Ο○C組合鋼管樁圍堰施工技術

張世明 張天星

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150036)

1 工程概況

國道綏化至沈陽公路(G203)肇源至松原段建設項目松花江續建工程ZS01A合同段，主橋上部結構采用(75+5×120+75)m七跨預應力混凝土變截面連續剛構體系。下部結構為鉆孔灌注樁，7#～12#處于深水中。承臺平面尺寸14.8 m×13.2 m，水深9 m左右。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

2.2 Ο○C鋼管樁加工

Ο○C鋼管樁加工選用有資質的鋼結構加工隊伍，鋼管樁圍堰設計長度為20.5 m，采購鋼管原材料，市場上常見大直徑成品鋼管Φ630，○型鋼管可采用無縫鋼管或螺旋管，Ο、C鋼管必須為無縫鋼管。Ο○C組合鋼管樁加工必須做到精確，尤其是ΟC咬合口的加工，Ο型鋼管順利打入C型口是圍堰施工關鍵。

(1)在項目場地內搭建加工平臺，制作鋼管樁胎架，在加工平臺留取等分線，分別對Ο○C鋼管進行四等分放樣劃線。

(2)吊裝主鋼管在加工平臺上，在鋼管樁胎架上固定主鋼管，根據放樣的位置，安裝Ο、C型鋼管，先點焊固定，校核位置無誤后，采用氣體保護焊進行焊接，焊接時對稱焊接、減少焊接變形。

(3)加工過程中，應及時校核組合鋼管的位置，保證鋼管組合加工位置的準確。

(4)鋼管樁樁身接長焊接必須進行焊接工藝評定，按照焊接工藝評定的方法進行焊接，并進行檢測。主鋼管樁樁身接長采用內襯套管對接，Ο、C咬合口鋼管接長對接焊接，相鄰鋼管樁接頭錯開35D(鋼管直徑)。

(5)Ο○C組合鋼管加工質量校核無誤后，按照設計的位置對Ο、C咬合口Ο型鋼管間斷開條型口、開長條形口，形成C口。主鋼管樁端300 mm振動錘液壓夾鉗口夾持鋼管樁，進行加固處理，角樁和合龍口樁根據量測的具體尺寸設計加工。

2.3 Ο○C鋼管樁安裝

(1)準備工作

①清理場地：(Ο○C組合樁插打前)用抓斗沿圍堰Ο○C組合鋼管樁輪廓線所占區域進行全面的抓探摸排，清理河床中施工時可能遺落的物件及不可預見物品，必要時派潛水員水下摸排，確保Ο○C組合鋼管樁能順利打入。

②根據鋼圍檁設計位置，割除鉆孔時的鋼護筒，在鋼護筒上焊接第一道圍檁框架，鋼圍檁采用雙56工字鋼焊接，同時安裝第一道并打入首根角鋼管樁的鋪助定位樁(根據實際情況而定)。

③在將加工好的Ο○C組合鋼管樁采用自制的炮車運輸到施工棧橋上。

④組合鋼管樁結構C型口鋼管樁在插打前，C型口內涂滿潤滑油。

(2)Ο○C鋼管樁安裝

①根據河床地質情況及河床沖刷深度，圍堰結構形式，打入河床深度7 m左右，采用85 t履帶吊配合DZ90S電動振拔機進行插打。

②鋼管樁插打從順橋向從江中心向岸側方向，定位樁預先插打，先打角樁，鋼管樁緊貼導向框插打，保證其垂直度[1]。并在導向框中設置對鋼管樁的限位裝置，以防止隨著插打鋼管樁受ΟC咬合口影響發生傾斜。角樁打入后預留4～5 m深度，將主鋼管中的水抽出，測量角樁主鋼管的垂直度，保證第一根角樁的垂直度不大于0.5%[2]，若不滿足要求，及時糾偏調整后，插打到設計位置。

③樁體沉入時，由于ΟC咬合口的摩擦力作用，會帶動臨近鋼管樁體下沉，不利于樁頂高程控制。在第二根鋼管樁插打至外露2～3 m時停止插打，然后進行第三根鋼管樁插打[1]，第三根鋼管樁插打至與第二根鋼管樁齊平時，停止第三根鋼管樁插打，將第二根鋼管樁剩余部分插打到設計高程，然后開始第四根鋼管樁插打，插打至與第三根鋼管樁平齊時停止，插打完成第三根鋼管樁到設計高程。有時插打時，會帶動臨近的鋼管樁下沉或上升，需反復進行插打。

④履帶吊將鋼管樁吊至插點處進行打樁，對準ΟC咬合口，C型口抹上潤滑油，啟動振動開關，振動錘振動作用下，使鋼管樁下沉。為防止鋼管樁振動下沉時偏移，在圍檁上焊接限位裝置，阻止鋼管樁偏移。

⑤鋼管樁圍堰合龍口施工，在插打至最后5根樁左右時，準確測量合龍口的寬度，并通過BIM或CAD軟件進行模擬打入情況，通過改變主管直徑、ΟC咬合口的角度，加工合適的異形鋼管樁實現合龍。

⑥鋼管樁插打時以標高控制為準，貫入度控制為輔，如遇特殊情況不能插打至設計標高時，應停下來分析原因，待妥善解決后方可進行下一步施工。

3 封底混凝土施工

(1)封底采用水下封底混凝土工藝，測量圍堰內河床高程，如果河床高程高于設計封底高程，采用抓斗或水泵將圍堰內的土清除；如果低于封底混凝土底高程，在圍堰內回填砂土，封底混凝土底30 cm范圍內回填粒徑40 mm左右的碎石。封底混凝土分兩次澆筑，混凝土強度等級C30。第1次水下澆筑175 cm，第2次澆筑封完底后，將圍堰內水抽干，澆筑25 cm厚調平層。

(2)封底混凝土應進行專門的配合比設計和驗證，確保其具有良好的坍落度和擴展度(坍落度宜為200 mm±20 mm，坍落擴展度不小于500 mm)。封底混凝土澆筑前利用鋼護筒搭設施工平臺，在封底范圍內布設2套導管。

(3)灌注封底混凝土時，導管底口距河床面不應超過20 cm。封底混凝土采用分塊澆筑，從承臺一端開始向另一端逐漸推進，每一個下料點控制范圍不超過10 m2。根據封底布料點導管的施工順序依次將混凝土輸送到需要澆注部位的導管內。用測繩或探桿及時測量封底混凝土澆筑部位的高度及面積，滿足澆筑高度后，移動導管位置。移動導管時，須緩慢移動，不能脫離水下封底混凝土，如果脫離了，直接拔除導管換到其他位置重新進行封底混凝土澆筑。

(4)為便于承臺施工期間圍堰內積水匯集，25 cm調平層澆筑時宜設置適當坡度(中間高四周低)，在調平層上一角隅設集水井，邊側設排水溝槽以利于將積水匯入集水坑內。

4 圍堰內降水、圍檁安裝

(1)圍堰平面尺寸20 m×18.5 m，共設置三道圍檁支撐。圍檁圍堰頂高程為+128.8 m，圍堰底高程為 +108.3 m。第一道圍檁支撐高程為127.8 m，第二道圍檁高程為125.3 m，第三道圍檁高程為122.8 m。圍檁采用雙56a工字鋼，斜向支撐采用Φ630鋼管。為保證鋼管受力均勻，鋼管四周需加焊加勁鋼板[3]。

(2)打入的鋼管樁合龍后，澆筑封底混凝土，降水施工，堵漏(如果有)，安裝第二道圍檁，抽水到第二道圍檁位置，割除鋼護筒，安裝第二道圍檁，重復安裝到第三道圍檁。

5 堵 漏

Ο○C組合鋼管樁圍堰降水施工后，如果有漏點，需及時處理。堵漏的材料采用60%的粘土、20%的鋸末、20%的水泥，加少量的水拌和均勻，形成可塑性材料，裝入狹長的編制絲袋，降水到一定高度后，查看鋼管樁漏點的位置，將絲袋的堵漏材料，倒入到漏點處Ο型管中。圍堰內、外的水壓力差形成對流，將倒入Ο管中的堵漏材料，帶到漏點處，形成堵塞點，達到止水的目的。局部ΟC咬合口管樁漏水嚴重時，停止降水，在漏水管樁內填充麻絮，采用高壓灌注水泥漿或堵漏劑，邊灌邊提升注漿管，導管提升速度不宜過快，直至Ο型管孔口溢出水泥漿，達到止水的目的。

6 結 語

Ο○C組合鋼管樁圍堰結構，單體鋼管組合焊接成型，鋼管樁加工、拼裝簡單，剛度較大，阻水路徑長、止水方便、定位容易，安全性高、機械設備投入少，重復利用率高，施工成本較低。具有廣泛的應用推廣價值。