港珠澳大桥超长钢筋笼安装施工研究

2019-08-05于瑞山

中国设备工程 2019年12期

于瑞山

（中国交通建设股份有限公司，北京 100088）

1 工程背景

港珠澳大桥深水区CB03 合同段总长8.67km，非通航孔桥总计408 根灌注桩，其中等宽段55 个墩台，每个墩台基础打设直径2m 钢管桩6 根，钢筋笼对应直径1.63m，共330 根；变宽段13 个墩台，每个墩台基础打设直径2.2m，钢管桩6 根，钢筋笼对应直径1.83m，共78 根。为便于后期检测，预先在每根钢筋笼内固定4 根60×3.5mm 声测管和1 根150×4.5mm取芯管。

2 施工特点及难点

2m 桩径钢筋笼主筋采用36 根28mmHRB335 的螺纹钢，2.2m 桩径钢筋笼主筋为40 根28mmHRB335 的螺纹钢，主筋数量较多，螺旋箍筋均采用10mm 的HPB235 圆钢，主筋接长设计要求必须采用机械连接，不准焊接，在同一连接区段内的钢筋接头数量不得超过50%。固定在钢筋笼内的声测管和取芯管采用焊接，为保证后期检测顺利，必须保证管道的畅通，要严格控制焊接质量，防止泥浆进入管道后堵塞。钢筋笼的制作标准长度为12m 一节，平均为8 节，对接数量非常大。若采用传统的工艺直接将钢筋笼逐节往护筒内下放，由于平台尺寸限制，且施工机械设备繁多，故不适于利用履带吊或门机等设备，只能依靠浮吊，而海上风浪影响导致船舶的晃动，不利于钢筋笼对接，而且对操作人员也极不安全。

钢筋笼的底标高距设计桩底标高15cm，笼顶标高为桩顶标高以上1.2m，灌注桩的桩顶标高在-8.339 ～-10.329m之间，而灌注桩的施工平台标高在+6.5m 左右，钢筋笼在平台以下十几米处，这就带来了另一些难题：首先就是如何在全是泥浆的护筒内固定住钢筋笼，不使其上浮或下沉，其次是后期需进行桩基超声波无损探伤检测以及桩基取芯，这使操作极为不便。

3 钢筋笼安装工艺

海上灌注桩施工依托的是32×19.2m 的整体装配式平台，通过在6 根桩基钢管桩上安装钢抱箍形成竖向支撑，是一个稳定的施工平台，平台平面布置图如下：

钢筋笼安装时采用在平台上固定一下放架进行，其设计高度约为9.7m，立柱和横撑、斜撑均采用直径25cm 钢管，护栏高1.2m，基础底座采用双拼I32 工字钢焊接，尺寸为6.2×5.4m，中间空心尺寸为2.6×2.4m，可以适应2m、2.2m 灌注桩钢筋笼下放的需要。在起重船配合下将下放架固定在护筒口上方，下放架的4 根立柱上下两侧分别固定一个手拉葫芦，当起重船将钢筋笼喂入下放架后，先由上侧4 个手拉葫芦挂住钢筋笼，从而使之与下放架连成一整体一起固定在平台上不再晃动，然后通过上下手拉葫芦的双重调节，使钢筋笼成功对接，操作更加简单、安全。而且下放架可以周转使用，为满足现场施工进度，一共加工2 个下放架。

由于钢筋笼在施工平台以下，为方便钢筋笼的固定和后期检测，将钢筋笼接长至护筒顶，增加一节简易吊笼，为节约原材及考虑受力要求，设置8 根同型号的主筋以及4 根声测管和1 根取芯管，吊笼与正常段钢筋笼的主筋进行焊接连接，搭接长度不小于10d。

4 钢筋笼安装

4.1 钢筋笼运输

钢筋笼制作完成并检验合格后，采用板车运输至2#码头装船出运。钢筋笼采用货船运输，选型时根据所运输钢筋笼的外形尺寸和船体构造确定装船方案，为防止钢筋笼变形，最多按两层布置，按照先下放后装船的原则，使先下放的钢筋笼布置在上层，避免海上再次倒放。现场钢筋笼运输船舶（鑫民988）主要参数见表1。

表1 钢筋笼运输船主要参数表

为确保钢筋笼在船上的稳固性，在钢筋笼上设置2 条钢丝绳防护，采用手拉葫芦和钢丝绳与船甲板锁紧，在甲板与钢筋笼间铺设4 道20cm×20cm 的方木作为支垫，每根钢筋笼两侧放置防滚木楔块。

4.2 安装前准备工作

起重船在起锚艇配合下在需要安装钢筋笼的平台一侧驻位，将钢筋笼下放架吊至平台就位，为防止下放钢筋笼时对下放架撞击导致的晃动，需对下放架底座与平台进行简单焊接加固，钢筋笼运输船停靠在起重船另一侧。在起吊前，需将钢筋笼内的十字内撑切掉。

4.3 起吊钢筋笼

为了保证钢筋笼在起吊过程中不变形，钢筋笼吊架采用一扁担梁型简易吊具（图2），用2 根直径40mm、长2m 的钢丝绳与主钩相连，扁担梁下用2 根直径40mm，长度4.5m钢丝绳和2 个25t 高强马蹄型卸扣与钢筋笼吊点相连接，副钩用6m 吊带与钢筋笼内箍筋相连辅助起吊。钢筋笼起吊至在一定高度后，副钩缓缓下降，主钩继续升起，直至钢筋笼呈竖直状态（图3），从下放架顶口喂料。

图2 挂扣吊钢筋笼

图3 钢筋笼至下放架顶口

4.4 钢筋笼进下放架固定、调位

底节钢筋笼直接下放进护筒，并用4 个22mm 厚的S 型钢板勾住钢筋笼顶部4 个吊点倒挂在护筒顶，并对管道注水检测，静止5min 左右若发现管内水头无变化，即可安装下节钢筋笼。其余各节钢筋笼标准长度为12m，顶底端各设置一道加劲圈，中间约每隔2m 设置一道，而下放架的高度为8.5m 左右（不包括护栏高度），为方便操作，当次节钢筋笼进入下放架后，首先由固定在下放架上侧的4 个3t 的手拉葫芦挂在钢筋笼上面第3 道加劲圈处，拉紧手拉葫芦将其固定住，主钩至松弛状态，人工调整手拉葫芦至钢筋笼竖直，然后利用下侧的4 个1t 的手拉葫芦挂在钢筋笼最下面一道加劲圈处，进行水平方向辅助调整，使钢筋笼内管道和主筋位置与底节相对应。

4.5 钢筋笼对接

在手拉葫芦的不断调节下，首先将取芯管进行对接，其次是4 根声测管，主筋用扭力扳手将其拧到位。取芯管和声测管的对接部位进行焊接，焊接过程中及时凿除焊渣，检验焊接质量，最后人工将连接处的绕筋绕好并点焊，间距与上下两节钢筋笼绕筋间距一致。

4.6 钢筋笼进护筒

对接工作完成后，主钩起，将手拉葫芦和S 型钢板撤出，然后缓慢下钩，防止下放过程中钢筋笼碰撞孔壁，最后再用S 型钢板固定钢筋笼。往取芯管和声测管内注水检测，静止5min 左右若发现水头下降明显，则需重新起钩将钢筋笼提出护筒，找出漏水处进行补焊，然后再次往管内注水，水头无变化即可进入下道工序，否则重复上述工作。