深水基础锁口钢管桩施工技术研究

陈长军

(齐齐哈尔城建市政工程有限责任公司)

盘锦至营口客运专线盘锦特大桥跨双台子河主河道(32 +48 +32)m连续梁主墩36#墩、37#墩位于主河道，两墩均位于主河道V 型坡上，是连续梁下部施工的重点和难点。根据双台子河主墩处地质质料可知，第四系覆盖层较厚，主要岩性为填土、黏性土、粉土、淤泥质黏性土、淤泥、砂类土及碎石类土等，覆盖层厚度一般为10.0 ～60.0 m。软土层厚度一般10.0 ～15.0 m，主要分布在地层的上部。

37#墩平台标高为3.535 m，承台底标高为－9.438 m，设计开挖深度14 m。由于河道内地下水丰富、承台埋深大、承台底位于粉砂层等。阶段性工期紧张，常规的钢板桩支撑施工难度大，主墩基础安排在枯水期施工，采用锁口钢管桩围堰施工的形式，相对比较安全便捷。

1 研究目的

主要结合37#墩深水基础锁口钢管桩围堰在施工过程中考虑围堰结构设计及施工技术等因素进行分析研究，总结锁口钢管桩围堰技术控制措施。

2 锁口钢管桩围堰的设计与施工

2.1 锁口钢管桩围堰的结构设计

(1)钢管桩截面的选择。初拟钢管截面尺寸必须符合《钢结构设计规范》(GB50017 －2003)的规定:钢管桩的径厚比要求和钢材的屈服强度。Q235 钢D/t≤100。在保证钢管总体稳定的前提下，保证足够的埋设深度，采用外径630 mm，壁厚10 mm 螺旋钢管。

(2)钢管桩的支点处理。钢管桩与围堰支撑的水平腰梁接触处防止钢管压曲的措施，钢管桩插打后内填砂土并水密夯实。

(3)锁口设计。锁口能否止水是围堰成败的关键之一。因为连接质量直接影响着该维护结构的止水效果，为保证锁口能止水且各钢管桩之间连接牢固，既要保证锁口有足够的强度不开裂，又要保证各锁口便于嵌合，钢管与钢管间连接锁口利用切开后的1/2 宽钢板桩与钢管焊接制成，锁口采用575 mm×360 mm×10 mm钢板桩锁口。

(4)封底混凝土的厚度。低强度混凝土在抗静水压力和承托承台新鲜混凝的重力时增加厚度，则相应增加基底开挖量;若提高混凝土标号，厚度减小且开挖量减少。所以应尽量提高混凝土标号，减小混凝土厚度。在提高混凝土标号的同时增加钢管桩的埋深或增加横向支撑数量。

(5)腰梁设计。围堰内侧腰梁采用HW400 ×400 ×13 ×21 mm，支撑杆采用Φ630 ×10 mm 的Q235 钢管。

2.2 锁口钢管桩围堰的施工

(1)插打钢管桩。插打钢管桩前，采用旋挖钻机引孔穿过人工填筑碎石土层，在无影响插管的大块片石后，终止钻孔。用50 t 履带吊配合DZ90 振动锤依次插打钢管桩。起吊钢管桩前，锁口内填嵌黄油，起到润滑和止水作用，打桩顺序从上游中心线开始，对称向下游依次打入，到下游合拢。插打钢管桩时要严格控制好桩的垂直度，控制在1%以内第一根桩尤为重要，要用两台全站仪从两个互相垂直的方向同时控制，确保桩身垂直。基坑开挖支护围堰合拢完成后，四周设置观测桩，出现异常情况时立即采取加固措施。

钢管桩围堰合拢前，应考虑合拢情况。在插打至最后4 ～5 根时，准确计算出合拢桩的外径，现场加工后进行插打。为保证钢管桩围堰合拢时，两侧锁口要求互相平行，减小合拢难度，桩身偏斜时，应及时纠正调整。

(2)基坑支护工程的现场监测。基坑监测是本工程施工中一个必不可少的环节，施工中应观测基坑的稳定性，第一时间反馈现场基坑的变形数据，量化控制基坑顺利施工，当基坑变形在正常的范围内时可保证基坑的顺利施工，当基坑变形接近警戒值时采取相应的有效措施，确保施工安全。

钢管桩位移、腰梁变形以及基坑外围土体位移、沉降观测、地下水位等内容。钢板桩水平位移的监测报警值为7 mm，腰梁变形监测报警值为37.5 mm。监测点布置在基坑角点、基坑中点及第三排支撑的支点处。

基坑监测的频率随土方开挖进度和基坑变化情况作调整。当基坑位移出现突变，一天的观测次数要适当增加。当边坡位移趋于稳定时，测量间隔时间可延长至3 d。基坑监测一直持续到基坑回填完毕为止。

表1 现场仪器监测的监测频率

(3)垫层浇筑。基坑挖至设计标高后，需及时进行混凝土垫层的浇筑。

(4)支撑系统拆除。承台墩身施工完毕，待混凝土强度达到设计强度后可对支撑进行拆除。先对基坑进行回填，回填至支撑位置时拆除回填面上部支撑，不得提前拆除上部支撑，以防围堰倾覆。拆除最后一道支撑后，便可进行钢管桩拔除。拨钢管桩时，首先要先向下振动，以使锁口中的水泥 浆与锁口分离，然后再向上拔除，待钢管桩拨完后，再回填第一道支撑以上部分的土方。