鋼棧橋基礎錨固施工技術研究

徐良安

（中鐵十一局集團第五工程有限公司，重慶 400037）

跨河橋梁工程施工中，水中結構施工多根據所采用的圍堰方案，采用土方填筑臨時道路和操作平臺或采用水中鋼棧橋與鋼平臺的措施方案，為結構施工提供充足的工作面。文章針對漯河市解放路沙河大橋的結構設計特點、工程所處的環境特點，本著安全、經濟的原則，結合中鐵十一局集團第五工程有限公司實際情況，提出采用鋼棧橋加鋼平臺的措施方案，為結構施工提供作業面。文中，針對各種工況的受力情況，采用MIDAS 建模，深入分析棧橋、平臺在擬定工況下的變形以及結構強度，為漯河市解放路沙河大橋水中結構的施工，提供了必要的理論依據。

1 設計概況

施工棧橋設置在線路右側，其中鄭州側（小里程方向）棧橋長60m，跨度（12+9+6+3×9+6）m，寬度900cm，棧橋橋面標高175m，鋼管樁采用φ1000×12mm 鋼管，單排設置兩根鋼管樁，鋼管樁橫向間距630cm 并采用鋼管φ630×10mm 鋼管連接成整體，樁頂設置雙拼工40b作為橫梁，橫梁上布置貝雷梁，橫向間距采用90cm、45cm 花窗連接，貝雷梁上鋪設工18b 分配梁，間距為225mm，最后鋪設5.75mm 厚花紋鋼板。

2 棧橋施工方案

鋼棧橋施工采用逐孔振沉鋼管樁、逐孔架設上部結構的施工方法，即“釣魚法”施工。鋼棧橋上部結構采用150T 履帶吊進行架設。各主要工序施工順序為準備工作→鋼管樁施工（沖擊鉆沖孔施工）→鋼管樁間平聯和剪刀撐、樁頂分配梁施工→貝雷梁架設→型鋼分配梁施工→錨固樁施工→橋面系及附屬設施的施工。

2.1 鋼管樁施工

棧橋分別由10#、11#墩岸邊處向10#、11#承臺逐跨施工，利用現有的道路運輸機械設備及材料進場。施工前需向相關部門報批，并取得水上施工許可證方可施工，同時需安置航標，對航道進行保護，保證通航安全。材料設備到位后在棧橋橋臺處準確設置導向架，用150t的履帶吊機在岸邊起吊第一排第一根鋼管樁放入導向架初步標識位置，測量人員確定樁位與樁的垂直度滿足要求后，開動振動錘振動，依靠振動錘沖擊力和鋼管樁重力插入覆蓋層中。

（1）鋼管樁沉放。①陸上鋼管樁沉放。陸上部分樁底基礎采用擴大基礎施工。底模采用開挖基底，夯機夯實，鋪5cm 厚碎石墊層，墊層頂面抹5cm 厚水泥砂漿作為擴大基礎底模，四周邊模采用組合木模板現場拼裝。基礎內預埋鋼板，鋼管樁與預埋鋼板之間進行環焊，澆筑混凝土時確保預埋鋼板底混凝土振搗密實。

②水中鋼管樁沉放。振動錘采用液壓夾具，通過液壓油缸的進油和回油實現迅速夾緊鋼管和放松鋼管。利用夾具夾住鋼管樁，同時用履帶吊通過鋼絲繩吊住鋼管樁頂。準備好后，履帶吊通過振動錘及鋼絲繩直接起吊鋼管樁，在測量引導下調整鋼管樁到測量標定的樁位后快速下鉤，鋼管樁靠自重入土穩定后，開啟振動錘振動下沉鋼管樁暫時穩定。樁頂鋪設好型鋼主梁及橋面板后，使用直徑800mm 沖擊鉆在鋼管立柱內沖孔施工錨固樁，待同一排錨固樁施工灌注完成后，履帶吊前移，進行插打下一跨鋼管樁。按此方法，循序漸進地施工直至完成棧橋搭設。

鋼管樁每排樁施打完畢后，馬上用Φ630×10mm鋼管焊接鋼管樁作為橫向剪刀撐，以防水流的沖擊力而使鋼管樁傾斜，影響正常施工和造成不必要的損失。

棧橋開始施工前設置航標，懸掛夜間紅燈示警等通航導向標志，以保證安全。

③鋼管樁沉放應注意：振動錘重心和樁中心軸應盡量保持在同一直線上；每一根樁的下沉應連續，不可中途停頓過久，以免土的摩阻力恢復，繼續下沉困難；每排鋼管樁下沉到位后，應立即進行樁之間的連接，增加樁的穩定性，避免水的反復沖擊產生鋼管的疲勞斷裂，以至發生意外事件。沉樁到位后，用水準儀測出樁頂高程，為安裝墩頂縱梁橫梁提供數據。

施工過程中，安排專人對河床沖刷深度進行定期測量，及時掌握沖刷深度。因長度不夠需在加工場或現場對接時，鋼管樁對接面必須打“坡口”，同時將鋼管樁對接前接口焊縫上下30mm 處兩側的鐵銹、氧化鐵皮、油污、水分清除干凈，并顯露出鋼材的金屬光澤。在樁與樁之間加設連接板，連接塊共設4 塊，每塊15cm×20cm，厚度16mm。連接板與鋼管樁的焊接應滿焊，并保證焊縫的厚度不小于連接板厚度的0.7 倍。

鋼管柱施工完成后，灌砂提高鋼管柱承載力及穩定性。

（2）鋼管樁聯結系施工。棧橋樁基礎聯結系采用焊接聯結系加大水平剛度。鋼管樁插打完成后，利用型鋼臨時連接成整體，并焊接哈佛接頭中的下弧形板。聯結系在場內加工成整體“Z”字形，聯結系采用Φ630×10mm 焊接，焊接完成后運輸至現場采用履帶吊整體吊裝，掛在下弧形板上。最后焊接上弧形板，焊接完成后拆除臨時聯結系。

（3）鋼管樁錨樁施工。橋區河床地層強度較高，鋼管樁插打深度不能滿足要求，必須對鋼管樁作錨樁處理，以滿足穩定性要求，擬采用“沖擊鉆成樁”法對鋼管樁樁底進行錨固處理：

①施工準備工作：準備4 臺小型鉆機，鉆機型號能滿足?800mm 成孔。

②鉆孔：當插打的鋼管樁不能滿足入土深度要求時，即將一排兩根鋼管用雙拼40b 工字鋼臨時連接，再鋪設兩排貝雷梁作為鉆機操作平臺。

③將鉆機置于沖孔平臺上開始鉆孔，鉆孔采用低沖程，并加入足夠的泥漿，防止碰撞鋼管樁或孔樁偏斜，當振動錘插打鋼管柱滿足停錘標準時（見表1），表明鉆孔深度為不小于錨固樁設計插打深度，即保證錨樁進入弱風化泥巖夾砂巖5m。

表1 停錘標準

④鋼筋籠總長8m，其中入巖5m，鋼筋籠內3m。主筋選用Φ20 鋼筋，加強箍筋Φ8 每隔2m 設置一根，接頭處采用長度為10d 的單面焊縫連接。

⑤下放錨樁鋼筋籠并完成C30 強度標準混凝土澆筑。

⑥待錨樁混凝土達到設計強度時，進行下一跨施工。

2.2 上部結構施工

（1）鋼管樁樁帽、樁間聯結系、平聯、樁頂分配梁施工。鋼棧橋一個墩位處鋼管樁施工完成后，立即進行該墩鋼管樁間聯結系、平聯、樁頂分配梁施工。完成后將整體樁帽及組合橫梁在場內統一加工并運輸至現場。測量班根據設計樁頂標高進行放樣標識，將多余的鋼管樁切除至設計樁頂位置，并將整體樁帽蓋上并限位牢固。

（2）貝雷片拼裝。在工字鋼分配梁、剪刀撐、平撐、鋼管樁樁帽及組合橫梁安裝并加固好后，即可進行貝雷梁的安裝。貝雷梁在已經搭設好的鋼管樁上根據每跨長度進行拼裝，每跨共布置14 排貝雷梁，間距為（900+4×450+3×900+4×450+900）mm。貝雷梁與貝雷梁的連接采用銷接，連接時貝雷銷一定要全部打入，并加保險，以防貝雷銷退出。吊裝前測量人員應對便橋的中心線控制點放樣，施工班組應根據中心線控制點進行實地放樣，標出每組貝雷片的具體位置。所有標記用紅漆標出，然后進行貝雷梁安裝，貝雷梁安裝應從一側裝起，與原施工完畢的貝雷梁用貝雷銷銷起，并加保險。貝雷梁組與組之間用事先已經加工好的斜撐連接牢固。前進方向的貝雷梁端按標出的位置安裝，前進端的橫向位置誤差不應超過10mm。貝雷片任何位置嚴禁施焊。

（3）型鋼分配梁施工。貝雷梁安裝到位后，安裝橫向I18b 型鋼分配梁，間距225mm。

一跨貝雷梁全部安裝完畢后即進行貝雷梁與分配梁的連接，連接仍然采用U 型卡把貝雷片與I18 工字鋼分配梁連接在一起，橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板，將其固定在橫梁上，并焊接牢靠，以防貝雷梁在剎車等其他外力時移動。

（4）橋面板的制作及鋪設。橋面系統采用5.75mm花紋鋼板滿布，鋪設時鋼板間預留30 ～40mm 伸縮縫，同時將鋼板與工字鋼在加工廠焊接牢固，再運至現場拼裝。

（5）橋面欄桿的安裝。橋面鋪設完成后，開始安裝橋面欄桿，欄桿高1.5m，縱桿采用[10 槽鋼焊接，縱桿上下布設兩排，欄桿統一用紅白油漆涂刷，交替布置，達到簡潔、美觀。棧橋欄桿底部兩側設置180mm 高踢腳板并掛設救生圈。

（6）其他。在棧橋上設置車輛限速行駛警示牌，限制車速10km/h，并派專人負責管理車輛行駛，避免超速超載現象發生。在棧橋入口設置門衛，以及車輛限重標志牌。棧橋要安排專門的衛生打掃人員，保證棧橋的清潔。在棧橋上兩邊每隔20m 交錯布置路燈，供夜間照明。

棧橋施工過程中應對下面幾個項目進行控制（見表2）。

表2 鋼棧橋施工過程中控制項目

3 結論

本文對某棧橋方案進行了討論，結合現場地理環境，最終確定了合理的施工棧橋方案為鋼棧橋。同時，對鋼棧橋的現場施工方案進行了簡要闡述，可以指導今后類似工程的施工。