橋梁樁基施工中永久鋼護筒施工技術

摘要：傳統上使用的泥漿護壁，在實際運行過程中不能有效的保證橋梁樁基結構的整體穩定，應用效果不足，因此需要搭配鋼護筒進行加強防護，以保證工程的整體穩定。以某橋梁工程的樁基施工作為研究對象，圍繞著永久鋼護筒的施工進行了施工工藝的探討，通過對護筒設定安全穩定的建模分析，希望能夠為相關工程施工提供參考。

關鍵詞：橋梁樁基施工;永久鋼護筒;施工技術

1" "永久鋼護筒施工概述

鋼護筒在樁基施工中是一種臨時結構，可以對樁基實現有效保護，避免在施工過程中出現塌孔等危險狀況。在目前橋梁樁基施工過程中，通常鋼護筒不作為受力構件使用，樁基完成后會進行拆除。

隨著我國橋梁工程建設的不斷深入，橋梁施工難度越來越高，永久鋼護筒就是目前在橋梁樁基施工中應用技術程度較高的一種施工工藝。地震多發區域受到地震力的影響較大，目前的配筋樁基已經很難抵御較強地震力的影響，為了確保橋梁樁基整體穩定，常采用鋼護筒抵御地震力等因素對橋梁的侵害。

鋼護筒對于提高抗震能力、保持橋梁樁基的整體安全穩定，具有重要的支撐作用。本文以某橋梁工程的樁基施工作為研究對象，圍繞著永久鋼護筒的施工進行了施工工藝的探討，通過對護筒設定安全穩定的建模分析，希望能夠為相關工程施工提供參考。

2" "工程概況

某橋梁樁基全部位于河道中，為了避免施工對河道、河床的破壞，加快施工進度，提升工程質量，項目擬采用樁基永久鋼護筒的施工方式。該橋梁立面圖如圖1所示。該橋梁平面圖如圖2所示。

3" "永久鋼護筒焊接作業要點

3.1" "加工流程

在進行焊接作業過程中，應遵照以下流程：場地處理-引入基礎設施-施工區域進行劃分-下料-鋼護筒加工-鋼護筒下沉。

3.2" "開坡口

使用自動切割機進行開坡口作業，運行過程中應保持在每分鐘15cm的勻速作業，實現精準化切割。將割線垂直度控制在2mm以內，邊緣尺寸誤差應控制在1mm以內。

3.3" "卷板

在坡口處理之后，即可進行卷板機施工。采用多次調整上輪的方法，進行板料的彎曲處理。在此基礎上全程勻速的推進到板料的邊角處。進行相關檢測無誤后，方能繼續進行下一步的施工。最后對板料的曲率半徑進行檢測，以滿足設計和施工的要求。

3.4" "埋弧自動焊接工藝

3.4.1" "縱縫焊接

經過前期的加工，板材的曲率可以滿足實際使用的要求。縱縫的加工使用二氧化碳保護焊進行固定。為了保證最終的處理效果，需分兩次進行焊接，單次的焊接厚度應控制在6mm以內。對焊接質量進行檢測無誤后，方能進行后續施工。

然后進行吊裝鋼護筒的施工作業。將其穩定在排架的位置，使用角磨機對該裝置進行清理，清除銹蝕部分。分階段進行自動焊接作業，焊接作業分6次進行，每次焊接深度控制在3mm以內。然后清理根部的焊渣，同樣以二氧化碳保護焊為主的進行兩次焊接，單次焊接的厚度為5mm。

3.4.2" "環縫焊接

依據施工作業流程將鋼護筒吊裝到相應的滾輪架上，然后搭接平臺，使用自動焊機進行作業。焊接作業對于環境的要求較高，因此應搭設雨棚，防止不良天氣對焊接的影響。在坡口外進行焊接時，需要使用保焊絲對準其中心線。提前進行焊接，全程焊接應勻速進行，以使鋼護筒環縫能夠得到合理控制。

3.4.3" "焊接質量控制

在焊接之前，應保證鋼板等原材料能夠滿足質量要求。進行抽樣檢測，不合格的不能進場進行加工，同時要落實職業資格證制度，焊工應具有專業的資格，焊接前進行技術現場的交底，這樣能夠保證焊接作業的規范性。在焊接前，應觀察焊接部位，應將水分、鐵銹等雜質進行清理、打磨，坡口要保持清潔的狀態。每完成一次的焊接施工后，應對焊縫的實際情況進行相應的檢測，如出現砂眼等質量問題，應及時進行處理。先用角磨機進行打磨，然后對相應部位的補焊情況，應進行再一遍的焊縫檢測。焊縫以外的母材要進行合理的保護，不可使用打火引弧。若現場施工條件較差，則很容易對施工造成較大的影響，因此應盡可能的保證在焊接作業施工期間外部環境的穩定，同時應有應對不利自然條件的保護措施。

3" "鋼護筒參數設定

鋼護筒直徑d應按照以下公式進行設置：

d≥（D/2+H·i+d'）×2

式中：

D——樁徑，m;

H——鋼護筒長度，m;

i——鋼護筒傾斜率，%;

d'——鋼護筒位置允許誤差，m。

本工程樁基施工過程使用的永久鋼護筒是結構體系的一部分，在施工完成后后期不需進行拔出，因此其余樁基的基本尺寸與傾斜率需要達到匹配要求。在對護筒自身質量檢測過程中，如果發現橢圓度為d/100，需要同時滿足不超過30mm的要求。其縱軸線彎出高度應超過護筒長度的0.1%，直徑偏差不得超過30mm，以滿足實際施工中對于尺寸的要求。

4" "永久鋼護筒施工要點

4.1" "鋼護筒的加工

永久鋼護筒因為作為結構材料體系中的一部分，應選用優質鋼材，保證施工質量。本工程選用的Q235鋼，經過質量檢測，在加工廠內分層進行加工，每段長度為2m。鋼護筒卷制使用三輪卷板機，在廠內根據焊縫的實際要求進行制作。在高度方面，各段應增加200mm的鋼箍，以在內部形成相應支撐，避免鋼護筒施工過程中發生變形等質量通病。

4.2" "沉放方法

施工現場配置振動錘，經過振動錘錘擊后，將鋼護筒沉放到設計位置。同時，在設備上樁位安裝GPS系統，用于接收相應的地理信息，全程實現打樁定位。鋼護筒在高程測量方面，需要結合水準儀和三角高程的綜合測量方案，以此保證結果的準確性。相應的控制具體流程如下：打樁船定位系統檢校-移船吊樁-樁船初就位-GPS測量、全站儀垂直度控制-移船定位-GPS、全站儀復檢-錘擊沉樁-垂直度、高程控制-停錘移船吊樁-樁位復測。

4.3" "測量控制

4.3.1" "平面控制

在平面控制過程中布設7個臨時加密點，通過全站儀等實現平面準確的測繪。

4.3.2" "高程控制

以現場實際環境為依據，對臨時控制點進行靜態加密處理，引導高程測試控制樁的實際位置，保證高程控制的準確。

4.3.3" "控制流程

經過計算，精確的保證鋼護筒的中心線能夠滿足實際的使用要求。通過GPS接收測量工作，結合全站儀的匹配。匯總測量結果，將其與理論值進行相應的對比，保證精準的樁位。同時，在樁位無誤后，應使用全站儀復測平面的坐標。

復測結果完全復核后，才能進入下一環節，若偏差超過了相應的標準，應進行逐步的調整。在錘擊過程中，應保證對垂直度的控制，減少偏差。錘擊前，應對高程進行相應的控制。移錘過程中，要對平面和垂直度進行準確復核，且需有專人對現場的實際施工情況和數據進行準確的計量。

4.4" "護筒吊裝

通過打樁船以兩點吊裝的方式，將鋼護筒吊裝到設計位置。利用包裹對環氧涂裝層進行保護，避免其在運輸過程中的磕碰。當運裝到喂樁實際位置時，應與打樁船相配合，順著橋梁位置進行吊裝。

4.5" "鋼護筒的定位

將鋼護筒中心線定位到準確的坐標位置，向四周延伸，確定各定位點的實際位置。將預先成型的弧形卡板放到指定位置，將其作為定位樁使用，保證鋼護筒在施工精準。將誤差控制在2cm內，并保證其與固定樁平穩連接。

4.6" "鋼護筒下沉

將鋼護筒勻速緩慢的下到河底相關位置，使用振動錘進行錘擊，及時進行全站儀的復測，保證落錘過程和下沉過程的尺寸位置準確。

4.7" "施工防護措施

本工程中有較多的淤泥地質，因此在施工過程中要求樁基的孔位，至少與其地質位置達到30m以上的距離。否則，在施工通道與施工荷載雙重壓力下，很可能會對樁基結構造成較大損害。鋼護筒施工過程中會受到很多因素影響，因此派專人對現場的實際施工進行監控，以保證現場臨時安全措施能夠有效應運用到施工當中，最終形成鋼護筒施工體系。

4.8" "施工建模分析

鋼護筒下沉容易導致其出現不穩定情況，引起相應事故，因此應充分考慮到水流因素的影響。使用MIDAS軟件進行相應的建模，設樁基直徑為2m，鋼護筒直徑為2.3m，厚度均設定為20mm。鋼護筒下沉下沉速度超過5m后，該護筒的最大荷載為1800kN。根據水流的實際特征，得到相應范圍內的沖刷壓力為0.02MPa。MIDAS軟件分析結果如圖3所示。

結合圖3分析可知，在施工過程中，鋼護筒的應力最大值可達61.6MPa。相比于允許值140MPa而言，還有很大的空間。由此說明，鋼護筒在施工過程中的應力得到了較好控制，滿足實際施工安全的要求。根據數據展開進行計算，撓度值約為1/1000。依據公路鋼結構橋梁設計規范相關要求，最大撓度值不超過1/300的要求，其撓度值滿足安全穩定的要求。

需要注意的是，施工現場受到環境和地質得干擾因素較多，因此施工也存在著一些不可控的因素。在施工過程中，不應只針對軟件的模擬進行相應控制，還應對現場的實際情況進行專門監控，以免在永久鋼護筒出現位置偏移等問題，有效避免安全事故。

6" "結語

綜上所述，永久鋼護筒在橋梁樁基施工過程中，可以有效提高其整體的穩定性，實現了傳統泥漿護壁不能達到的效果。在樁基施工過程中，應對永久鋼護筒的下沉施工、防護等進行有效控制。同時結合數據軟件的模擬建模，分析施工能否滿足規范要求，以有效提升永久鋼護筒在橋梁樁基施工中的應用效果，從而提高橋梁樁基安全穩定性。

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