鋼管樁排架在水下樁基施工中的應用

師玉龍 中國港灣工程有限責任公司

1.工程概況

Q28碼頭泊位長434m，為高樁梁板式結構形式。基礎由624根樁基構成，具體規(guī)格及數(shù)量為φ1219mm鋼管樁129根，φ914mm鋼管樁495根。施工現(xiàn)場受風浪的影響較為明顯，鑒于Q28樁基建設區(qū)域現(xiàn)場環(huán)境較惡劣的特點，特對其施工技術展開優(yōu)化，利用頂升平臺沉樁7個排架鋼管樁，搭建400t頂升平臺并配套導向架，兩結構共同作用，有效沉樁大排架鋼管樁，并采取冬季波浪防護措施，以保證樁基的穩(wěn)定性。

2.總體施工方案

根據(jù)現(xiàn)場情況，拆除夾樁結構，取第1/3/5排鋼管樁，于該處組織頂推平臺的拼裝作業(yè)，經(jīng)試頂推后使其可到達第7排架處。若無誤，則正式移動頂推平臺，使其逐步向前推進沉樁8-129排架，以實際沉樁進度為主要參考，適時組織夾樁作業(yè)。

鋼管樁為重點施工材料，利用46號方駁轉(zhuǎn)運至指定施工點位，沉樁1～7排架后，再夾樁施工，期間配套使用頂升平臺吊車，以提高施工效率。通過260t履帶吊（位于頂推平臺）和180t履帶吊（位于沉箱）聯(lián)合作業(yè)，抬吊鋼管樁，調(diào)整好姿態(tài)后喂進導向架定位，按順序依次沉樁，再利用履帶吊施工排架。

3.鋼管樁排架的施工要點

3.1 頂升平臺1～7排架、夾樁施工方法

（1）鋼管樁轉(zhuǎn)運。鋼管樁轉(zhuǎn)運作業(yè)所用工具為航工駁46號設備，通過2臺130t履帶吊抬吊上船，再完成轉(zhuǎn)運作業(yè)，單次轉(zhuǎn)運持續(xù)時間約5h，正常工況下單次轉(zhuǎn)運量包含6根φ1219mm鋼管樁和21根914mm鋼管樁。

（2）頂升平臺定位。頂升平臺配置有液壓系統(tǒng)，在其支持下可降低平臺并使其浮于水面，通過錨艇拖動，使其可到達第一排架鋼管樁處，測量監(jiān)控平臺的平臺位，視實際情況粗定位，再頂升平臺，從而實現(xiàn)精確定位，此后再持續(xù)頂升平臺，直至平臺支腿頂至泥面為止。液壓頂為主要方式，輔以人工操作，確保平臺升降高度的合理性，全程需使用4個水平尺及時檢查，以便明確各方向的高低情況，要求頂升期間平臺各支腿受力應維持均衡的狀態(tài)。

（3）鋼管樁沉樁。沉樁施工過程中，在260t吊車、20t卸扣及翻樁器的配合下完成鋼管樁豎樁作業(yè)，再適當調(diào)整姿態(tài)，將管樁喂進導向架內(nèi)，依次初沉、終沉，最終沉樁到位。平臺側面配置有導向架，其能夠作為大排架管樁施工的輔助工具，而小排架施工過程中則通過導向樁和導向架沉樁。

（4）頂升平臺移位。平臺配有錨機，可推動平臺發(fā)生移動，此過程中方駁需與平臺保持足夠的安全距離。平臺移位易受到現(xiàn)場天氣的影響，基本要求為波浪高度≤1.2m。完成1至7排架鋼管樁施工后，可進入到夾樁施工環(huán)節(jié)，縱橫梁的安裝均通過頂升平臺260t履帶吊而實現(xiàn)，采取焊接處理措施，以保證縱橫梁的穩(wěn)定性。

3.2 頂推平臺8～129排、p排架施工方法

（1）頂推平臺拼裝及試運行。頂推平臺的結構件類型豐富且數(shù)量較多，均提前預制成型，轉(zhuǎn)運至現(xiàn)場后再組織拼裝作業(yè)。拼裝工作量較大，需按照特定的流程將各項工作有序落實到位：①在第1/3/5排B/D/F樁上組織樁帽、連接桿及千斤頂?shù)牡跹b作業(yè)；②安裝縱橫向主梁；③安裝走道板（應采取焊接措施，以保證結構的穩(wěn)定性）；④懸臂梁吊裝到位；⑤組織面板的吊裝作業(yè)；⑥安裝導向系統(tǒng)；⑦拼裝260t履帶吊。若平臺成型且各方面均通過檢驗，則操控控制柜并使平臺發(fā)生移動，期間加強對平臺位置的檢查，當其到達第6排架處時，需隨即將預先設置的第1排樁帽和連接桿拆除，將所得的零部件安裝至第7排B/D/F樁，隨后再進入樁基施工環(huán)節(jié)。根據(jù)施工所用鋼管樁的結構特點，利用46號方駁組織轉(zhuǎn)運作業(yè)。

（2）小排架鋼管樁沉樁施工。導向架安裝到位且維持穩(wěn)定后，通過260 t 履帶吊和180 t 履帶吊相配合，共同完成豎樁作業(yè)，再進一步由260t履帶吊喂樁，使其可進入到導向架內(nèi)，若無誤則關閉導向架攏口，經(jīng)過測量后確定鋼管樁在垂直度和偏位方面的具體情況，若存在誤差則適當調(diào)整，具體要求為垂直度誤差＜1/200，定位偏差＜7.5cm，鋼管樁安裝到位后，拉動40t半自動卸扣以便脫鉤，此后再進一步利用沖擊錘處理，依次初沉、終沉。

（3）平臺移位。小排架鋼管樁沉樁到位后，需轉(zhuǎn)移至下一排架處，期間需通過測量監(jiān)控點進行導向定位。以確?，F(xiàn)場安全為前提，適當增加油缸單次行程量，以便提高頂推平臺行走速度，從而快速完成頂推作業(yè)。通常，單次油缸行程以38cm為宜，隨施工的逐步推進，進入到最后一次行程時需及時糾偏。

3.3 平臺頂推系統(tǒng)拆除及安裝

大排架鋼管樁沉樁到位后，將預先設置好的9個千斤頂液壓管卸除。對于B/D/F 三根樁的樁帽以及橫向水平連接桿，需在180t履帶吊的輔助下拆除，將該部分安裝至前排B/D/F樁上，待各類拆除后的構件安裝到位后，需頂推平臺，再進入到小排架鋼管樁施工環(huán)節(jié)。推動平臺向前移動3.387m，以便進入到下一循環(huán)，按照此方式完成所有小排架鋼管樁的沉樁作業(yè)。

3.4 夾樁施工

工字鋼采購于項目所在地，其均為標準長度12m的工字鋼，但實際施工中夾樁雙拼工字鋼單跨長度應達到13.54m，因此需在既有材料的基礎上焊接加長，以滿足使用要求。焊接連接區(qū)域上下為坡口焊，中間宜采取臺階形焊接方式，應適當提高連接處的抗彎強度。通過雙拼焊接的工藝合理加長，接縫處以間斷焊的方式為宜，每間隔1m焊接30cm。

（1）加筋板加工。以施工需求為導向，提前購買質(zhì)量達標的鋼板，再根據(jù)尺寸要求合理加工。每跨加勁板P1：48塊，P3：16塊。

（2）P 排樁夾樁施工。P-001～023利用2根方鋼將樁頭框住，在樁與方鋼的四個內(nèi)角分別焊接弧形加筋板，再利用I PE 600 斜撐連接，確保方鋼與第129 排管樁可靠連接，從而形成穩(wěn)定的整體結構；P-024～028在樁頂開槽，縱向設置方鋼并采取焊接處理措施，再利用適量橫向方鋼將其與沉箱穩(wěn)定連接成整體結構。

3.5 施工注意事項

（1）若鋼管樁已打入預計長度，貫入度仍較大，需要繼續(xù)打入，直至貫入度滿足要求，即實際承載能力達到要求為止。當樁底遇到硬物時，樁位易打偏或不垂直，應及時清理后再施打。振動錘打柱講究一氣呵成，一次性振動不能超過15min；如果施工現(xiàn)場出現(xiàn)樁無法打下去需改進施工工藝，換用大功率錘。

（2）鋼管樁運輸鋼管運輸采用“躺式運輸”，鋼管樁長度為12m，可由平板車運至施工現(xiàn)場。為避免鋼管樁由于碰撞、摩擦等原因造成涂料破損、管變形和損傷等，運輸車輛應選擇較好路段，并遵守交通規(guī)則保持中速行駛。

（3）鋼管樁與槽鋼、拉森樁之間焊接應采用坡口焊接，正確選取坡口尺寸，合理選用焊接電流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干凈；封底焊清根要徹底，運條擺動要適當，密切注意坡口兩側的熔合情況；要嚴格控制焊接工藝參數(shù)，減慢冷卻速度，適當提高焊縫形狀系數(shù)，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產(chǎn)生裂紋；根據(jù)材料等級、碳當量、構件厚度、施焊環(huán)境等，選擇合理的焊接工藝參數(shù)和線能量，如焊前預熱、焊后緩冷，采取多層多道焊接，控制一定的層間溫度等。排架驗收及成品保護排架施工完成后，對排架進行驗收。

4.結束語

綜上所述，根據(jù)鋼管樁施工期間的檢測結果可知，鋼管樁平臺的穩(wěn)定性較好，澆筑等施工環(huán)節(jié)中均未發(fā)生傾斜或下沉現(xiàn)象，表明鋼管樁排架施工平臺具有較好的應用效果，所提的內(nèi)容可作為類似工程的參考。