某公路橋梁項目鋼管復合樁支架施工方案的運用分析

摘要 為克服傳統鋼管樁支架承載力、穩定性不足的工程難題，文章以某公路橋梁項目為例，研究了鋼管復合樁支架在公路橋梁建設中的應用，論述了邊跨支架設計的基本內容，分析和總結了鋼管樁復合支架的施工技術要點。研究結果顯示，將鋼管樁改為鋼管復合樁，可顯著提升鋼管樁的承載力，且工藝簡單，成本低廉，工程和經濟效益顯著，可為同類工程施工提供技術參考。

關鍵詞 鋼管復合樁；設計施工；地基承載力；穩定性

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）03-0108-03

0 引言

隨著交通基礎設施建設的發展，傳統的鋼管樁越來越難以滿足公路橋梁對基礎承載力和穩定性的要求。鋼管復合樁通過鋼管樁與混凝土協同形成復合樁體，可有效減少鋼管樁的數量和深度，滿足基礎結構在復雜地質條件下的重載要求，且具有抗腐蝕性好、抗壓性能強、施工便捷和經濟性好等技術優勢[1]。基于此，該文依托某公路橋梁項目實體案例，對鋼管復合樁支架施工技術展開研究，具有十分重要的工程意義。

1 工程簡介

某公路大橋起訖樁號為K15+369～K17+091，全長1.72 km。大橋主橋長500 m，跨徑組合為（70+2×180+70）m，橋型為中承飛燕式鋼桁架系桿拱橋，主跨2×180 m，主拱矢高36 m，矢跨比為1/5。主梁采用疊合梁結構，橫橋向采用雙片鋼拱架，間距為34.1 m。

2 施工環境及水文地質條件

該大橋橋址位于河流地貌為Ⅰ、Ⅱ級的階地，地勢平坦，地層穩定，局部分布微丘地形。河床覆蓋層以粉質黏土、黏土、卵石土、粉砂等為主，厚度不均，承載力較弱。項目所在流域每年4～6月為豐水期，近五年內的最高水位為37.15 m，最低水位為26.73 m。暴雨多發生于每年4～7月，尤以5、6兩月為甚。暴雨歷時多為1 d；但兩次暴雨過程之間，間以大雨或中雨，這種雨型極易構成大洪水。橋位處設計的施工水位為32 m。

3 邊跨支架設計

拱肋E36、E38節點下為四根φ820×9 mm鋼管立柱，基礎采用鉆孔樁基礎，鉆孔樁直徑為1.5 m，長8 m，鋼管立柱與鉆孔樁采用預埋件相連；節點下縱向分配梁為雙拼H900型鋼，樁頂橫向分配梁為雙拼H700型鋼。

拱肋E33節點下為四根φ1 220×16 mm鋼管立柱，基礎采用鉆孔樁基礎，鉆孔樁直徑為2 m，長9 m，φ1 220鋼管立柱與鉆孔樁采用預埋件相連，節點下縱向分配梁為高1.3 m、寬2 m的鋼箱梁，樁頂橫向分配梁為高1.2 m、寬1.2 m的鋼箱梁。邊跨支架設計方案見圖1～3，樁位引孔施工則采用搭設臨時鋼平臺。

4 鋼管復合樁支架施工工藝

4.1 施工平臺搭設

根據現有施工條件，利用已搭設的鋼棧橋，采用“釣魚法”插打鋼管樁工藝，搭設施工所需的施工鋼平臺；鋼平臺使用“321”裝配式鋼橋[2]。使用φ630×8 mm鋼管作為樁基礎，鋼管樁之間設橫聯剪刀撐。

4.2 鋼護筒施工

在支架鉆孔樁施工平臺搭設完成后，測量人員應首先按照圖紙計算各鋼護筒的中心坐標，然后測定東西岸所有鋼護筒中心和縱橫向十字線，精確定位后在施工平臺上安裝鋼護筒，下放導向架，導向架采用雙層導向架，分別在平臺、水面以上的剪刀撐處各安裝一層。

鋼護筒采用鋼板卷制拼焊而成，鋼護筒對接時需要對接頭進行處理，包括增加校圓對接、開坡口、預熱、增加加強板等工序；采用寬20 cm、厚14 mm的加強板。為了防止鋼護筒在運輸過程中發生變形，在護筒內部增設“×”形支撐。

4.3 旋挖機鉆孔施工

根據現場實際情況，邊跨支架的水中樁基采用旋挖鉆機成孔，樁徑分別為1.5 m和2 m。1.8 m的鋼護筒對應采用1.5 m的鉆頭，2.3 m的鋼護筒對應采用2 m的鉆頭。

旋挖鉆機鉆進的工作循環：對孔—落鉆—鉆進—提鉆—反轉解鎖—提升鉆機回轉卸土—再對孔。每次鉆孔時均應在深度表上對零，以檢查鉆進情況[3]。

旋挖鉆機通過履帶自行就位，就位后的鉆頭中心點應對準樁位中心，同時調整鉆桅垂直，鉆孔前應對鉆孔的各項準備工作進行檢查，滿足要求后方可開鉆。開鉆前，應通過工藝試驗熟悉該樁位的地質、水文資料，針對不同地質層合理選用不同的鉆頭、鉆進壓力和鉆進速度。

在鉆進工程中，保持孔內的水頭高度，使孔內水位高出孔外水位1.5～2 m，且不低于護筒底口0.3 m以上。鉆孔施工完成后應進行清孔，清孔的目的是使孔底的沉渣厚度、鉆渣量和孔壁泥垢厚度符合設計要求。

4.4 下放鋼筋籠

鋼筋籠在鋼筋加工廠加工制作，制作完畢后東岸側可通過棧橋運輸至現場，西岸側則通過駁船運輸至現場。鋼筋籠下放前，應進行一次測量定位，鋼筋籠的下放采用吊車吊入鋼護筒中；在鋼筋籠下放過程中應采用定位導向架進行精確定位。

下放至孔底后，采用空壓機氣舉反循環形式再次清孔，清孔過程中應確保有足夠的清孔時間，并經過多次循環，將孔內的沉淀、懸浮的鉆渣完全清除，清孔后的各項性能指標和樁底沉淀厚度必須滿足技術規范和設計圖紙的要求。

4.5 鋼管樁下放

邊跨支架鋼管樁A38、A36、A38'、A36'處采用φ820 mm鋼管樁共32根，A33、A33'處采用φ1 220 mm鋼管樁共16根。

鋼管樁下放采用吊裝下放，第一節下放的鋼管樁頂標高應為平臺以上0.5 m即+39.5 m，底標高為+17.5 m。吊裝前應將鋼管樁底部預埋件與鋼管樁焊接牢固，在鋼管樁下放后應先用全站儀進行測量放樣以確定鋼管樁位置；再通過手拉葫蘆和千斤頂調整鋼管樁至設計位置，之后在鋼護筒上開孔，并通過十字架（[20槽鋼）將鋼管樁的水平位置固定；固定位置分兩層，第一層在平臺位置處，第二層在水面以上50 cm處。

4.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑采用罐車配合導管、料斗進行水下混凝土澆筑的形式進行澆筑。導管直徑為φ219 mm，導管應從鋼管樁內插入，上部使用稍大的料斗，以方便混凝土罐車灌注。

在灌注過程中，注意觀察管內混凝土下降和孔內水位的升降情況，及時測量孔內混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除[4]。

導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。當混凝土灌注到接近設計標高時，應計算還需要的混凝土數量，通知拌和站按需拌制，以免造成浪費。

4.7 鋼管樁間橫聯施工

安裝樁間橫聯前，應先解除鋼護筒與施工平臺的連接，將鋼護筒拔除或切割至臨近水面處，再安裝第二層平聯。平聯連接時應先在一側預留3～5 cm距離，以方便平聯與鋼管樁的焊接；在一側焊接牢固后，通過在鋼管樁上貼鋼板的形式將另一側焊接牢固。

焊接采用氣體保護焊，焊接工藝為對接焊，焊高不小于8 mm。平聯采用φ630 mm鋼管，斜撐采用φ426 mm鋼管，平聯和斜撐均采用焊高不小于8 mm的周圈角焊縫，并與鋼管樁連接。所有結構的焊縫均要求金屬表面飽滿、平整、連續，焊縫等級為三級。

4.8 鋼管樁接長

下部第二層橫聯施工完后對鋼管樁進行接長，接長后鋼管樁頂標高φ1 220的鋼管樁為+47.52 m，φ820的鋼管樁為48.41～48.54 m。鋼管樁接長的焊接采用氣體保護焊，焊接方法為對接焊，焊接處打坡口，坡口處預留5 mm的寬度。

接長完成后需對鋼管樁垂直度進行復測，確保鋼管樁垂直滿足設計與規范的要求。在φ820鋼管樁樁頂偏下位置安裝第一層橫聯，在φ1 220鋼管樁樁頂偏下位置安裝第一層橫聯，橫聯安裝方法與第二層相同。

4.9 鋼管樁樁頂橫梁、縱梁施工

為提升鋼管樁承載性能，通過焊接Q235B鋼板對其實施補強。鋼管在加勁板處開槽，開槽時應嚴格控制開槽尺寸、位置，為后續焊接處理提供有利基礎。頂蓋板與豎板，先采用坡口焊進行連接固定，檢查無誤后再與鋼管進行焊接固定[5]。

在φ820 mm鋼管樁的樁頂處，橫梁結構采用雙拼H700型鋼，其上縱梁結構采用雙拼H900型鋼。

φ1 220 mm鋼管樁橫梁施工完成后，現場采用鋼板焊接成1 300 mm高箱梁，將其作為橫梁上部的縱梁。

縱梁上墊設尺寸不小于750 mm×750 mm的墊塊，為防止墊塊發生層間滑移，中間應設置石棉網以增加層間阻力，同時在墊塊頂設2 mm的鋼板，以適應梁底縱坡。

5 結語

綜上所述，該文以實體工程為依托，對公路橋梁鋼管復合樁支架施工技術展開了系統性研究。在橋梁建設階段，鋼管樁支架方案設計的合理性、支架的施工質量是影響橋梁建設質量的重要因素。在實際施工階段，施工單位必須根據工程地質條件、水文情況及基礎承載需求等，加強鋼管樁支架方案的設計質量和施工質量，切實提升鋼管樁支架的承載力和穩定性。案例工程基于實際情況，采用鋼管復合樁支架取得了良好的工程效益，可為同類工程的設計和施工提供有益借鑒。

參考文獻

[1]張世佺.鋼筋混凝土大管樁鋼管組合樁沉樁施工效果分析[J].中國新技術新產品， 2020（24）：103-105.

[2]沈群.超長超大直徑鋼管復合樁施工技術[J].建筑機械， 2021（11）：36-39.

[3]秦尚進，陳雨，劉魯魯，等.PC工法組合樁圍堰施工關鍵技術[J].建筑技術開發， 2021（14）：60-61.

[4]季衛紅，許春榮，林昱，等.鋼管復合樁在黃河流域橋梁工程中的應用[J].公路， 2023（4）：171-175.

[5]戈華.公路滑坡工程處治中椅式鋼管鋼筋混凝土復合樁力學特性分析[J].中國公路， 2023（19）：105-107.

收稿日期：2024-08-30

作者簡介：張向前（1990—），男，碩士研究生，高級工程師，主要從事道橋設計工作。