王劍影
本文以海口灣暢通工程(二期—美蘭區段)項目為例,分析了工程施工重點及難點,確定了采用鋼板樁施工方案,著重從鋼管樁的加工、鋼管樁的運輸、鋼管樁沉樁施工、貝雷梁拼裝與架設、型鋼分配梁安裝和面板鋪設等幾個方面探討了鋼棧橋施工技術要點及質量控制措施,為類似項目提供參考。
海口灣暢通工程(二期—美蘭區段)項目位于海口市海甸溪南北岸,其中北岸由西到東,起點世紀大橋、終點橫溝河,長度為5.2公里;南岸東起橫溝河、西至人民橋節點公園西側,長約2.0公里。美蘭區規劃總面積約397543.7平方米,兩岸全長約7.2公里。其建設內容包括防洪堤整治工程和景觀環境改造、生態環境及城市界面整治等。
本項目共有6處水上人行棧道橋梁、2處駁岸改造和全線舊駁岸漏洞破損修復。海甸溪兩岸駁岸較為狹窄,長堤路、海大門口段、航道所段、天匯老碼頭段、海口裝備修理所段以及人民橋下段共6處,設計為鋼筋混凝土棧道工程,鋼筋混凝土棧道位于海甸溪內,結構形式為樁基+墩柱+梁板結構形式,樁基采用鋼樁平臺臨時工程設計施工,墩柱以及梁板施工采用在外側施打鋼板樁作為止水圍堰設計施工。
長堤路棧道:總長1603.8m,棧道鋼筋混凝土平臺約15120㎡。橫溝河水上棧道:總長約300m,棧道鋼筋混凝土平臺約2000㎡。海大門口棧道(含航道所碼頭段):棧道平臺長度約424m,棧道鋼筋混凝土平臺約2700㎡。天匯棧道:棧道平臺長度約370m,棧道鋼筋混凝土平臺約3198㎡,人民橋下段(含修理所滑道棧道):棧道平臺長度約312m,棧道鋼筋混凝土平臺約1300㎡。
海口灣暢通工程建設的主要目的是實現騎行道、漫步道、跑步道三條道路貫通,周圍給排水系統的建設、周圍綠化的襯托、景觀提升以及照明亮化,能夠更好地實現市民出行、健身娛樂,所以三條道路為本工程的重點工程應重點控制,特別是棧道(人行橋)工程。保證重點工程建設進度。
本工程的難點工程為海甸溪南、北兩岸各分區的棧道(人行橋)工程,由于在海甸溪內,施工難度大;破樁頭位于海水內,作業難度以及工期保證難度大;施工場地狹窄,岸側存在兩排椰子樹,工作場地受限;并且施工場地位于市區,長堤路為城市主干路,交通疏解壓力大。
經多方面研究,本項目決定采用臨時鋼棧橋(鋼平臺)、鋼板樁專項施工方案,通過后才能實施,保證解決鋼平臺、鋼板樁的安全問題。同時,通過鋼板止水清淤,再將樁頭鑿除至設計高程,解決樁頭墩臺立柱變徑縮進鋼筋混凝土結構問題。
海口灣暢通工程海甸溪南岸棧道長度1600m,寬度為5~15m。棧道基礎形式主要為鋼筋砼灌注樁基礎,由于樁基礎位于海甸溪內,故采用鋼棧橋作為臨時施工作業平臺,墩柱為樁接柱;上部結構形式主要為鋼筋混凝土梁板結構。
(1)鋼棧橋施工。鋼棧橋樁基礎位螺旋鋼管,上部結構為橫向分配主梁、雙拼貝雷架以及橫向分配次梁加面板的組成方式。
(2)灌注樁樁基礎。本項目樁基主要在海甸溪水域穿越為雜填土(堅硬塊體)、淤泥層、粉砂、粗砂、粉質質土。根據上述地質情況及工期要求選用沖孔鉆機施工,施工時按具體工況再做調整。
(3)墩柱。本項目墩柱為樁接柱,應重點控制樁位偏差,墩柱采用定型鋼模板一次性澆筑完成。
工鋼支撐體系和滿堂支架現澆梁板。根據設計,本項目棧道梁板采用工鋼支撐體系和滿堂支架現澆法施工。工鋼支撐體系和滿堂支架根據地形條件采取抱箍+縱橫工字鋼+滿堂腳手架的施工形式,和平橋下采用鋼板樁進行圍堰進行施工;模板采用竹膠模板。
墩柱施工完畢后工鋼支撐體系和滿堂支架搭設,縮進的樁頭部位設置抱箍,搭設縱橫向工字鋼支撐體系、搭設滿堂腳手架、支立模板、綁扎鋼筋,澆筑底板混凝土。
鋼棧橋基礎鋼管樁采用529螺旋管,長度為17m,橫向間距約為3m,縱向間距為9m,由于樁基橫向1~5根不等,鋼管樁間距根據樁間距適當調整,在鋼管樁頂端切割成U型槽,橫向分配梁采用雙拼36b工字鋼,工字鋼與鋼管樁應可靠連接,防止晃動或移動。在工字鋼頂端設置雙拼貝雷架,貝雷架設置在樁位兩側,為了保證貝雷架具有足夠的整體性,采用斜拉及橫向拉桿進行加固,貝雷架上分配梁采用25b工字鋼間距為1m,工字鋼與貝雷架支架采用點焊焊接,面板為1cm后的鋼板。
(1)鋼管樁施工流程如下:鋼管樁的加工→運輸→沉樁→工字鋼主梁→貝雷片→工字鋼分配梁→橋面板。
(2)施工控制
①鋼管樁的加工與制造。鋼管樁采用現有成品螺旋鋼管制作,直徑529mm,壁厚8mm,長度17米/根,鋼管樁采用焊接接頭,每一接頭外貼焊δ10mm加強鋼板。根據現場打設情況及時調整樁長,超出設計標高管樁割除,標高不足管樁予以接長。
②鋼管樁的運輸。當加工完畢以后,應在構件上標好重量,并確定好鋼管樁吊點的位置,以方便鋼管樁安裝。當管樁運輸到現場以后,應及時采用吊裝車配合運輸車將它運至現場。
③沉樁施工。在鋼管樁下沉作業時,應采用汽車吊進行下沉。先進行定位,再進行鋼管樁起吊,例如,測量人員采用GPS來確定汽車吊位置,測量人員對汽車吊導向架垂直度和空間位置進行復測。看是否滿足設計要求,在鋼管樁打沉時,應采用震動錘打至設計標高。在鋼管樁打設時,應對樁與樁位的垂直度進行檢測,若在檢查中發現偏差,應及時進行調整與糾正。
④剪刀撐與樁頂分配梁施工。當鋼管樁施工結束以后,及時進行鋼管樁之間的剪刀撐和樁頂分配梁施工。首先技術人員應進行鋼管樁牛腿位置測放。如對樁間平聯長度進行實測,并在后場下料。其次再進行剪刀撐和樁頂分配梁制造與加工。再在運輸車安裝鋼管樁施工半成品,并將它行至棧橋墩位處,同時在鋼管樁側固定好。然后采用吊裝設備對剪刀撐進行懸吊,并進行剪刀撐焊接。另外,技術人員及應加強焊縫質量檢查,檢查合格以后才能架設縱橫分配梁。當吊裝設備懸吊梁到達測放位置以后,再進行固定,同時按照測放位置進行牛腿焊接,經檢查合格以后,在牛腿上焊接縱梁和橫梁。當焊縫達到設計要求后,接著在縱梁上進行樁墩測放,并將懸吊橫梁安裝在縱梁頂上,同時將縱、橫梁焊接成為一體。經檢查合格以后,才算完成棧橋墩下部結構施工。
⑤貝雷梁拼裝。首先,先抬起貝雷梁,再將它放置于貝雷梁端,兩者成為一條直線,同時采用木棍抬起貝雷梁前端,對準下弦銷孔,將銷栓插入,在貝雷梁后端抬起,將上弦銷栓插入,設置保險插銷。其次,按照組的方式拼裝貝雷,一組貝雷拼裝成橫向兩排,長度為9m,采用花架將不同的貝雷片連接好。在后場拼裝時,并采用吊車將裝好的貝雷梁運至施工現場。
⑥貝雷梁架設。先采用吊裝設備將裝好的貝雷梁起吊,再進行貝雷梁架設,其施工技術如下:在頂橫梁進行測放,確定貝雷架的具體位置;接著將裝好的貝雷主桁片進行裝車,再將它運至吊裝作業處;同時將兩片貝雷劃分為一組,先安裝一組貝雷,將將它固定在橫梁上,再進行限位器焊接,再進行另一組貝雷安裝,并與安裝好貝雷片剪刀撐相連,直到整跨貝雷梁安裝完成。
⑦分配梁安裝及面板鋪設
先采用吊裝設備安裝型鋼分配梁。且按照1.0m的間距進行橫梁安裝,再打用螺栓將它固定好。然后將橫梁支點放在貝雷梁豎弦桿支點處,這樣才能滿足其受力要求。
本工程施工平臺在管樁上架設。為方便后續施工和避免單根樁受外力沖撞時發生傾斜以至破壞,水上沉樁一旦形成排架以后及時采用[16a槽鋼進行剪刀撐加固處理,將單根管樁連接成整體。撐與鋼管樁采用鋼板連接,與鋼管樁焊接之前,應將鋼管樁焊接處除銹。施工中應剔除銹蝕鋼管和槽鋼。
擱置分配梁2I36b工字鋼鋼管樁系采用[16a槽鋼,與管樁焊接,焊條采用T422焊條。施工平臺搭設后,1號分配梁I25b工字鋼和2號分配梁I36b工字鋼分別與貝雷梁焊接為整體,分配梁應上、下對齊,成為結構整體,以確保支撐體系穩定。
分配結構架設完成后直接鋪設橋面板,方便灌注樁施工確保灌注樁護筒位置精確。
平臺防護欄。所有施工平臺外圍周邊均增加安全圍欄,圍欄高度1200mm,有效保護施工安全,材質為Φ50鋼管組合焊接牢固,施工過程及時保養維修。
本工程棧道施工過程中,根據棧道所處位置在海甸溪內,施工難度大、施工場地狹窄,工作場地受限等特點,針對性地采取臨時鋼棧橋(鋼平臺)、鋼板樁專項施工方案順利解決該難題。鋼棧橋施工嚴格按照施工方案進行施工,通過鋼板樁專項施工方案,保證解決鋼平臺、鋼板樁的安全問題。同時,通過鋼板止水清淤,再將樁頭鑿除至設計高程,解決樁頭墩臺立柱變徑縮進鋼筋混凝土結構問題。本工程棧道施工后,表面平整美觀,未發現結構性裂縫,取得良好施工效果。