钢管桩分段施工和新型伸缩缝材料的工程应用

赵 康

(上海浦兴路桥建设工程有限公司 上海 200000)

新型施工工艺和材料的应用能够加快建筑施工行业前进的步伐，并使我国施工技术保持与国际接轨。高频免共振液压振动锤施沉桩工艺自诞生以来，因其在适用范围、施工效率、安全环保等方面的诸多优势，得到迅速的推广应用[1][2]。新型伸缩缝材料则在路面减振降噪、防水防腐、施工保养等方面较传统毛勒式、梳齿式伸缩缝都有较大的技术改进，适合铺设在环保、振动要求高的工程项目[3][4]。文章针对龙东大道1标项目具体应用情况，对高频免共振液压振动锤分段沉桩过程技术要点和新型伸缩缝材料的应用优势进行分析讨论。

一、高频免共振液压振动锤技术

(一)沉桩原理

免共振液压振动锤通过改变锤体内偏心块的相位角使其抵消或产生激振力[5]。偏心块(阴影部分)形状、质量完全相同。启动或关闭时，为避免土壤共振，上下两排高速旋转的偏心块相位时刻相反，激振力上下抵消。当达到工作频率时，调节上下两组偏心块相位发生错位，产生激振力，设备正常施工。图1为锤体内部结构，a、b分别为激振力抵消和产生时的相位角情况。

图1 免共振液压振动锤工作原理

(二)应用背景

龙东大道改建工程西起内环线张江立交东侧，东至郊环G1501，全长约13.85km。1标段设计范围西起内环线张江立交以东，止于金桥路(张江路)，全长3125m。整个1标段共设计钢管桩1500多根，长度均在35-42m之间，为保证工程施工安全和质量，采用分段沉桩方法。

(三)钢管桩分段沉桩

工程设计钢管桩单个桩身较长，桩径为400mm和700mm，桩径较大。分段沉桩过程中，设置吊耳方便吊装；同时在桩顶设置加强环，防止夹具对桩体造成损坏。分段沉桩顺序为：1)清理地面，标出桩心位置和半径；2)根据桩心位置、半径，安装定位导向架；3)起吊下节桩，通过定位导向架到达沉桩位置；4)插打沉桩，沉桩过程要时刻注意垂直度变化；5)下节桩沉桩到位，上下节桩焊接，接头增加加劲板，用经纬仪测量焊接垂直度；6)冷却5min后将上节桩沉桩到位，沉桩过程时刻注意垂直度变化。

图2 钢管桩分段沉桩现场

二、新型伸缩缝材料

(一)新型降噪橡胶伸缩缝

1标段桥面伸缩缝主要采用新型降噪橡胶伸缩装置，它由多个标准节段和非标准节段组成，每节段由边纵钢梁、波形橡胶板、加劲钢板、支承顶钢板、高阻尼减振橡胶支承、锚固钢板、定位固定螺栓、支承底钢板、锚固钢筋、节段接缝拉紧螺栓等组成。根据缝宽不同，使用了80型、120型和160型三种。图3为160型伸缩缝构造图。

图3 160型橡胶伸缩缝结构图

其优点在于：1)行进车辆轮胎着地面始终与波型伸缩槽沿口呈斜交接触，能充分降低轮胎冲击伸缩槽时产生的噪音；2)伸缩体支承钢板下设置高阻尼减振橡胶支座，增加了阻尼结果，可有效吸收轮胎的冲击动能，同时减小振动噪音，起到减振降噪作用。

(二)弹性无缝伸缩缝

在龙东大道中芯国际附近区域采用弹性无缝伸缩装置，其填缝材料为高弹性填缝材料，耐用性强，同时具有较高的撕裂强度和较低反作用力；填缝材料包覆多空角钢，两者密切结合，能够承受水平刹车力，交界面之间的粘结可避免渗漏。

其优点在于：1)伸缩缝表面与路面完全结合，无交界面，车辆通行时不引起振动和噪声；2)免维护，无需专门清理，可应用于旧缝翻新；3)无车辙效应，不造成跳车，耐磨性能高，可承受水平转动变形。图4为弹性无缝伸缩缝构造图。

图4 160无缝伸缩缝结构图

三、结语

高频免共振液压振动锤分段施工是沉桩的前提和指导，保证桩身垂直度是施工的关键。被广泛应用在市区有建筑住宅、地铁商超等人员密集、环保要求高的施工地段。橡胶伸缩缝和无缝伸缩缝材料可实现路面减振、降噪；同时无缝伸缩缝还可作为桥面旧缝改造的首选方案。