4）在進(jìn)行插打的時候，應(yīng)該嚴(yán)格按照“插樁正直、分散立糾、修正合攏”的要點進(jìn)行施工。

2.4 安裝鋼管樁的內(nèi)支撐

該工程中12#及13#墩上一共設(shè)置了兩道內(nèi)支撐，分別位于圍堰頂以下10m以及3.5m處，內(nèi)支撐的主要組成部分有斜撐、對撐以及圍檁。圍檁采用雙拼I56b工字鋼，第二道內(nèi)支撐為雙拼H型鋼800#，第一道內(nèi)支撐為雙拼I56b工字鋼。為了使圍檁受力均勻，施工人員將水泥砂漿灌注在鋼管樁和圍檁之間的縫隙中。

在插打鎖扣鋼管的過程中，內(nèi)支撐在場地進(jìn)行預(yù)制，在進(jìn)行安裝的時候，施工人員可以直接進(jìn)行吊放。在進(jìn)行吊裝施工之前，應(yīng)該將臨時短型鋼牛腿焊接在圍檁安裝位置的下方，便于承受圍檁自身的重量，隨后再將圍檁型鋼吊裝就位。在安裝鋼管樁支撐的時候，應(yīng)該以設(shè)計要求為依據(jù)，使用三角加勁板對支撐接頭以及圍堰型鋼進(jìn)行焊接，與此同時，施工人員應(yīng)該對焊縫進(jìn)行檢查，保證內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。安裝內(nèi)支撐的順序如下：

（1）將水抽到圍堰頂部以下3.5m的位置，對第一道內(nèi)支撐進(jìn)行安裝。

（2）安裝好第一道內(nèi)支撐之后，再將水抽到圍堰頂部以下10m處，對第二道內(nèi)支撐進(jìn)行安裝。

（3）安裝完第二道內(nèi)支撐后，施工人員可以進(jìn)行開挖圍堰內(nèi)土方、混凝土環(huán)封以及抽水等工作，圍堰內(nèi)主要使用降水開挖土方的方法進(jìn)行施工，當(dāng)降水抽到河床面后，施工人員應(yīng)該對其進(jìn)行觀測，觀測時間一般不小于3h。當(dāng)水位穩(wěn)定之后，檢查內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)以及圍堰鋼管樁變形是否符合要求，符合要求后再進(jìn)行圍堰內(nèi)土方開挖。

（4）觀測8h以上后，如果鎖扣的止水性、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及圍堰的變形穩(wěn)定性符合要求，便可繼續(xù)對承臺進(jìn)行施工。

2.5 對鋼管樁進(jìn)行封水處理

在鋼管樁圍堰插打以及鋼管樁支撐施工結(jié)束后，施工人員應(yīng)該將專用的封水膠合劑灌入鎖扣鋼管樁的鎖扣位置，且在對圍堰進(jìn)行抽水的時候，專業(yè)水手還應(yīng)該對局部位置進(jìn)行整修，保證封水的質(zhì)量。

3 對鎖扣鋼管樁圍堰進(jìn)行施工監(jiān)測

以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及計算成果為基礎(chǔ)，選取結(jié)構(gòu)狀態(tài)觀測點，對鎖扣鋼管樁圍堰進(jìn)行施工監(jiān)測。這樣不但可以檢測支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況，還可以對支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力進(jìn)行檢測。在圍堰支護(hù)結(jié)構(gòu)建設(shè)的過程中，對其進(jìn)行全方位監(jiān)控的同時不能干擾支護(hù)結(jié)構(gòu)以及地下結(jié)構(gòu)的正常施工。

通常情況下，應(yīng)該從施工的實際情況出發(fā)，在變形明顯、受力大等具有代表性的位置設(shè)置圍護(hù)樁觀測點。在豎向位移監(jiān)測點設(shè)置的過程中，應(yīng)該沿著圍護(hù)樁的周邊，將監(jiān)測點設(shè)置在圍護(hù)樁陽角和中部的位置，各個監(jiān)測點之間的距離不應(yīng)大于20m，且監(jiān)測的點的數(shù)量至少應(yīng)有3個，與此同時，豎向位移監(jiān)測點設(shè)置過程中應(yīng)該以彎矩明顯的位置為代表，監(jiān)測點的間距應(yīng)在3～5m的范圍內(nèi)。對橫向間距以及監(jiān)測點數(shù)量進(jìn)行計算，每一邊的監(jiān)測點不得小于1個。

3.1 對位移測點進(jìn)行布置

在圍堰鋼管樁頂部以及4個角樁點各設(shè)置1個測點，在下游圍堰中點樁以及上游圍堰中點樁也各設(shè)置1個測點，將兩個測點設(shè)置在橫橋向圍堰中點。水平、豎向位移及精度要求如表1、表2所示。

表1 水平位移及精度要求

表2 豎向位移及精度要求

3.2 對應(yīng)力測點進(jìn)行布置

以圍堰的受力特征及構(gòu)造為基礎(chǔ)，對應(yīng)力測點進(jìn)行布置，通常將測點設(shè)置在圍堰上下層內(nèi)支撐端部，上下兩層各設(shè)置6個，與此同時，圍堰工字鋼中點處也應(yīng)設(shè)置一個測點。

3.3 監(jiān)測方法

（1）監(jiān)測頻率。在基坑工程和地下工程施工的整個過程中都應(yīng)該進(jìn)行基坑工程監(jiān)測，通常監(jiān)測過程從基坑工程施工前開始到地下工程施工完成才結(jié)束。對于周邊環(huán)境比較特殊的工程，還應(yīng)該延長監(jiān)測時間，到變形穩(wěn)定后才能結(jié)束。在確定監(jiān)測頻率的過程中，應(yīng)該以自然條件和周邊環(huán)境的變化、基坑和地下工程的施工過程以及基坑工程的等級為依據(jù)，如果監(jiān)測值比較穩(wěn)定，施工人員可以降低監(jiān)測的頻率；當(dāng)出現(xiàn)如下狀況時，施工人員應(yīng)該增加監(jiān)測的頻率：①數(shù)據(jù)變化的速率增加或者數(shù)據(jù)變化較大；②監(jiān)測的數(shù)值到達(dá)報警值；③周邊平臺和棧橋出現(xiàn)位移變形、不均勻沉降或者較大沉降；④支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂；⑤基坑側(cè)部、底部出現(xiàn)流砂、滲漏以及管涌等問題；⑥基坑底部隆起。如表3所示。

表3 現(xiàn)場儀器監(jiān)測的監(jiān)測頻率

（2）巡視檢查。管理人員應(yīng)該對氣溫狀況以及水文環(huán)境進(jìn)行記錄，與此同時，還應(yīng)該對圍堰的整體施工狀態(tài)進(jìn)行巡視，監(jiān)測基底施工狀況，防止出現(xiàn)坑底隆起、砂涌、支護(hù)構(gòu)件開裂、位移、脫落以及變形等問題。

4 結(jié)束語

綜上所述，在對大型橋梁深水基礎(chǔ)進(jìn)行施工的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制鎖扣鋼管樁的施工工藝，保證大型橋梁工程的整體施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)位移、變形等問題，提高橋梁的使用壽命，保障橋梁的社會和經(jīng)濟(jì)效益。