桥梁水中承台锁口钢管桩围堰施工技术

作者:赵金生
单位:中铁十六局集团路桥工程有限公司
摘要:随着桥梁施工技术的不断发展,锁口钢管桩围堰施工技术被广泛应用于桥梁工程中,该技术可显著提升施工效率,降低工程难度并改善整体品质,形成的截面强度良好,工程效益显著。以铁山港进港铁路钢架桥工程为例,对锁口钢管桩围堰施工加以分析,提出适用于工程需求的可行方案,总结技术要点,为深水环境下的桥梁施工作业提供指导。
关键词:桥梁工程 承台施工 锁口钢管桩 围堰施工
作者简介:赵金生,工程师,E-mail:247058553@qq.com;

 

1 工程概况

铁山港进港铁路钢架桥里程范围DK0+865.70—DK1+330.30,总长度464.600m,其中0~23号墩台建设于滨海环境中,遵循既定要求展开钢板桩围岩施工作业。经勘察,桥址内不存在不良地质环境,岩土类型以软土、黏土居多。承台施工环节,潮水位为+3.660m,结构底标高为-2.000m,依据工程需求开挖深度约2.0m。增强围堰稳定性、创建无水环境是本次承台工程的技术难点。

2 钢板桩围堰设计情况

设计水位为3.66m,围堰顶标高为4.16m。所用钢板桩需与所在工程环境达相适状态,以拉森Ⅳ号钢板桩为宜,长度9m。本次围堰施工所用钢板桩总量436根,总质量约298.616t。对此,确定了钢板桩的各项参数指标,具体内容如表1所示。

3 钢管桩围堰施工技术

3.1 工艺流程

严格遵循既定流程展开钢管桩围堰施工作业,具体流程如图1所示。

3.2 施工准备

钢板桩在运输以及装卸过程中极容易出现刮碰、锁口变形等问题,相关人员需检验桩身质量,针对各部分展开详细分析,如两端的破裂情况、锁口的扭曲情况等,且要求各钢板桩型号相同。若出现不良状况,需及时对钢板桩采取处理措施,有效保障钢板桩整体质量,满足插打要求。不止于此,振动锤是打拔钢板桩的重要设备,施工前需全面检查,要求线路顺畅,各项功能不出现异常状况。设备端电压控制在380~420V,同时夹板牙齿不可出现过度磨损现象。

3.3 钢板桩的吊装、堆放

采取两点吊的方式展开钢板桩的装卸作业。吊运过程中,控制单次起吊的钢板桩数量,针对锁口采取保护措施。吊运方式可分为2种:(1)成捆起吊作业,需使用钢索将材料捆扎成一体;(2)单根吊是工程中应用较为广泛的方式。

图1 钢板桩围堰施工流程

图1 钢板桩围堰施工流程

 

合理选择钢板桩堆放场所,要求该区域能有效承受压重,需满足平坦、稳定两大原则,以便将钢板桩运输至指定使用区域。堆放顺序、具体位置、布置方式等均需规范,不可对钢板桩材料造成影响,且要满足施工便捷性要求。钢板桩堆放以型号、规格为基准,不同的堆放区适配标牌加以说明[1]。通常而言,以分层堆放的方式为宜,各层数量最多为5根,且层与层之间增设枕木以起到缓冲效果,垫木间距控制为3~4m,要求各层垫木处于同一垂线上,总堆放高度控制在2m以内。

3.4 插打导向设备

为确保钢板桩插打垂直度,做好施工准备工作至关重要。需增设钢围堰定位桩,采用焊接方式在该桩结构上固定牛腿,增设导梁,形成框架式围笼结构,以便发挥导向作用。用粉笔准确划定各桩界限,在后续施工中做到边打边纠,严格控制打设偏差。

表1 U形钢板桩的参数指标   

表1 U形钢板桩的参数指标

3.5 钢板桩插打施工

适配50t履带式起重机,辅以振动锤完成插打作业。考虑到钢板桩围堰形状的要求,需要为工程适配特殊形状钢板桩,以满足打桩轴线要求。关于方形围堰,需使用90°角桩。插打过程中,从一角开始,优先打入角桩并控制其位置,倾斜度不可大于1%,以此为基准,遵循对称的方式持续插打钢板桩。操作过程中以导梁为基准,实时分析钢板桩位置的精确性,出现偏差及时采取处理措施。插打初期遵循随插随打的原则,持续施工到最后5根时,需遵循先插后打的原则,若出现合拢异常现象,需使用倒链对拉以提升合拢度,随后逐根搭设并达到指定深度。关于钢板桩就位下插作业,需辅以导向装置。高度注重首根钢板桩,该结构是整个围堰钢板桩施工的基本指导,在搭设时为之适配两台经纬仪精确控制方向,每打设1m均要测定一次深度,同时将垂直度调节至合理范围内。在后续钢管桩施工作业时,将已完成插打的桩组作为基准,在锁口位置达到要求后自重下插,若自重无法满足下插要求,需辅以振动锤给予适当压力,最终插打至指定位置。

3.6 钢板桩合拢施工

1)合拢准备工作针对钢板桩结构的合拢作业,具体位置以角桩附近为宜(通常与角桩保持4~5根的间距),若实际距离有所偏差,可适当调整合拢边与导向架间距。插打至合拢面时,由于钢板桩存在锁口间隙,要求实际合拢面比设计尺寸略大15~20cm,此举能有效避免合拢口尺寸偏小的问题[2]。分析钢板桩宽度,以此为基础确定钢板桩数量,并制订后续的插打方案(如增加钢板桩或在插打过程中向外绕圆弧等)。

2)合拢环节的调整为保障合拢质量,需优先针对合拢口周边的10~15根钢板桩加以处理,使其达到工程稳定高度(即钢板桩自身达到稳定状态)。合拢处的两根桩遵循一高一低的原则,为插桩作业创造良好条件,完全合拢后再打设至指定标高处。方形钢围堰共设置4个面,每结束一根钢板桩的施工作业后都要借助导向架精确控制位置,有效避免合拢处两根桩不共面的问题,且调节好角桩方向。

3.7 安装内支撑及堵漏措施

结束围堰合拢作业后,在抽水过程中逐层展开内支撑安装作业,施工遵循由上至下的基本顺序。围堰抽水过程中做好堵漏措施,常规方法是在打桩时通过黄油掺入适量填充物,提升接缝的填充效果,还可在钢板桩接缝区域灌注适量由碳粉与石英砂构成的混合物。除此之外,抽水过程中向围堰漏缝处置入适量木屑与炉渣混合物也是可行方式。钢板桩桩脚区域易发生漏水现象,需采取局部混凝土封底措施,若出现过度漏水问题,需对钢板桩接缝外侧加以处理,通过粘贴的方式设置磁性止水条。

3.8 封底混凝土施工

结束钢支撑体系的安装作业后,基于长臂挖掘机等设备挖土,持续开挖至封底混凝土标高处,需分析坑底情况,为之适配数台水泵有效抽水,通过干封方式完成封底混凝土施工作业。注重桩头衔接区域,此部分的淤泥应得到有效处理,以提升封底混凝土与桩基的连接效果。由于桥址勘察报告较为局限,开挖至既定标高后易发生涌水等不良问题,此时应暂停施工,向围堰内注水,与此同时,采取水下混凝土封底措施[3]。若抽水与安装内支撑时出现异常涌水现象,或是内支撑轴力无法满足实际工程需求,也应暂停施工,向围堰内回水,并及时采取水下混凝土封底措施。

4 围堰施工注意事项

1)施工中易受外界因素影响,在制定围堰施工设计工程方案时,必须全面考虑区域内的气候与干湿情况,具体施工环境以干旱季节最为可行。关于钢管桩插打与围堰施工,需全面勘察所在区域地质环境,提升施工对不良地质环境的抵抗性。

2)合理应用现代化技术作为现代化工程项目,需引入新型技术手段,有效提升施工的科学性,确保工程整体质量。基于此,需强化对专业技术人才的培养,有效引入先进技术设备,合理指导工程人员科学操作,提升工程质量。

3)注重对不良地质环境的精确预测有别于道路工程,桥梁施工复杂度高,易受到各类地质环境的影响,针对锁口承台锁口钢管桩围堰展开施工作业时,需要全面考虑各类突发情况,形成应急机制,若施工中出现异常情况可随即采取解决措施。

5 结语

本文对承台锁口钢管桩围堰施工展开探讨,总结常见问题,并提出可行的技术措施,以指导施工作业,使工程质量达到既定要求,对深水环境下的桥梁施工作业具有一定的指导价值。

 

 

参考文献[1]刘宇.坡积层河床深水承台锁口钢管桩围堰施工技术[J].价值工程,2018,37(29):180-183.

[2]卜强.桥梁水中承台施工中的锁口钢管桩围堰技术[J].工程建设与设计,2019(13):217-219.

[3]李光.浅谈桥梁水中承台锁口钢管桩围堰施工[J].山东工业技术,2018(20):106.
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