武可利

摘 要：所謂圍堰是指在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時性圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其作用是防止水和土進(jìn)入建筑物的修建位置，以便在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑建筑物。本文通過對海上圍堰調(diào)整鋼管樁的加固方式和插打順序，總結(jié)了一套海上圍堰的施工技術(shù)，旨在為類似工程的施工提供一定的參考，以促進(jìn)該領(lǐng)域工程的施工和推廣先進(jìn)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鎖扣式鋼管樁圍堰；施工技術(shù)；海域環(huán)境

中圖分類號：TU392.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： 1671-3362（2013）08-048-01

1 工程概況

中石油某海水取排水工程主要包括海水取水泵房、引水管、取水頭、排水管、排水口、海水制氯車間以及電控間等建筑物，合同總價為7686萬元，計劃工期15個月。

2 圍堰施工技術(shù)

2.1 鋼圍堰構(gòu)造及布置形式

本工程鋼管樁圍堰采用鎖扣鋼管樁加內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。采用φ630mm×12mm的螺旋管兩側(cè)分別加焊I20字型鋼及φ168mm×12mm無縫鋼管形成鎖扣鋼管樁單體，利用搭建好的鋼棧橋，逐根打入鎖扣鋼管樁，直至合攏。外圈施作一圈加固樁，同內(nèi)側(cè)鋼管樁連在一起，在圍堰鋼管樁內(nèi)側(cè)設(shè)置4圈4I45a工字鋼圍檁（圍檁擱置在牛腿上，牛腿設(shè)置間距為間隔6根鋼管樁），圍檁中心標(biāo)高分別為2.5m、-4.00m、-9.00m、-13.8m處，第一層圍檁間設(shè)置2道φ630mm×12mm螺旋管縱向內(nèi)支撐，斜支撐采用2I40a工字鋼及H50型鋼；第二層圍檁間設(shè)置2道φ1000mm×12mm螺旋管縱向內(nèi)支撐，2道φ630mm×12mm螺旋管橫向內(nèi)支撐，斜支撐采用2I40a工字鋼及H50型鋼；第三層圍檁間設(shè)置2道φ820mm×12mm螺旋管縱向內(nèi)支撐，2道φ630mm×12mm螺旋管橫向內(nèi)支撐，斜支撐采用2I40a工字鋼及H50型鋼。圍堰樁長暫定為33m，鋼管樁需進(jìn)入海床20m，實際樁長根據(jù)地質(zhì)情況確定。

2.2 施工要點

2.2.1 鋼管樁加工

施工主要材料：φ630mm×12mm螺旋管、I20工字鋼及φ168mm×12mm無縫鋼管、H型鋼。鋼管樁型鋼出廠必須附有相應(yīng)材料檢驗、試驗合格證書、成品出廠合格證，每節(jié)鋼管樁的質(zhì)量要求：焊縫飽滿、無沙眼或漏焊現(xiàn)象。在鋼管樁堆料場上架立兩排中心間距為90cm，長度15～30m的I20a工字鋼，工字鋼頂面為同一水平面，利用25t起重機協(xié)助，根據(jù)設(shè)計的鋼管長度將鋼管樁及型鋼鎖扣焊接拼長成型，最后在各節(jié)接頭位置用四塊200mm×150mm×12mm鋼板均勻地將鋼護(hù)筒接頭焊接加強。為了減少吊裝過程成型鋼管樁的變形，根據(jù)每根管樁總長度L計算，采用兩點法進(jìn)行吊裝，鋼管樁拼接質(zhì)量要求：傾斜度不超過1%，節(jié)與節(jié)之間不允許出現(xiàn)錯節(jié)，其平整度允許誤差為2mm。

2.2.2 鋼管樁檢查

鋼管樁加工成型后，先進(jìn)行整理。清除鎖口內(nèi)雜物（如電焊瘤渣、廢填充物等），對缺陷部位加以整修。檢查包括表面缺陷、長度、寬度、厚度、平整度和鎖口形狀等內(nèi)容。

鎖口檢查：用一塊長約2m的同類型、同規(guī)格的鋼管樁作標(biāo)準(zhǔn)，將所有鋼管樁做鎖口通過檢查。采用卷揚機拉動標(biāo)準(zhǔn)鋼管樁平車，從樁頭至樁尾作鎖口通過檢查。對于檢查出的鎖口扭曲及“死彎”進(jìn)行校正。

2.2.3 鋼管樁等材料運輸

鋼管樁加工場地配備25t汽車吊進(jìn)行吊裝及拼裝工作，鋼管樁主要采用平板車運送。鋼管樁運輸不得多層重疊運輸，只能二層運輸，而且裝卸過程必須小心輕放，不得從車上直接卸落地面。鋼管樁在加工廠裝車后，沿鋼棧橋運輸?shù)匠翗段恢谩?/p>

2.2.4 圍檁及支撐安裝

圍檁及支撐用履帶吊抬吊，手動葫蘆輔助就位安裝。在已搭建好的鋼棧橋管樁上，每隔12m臨時焊接1條牛腿，用吊車進(jìn)行兩點吊法把拼好的4I45工字鋼架立在牛腿上，用電焊機焊接，牛腿與圍檁間要滿焊連接，焊縫高度為10mm，把牛腿、圍檁、滿焊成一個整體，圍堰圍檁焊接好后，架立φ820mm×12mm的橫撐，起吊橫撐也采用兩點起吊法。依次安裝牛腿—圍檁—橫撐形成一個整體。為保證沉樁軸線位置的正確，利用安裝好的圍檁作為定位架進(jìn)行限位。

2.2.5 鋼管樁插打

鋼管樁采用80t履帶吊進(jìn)行插樁，采用架高38m左右（扣除估計的插樁入土深度及考慮振動錘的高度）自行式打樁架配備振動錘進(jìn)行打設(shè)，以利于鋼管樁垂直度控制。

2.2.5.1 具體沉樁步驟

所有鋼管樁圍堰施工設(shè)備和材料均通過便道和已搭設(shè)好的棧橋進(jìn)入現(xiàn)場。首先80t履帶吊車進(jìn)入棧橋，履帶吊停置在需要沉埋的鋼管樁的位置，震動錘及鋼管樁用平板拖車運至吊后方，履帶吊吊鉤將樁采用兩點起吊（吊口跟鎖扣的位置相反，禁止兩點設(shè)置在鎖扣位置上），吊立，然后拉入攏口，合攏機械手，測量控制，通過調(diào)整樁架的垂直度來調(diào)整鋼管樁垂直度。鋼管樁平面位置（根據(jù)導(dǎo)向架進(jìn)行設(shè)置）及垂直度調(diào)整完成后，開始壓錘，依靠鋼管樁及打樁錘的重量將其壓入土層，測量復(fù)測樁位和傾斜度，偏差滿足要求后，開始沉樁，直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。

2.2.5.2 具體沉樁順序

根據(jù)海域施工環(huán)境風(fēng)力及海浪方向，先打設(shè)次迎風(fēng)浪面一側(cè)內(nèi)部鋼管樁，再打主迎風(fēng)浪面內(nèi)部鋼管樁，2個內(nèi)部鋼管樁加1個外部加固支護(hù)鋼管樁3個為1組，每組完成后方能進(jìn)行下一組施工。這樣施工能夠充分抵擋外力海浪的沖擊力，保證圍堰的整體性。

2.2.5.3 具體沉樁控制

鋼管樁的最終樁尖標(biāo)高由入土深度控制，若鋼管樁無法施打至設(shè)計標(biāo)高，及時匯報、分析原因，拿出解決辦法，直至鋼管樁的入土深度，滿足設(shè)計要求和已證明鋼管樁達(dá)到了設(shè)計承載力。另外一種情況是達(dá)到了設(shè)計入土深度，但鋼管樁還是急速下沉，要以振動力電流來復(fù)核。鋼管樁震動下沉?xí)r，利用導(dǎo)向架進(jìn)行鋼管樁的定位及垂直度調(diào)整與控制，鋼管樁的下沉不可一味求快，尤其是剛開始下沉?xí)r應(yīng)邊震邊調(diào)，盡可能地保證鋼管樁的垂直度。鋼管樁緊靠定位架套入前一根的鎖口內(nèi)，也可用經(jīng)緯儀校核鋼管樁垂直度的情況下插樁。

2.2.6 圍堰變形觀測

鎖扣鋼管樁的變形觀測，采用全站儀進(jìn)行監(jiān)測。位移觀測基準(zhǔn)點數(shù)量不應(yīng)少于兩點，且應(yīng)設(shè)在影響范圍以外。監(jiān)測項目在基坑開挖前應(yīng)測得初始值，且不應(yīng)少于2次?；颖O(jiān)測項目的監(jiān)控報警值應(yīng)根據(jù)監(jiān)測對象的有關(guān)規(guī)定及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求確定。

3 結(jié)語

該工程自2012年11月開始施工，2013年4月份施工結(jié)束，在施工中成功的運用了“海域環(huán)境下鎖扣式鋼管樁圍堰施工技術(shù)”，確保了施工質(zhì)量和工期，通過該技術(shù)的運用，積累了復(fù)雜地質(zhì)水文及周邊環(huán)境條件下，圍堰施工成型的施工經(jīng)驗和技術(shù)措施，形成了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)保和節(jié)能效益。對今后類似工程起到很好的示范和借鑒作用，具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣價值。