軟土地區鋼管樁與腳手架組合法現澆大噸位箱梁施工

苑曙光

(中鐵十六局集團第二工程有限公司，天津 300162)

四緯路是貫穿天津市濱海新區(漢沽區)的一條重要干道，起于津秦客專濱海北站，上跨津秦客專、津山線、規劃塘漢快速路，止于五經路。該工程重難點為2×73 m長，總重1.6萬t T型剛構現澆后水平轉體橋。臨近營業線施工鐵路部門對施工安全性要求非常高，該橋現澆區域地處濱海軟土地區且為一廢舊魚塘，施工區域水位0.2 m，為淤泥地質。由于施工條件差、施工難度大、技術標準高、工期要求緊，最終選用鋼管樁與腳手架組合支撐體系來承載箱梁重量現澆該轉體橋箱梁。

1 鋼管樁施工

轉體梁現澆部分長136 m，寬28 m，底板寬為漸變式，最窄段(墩頂)16.87 m，最寬段(梁端)19.14 m，平均寬度為18 m。翼緣板寬3.7 m。梁體混凝土采用C55混凝土，混凝土總計4 172 m3。由于混凝土標號較高，臨近鐵路施工安全要求高，混凝土方量較大，故梁體支持體系選用鋼管樁與腳手架組合體系，確保安全和施工質量。

原狀土上利用鋼管樁與腳手架組合支撐體系法(如圖1)且為保證體系穩定性，鋼管樁外漏一定長度的施工方法是大噸位現澆箱梁施工的創新工藝。其他工藝如模板安拆、鋼筋制安、混凝土澆筑與養護、預應力張拉及管道壓漿、附屬工程等均為常規成熟工藝。

工藝流程為：平整場地→測量放線→打設鋼管樁→鋪設橫縱向工字鋼→滿鋪方木→腳手架搭設→鋪設方木→模板安裝→鋼筋制安及混凝土澆筑。支架搭設在鋼管工字鋼平臺上，平臺高7.6 m，寬33 m，長140 m。平臺靠近津山線及津秦客專側為鋼筋混凝土灌注樁，為減少鋼管樁打拔對鐵路的影響，其余部位為直徑60 cm壁厚1.8 cm的無縫鋼管樁，縱橫向間距3 m。鋼管樁入土22 m，鋼管樁上橫向鋪設并排36b工字鋼，間距3 m。橫向工字鋼上鋪設縱向36b工字鋼，間距為0.8 m。縱向工字鋼上滿鋪20 cm×20 cm方木。

鋼管樁采用履帶吊加振錘將其打入土體，單根鋼管樁不夠長時采用焊接方式接長后繼續打入規定深度。為增加焊縫強度，焊縫處往往設置豎向弧形肋板。

在打樁過程中注意：1)鋼管樁位置準確、豎直；2)鋼管樁在下沉過程中多次復測樁位及垂直度防止傾斜；3)鋼管樁振動下沉時要控制好下沉速度宜先慢速待樁位正確穩定后再勻速下沉至接樁位置開始接樁。

2 鋼管樁剪刀撐及平臺施工

鋼管樁打設完畢，開始安裝樁帽、安裝縱橫向工字鋼，兩兩鋼管樁之間采用上下兩道水平20槽鋼相連，中間采用剪刀撐相連，焊接在鋼管樁上成為一體增加整體穩定性。樁帽下設置加筋隔板。焊縫要滿焊，焊接完畢對焊縫進行無損檢測。施工過程派專人檢測焊縫質量。鋼管樁施工完畢后要做單樁承載力試驗，試驗合格后方可按照該入土深度進行鋼管樁搭設。鋼管樁支撐平臺施工完畢后要對平臺進行堆載預壓試驗，當連續3 d沉降量低于2 mm時方可卸載。

3 腳手架搭設及預壓

該橋主梁寬28 m，現澆部分梁長136 m，采用滿堂碗扣式腳手架，外側設置1.8 m工作平臺，為盡可能距鐵路較遠進行施工作業，一般靠鐵路一側不留工作平臺。腳手架搭設寬度29.8 m。步距0.6 m，橫桿間距0.6×0.6 m，在梁高大于4 m的腹板處進行支架立桿加密，橫桿間距為0.6×0.3 m，水平及橫縱向剪刀撐隨支架搭設同步進行搭設，縱橫剪刀撐間距3 m，當支架高度大于6 m時，設上中下3道水平剪刀撐。

預壓荷載采用噸袋裝土，吊車配合人工起吊就位來實現。預壓時應按實際施工時荷載的分布來預壓，荷載主要集中在腹板位置，其次在底板位置，翼板位置較小。

加載時，按照施工荷載的50%、100%、120%來分級加載，逐級加載逐次測量，加載完畢后每日間隔4 h進行一次沉降觀測，當連續3 d沉降量低于2 mm時進行卸載，卸載一定要逐級均勻卸載，嚴禁對支架體系造成偏壓。在預壓前要時刻關注天氣變化，遇有5級以上大風及大雨天氣嚴禁吊裝預壓。已吊裝預壓袋要做好防雨措施，防止預壓土吸水導致荷載較大對支架造成過載影響支架體系安全。

4 施工要點

在支撐體系上設置沉降觀測點，定期觀沉降變化，一旦異常，立即停工，全面檢查組合體系，分析原因，問題解決后方可繼續施工。該組合體系施工法優點是不必對原狀地基進行特殊處理，但應保證地基基礎周圍排水要順暢。鋼管樁施工前應做首樁單樁承載力試驗，滿足要求后方可進行施工鋼管樁及腳手架體系。

做好施工準備工作，箱梁澆注前及澆筑過程中必須派專人對鋼管樁與腳手架組合體系和模板體系進行全面檢查，排除危險源，發現異常情況及時處理，注重機械設備和原材料的調配，在最短時間內保質保量完成澆筑工作。

5 結 論

近年來,鋼管樁與腳手架組合法澆筑箱梁混凝土施工在河道施工中應用廣泛，在臨近鐵路轉體箱梁施工中應用較少。在澆筑大噸位箱梁施工中，特別在軟土地基近接鐵路安全風險高的區域施工時優勢明顯，其結構簡單，不必對地基做任何處理，施工方便；鋼管樁打設時達到設計深度后不易沉降且整個支撐體系全部是鋼材剛性大、穩定性好、安全性高、可操作性強、效率高、縮短工期；同時能節約資源、降低成本、鋼管樁拔出后原狀地基易恢復原狀，可有效減少土地資源浪費。軟土地區鋼管樁與腳手架組合法現澆大噸位箱梁施工工藝在我單位承建的津秦客專濱海北站四緯路工程上跨津山鐵路轉體橋施工中已成功應用，滿足施工要求及進度，取得了較好的經濟及社會效益，為類似工程施工提供了寶貴經驗數據，開創了鋼管樁與腳手架組合支撐體系在軟土地區臨近鐵路大噸位箱梁施工先例，應用前景廣闊。