基于钢栈桥应用深基坑施工的技术初探

2015-10-31林武

建材与装饰 2015年27期

关键词：栈桥管桩钢管

林武

（福建一建集团有限公司）

基于钢栈桥应用深基坑施工的技术初探

林武

（福建一建集团有限公司）

钢栈桥作为运输载体广泛应用于桥梁和大坝施工中，由于城市建设的需要钢栈桥的便捷高效正普遍应用于深基坑施工土方运输中。本文选用了福州正祥中心工程钢栈桥施工作为研究案例，首先从钢管桩施工工艺进行介绍，进而针对钢栈桥上部结构安装进行研究，最后对钢栈桥施工质量提出一些解决措施，希望对相关的人员具有指导与参考作用。

钢栈桥；施工技术；工艺

1　引言

目前常见的钢栈桥根据桥基形式主要划分为冲钻孔灌注预埋钢管桩钢栈桥、完全可拆卸式钢栈桥、上部可拆卸式钢栈桥。综合工期、造价、环境污染、施工难度以及对结构主体破坏等因素分析，本工程采用上部可拆卸式钢栈桥作为土方开挖运输。此类钢栈桥采用钢管桩作为桩基，钢构焊接作为桥系，预制板作为桥面板，符合深基坑施工要求工期短的特点可充分降低对城市中道路和周边建筑的影响，并有效地降低了土方开挖对环境的污染。在城市建设中发挥了很好的作用。

2　工程实例

正祥中心工程±0.00相当于罗零高程7.900m，地下室一层底板面标高为-5.700m，地下室二层底板面标高为-10.900m，地下室三层底板面标高为-16.100m，底板厚地下一层0.35m，地下二层0.600m，地下三层0.750m，垫层厚0.15m，基坑开挖深度三层地下室约16.2m，二层地下室约10.85，一层地下室约5.40m，从施工安全性与便捷性角度分析，工程施工任务的完成与施工质量之间有着紧密联系，通过经济实用且安全钢栈桥的施工能够最大程度促进质量目标的实现。从桩基施工需求和现场勘查出发，钢便桥架设的基本形式为：桥梁共两幅全长约为90m左右，桥面净宽为8m。（详见图1钢栈桥平面布置图）

图1　钢栈桥平面布置图

3　钢管桩施工工艺

3.1管桩运输

组织13m大型运输车辆，调运12m标准φ600×8.0管桩至现场指定位置整齐堆码待用。杜绝严重锈蚀，变形等管桩进入施工现场，现场技术员与监理人员监督，已经发现不合格管桩必须清退出场。

3.2施工准备

①现场接入电源，电源必须满足用电荷载，经专业电工检查确认后，方可使用。②在管桩施工前，便桥桥头混凝土条形基础施工完成且要求强度须达到设计强度90％，预埋件安装位置准确。③由测量人员准确放样，定出便桥管桩施工平面位置。

3.3钢管桩的加工与制作

针对便桥钢管桩的加工制作需要从实际需要出发，选择相对平整的场地进行接桩，除了焊接接头的使用之外，还可采用200mm×200mm×8mm的钢板三块加强帮焊，保证焊缝的饱满度，控制好设计值与接好钢管桩桩长之间的差距。

3.4关于管桩的施工与安装问题

采用50t履带吊车的形式附带有45kW的振动锤展开施工，完成φ600×8.0管桩的安装，利用25t汽车完成履带吊车作业半径之内管桩的调运，这对于管桩施工速度的加快至关重要。在吊起45kW振动锤之后利用液压钳对管桩进行垂直起吊操作，并将其置于需要安装的具体位置上。人员对其定位之后针对管桩垂直度的测量应当将误差控制在2cm之内。在确保平面位置和复核垂直度与设计要求相满足之后利用45kW振动锤将其打入土内。因此，在便桥施工方面具体的承载力要求应当在挖开第一层土方之后由专门的技术人员对管桩顶标高高差进行计算，严格对管桩入土深度进行控制，这能够最大程度降低管桩承载力对便桥使用过程中的影响。钢管桩的最终桩底标高由入土深度和承载力同时控制，若钢管桩无法施打至设计标高，及时汇报、分析原因，拿出解决办法，从设计要求来衡量钢管桩的实际入土深度，确定其是否与设计承载力要求相满足。值得注意的是，还有一种存在的情况那就是尽管达到了设计中的入土深度，然而钢管桩却还是出现急速下沉的现象，这就需要通过锤击度对其实施复核。按此方法，逐步完成每跨钢管桩的施工。

3.5管桩施工质量保证措施

①管桩入土深度经现场技术员计算确定，施工时管桩入土长度不得低于设计长度，避免土方开挖后降低管桩承载力；②管桩入土深度达到设计值时，下沉速度仍较快时，分析原因，必要时增加管桩施工长度，下沉速率控制为15s内不大于5cm；③管桩入土深度未达到设计长度，但下沉速率已满足15s内不大于5cm时，为保证管桩土方开挖后承载力，使用90kW振动锤将管桩击打至设计深度；④用直尺测量，管桩平面误差±10cm；⑤用测锤量取垂直度，误差＜0.3％L且不大于2cm（L为管桩高度）。

4　栈桥上部结构的安装操作

一般将25t汽车吊车用于栈桥上部结构的施工当中。

4.1关于H型钢加工与制作

（1）具体工艺流程：①在材料检验部分除了涉及到材料质量检查与规格确认之外，还需要对工程所选用的具体型号进行检查；②质量检测标准的确定应当与国家现行标准和设计要求相符合；③检验方法方面可利用卡尺和钢卷尺完成型号的检查，并对钢材质量复试报告进行检查。

（2）放样与号料环节：①在放样划线操作过程中需要对螺孔和装配标记进行标注，明确具体的板位置与方向，检查基准线和中心线，并完成样板的制作；②除了预留尺寸安装和切割加工余量之外，对安装时焊接收缩余量的控制也十分重要；③在正式划线之前若是存在材料变形或是弯曲问题应当对其实施矫正。

（3）下料操作：一般采取的是数控多头切割机下料的方式完成钢板下料，并清除干净切割表面的污物与铁锈，提高切割件的平整度，通过对操作规程的调整与最佳参数值相契合。

①如表1所示，为质量检验的具体标准；

表1　切割允许偏差值范围（单位：mm）

②切割面与刚才剪切面之间没有分层、夹渣和裂纹存在；

③在质量检验方面除了目测之外还可利用钢尺或是放大镜对其进行检查。

4.2焊接环节

采用手工焊接的方式突出门式自动焊的使用优势：①清除干净焊接后30～50边缘范围内的毛刺污垢和铁锈，避免焊接气孔缺陷的发生；②保证焊接坡口形式与母材材质的统一化，同时长度也应达到预期要求；③手工电弧的使用应当趋向于功能齐全且状态良好的电焊机，利用烘干箱烘干所选用的焊条。

4.3I50a工字钢纵梁拼装问题

在纵梁位置确定方面需要在放线之后实施，避免栈桥轴线的偏移问题。安装纵梁的过程中需要明确现场技术人员的放样位置，提高栈桥的均匀度，完成纵梁的安放后稳定下横梁焊接，将单边焊缝控制在15cm左右，需要注意的是，在完成焊接之前不应存在吊车和吊绳的脱钩现象，这极易引发纵梁侧倾事故。如图2所示，下横梁与纵梁之间完成焊接之后需要对三角加劲板进行加焊。采用200mm×200mm×12mm完成工字钢的钢板焊接，同一断面内无论是接头位置还是焊接接头强度都需要控制在50％之内。

图2　三角加劲板加焊

4.4桥面系安装与拆除操作

利用1000mm×1961mm×200mm C25混凝土钢筋完成行车板的预制操作，并借助25t吊车的配合用80mm×4mm钢条压住拼缝。

便桥栏杆高1.2m，钢管焊接采用φ50×3.5mm焊接，其中立柱间距为2m左右，统一用红白油漆对栏杆进行涂刷，提高布置的美观度。此外，在栈桥入口位置还需要完成车辆限重标志牌与车辆限速警示牌的设置。便桥要安排专门的卫生打扫人员兼安全监察员，保证栈桥的清洁。并在入口出设置水泵一套，进入车辆如车轮帯泥，必须冲洗干净方许车辆进入栈桥，防止车轮在栈桥上打滑发生安全事故。栈桥使用完成后，按照先下后上，先纵后横的顺序对便桥的上部结构进行拆除。

5　提高钢桥施工质量的有效措施

从钢桥的安全和质量方面分析，桥梁车辆运输任务的承担需要对应有切实有效的保证措施：

①对分项施工技术方案和施工组织设计进行编制，完成全面的技术交底工作，提高施工技术规范的严谨性与有效性；②技术负责人组织工程部门需要计算和校核钢桥施工情况，在经过上级部门审批之后保证验算结果与通行要求相符合；③每根管桩施工前必须检查管桩垂直度（垂线尺量，＜0.2％且不大于2cm）及平面位置（尺量，±10cm）满足规范要求；④每个墩位钢管桩施工完成后，应及时设置剪刀撑及水平撑，剪刀撑或水平撑采用25#槽钢；⑤定期检查焊接不得使用低于E50型号的焊条，焊缝质量必须严格控制（饱满，无沙眼、无裂纹）；⑥钢管如锈蚀严重或严重变形，应清退出场，不得用作钢桥的基础部分；⑦严格按照设计书指导钢桥施工，若是这其中存在地质状况难以预计或地质变化较大，项目部技术人员应根据现场情况进行认真分析和讨论，完成变更方案的拟定并将其上报至相关监理部门，确定最终的钢便桥施工方案；⑧关于钢结构的制作问题：a.钢材的选购需要具备相关的原始资料和出厂合格证，且进厂钢材需要经过必要的复试方能够被投入使用；b.加工设备选择需要保证其功能齐全和性能的优越性，采用单面45°坡口对接完成H型钢翼缘板的制作，而单面45°坡口斜接则用于腹板当中；c.所使用的焊条需要对应材质报告，使用之前对其进行烘干，确保母材与焊剂和焊丝相统一；d.从技术、安全交底及质量角度出发，操作人员必须坚持持证上岗的原则；e.对接焊缝时需要对应相关的超声波探伤试验，且规定的检测等级必须为二级；f.由中碳钢制作而成的钻套是为了更好地提高制孔的精度，通过淬火处理的方式控制好钻模的内孔直径，且钻模的厚度通常为15mm；g.从制作精度角度分析，预放收缩量是钢构件下料时尤其需要重视的环节，以工件大小为依据确定预放量；h.提高焊接顺序制定的合理性，数种焊缝施焊的过程中需要先处理存在严重收缩变形的横缝，之后再完成纵向焊缝的焊接；i.在加劲肋板零件组装之前完成主焊缝的焊接操作，以焊后变形需要为依据确定主焊缝的焊接顺序，采用交错进行的方式展开。