橋梁樁基礎壓入鋼套箱處理技術研究

張華

（上高縣國有資產服務中心，江西 宜春 336400）

0 引言

在日常橋梁工程養護施工中，一些水下鉆孔灌注樁會出現病害，尤其是基礎和立柱的連接處，直接影響工程的正常運行。如果河流水位相對較淺，則可以通過土石圍堰的方式進行處理，但是該施工方式難度較高，且會影響技術結構的穩定性和安全性。針對水位較深或病害嚴重的部位，以及受到潮汐水位影響較大的區域，施工工藝更加復雜。因此，在面對這種情況時，選擇適當的施工技術并明確施工方案非常重要。傳統的土石圍堰方法需要較大的操作空間，不僅會占用航道，還會影響施工效果，因此需要探索其他施工技術。

該研究著重解決橋梁樁基長期受潮汐水流沖刷而引發的病害，以確保周邊碼頭的正常通行，在操作空間有限的情況下，傳統施工方式難以滿足要求。因此，本文引入壓入鋼套箱處理技術，該技術可以增加樁基礎結構的截面積，從而提高加固效果，達到運行安全性標準。

1 壓入鋼套箱處理技術原理

在應用壓入鋼套箱處理技術之前，需要對該技術的施工原理進行分析。該方法通常是通過鋼管拼接形成空心圓柱體，將其設置在樁基礎結構的外側，然后在套筒和樁基礎內部填充混凝土砂漿材料，以提升結構性能。壓入鋼套箱處理技術有效地避免了水流沖擊對樁基礎的不利影響，具備較高的承載能力，并提升了樁基礎結構的質量。施工周期相對較短，成本較低，因此在深水部位橋梁樁基礎加固施工中具有明顯的優勢。

在套筒和樁基之間灌入混凝土砂漿材料，可以提高結構的性能并避免離析，還能夠預防水源污染問題。因此，在水下橋梁加固施工中，壓入鋼套箱處理技術具有重要的價值和意義。在現場施工過程中，采用靜力壓入方式，通過多節段拼接的鋼管制作并設置反力架輔助作業，將其固定在加固結構的周邊，靜力壓入確保結構反力達到平衡。然后將壓入裝置安裝到加固位置以上，并與反力架進行焊接連接。通過壓入裝置提供足夠的壓力，直接將鋼管壓入樁基的位置上。

在施工過程中，應使用千斤頂進行操作，并根據需要及時調整施工位置，以確保結構施工效果合格。在第一節鋼管壓入施工位置后，及時進行下一節鋼管的拼接焊接，然后再次壓入施工，確保達到設計標準的要求[1-3]。

2 橋梁樁基礎壓入鋼套箱技術應用

2.1 準備工作

施工前，需全面勘查現場環境，并結合水下橋梁樁基礎的結構形式選擇合適的施工方案。然后利用航道挖泥船對該區域進行河道疏浚以及清淤施工，對現場進行整平處理，為后續施工提供基礎條件。同時，盡可能增加航道斷面尺寸，防止施工對船舶正常通行造成不利影響。

在搭設施工平臺階段，首先在河岸和河床上設置滿堂支架，以確保材料和機械設備的運輸，為現場施工創造良好條件。隨后，進行反力架的制作，并同時加工鋼套箱。鋼套箱直徑為5m，采用鋼板和型鋼焊接制作，每根樁體需要制作6m 長的鋼套箱。為保障施工順利進行，采取分解的施工方式，每個單一結構的長度控制在0.5m。在鋼套箱的加工過程中，嚴格控制各個結構的尺寸，特別對邊角部位進行精細打磨處理，以確保現場結構的無縫契合和穩固性[4-6]。

2.2 反力架安裝

在現場安裝過程中，首先需要在加固基礎的墩柱表面安裝抱箍，以摩擦力作為上部支撐作用力。連接過程中采用螺栓進行抱箍連接，以滿足結構整體性的標準要求。反力架抱箍采用兩片鋼板拼接制作，其高度應超過30cm。通過螺栓進行連接，在上部使用U形螺栓進行井字形連接，該結構的性能和質量合格，具備較高抗彎承載力，投入使用后不會出現變形、損壞等嚴重的問題。

2.3 鋼套箱下沉與封底

反力架安裝完成后，需要進行下沉鋼套箱和封底施工。

首先，鋼套箱的下沉是橋梁樁基礎施工中的重要步驟。為保證下沉施工的順利進行，施工人員使用手拉葫蘆和千斤頂相結合的方法，將預制的鋼套箱逐步安裝到規定的位置上。在水下進行結構拼裝施工時，由于操作空間有限，手拉葫蘆和千斤頂的協作可以確保施工現場不受干擾，同時保證鋼套箱準確下沉到預定位置。在進行鋼套箱下沉施工時，施工人員需要密切配合，嚴格控制下沉速度和位置，防止傾斜和側滑現象的發生，以確保鋼套箱的垂直度和水平度。同時，對下沉過程進行實時監測，及時調整支撐設施，保證鋼套箱安全準確地下沉到預定的樁基位。

其次，封底施工。在封底作業開始之前，需對底板結構質量進行全面檢查，及時清理附著物和雜質，確保不影響施工。此外，還需確保混凝土和鋼套箱有良好的凝聚力，以符合工程要求。封底作業過程中，選擇潮汐影響相對較小的位置進行混凝土澆筑，以快速完成結構封底施工。一般而言，封底結構的厚度不少于50cm。若在封底前發現河床部位有較嚴重的沖刷，應采用回填土對圍堰外側進行夯實。待混凝土初凝后，根據水位變化采取適當的調整措施，以確保水頭壓力在合理范圍內，從而一次性完成封底結構施工。

2.4 空洞問題的處理

在橋梁樁基礎壓入鋼套箱處理技術中，封底結構施工完成后，必須及時處理空洞問題，以確保圍巖內部的排水符合工程要求，同時不影響樁基礎結構的性能。

首先，施工人員應對封底結構進行全面檢查，細致查找可能存在的空洞問題。在檢查過程中，重點關注混凝土填充區域，以及套筒與樁體接觸的部位，確保結構完整性和緊密性。如發現空洞問題，需要立即予以處理，以避免后續施工帶來的影響。

對于深度較淺、面積較小的空洞缺陷，施工人員可以采用人工涂抹水泥砂漿的方式進行封堵處理。先清理空洞部位，確保表面無塵、無松散物質，然后用水濕潤空洞周邊，增強黏結性。之后，將水泥砂漿均勻涂抹至空洞內部，用木塊或工具進行振實，確保充實填充，并使其與周圍混凝土結構緊密連接。待水泥砂漿干燥后，進行表面修整，確保與周圍結構平整一致，以達到封堵效果。

對于嚴重的空洞問題，需要進行混凝土修補施工。先將空洞部位徹底清理，將松動、破損的混凝土剔除，確保表面干凈。然后，將混凝土修補材料與水按比例混合，形成均勻的修補漿料。將漿料均勻涂抹到空洞內部，用振搗棒進行振實，確保修補材料充分填充，與周圍混凝土結構緊密黏結。修補后，要及時進行表面修整，使修補區域與周圍結構平整一致。

其次，在封底結構施工后，施工人員應認真記錄和監測封堵效果，并定期進行巡檢。如有新的空洞出現，需要及時處理。同時，施工人員應嚴格按照工程規范和設計要求進行施工，確保每一道工序的質量。在施工過程中，要注意施工材料的質量，確保施工環境整潔，避免外界因素對施工質量的影響。

2.5 鋼筋籠與模板的安裝

第一，在安裝鋼筋籠前，需要安裝模板，一般情況下，使用的鋼模板厚度不少于5mm，以確保模板的強度和穩定性。運輸鋼模板至施工現場后，必須對其表面進行全面清理處理，清除油污和雜質，以保證模板表面的光滑和平整。然后，在模板表面涂抹隔離層，防止漿料滲漏和黏結，以保證混凝土的質量[7-9]。

第二，在模板安裝前，施工人員需進行模板預拼裝和編號，以確保模板能夠準確地組裝在預定的位置上，為后續施工提供便利。模板的安裝采取分片安裝的方式進行，使用反力架的導鏈進行吊裝施工。同時，為保證施工精度，需安排專人現場指導，以確保模板的準確定位和水平安裝。

第三，模板安裝完成后，必須進行嚴密性檢查，確保模板之間無漏漿情況。檢查時，應仔細查看模板之間的連接處，確保密封性良好，以防止混凝土漿料滲漏和流失。如有發現漏漿情況，應及時采取措施加以修補，保證混凝土的澆筑質量。

2.6 混凝土灌注管理

混凝土灌注施工是一個關鍵環節，直接影響結構的整體性能，因此需要高質量地進行混凝土灌注施工。根據工程要求，選擇C50 強度以上的混凝土開展施工作業。灌注結束后，樁體結構直徑不少于180cm。為避免在澆筑過程中出現空洞、氣泡、麻面等質量問題，灌注環節保持緩慢勻速進行，注漿壓力不少于0.1MPa。待混凝土灌注完成后，要及時灑水養護，禁止敲擊模板以免損壞結構。現場灌注作業過程中，要加強對混凝土強度、位置、垂直度、加固厚度等方面的檢查，確保符合設計標準。

灌注施工是壓入鋼套箱處理技術的重要工序，切實提升灌注混凝土施工水平，才能保證結構的性能符合要求。在混凝土材料配置過程中，適量添加碎石材料可以提升樁基礎結構的穩定性。碎石加入比例一般為砂漿材料的20% 左右，并需在現場進行試驗檢測，即將砂漿澆筑到模具內，進行7d 和28d 的試驗。鋼套箱混凝土灌注的環節應注意如下幾點：

第一，加強灌注順序的控制，按照從低到高、從外到內的順序進行灌注施工，確保連續性，并加強灌注高度的檢測，以符合設計標準。

第二，灌注砂漿時應進行全面檢查，尤其是表面質量，同時做好各項記錄工作。灌注過程通過導管進行，確保混凝土的均勻性，不會因為落差過大而影響結構的性能。

第三，通過攪拌機和砂漿泵進行現場作業，保證砂粒直徑和含泥量在合理范圍內，以免發生堵塞，確保灌注質量符合規定。

第四，在水流較急的部位，對水下混凝土施工要進行嚴格的控制，特別是灌注施工過程。防止混凝土發生離析現象，是保證水下混凝土結構質量性能合格的關鍵。在施工中，要確保混凝土的均勻性和稠度，避免水流對混凝土的沖刷和影響，采取合適的措施，如增加灌注壓力、使用減水劑等，以保證混凝土的凝結和固化。

另外，在混凝土配置過程中，也要確保混凝土具備較高的抗分散性，不受現場施工環境的影響。混凝土的配置要嚴格按照設計配方進行，選用優質的原材料，確保混凝土的強度和耐久性。同時，還要注意混凝土配置過程中的污染問題，避免對水環境造成不良影響。采取合理的措施，如采用環保型添加劑和清潔生產技術，以降低施工過程中的污染排放[10-12]。

3 施工環節的監督管理

橋梁水下樁基礎施工的過程中，各個元件需分別制作，然后運輸到現場進行吊裝施工，形成整體施工結構。鋼套箱內混凝土灌注施工環節中應嚴格按照施工工藝流程進行現場作業，以保證混凝土結構的質量合格。在現場施工環節應做好下述幾個階段的控制措施：

第一，水上和水下作業時，需按照規定的操作標準和施工工藝流程對設備進行檢修和維護處理，防止因為設備故障對施工質量和效率產生不利影響。

第二，現場焊接過程中，應加強焊接工藝的控制，確保焊接質量合格。水下操作時，如果遇到障礙物，應及時清理。

第三，鋼套箱的不同接頭部位應選擇合適的處理工藝，以確保結構密封效果合格。在連接位置處螺栓連接的性能必須符合緊密性標準，以避免發生泄漏。鋼套箱水下安裝前，需要對河流水位、水下情況、河床情況等進行全面勘查了解，掌握水文地質條件，制訂合理的施工工藝方案，以確保現場施工順利進行。施工過程中，應積極與當地的水文和地質部門進行交流，確保鋼套箱加固施工不受影響。

4 結語

總之，橋梁樁基礎壓入鋼套箱處理技術作為深水部位樁基礎加固的一種有效方案，在施工環節采用科學施工方案和嚴格的質量控制措施，能夠在保證施工安全的前提下，有效提升橋梁樁基礎的質量和承載能力。該技術通過鋼套箱的拼裝和下沉，形成穩固的加固結構，有效避免水流沖擊對樁基礎的不利影響，為深水部位橋梁樁基礎施工提供可行有效的解決方案。在今后類似工程開展時，需要按照項目需求對施工方法進行比選，同時積極引入高性能的材料與先進的技術，為橋梁工程的安全運行和使用提供保障。