周偉

湖南交通國際經(jīng)濟(jì)工程合作有限公司 湖南長沙 410000

1 工程概況

某多孔連續(xù)梁橋施工項(xiàng)目橋址地處我國某市，市域范圍內(nèi)緯度整體較高，冬季寒冷且漫長，橋梁需跨越大面積的鹽漬土覆蓋區(qū)域，橋梁下部樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)同時受常年凍融循環(huán)及鹽漬土強(qiáng)腐蝕作用耦合影響，樁基礎(chǔ)存在極高的安全風(fēng)險[1]。

為了提高橋梁樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在惡劣自然環(huán)境下的抵抗能力，工程上可在樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外圍增設(shè)永久性鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)，用以阻擋鹽漬土中強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)對橋梁樁基礎(chǔ)的浸透和腐蝕影響，從而延長樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的正常使用壽命；與橋梁樁基礎(chǔ)配套的永久性鋼護(hù)筒設(shè)計(jì)長度應(yīng)與樁基礎(chǔ)有效長度匹配，為了保證護(hù)筒結(jié)構(gòu)自身的抗變形剛度，應(yīng)在頂部和底部加裝剛性環(huán)箍，永久性鋼護(hù)筒筒身采用強(qiáng)度較高的Q345C級鋼材，Q345C級鋼材與普通鋼材相比，其磷、硫等有害化合物的含量較低，低溫條件下的抗沖擊性能良好，但價格較高，工程前期投入較大。

此外，為了滿足永久性鋼護(hù)筒的自身耐久性需求，除了保證鋼護(hù)筒鋼板的強(qiáng)度及剛度外，還應(yīng)強(qiáng)化護(hù)筒在鹽漬土及凍融循環(huán)作用下的耐久性，可在護(hù)筒外側(cè)均勻涂抹防銹專用漆，防銹涂層厚度不應(yīng)低于0.8mm。下圖1為用于樁基礎(chǔ)圍護(hù)的永久性鋼護(hù)筒實(shí)體示意圖：

圖1 用于樁基礎(chǔ)圍護(hù)的永久性鋼護(hù)筒實(shí)體示意圖

2 永久性鋼護(hù)筒制作技術(shù)分析

2.1 永久性鋼護(hù)筒技術(shù)原理分析

（1）永久性鋼護(hù)筒不同于普通的鋼圍堰結(jié)構(gòu)，普通鋼圍堰主要輔助樁基礎(chǔ)排水施工，無法承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載，而永久性鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)不僅能夠隔離強(qiáng)腐蝕物質(zhì)，有效控制樁基礎(chǔ)周圍腐蝕物濃度，還能與樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)共同承受上部結(jié)構(gòu)荷載，對樁基礎(chǔ)能起到一定的強(qiáng)度補(bǔ)強(qiáng)作用；

（2）從施工技術(shù)原理角度分析，永久性鋼護(hù)筒可分為先澆永久性鋼護(hù)筒和后澆永久性鋼護(hù)筒兩種；其中，先澆法強(qiáng)調(diào)鋼護(hù)筒與樁基礎(chǔ)施工的同步性，護(hù)筒可與樁基礎(chǔ)鋼筋骨架同步吊裝，適用于灌注樁與地系梁連接的工況；

（3）后澆法則鋼護(hù)筒與樁基礎(chǔ)的施工不同步，保持樁基礎(chǔ)頂部以下2m范圍內(nèi)鋼筋骨架裸露，將橋墩鋼筋骨架直接與樁基礎(chǔ)外露鋼筋焊接，橋墩與樁基礎(chǔ)連接完成后，再單獨(dú)開展永久性鋼護(hù)筒吊裝及澆筑施工[2]。

2.2 永久性鋼護(hù)筒施工基本流程

為了確保永久性鋼護(hù)筒的整體質(zhì)量，本多孔連續(xù)梁橋樁基礎(chǔ)圍護(hù)施工項(xiàng)目所用的永久性鋼護(hù)筒特采用工廠化集中加工的形式，以保證同批次鋼護(hù)筒質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)性和可靠性，現(xiàn)場加工制作應(yīng)嚴(yán)格遵循現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等施工技術(shù)規(guī)范。具體施工基本流程詳見下圖2所示：

圖2 永久性鋼護(hù)筒施工基本流程

2.3 永久性鋼護(hù)筒施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)分析

（1）原材料進(jìn)場質(zhì)控及下料施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。本項(xiàng)目所使用的永久性鋼護(hù)筒采用工廠統(tǒng)一制作方式，為了保證永久性鋼護(hù)筒的單體質(zhì)量及同批次鋼護(hù)筒質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)性，尤其應(yīng)加強(qiáng)鋼板厚度的質(zhì)量控制要求，并保證板厚與樁基礎(chǔ)直徑之間的適配性。下表1為進(jìn)場鋼板主材的厚度參數(shù)；此外，還應(yīng)控制好鋼板的下料尺寸精度，避免尺寸誤差導(dǎo)致卷板及成型過程中出現(xiàn)較大的內(nèi)應(yīng)力，而影響結(jié)構(gòu)承載和密封性，下料切割采用全自動切割機(jī)完成，以保證切口的平順性和均勻性。

表1 進(jìn)場鋼板主材的厚度參數(shù)

（2）鋼材卷板及焊接施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。永久性鋼護(hù)筒筒身需由鋼板卷軋而成，為了保證卷板受力的均勻性，應(yīng)使用專用的卷板機(jī)自動完成，正式卷板前應(yīng)先試卷，及時調(diào)整卷板機(jī)參數(shù)，保證卷板的順利進(jìn)行，卷板過程中應(yīng)同時保持鋼板與卷板機(jī)的同步性和同向性。焊接是整個加工過程中難度最高的環(huán)節(jié)，必須引起足夠重視，焊接前應(yīng)妥善打磨處理焊接影響范圍的板材，并使用引弧板輔助焊接，引弧板的強(qiáng)度不能小于焊接母材，需要多層焊接作業(yè)，不同焊接層的焊渣應(yīng)徹底清理，焊縫不允許出現(xiàn)咬邊、夾渣或未焊透等病害。下表2給出了永久性鋼護(hù)筒的焊縫質(zhì)量參考標(biāo)準(zhǔn)時。

表2 永久性鋼護(hù)筒的焊縫質(zhì)量參考標(biāo)準(zhǔn)

（3）鋼護(hù)筒截面校準(zhǔn)及加勁構(gòu)件施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。為了保證永久性鋼護(hù)筒截面的規(guī)整性，焊接后應(yīng)及時校準(zhǔn)截面，如果截面偏差超過限定范圍應(yīng)使用千斤頂配合強(qiáng)行矯正；矯正后的鋼護(hù)筒內(nèi)部應(yīng)增設(shè)加勁構(gòu)件，以保證截面的穩(wěn)定性，加勁處治應(yīng)遵循“內(nèi)外結(jié)合，適當(dāng)有度”的原則，先在鋼護(hù)筒的上下端部增設(shè)環(huán)向抱箍，同時在鋼護(hù)筒內(nèi)采用鋼管架設(shè)“十字型”支撐架。制作完成的永久性鋼護(hù)筒應(yīng)由載重車輛運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，在運(yùn)輸及進(jìn)場堆放時，應(yīng)單層布置，不允許堆疊擺放，以降低運(yùn)輸階段荷載擾動對鋼護(hù)筒的影響[3]。

3 永久性鋼護(hù)筒施工工藝分析

3.1 永久性鋼護(hù)筒先澆法施工工藝分析

（1）嚴(yán)格依照施工方案組織先澆法施工，下圖3為先澆法施工工藝流程：

圖3 先澆法施工工藝流程

（2）施工組織方案。為了保證先澆法施工現(xiàn)場各項(xiàng)施工任務(wù)的順利推進(jìn)，必須做好現(xiàn)場施工組織工作；委派專業(yè)的工程技術(shù)人員及機(jī)械設(shè)備，以滿足施工現(xiàn)場對“工、料、機(jī)”的要求。下表3給出了本次施工項(xiàng)目的人員機(jī)械配備情況。

表3 本次施工項(xiàng)目的人員機(jī)械配備情況

（3）永久性鋼護(hù)筒定位及吊裝。鋼護(hù)筒定位精度直接關(guān)系到其功能的發(fā)揮，永久性鋼護(hù)筒應(yīng)吊裝至樁基礎(chǔ)頂以下2m附近，且在樁基礎(chǔ)鋼筋骨架底部焊接定位鋼筋；整個吊裝過程應(yīng)勻速緩慢，及時調(diào)整鋼筋骨架與鋼護(hù)筒的間距，以避免鋼護(hù)筒擠壓樁基礎(chǔ)鋼筋骨架。見圖4為施工現(xiàn)場永久性鋼護(hù)筒下放示意圖。

（4）永久性鋼護(hù)筒微調(diào)及固定。永久性鋼護(hù)筒完全穿過樁基礎(chǔ)鋼筋骨架的定位鋼筋后，現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)人工精平，保證鋼護(hù)筒與樁基礎(chǔ)頂面齊平，且二者中心線偏差應(yīng)介于-50mm-50mm之間；精平完成后，將鋼護(hù)筒與定位鋼筋焊接，以固定永久性鋼護(hù)筒，避免因混凝土澆筑后的浮力影響鋼護(hù)筒的定位精準(zhǔn)性。

3.2 永久性鋼護(hù)筒后澆法施工工藝分析

（1）后澆法施工流程詳見下圖5所示：

（2）施工組織方案。后澆法施工所需的人員及施工機(jī)械與先澆法類似，本文不再贅述。后澆法與先澆法不同的是，后澆法先進(jìn)行灌注樁施工，施工完畢后，再吊裝永久性鋼護(hù)筒。

圖4 施工現(xiàn)場永久性鋼護(hù)筒下放示意圖

圖5 后澆法施工流程

（3）樁基礎(chǔ)處理。灌注樁施工完成后，對樁頭頂部以下2m范圍進(jìn)行后期處理，對樁頭進(jìn)行鑿毛修正后，保證鋼護(hù)筒與樁頭接觸后縫隙；及時調(diào)整樁頭裸露鋼筋的傾斜角度，徹底清理樁頭裸露鋼筋外表面，確保其與柱鋼筋骨架的焊縫可靠性。

（4）定位、吊裝、焊接及澆筑施工。樁頭鋼筋處理完畢后，吊裝柱鋼筋骨架，柱鋼筋骨架中心線與樁頭中心線偏差不能超過10mm；樁頭與柱鋼筋骨架采用單面焊接，焊接搭接長度不宜低于主筋直徑的8-10倍，確保焊縫的焊接強(qiáng)度滿足連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求；永久性鋼護(hù)筒吊裝過程中，鋼護(hù)筒中心線應(yīng)盡量與樁心點(diǎn)重合，二者偏差距離不宜超過50mm，確保鋼護(hù)筒與樁基礎(chǔ)接觸面的密封性達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以防止混凝土外滲而影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和整體性；混凝土澆筑過程應(yīng)伴隨振搗棒插搗，振搗應(yīng)以表面平整且無泌水現(xiàn)象為宜[4]。

4 結(jié)語

綜上，通過增設(shè)永久性鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)能夠明顯阻抑土層內(nèi)腐蝕性物質(zhì)對橋梁樁基礎(chǔ)的影響；為了最大程度突出永久性鋼護(hù)筒的防護(hù)功能，在具體施工過程中，應(yīng)遵循因地制宜的基本原則，具體選定哪種工法和工藝應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、施工條件、工程經(jīng)濟(jì)性等因素，力求在施工實(shí)踐中不斷優(yōu)化工藝流程，提高施工作業(yè)效率。