馬云超，王巨星，張少純

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070)

1 項(xiàng)目概況

國(guó)道綏化至沈陽(yáng)公路(G203)肇源至松原段建設(shè)項(xiàng)目肇源松花江特大橋續(xù)建工程ZS01A標(biāo)段，本標(biāo)段設(shè)特大橋1座，即肇源松花江特大橋，橋孔布置為2×(3×40)+(75+5×120+75)+9×(4×40)+2×(3×40)m，主橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土半剛構(gòu)-連續(xù)箱梁，引橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)t梁，下部采用薄壁墩、柱式墩，基礎(chǔ)采用鉆孔樁基礎(chǔ)。橋中心里程K1+414.5，主橋中心里程K0+694.5，交角90°，全橋橋長(zhǎng)2 678 m。

2 方案選擇

如今國(guó)內(nèi)大多數(shù)項(xiàng)目都會(huì)使用的圍堰方法分為雙壁鋼套箱圍堰，鎖扣鋼管樁圍堰以及鋼板樁圍堰。鋼板樁不僅重量輕，施工方便快捷，還可循環(huán)使用，可是鋼板樁的柔度很大，側(cè)向的剛度較小，而且很容易產(chǎn)生形變。插打鋼板樁將會(huì)比插打鎖扣鋼管樁更加艱難。而且在其施工期間很容易會(huì)導(dǎo)致脫開掉落，防水止水的效果也不是很理想，存在相比較大的安全事故隱患。所以，應(yīng)該增加筑島圍堰里面的支撐與保護(hù)作業(yè)。根據(jù)實(shí)際施工插入的施工經(jīng)驗(yàn)，底層土壤想穿透很難，應(yīng)該使用90型震拔機(jī)。拉森鋼板樁的柔性強(qiáng)，振動(dòng)錘不能增加，很難打入足夠深度的土體。雙壁鋼套箱的施工流程繁瑣，工期跨度大。其主要施工工藝流程為生產(chǎn)廠家接到訂單開始進(jìn)行加工制造，施工場(chǎng)地的砌塊電焊連接與安裝，利用機(jī)械設(shè)備沉入河床再進(jìn)行吸出泥土或者是吸出淤泥，清除底面雜物以及封閉混凝土的施工，最后再進(jìn)行拆裝等等。工廠制造，施工現(xiàn)場(chǎng)安裝連接，沉底等施工工藝的工期時(shí)間消耗多，跨度大，而且需要在施工平臺(tái)拆裝以后即能夠來(lái)進(jìn)行組裝的作業(yè)，所以從時(shí)間角度的跨度也比較長(zhǎng)。待水中承臺(tái)的施工結(jié)束以后，雙壁鋼套箱圍堰的拆裝也不會(huì)很順利很麻煩，必須得有專業(yè)的潛水人員輪班攜帶專業(yè)設(shè)備進(jìn)行水下拆除，工期需用耗時(shí)較長(zhǎng)。

從施工技術(shù)原理上來(lái)說，鎖扣鋼管樁的筑島圍堰方式主要由支撐和鋼管相結(jié)合組成。另外，還有子母口和封底混凝土以及一些其他附屬結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇嬖谥呔?xì)的子母口，所以可大大的提升圍堰整體的穩(wěn)固程度?，F(xiàn)在的大橋特大橋深水樁基施工的時(shí)候，應(yīng)先做帶鎖口的鋼管樁，然后進(jìn)行沉管安裝。經(jīng)過封底混凝土的施工處理以后，才可以進(jìn)行最后的承臺(tái)的實(shí)施階段。鎖管樁圍堰設(shè)置承重主體結(jié)構(gòu)，即采用630 mm規(guī)格的鋼管。此時(shí)需要兩端焊接150 mm的小鋼管。嚴(yán)格控制內(nèi)徑，應(yīng)短于小鋼管，標(biāo)出小鋼管軸線，然后沿線路切割一道接頭，接頭寬度不應(yīng)小于工字鋼板厚度。將鋼管深度設(shè)置為7.5 m，其中應(yīng)含有淤泥層2 m，鋼管應(yīng)進(jìn)入砂層。圍堰尺寸為17.46 m×17.269 m，對(duì)周邊水位進(jìn)行分析。鋼支撐安裝需設(shè)置3根圍檁，需采用牛腿作為支撐結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)鋼支撐牢固性。

經(jīng)實(shí)際勘探，地質(zhì)為10#墩河床下20 m范圍內(nèi)的細(xì)砂層，中砂層，粉質(zhì)粘土。本地質(zhì)條件適用于鎖扣鋼管樁逐個(gè)插入土中。根據(jù)上面來(lái)說，本項(xiàng)目此單項(xiàng)工程放棄采納使用拉森鋼板樁圍堰工藝與雙壁鋼套箱圍堰施工工藝，轉(zhuǎn)而選擇使用鎖扣鋼管樁圍堰施工工藝。

3 施工工藝

3.1 施工順序

工程測(cè)量人員放樣；加工清潔鎖扣鋼管樁；搭建、支設(shè)導(dǎo)向框；鎖扣鋼管樁定點(diǎn)復(fù)測(cè)；插打鋼管樁連接封閉：安設(shè)焊接一層圍檁和內(nèi)部的支保；吸，挖，水下混凝土封底，分層使用泵車澆筑，分層支撐；殘鉆孔樁樁頭，現(xiàn)澆承臺(tái)的一層混凝土，承臺(tái)與鋼管樁間灌砂，圈梁施工；施工承臺(tái)二層混凝土以下水位與墩柱的施工；拆除鎖扣鋼管樁。

3.2 鎖扣鋼管樁加工制造

鎖扣鋼管樁一般都經(jīng)過生產(chǎn)商家制作，本項(xiàng)目則直接購(gòu)買制作完成的鋼管，再經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)的加工區(qū)來(lái)進(jìn)行子、母鋼管和其他的一些必要與輔助附件的焊接加裝。加工所用的場(chǎng)地一般應(yīng)建立在江河兩側(cè)岸邊的鋼筋加工場(chǎng)地，應(yīng)將原材全部集中在一起來(lái)進(jìn)行成品的加工。每一根的鎖扣鋼管樁改裝、加裝完畢之后，要依照施工的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)節(jié)變截面的距離。連接鎖扣鋼管樁應(yīng)該在施工的現(xiàn)場(chǎng)操作，連接鎖扣鋼管樁的時(shí)候選則電焊連接，一定要保證連接口靠近沖刷線。

3.3 鎖扣鋼管樁的運(yùn)輸

鎖扣鋼管樁選用大型專用運(yùn)輸汽車，固定要穩(wěn)固，載至工程前線場(chǎng)地，裝車卸車的時(shí)候鎖扣鋼管樁應(yīng)該選擇兩個(gè)點(diǎn)吊裝的方式，起吊的方法為單吊，要確保鎖扣母頭時(shí)刻受到保護(hù)，切勿因疏忽大意使鎖扣發(fā)生形變。鎖扣鋼管樁需要平整碼放在鋼筋預(yù)制場(chǎng)地上，在碼放之前要壓實(shí)。

3.4 導(dǎo)框的設(shè)置

在鎖扣鋼管樁的插打過程里，為了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇_保插打鎖扣鋼管樁中央軸線的方位坐標(biāo)在指定的位置上，且需要前期加工的專門用來(lái)定位的定位架來(lái)對(duì)鎖扣鋼管樁進(jìn)行限位。在已經(jīng)建設(shè)完畢的鋼棧橋或者鋼制的施工平臺(tái)的鋼管樁上，需要每一次相距若干米后現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)的焊接牛腿，在焊接好的牛腿上安裝若干條C型鋼確保定位效果，沿著C型鋼的外檐使鎖扣鋼管樁向一個(gè)方向插打。

4 插入鎖扣鋼管樁

樁基的施工完成以后，將鉆機(jī)等設(shè)備機(jī)械撤場(chǎng)，將水上施工平臺(tái)清理干凈。在鎖扣鋼管樁施工之前，需要測(cè)量人員使用測(cè)量工具放出具體的位置，施工時(shí)要把握好圍堰的兩端鎖扣鋼管樁的方位，定位好圍堰鋼管的轉(zhuǎn)角點(diǎn)，機(jī)械與設(shè)備提前進(jìn)場(chǎng)后檢驗(yàn)震拔機(jī)是否正常工作。將鎖扣鋼管樁運(yùn)抵工程現(xiàn)場(chǎng)，在由工程人員進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)后來(lái)將鎖扣鋼管樁焊接加工，焊接加工先使用點(diǎn)焊，點(diǎn)焊結(jié)束以后用滿焊填充，要求焊縫飽滿，無(wú)焊渣，焊縫的厚度因水壓影響不應(yīng)小于3～4 mm，加工完成后抽2～4根短鎖扣鋼管樁由實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)，如果鎖扣鋼管樁的樁體出現(xiàn)了彎曲，斷裂，扭曲等形變?nèi)毕荩瑧?yīng)當(dāng)選擇重新更換。

插打鎖扣鋼管樁一般采用大型履帶式起重機(jī)與90型震拔機(jī)相結(jié)合的方式施工，該設(shè)備能滿足鋼管樁插入和大長(zhǎng)度的拔出。在25 t輪式起重機(jī)的作用下，鎖扣鋼管樁可以遲緩的順利吊裝。當(dāng)?shù)诌_(dá)設(shè)計(jì)的位置時(shí)，鋼絲繩可以緩慢地再次松懈開，然后落在河床表面。將鎖扣鋼管樁先落到河床底部，然后利用全站儀等測(cè)量?jī)x器來(lái)觀測(cè)垂直度。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，可用振動(dòng)錘擊至規(guī)定深度。單次振動(dòng)時(shí)間從12～15 min，每次插入操作應(yīng)該直接到位，期間不能有中斷。有時(shí)鋼管樁會(huì)碰到地下的種種雜物，此時(shí)可正好恰當(dāng)?shù)臏p小土層縱深，但應(yīng)小心不能影響圍堰的整體的功能。

5 吸挖作業(yè)

鋼管樁插打結(jié)束后在內(nèi)部清理淤泥采用泥漿泵設(shè)備或者使用高壓水。不可將其直接傾倒進(jìn)水域中，會(huì)有很大可能造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。使用泥漿泵將底部殘留淤泥送到船上或者平臺(tái)上，選翻斗車運(yùn)送到提前選擇好的指定地點(diǎn)?？赡軙?huì)碰到小部分由固體組成的地層，這時(shí)候泥漿泵就不能繼續(xù)工作，應(yīng)該切換成用抓斗來(lái)進(jìn)行清淤作業(yè)。這種機(jī)器通常分為斗體和主體這兩大部分。抓斗選擇帶齒的抓斗方便下斗。挖出后將用翻斗車運(yùn)送到達(dá)指定的地點(diǎn)。在進(jìn)行清淤作業(yè)時(shí)，應(yīng)該有測(cè)量人員在現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)待命，使用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器測(cè)出高程，為了預(yù)防持力層塌陷，設(shè)計(jì)底高程，應(yīng)該在大于適當(dāng)高度時(shí)立即暫停使用高壓水沖刷。當(dāng)?shù)撞扛叱烫幱? m之上時(shí)，不應(yīng)該繼續(xù)噴水。在進(jìn)行開挖的期間，一定要小心施工，使機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)離鋼管樁小心施工，以免觸碰并損壞鎖扣鋼管樁，以及圍堰內(nèi)支撐和其它連接件。當(dāng)用機(jī)械挖到坑底部時(shí)，要小心施工以免將基底部的持力土層的結(jié)構(gòu)破壞。如果實(shí)際挖開之后，地下水的實(shí)際狀況和土層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)地質(zhì)勘察資料有著根本上明顯的區(qū)別，或出現(xiàn)異?，F(xiàn)象或不明物體時(shí)，要立即暫停繼續(xù)下挖，并且馬上進(jìn)行相關(guān)的處理措施后再向相關(guān)部門匯報(bào)，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察同意后，即可繼續(xù)挖掘。

6 圍檁施工及支架安裝

在完成了最后的合并后，應(yīng)通過電焊將鋼制托焊到鎖扣鋼管樁上，作為圍護(hù)設(shè)置的支護(hù)結(jié)構(gòu)。在起重機(jī)的作用下，檁條鋼材在與鋼管樁處于緊密結(jié)合狀態(tài)時(shí)，可進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)，在緊密度不佳時(shí)，應(yīng)加設(shè)小鋼板。

牛腿施工中應(yīng)有測(cè)量人員給予準(zhǔn)確的標(biāo)高來(lái)控制牛腿焊接的位置，放樣出所有的牛腿高程，測(cè)量人員檢查各牛腿的高差，并將其抄平，把安裝圍檁出現(xiàn)的誤差給降到最低。在支架的安裝過程里一定要時(shí)刻注意整個(gè)圍堰的外觀有沒有形體上的變化。如果子母口出現(xiàn)漏水的情況，立即使用棉條，木楔等物來(lái)堵住出水口。

7 堵水過程

鎖口鋼管樁準(zhǔn)備施工前，需要針對(duì)子母口仔細(xì)清理。在保證潔凈程度達(dá)到要求后，選擇砂漿進(jìn)行充填作業(yè)，并且在其中加入符合比例的膨脹劑。子母口最下面應(yīng)焊上一個(gè)小隔板，有阻攔小石子等垃圾的作用，要注意電焊的方法，以保證鋼管樁的穿透深度。在動(dòng)工的時(shí)候鎖邊易于出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致邊灌漿邊漏漿等困難。在這方面，必須用漿液填充鎖口，從而發(fā)揮堵水的作用。采用此方法時(shí)，如仍有肉眼可見的滲漏，需在子母口來(lái)灌澆，所用原材為細(xì)石混凝土。

8 封底混凝土水下施工

在挖到設(shè)計(jì)的高程之后，先要使用沖水設(shè)備沖刷鎖扣鋼管鋼管樁，最后再讓專業(yè)的潛水人員佩戴專業(yè)的潛水設(shè)備下到水里進(jìn)行底部基面的整平與清理工作。盡可能將底部的鎖扣鋼管樁用水流把黏住的泥沙等，用以保障封底的密封程度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。選擇片石或者碎石，作為填筑用的材料，圍堰應(yīng)填筑回填， 滿足底標(biāo)高要求。底封采用泵車和吊

車配合施工，導(dǎo)管采用水下灌注樁導(dǎo)管，在澆筑前應(yīng)該由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)緊檢查，并且進(jìn)行導(dǎo)管的止水的試驗(yàn)。下入導(dǎo)管后，導(dǎo)管位于最下端的出口處應(yīng)該距離底部40～60 cm。當(dāng)它被降低和固定時(shí)，一般選用C20標(biāo)號(hào)的水下混凝土來(lái)作為封底混凝土，塌落度一般應(yīng)處于100～180 mm。為了確保好混凝土和易性達(dá)到高質(zhì)量要求，要準(zhǔn)備好級(jí)配優(yōu)良的粗骨料與細(xì)骨料，配合好水泥與粉煤灰的比例?；炷敛粦?yīng)該在現(xiàn)場(chǎng)配制，應(yīng)在攪拌站用專業(yè)設(shè)備攪拌出，混凝土運(yùn)輸車待命，而后由其運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，并利用混凝土導(dǎo)管來(lái)進(jìn)行灌注，底部混凝土必須一次澆筑。封底混凝土的灌注順序基本是：首先在下游處澆筑，其次在上游處進(jìn)行澆筑。第一批的混凝土澆筑時(shí)，先用集料斗存放材料。料斗填滿后，第一批混凝土澆筑。第一批混凝土澆筑完畢后，混凝土導(dǎo)管應(yīng)該將埋設(shè)深度保證在0.6～0.8 m之間。澆筑過程應(yīng)該是先灌注完一邊后再將另一邊灌注，灌注的過程中需要現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員或者測(cè)量人員全程參與，實(shí)時(shí)使用測(cè)繩或者探桿來(lái)進(jìn)行高度監(jiān)控和封底混凝土的膨脹度，并按照施工規(guī)范正規(guī)正確的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工人員來(lái)把混凝土導(dǎo)管的埋設(shè)深度調(diào)整到位，還應(yīng)該時(shí)刻與實(shí)驗(yàn)室方面進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通，進(jìn)而監(jiān)控好坍落度?；炷翝仓Y(jié)束，測(cè)量導(dǎo)管及導(dǎo)管中心標(biāo)高，護(hù)筒周邊及鋼管樁墻標(biāo)高，保證好最后的高程能達(dá)到圖紙上的設(shè)計(jì)要求。封底混凝土頂面高程應(yīng)該確保在設(shè)計(jì)的高程下面20 cm，因?yàn)楣嘧⒑蟮姆獾谆炷敛豢赡芙^對(duì)的滿足設(shè)計(jì)高程，可以預(yù)留20 cm在封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度后。再進(jìn)行抽水和找平。

9 拆除鎖扣鋼管樁

圍堰基坑回填施工完成后，應(yīng)立即拆除鋼管樁。本環(huán)節(jié)應(yīng)按以下方法進(jìn)行：一，鋼管樁頭處理采用振動(dòng)錘，持續(xù)時(shí)間1～2 min。起吊過程中應(yīng)充分考慮吊車荷載。鋼管樁抗性過大，在控制各環(huán)節(jié)時(shí)間時(shí)可以選擇間歇振動(dòng)的方式，單次振動(dòng)時(shí)間為15 min。單振錘工作時(shí)間為1.5 h，如有無(wú)法上拔等特殊情況，需暫停打樁作業(yè)，此時(shí)可適度下拔，再上拔。

10 結(jié) 論

通過以上內(nèi)容，對(duì)于橋梁工程來(lái)說，鎖扣鋼管樁的施工圍堰技術(shù)非常主要，能夠非常明顯的提高工程施工的質(zhì)量。具有加工簡(jiǎn)單，安全性能好，工期短，成本低等優(yōu)點(diǎn)。項(xiàng)目所用材料可重復(fù)利用，材料周轉(zhuǎn)率良好，減少對(duì)環(huán)境的污染?？偠灾?，該技術(shù)擁有著非常優(yōu)良的實(shí)際使用前景，值得用來(lái)更加廣泛的應(yīng)用。