Ο○C組合鋼管樁圍堰施工技術(shù)

張世明 張?zhí)煨?/p>

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150036)

1 工程概況

國道綏化至沈陽公路(G203)肇源至松原段建設(shè)項目松花江續(xù)建工程ZS01A合同段，主橋上部結(jié)構(gòu)采用(75+5×120+75)m七跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)體系。下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，7#～12#處于深水中。承臺平面尺寸14.8 m×13.2 m，水深9 m左右。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

2.2 Ο○C鋼管樁加工

Ο○C鋼管樁加工選用有資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)加工隊伍，鋼管樁圍堰設(shè)計長度為20.5 m，采購鋼管原材料，市場上常見大直徑成品鋼管Φ630，○型鋼管可采用無縫鋼管或螺旋管，Ο、C鋼管必須為無縫鋼管。Ο○C組合鋼管樁加工必須做到精確，尤其是ΟC咬合口的加工，Ο型鋼管順利打入C型口是圍堰施工關(guān)鍵。

(1)在項目場地內(nèi)搭建加工平臺，制作鋼管樁胎架，在加工平臺留取等分線，分別對Ο○C鋼管進行四等分放樣劃線。

(2)吊裝主鋼管在加工平臺上，在鋼管樁胎架上固定主鋼管，根據(jù)放樣的位置，安裝Ο、C型鋼管，先點焊固定，校核位置無誤后，采用氣體保護焊進行焊接，焊接時對稱焊接、減少焊接變形。

(3)加工過程中，應(yīng)及時校核組合鋼管的位置，保證鋼管組合加工位置的準(zhǔn)確。

(4)鋼管樁樁身接長焊接必須進行焊接工藝評定，按照焊接工藝評定的方法進行焊接，并進行檢測。主鋼管樁樁身接長采用內(nèi)襯套管對接，Ο、C咬合口鋼管接長對接焊接，相鄰鋼管樁接頭錯開35D(鋼管直徑)。

(5)Ο○C組合鋼管加工質(zhì)量校核無誤后，按照設(shè)計的位置對Ο、C咬合口Ο型鋼管間斷開條型口、開長條形口，形成C口。主鋼管樁端300 mm振動錘液壓夾鉗口夾持鋼管樁，進行加固處理，角樁和合龍口樁根據(jù)量測的具體尺寸設(shè)計加工。

2.3 Ο○C鋼管樁安裝

(1)準(zhǔn)備工作

①清理場地：(Ο○C組合樁插打前)用抓斗沿圍堰Ο○C組合鋼管樁輪廓線所占區(qū)域進行全面的抓探摸排，清理河床中施工時可能遺落的物件及不可預(yù)見物品，必要時派潛水員水下摸排，確保Ο○C組合鋼管樁能順利打入。

②根據(jù)鋼圍檁設(shè)計位置，割除鉆孔時的鋼護筒，在鋼護筒上焊接第一道圍檁框架，鋼圍檁采用雙56工字鋼焊接，同時安裝第一道并打入首根角鋼管樁的鋪助定位樁(根據(jù)實際情況而定)。

③在將加工好的Ο○C組合鋼管樁采用自制的炮車運輸?shù)绞┕蛏稀?/p>

④組合鋼管樁結(jié)構(gòu)C型口鋼管樁在插打前，C型口內(nèi)涂滿潤滑油。

(2)Ο○C鋼管樁安裝

①根據(jù)河床地質(zhì)情況及河床沖刷深度，圍堰結(jié)構(gòu)形式，打入河床深度7 m左右，采用85 t履帶吊配合DZ90S電動振拔機進行插打。

②鋼管樁插打從順橋向從江中心向岸側(cè)方向，定位樁預(yù)先插打，先打角樁，鋼管樁緊貼導(dǎo)向框插打，保證其垂直度[1]。并在導(dǎo)向框中設(shè)置對鋼管樁的限位裝置，以防止隨著插打鋼管樁受ΟC咬合口影響發(fā)生傾斜。角樁打入后預(yù)留4～5 m深度，將主鋼管中的水抽出，測量角樁主鋼管的垂直度，保證第一根角樁的垂直度不大于0.5%[2]，若不滿足要求，及時糾偏調(diào)整后，插打到設(shè)計位置。

③樁體沉入時，由于ΟC咬合口的摩擦力作用，會帶動臨近鋼管樁體下沉，不利于樁頂高程控制。在第二根鋼管樁插打至外露2～3 m時停止插打，然后進行第三根鋼管樁插打[1]，第三根鋼管樁插打至與第二根鋼管樁齊平時，停止第三根鋼管樁插打，將第二根鋼管樁剩余部分插打到設(shè)計高程，然后開始第四根鋼管樁插打，插打至與第三根鋼管樁平齊時停止，插打完成第三根鋼管樁到設(shè)計高程。有時插打時，會帶動臨近的鋼管樁下沉或上升，需反復(fù)進行插打。

④履帶吊將鋼管樁吊至插點處進行打樁，對準(zhǔn)ΟC咬合口，C型口抹上潤滑油，啟動振動開關(guān)，振動錘振動作用下，使鋼管樁下沉。為防止鋼管樁振動下沉?xí)r偏移，在圍檁上焊接限位裝置，阻止鋼管樁偏移。

⑤鋼管樁圍堰合龍口施工，在插打至最后5根樁左右時，準(zhǔn)確測量合龍口的寬度，并通過BIM或CAD軟件進行模擬打入情況，通過改變主管直徑、ΟC咬合口的角度，加工合適的異形鋼管樁實現(xiàn)合龍。

⑥鋼管樁插打時以標(biāo)高控制為準(zhǔn)，貫入度控制為輔，如遇特殊情況不能插打至設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)停下來分析原因，待妥善解決后方可進行下一步施工。

3 封底混凝土施工

(1)封底采用水下封底混凝土工藝，測量圍堰內(nèi)河床高程，如果河床高程高于設(shè)計封底高程，采用抓斗或水泵將圍堰內(nèi)的土清除；如果低于封底混凝土底高程，在圍堰內(nèi)回填砂土，封底混凝土底30 cm范圍內(nèi)回填粒徑40 mm左右的碎石。封底混凝土分兩次澆筑，混凝土強度等級C30。第1次水下澆筑175 cm，第2次澆筑封完底后，將圍堰內(nèi)水抽干，澆筑25 cm厚調(diào)平層。

(2)封底混凝土應(yīng)進行專門的配合比設(shè)計和驗證，確保其具有良好的坍落度和擴展度(坍落度宜為200 mm±20 mm，坍落擴展度不小于500 mm)。封底混凝土澆筑前利用鋼護筒搭設(shè)施工平臺，在封底范圍內(nèi)布設(shè)2套導(dǎo)管。

(3)灌注封底混凝土?xí)r，導(dǎo)管底口距河床面不應(yīng)超過20 cm。封底混凝土采用分塊澆筑，從承臺一端開始向另一端逐漸推進，每一個下料點控制范圍不超過10 m2。根據(jù)封底布料點導(dǎo)管的施工順序依次將混凝土輸送到需要澆注部位的導(dǎo)管內(nèi)。用測繩或探桿及時測量封底混凝土澆筑部位的高度及面積，滿足澆筑高度后，移動導(dǎo)管位置。移動導(dǎo)管時，須緩慢移動，不能脫離水下封底混凝土，如果脫離了，直接拔除導(dǎo)管換到其他位置重新進行封底混凝土澆筑。

(4)為便于承臺施工期間圍堰內(nèi)積水匯集，25 cm調(diào)平層澆筑時宜設(shè)置適當(dāng)坡度(中間高四周低)，在調(diào)平層上一角隅設(shè)集水井，邊側(cè)設(shè)排水溝槽以利于將積水匯入集水坑內(nèi)。

4 圍堰內(nèi)降水、圍檁安裝

(1)圍堰平面尺寸20 m×18.5 m，共設(shè)置三道圍檁支撐。圍檁圍堰頂高程為+128.8 m，圍堰底高程為 +108.3 m。第一道圍檁支撐高程為127.8 m，第二道圍檁高程為125.3 m，第三道圍檁高程為122.8 m。圍檁采用雙56a工字鋼，斜向支撐采用Φ630鋼管。為保證鋼管受力均勻，鋼管四周需加焊加勁鋼板[3]。

(2)打入的鋼管樁合龍后，澆筑封底混凝土，降水施工，堵漏(如果有)，安裝第二道圍檁，抽水到第二道圍檁位置，割除鋼護筒，安裝第二道圍檁，重復(fù)安裝到第三道圍檁。

5 堵 漏

Ο○C組合鋼管樁圍堰降水施工后，如果有漏點，需及時處理。堵漏的材料采用60%的粘土、20%的鋸末、20%的水泥，加少量的水拌和均勻，形成可塑性材料，裝入狹長的編制絲袋，降水到一定高度后，查看鋼管樁漏點的位置，將絲袋的堵漏材料，倒入到漏點處Ο型管中。圍堰內(nèi)、外的水壓力差形成對流，將倒入Ο管中的堵漏材料，帶到漏點處，形成堵塞點，達到止水的目的。局部ΟC咬合口管樁漏水嚴(yán)重時，停止降水，在漏水管樁內(nèi)填充麻絮，采用高壓灌注水泥漿或堵漏劑，邊灌邊提升注漿管，導(dǎo)管提升速度不宜過快，直至Ο型管孔口溢出水泥漿，達到止水的目的。

6 結(jié) 語

Ο○C組合鋼管樁圍堰結(jié)構(gòu)，單體鋼管組合焊接成型，鋼管樁加工、拼裝簡單，剛度較大，阻水路徑長、止水方便、定位容易，安全性高、機械設(shè)備投入少，重復(fù)利用率高，施工成本較低。具有廣泛的應(yīng)用推廣價值。