深水基础锁扣钢管桩围堰施工工艺

2020-06-19王凯

工程技术研究 2020年10期

关键词：围堰监测点钢管

王凯

（中铁十六局集团第四工程有限公司，北京 101400）

1 工程概况

地处贵溪市滨江镇的象山大桥，其起讫位置为K4+240～K5+480，桥的长度为1.168km；桥梁所处位置是信江冲积阶地，桥梁跨过河宽为400m的信江河。该地区为中亚热带温暖湿润季风气候，冬季干燥寒冷，夏季湿润炎热。

2 钢管桩围堰施工工艺

该工程12#、13#墩锁扣钢管桩围堰的施工过程如图1所示。

图1 12#、13#墩锁扣钢管桩围堰的施工过程图

2.1 钢管桩施工前相关的准备工作

（1）在完成冲孔桩的施工之后，冲孔机应该迅速撤离出来，并及时对孔桩施工平台进行清洁。

（2）当钢管运送到场地之后，技术人员应严格检查，合格后才能进行焊接施工。在焊接的时候，施工人员应先连续点焊，再满焊，且各个焊缝的厚度应该不小于4mm。结束钢管桩锁扣的焊接之后，施工人员应该检验两侧锁扣的质量，通常使用两根长度为2～3m的短桩进行检验，保证锁扣的垂直性。一旦发现存在问题，运用冷弯等办法对其进行修正。

（3）在施工的过程中应该对单根钢管桩的长度进行控制，通常情况下其长度应为20m，并将吊装孔设置在桩的一端。与此同时，还应该将黄油混合油膏涂抹在锁扣的阴阳头以及桩身的内外两侧，减小插打的阻力，进一步提升抗渗性能。

（4）在对钢管桩进行施工之前，应该严格做好放样定位和测量工作，明确各个钢管桩的位置以及围堰的角点位置。

2.2 钢管桩的堆放及吊运

在对钢管桩进行卸载和装载的时候，通常使用的施工方式为两点吊，在进行吊运的过程中通常采用单根起吊的方式。在这个过程中，为了防止锁扣变形，施工人员应该对锁扣阴阳头进行保护。在放置管桩的时候，应该先压实场地，再将管桩放在牢固平整的场地上。

2.3 对钢管桩进行插打施工

在对钢管桩进行插打的时候，应该从上游围堰顺桥从中心起向两边施工，并在下游的角桩处合拢。插打钢管桩的设备主要有80t履带以及60kW的振动锤，施工要点如下：

（1）在对锁扣钢管桩进行插打的时候应该单根逐根进行，先使用吊车吊起锁扣钢管柱，使其到达插点处，对准锁扣进行插桩，并轻轻锤击。

（2）在打桩的时候，为了使钢管柱保持垂直，通常在无导向框限位的两个方向放置经纬仪对其进行控制。为了避免锁扣的中心线平面发生位移，应该将卡板设置与打桩方向同向的钢管桩锁扣处。与此同时，为了方便及时矫正方向，施工人员还应该对导向框上每根钢管桩的位置进行计算。

（3）在插打第一、二根钢管柱的时候，应该严格控制其前进的方向及位置，每打1m就要测量一次。当达到规定的深度的时候，使用导向框和钢板对其进行固定，方便其作为样管起到导向作用。

（4）在进行插打的时候，应该严格按照“插桩正直、分散立纠、修正合拢”的要点进行施工。

2.4 安装钢管桩的内支撑

该工程中12#及13#墩上一共设置了两道内支撑，分别位于围堰顶以下10m以及3.5m处，内支撑的主要组成部分有斜撑、对撑以及围檩。围檩采用双拼I56b工字钢，第二道内支撑为双拼H型钢800#，第一道内支撑为双拼I56b工字钢。为了使围檩受力均匀，施工人员将水泥砂浆灌注在钢管桩和围檩之间的缝隙中。

在插打锁扣钢管的过程中，内支撑在场地进行预制，在进行安装的时候，施工人员可以直接进行吊放。在进行吊装施工之前，应该将临时短型钢牛腿焊接在围檩安装位置的下方，便于承受围檩自身的重量，随后再将围檩型钢吊装就位。在安装钢管桩支撑的时候，应该以设计要求为依据，使用三角加劲板对支撑接头以及围堰型钢进行焊接，与此同时，施工人员应该对焊缝进行检查，保证内支撑结构的稳定性。安装内支撑的顺序如下：

（1）将水抽到围堰顶部以下3.5m的位置，对第一道内支撑进行安装。

（2）安装好第一道内支撑之后，再将水抽到围堰顶部以下10m处，对第二道内支撑进行安装。

（3）安装完第二道内支撑后，施工人员可以进行开挖围堰内土方、混凝土环封以及抽水等工作，围堰内主要使用降水开挖土方的方法进行施工，当降水抽到河床面后，施工人员应该对其进行观测，观测时间一般不小于3h。当水位稳定之后，检查内支撑结构以及围堰钢管桩变形是否符合要求，符合要求后再进行围堰内土方开挖。

（4）观测8h以上后，如果锁扣的止水性、支护结构以及围堰的变形稳定性符合要求，便可继续对承台进行施工。

2.5 对钢管桩进行封水处理

在钢管桩围堰插打以及钢管桩支撑施工结束后，施工人员应该将专用的封水胶合剂灌入锁扣钢管桩的锁扣位置，且在对围堰进行抽水的时候，专业水手还应该对局部位置进行整修，保证封水的质量。

3 对锁扣钢管桩围堰进行施工监测

以标准规范以及计算成果为基础，选取结构状态观测点，对锁扣钢管桩围堰进行施工监测。这样不但可以检测支护结构的变形情况，还可以对支护结构构件的应力进行检测。在围堰支护结构建设的过程中，对其进行全方位监控的同时不能干扰支护结构以及地下结构的正常施工。

通常情况下，应该从施工的实际情况出发，在变形明显、受力大等具有代表性的位置设置围护桩观测点。在竖向位移监测点设置的过程中，应该沿着围护桩的周边，将监测点设置在围护桩阳角和中部的位置，各个监测点之间的距离不应大于20m，且监测的点的数量至少应有3个，与此同时，竖向位移监测点设置过程中应该以弯矩明显的位置为代表，监测点的间距应在3～5m的范围内。对横向间距以及监测点数量进行计算，每一边的监测点不得小于1个。

3.1 对位移测点进行布置

在围堰钢管桩顶部以及4个角桩点各设置1个测点，在下游围堰中点桩以及上游围堰中点桩也各设置1个测点，将两个测点设置在横桥向围堰中点。水平、竖向位移及精度要求如表1、表2所示。

表1 水平位移及精度要求

表2 竖向位移及精度要求

3.2 对应力测点进行布置

以围堰的受力特征及构造为基础，对应力测点进行布置，通常将测点设置在围堰上下层内支撑端部，上下两层各设置6个，与此同时，围堰工字钢中点处也应设置一个测点。

3.3 监测方法

（1）监测频率。在基坑工程和地下工程施工的整个过程中都应该进行基坑工程监测，通常监测过程从基坑工程施工前开始到地下工程施工完成才结束。对于周边环境比较特殊的工程，还应该延长监测时间，到变形稳定后才能结束。在确定监测频率的过程中，应该以自然条件和周边环境的变化、基坑和地下工程的施工过程以及基坑工程的等级为依据，如果监测值比较稳定，施工人员可以降低监测的频率；当出现如下状况时，施工人员应该增加监测的频率：①数据变化的速率增加或者数据变化较大；②监测的数值到达报警值；③周边平台和栈桥出现位移变形、不均匀沉降或者较大沉降；④支护结构发生开裂；⑤基坑侧部、底部出现流砂、渗漏以及管涌等问题；⑥基坑底部隆起。如表3所示。