深水基礎鎖扣鋼管樁圍堰施工工藝

王 凱

（中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400）

1 工程概況

地處貴溪市濱江鎮的象山大橋，其起訖位置為K4+240～K5+480，橋的長度為1.168km；橋梁所處位置是信江沖積階地，橋梁跨過河寬為400m的信江河。該地區為中亞熱帶溫暖濕潤季風氣候，冬季干燥寒冷，夏季濕潤炎熱。

2 鋼管樁圍堰施工工藝

該工程12#、13#墩鎖扣鋼管樁圍堰的施工過程如圖1所示。

圖1 12#、13#墩鎖扣鋼管樁圍堰的施工過程圖

2.1 鋼管樁施工前相關的準備工作

（1）在完成沖孔樁的施工之后，沖孔機應該迅速撤離出來，并及時對孔樁施工平臺進行清潔。

（2）當鋼管運送到場地之后，技術人員應嚴格檢查，合格后才能進行焊接施工。在焊接的時候，施工人員應先連續點焊，再滿焊，且各個焊縫的厚度應該不小于4mm。結束鋼管樁鎖扣的焊接之后，施工人員應該檢驗兩側鎖扣的質量，通常使用兩根長度為2～3m的短樁進行檢驗，保證鎖扣的垂直性。一旦發現存在問題，運用冷彎等辦法對其進行修正。

（3）在施工的過程中應該對單根鋼管樁的長度進行控制，通常情況下其長度應為20m，并將吊裝孔設置在樁的一端。與此同時，還應該將黃油混合油膏涂抹在鎖扣的陰陽頭以及樁身的內外兩側，減小插打的阻力，進一步提升抗滲性能。

（4）在對鋼管樁進行施工之前，應該嚴格做好放樣定位和測量工作，明確各個鋼管樁的位置以及圍堰的角點位置。

2.2 鋼管樁的堆放及吊運

在對鋼管樁進行卸載和裝載的時候，通常使用的施工方式為兩點吊，在進行吊運的過程中通常采用單根起吊的方式。在這個過程中，為了防止鎖扣變形，施工人員應該對鎖扣陰陽頭進行保護。在放置管樁的時候，應該先壓實場地，再將管樁放在牢固平整的場地上。

2.3 對鋼管樁進行插打施工

在對鋼管樁進行插打的時候，應該從上游圍堰順橋從中心起向兩邊施工，并在下游的角樁處合攏。插打鋼管樁的設備主要有80t履帶以及60kW的振動錘，施工要點如下：

（1）在對鎖扣鋼管樁進行插打的時候應該單根逐根進行，先使用吊車吊起鎖扣鋼管柱，使其到達插點處，對準鎖扣進行插樁，并輕輕錘擊。

（2）在打樁的時候，為了使鋼管柱保持垂直，通常在無導向框限位的兩個方向放置經緯儀對其進行控制。為了避免鎖扣的中心線平面發生位移，應該將卡板設置與打樁方向同向的鋼管樁鎖扣處。與此同時，為了方便及時矯正方向，施工人員還應該對導向框上每根鋼管樁的位置進行計算。

（3）在插打第一、二根鋼管柱的時候，應該嚴格控制其前進的方向及位置，每打1m就要測量一次。當達到規定的深度的時候，使用導向框和鋼板對其進行固定，方便其作為樣管起到導向作用。

（4）在進行插打的時候，應該嚴格按照“插樁正直、分散立糾、修正合攏”的要點進行施工。

2.4 安裝鋼管樁的內支撐

該工程中12#及13#墩上一共設置了兩道內支撐，分別位于圍堰頂以下10m以及3.5m處，內支撐的主要組成部分有斜撐、對撐以及圍檁。圍檁采用雙拼I56b工字鋼，第二道內支撐為雙拼H型鋼800#，第一道內支撐為雙拼I56b工字鋼。為了使圍檁受力均勻，施工人員將水泥砂漿灌注在鋼管樁和圍檁之間的縫隙中。

在插打鎖扣鋼管的過程中，內支撐在場地進行預制，在進行安裝的時候，施工人員可以直接進行吊放。在進行吊裝施工之前，應該將臨時短型鋼牛腿焊接在圍檁安裝位置的下方，便于承受圍檁自身的重量，隨后再將圍檁型鋼吊裝就位。在安裝鋼管樁支撐的時候，應該以設計要求為依據，使用三角加勁板對支撐接頭以及圍堰型鋼進行焊接，與此同時，施工人員應該對焊縫進行檢查，保證內支撐結構的穩定性。安裝內支撐的順序如下：

（1）將水抽到圍堰頂部以下3.5m的位置，對第一道內支撐進行安裝。

（2）安裝好第一道內支撐之后，再將水抽到圍堰頂部以下10m處，對第二道內支撐進行安裝。

（3）安裝完第二道內支撐后，施工人員可以進行開挖圍堰內土方、混凝土環封以及抽水等工作，圍堰內主要使用降水開挖土方的方法進行施工，當降水抽到河床面后，施工人員應該對其進行觀測，觀測時間一般不小于3h。當水位穩定之后，檢查內支撐結構以及圍堰鋼管樁變形是否符合要求，符合要求后再進行圍堰內土方開挖。

（4）觀測8h以上后，如果鎖扣的止水性、支護結構以及圍堰的變形穩定性符合要求，便可繼續對承臺進行施工。

2.5 對鋼管樁進行封水處理

在鋼管樁圍堰插打以及鋼管樁支撐施工結束后，施工人員應該將專用的封水膠合劑灌入鎖扣鋼管樁的鎖扣位置，且在對圍堰進行抽水的時候，專業水手還應該對局部位置進行整修，保證封水的質量。

3 對鎖扣鋼管樁圍堰進行施工監測

以標準規范以及計算成果為基礎，選取結構狀態觀測點，對鎖扣鋼管樁圍堰進行施工監測。這樣不但可以檢測支護結構的變形情況，還可以對支護結構構件的應力進行檢測。在圍堰支護結構建設的過程中，對其進行全方位監控的同時不能干擾支護結構以及地下結構的正常施工。

通常情況下，應該從施工的實際情況出發，在變形明顯、受力大等具有代表性的位置設置圍護樁觀測點。在豎向位移監測點設置的過程中，應該沿著圍護樁的周邊，將監測點設置在圍護樁陽角和中部的位置，各個監測點之間的距離不應大于20m，且監測的點的數量至少應有3個，與此同時，豎向位移監測點設置過程中應該以彎矩明顯的位置為代表，監測點的間距應在3～5m的范圍內。對橫向間距以及監測點數量進行計算，每一邊的監測點不得小于1個。

3.1 對位移測點進行布置

在圍堰鋼管樁頂部以及4個角樁點各設置1個測點，在下游圍堰中點樁以及上游圍堰中點樁也各設置1個測點，將兩個測點設置在橫橋向圍堰中點。水平、豎向位移及精度要求如表1、表2所示。

表1 水平位移及精度要求

表2 豎向位移及精度要求

3.2 對應力測點進行布置

以圍堰的受力特征及構造為基礎，對應力測點進行布置，通常將測點設置在圍堰上下層內支撐端部，上下兩層各設置6個，與此同時，圍堰工字鋼中點處也應設置一個測點。

3.3 監測方法

（1）監測頻率。在基坑工程和地下工程施工的整個過程中都應該進行基坑工程監測，通常監測過程從基坑工程施工前開始到地下工程施工完成才結束。對于周邊環境比較特殊的工程，還應該延長監測時間，到變形穩定后才能結束。在確定監測頻率的過程中，應該以自然條件和周邊環境的變化、基坑和地下工程的施工過程以及基坑工程的等級為依據，如果監測值比較穩定，施工人員可以降低監測的頻率；當出現如下狀況時，施工人員應該增加監測的頻率：①數據變化的速率增加或者數據變化較大；②監測的數值到達報警值；③周邊平臺和棧橋出現位移變形、不均勻沉降或者較大沉降；④支護結構發生開裂；⑤基坑側部、底部出現流砂、滲漏以及管涌等問題；⑥基坑底部隆起。如表3所示。

表3 現場儀器監測的監測頻率

（2）巡視檢查。管理人員應該對氣溫狀況以及水文環境進行記錄，與此同時，還應該對圍堰的整體施工狀態進行巡視，監測基底施工狀況，防止出現坑底隆起、砂涌、支護構件開裂、位移、脫落以及變形等問題。

4 結束語

綜上所述，在對大型橋梁深水基礎進行施工的過程中，應該嚴格控制鎖扣鋼管樁的施工工藝，保證大型橋梁工程的整體施工質量，防止出現位移、變形等問題，提高橋梁的使用壽命，保障橋梁的社會和經濟效益。