Ο○C组合钢管桩围堰施工技术

张世明 张天星

(黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150036)

1 工程概况

国道绥化至沈阳公路(G203)肇源至松原段建设项目松花江续建工程ZS01A合同段，主桥上部结构采用(75+5×120+75)m七跨预应力混凝土变截面连续刚构体系。下部结构为钻孔灌注桩，7#～12#处于深水中。承台平面尺寸14.8 m×13.2 m，水深9 m左右。

2 施工工艺

2.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

2.2 Ο○C钢管桩加工

Ο○C钢管桩加工选用有资质的钢结构加工队伍，钢管桩围堰设计长度为20.5 m，采购钢管原材料，市场上常见大直径成品钢管Φ630，○型钢管可采用无缝钢管或螺旋管，Ο、C钢管必须为无缝钢管。Ο○C组合钢管桩加工必须做到精确，尤其是ΟC咬合口的加工，Ο型钢管顺利打入C型口是围堰施工关键。

(1)在项目场地内搭建加工平台，制作钢管桩胎架，在加工平台留取等分线，分别对Ο○C钢管进行四等分放样划线。

(2)吊装主钢管在加工平台上，在钢管桩胎架上固定主钢管，根据放样的位置，安装Ο、C型钢管，先点焊固定，校核位置无误后，采用气体保护焊进行焊接，焊接时对称焊接、减少焊接变形。

(3)加工过程中，应及时校核组合钢管的位置，保证钢管组合加工位置的准确。

(4)钢管桩桩身接长焊接必须进行焊接工艺评定，按照焊接工艺评定的方法进行焊接，并进行检测。主钢管桩桩身接长采用内衬套管对接，Ο、C咬合口钢管接长对接焊接，相邻钢管桩接头错开35D(钢管直径)。

(5)Ο○C组合钢管加工质量校核无误后，按照设计的位置对Ο、C咬合口Ο型钢管间断开条型口、开长条形口，形成C口。主钢管桩端300 mm振动锤液压夹钳口夹持钢管桩，进行加固处理，角桩和合龙口桩根据量测的具体尺寸设计加工。

2.3 Ο○C钢管桩安装

(1)准备工作

①清理场地：(Ο○C组合桩插打前)用抓斗沿围堰Ο○C组合钢管桩轮廓线所占区域进行全面的抓探摸排，清理河床中施工时可能遗落的物件及不可预见物品，必要时派潜水员水下摸排，确保Ο○C组合钢管桩能顺利打入。

②根据钢围檩设计位置，割除钻孔时的钢护筒，在钢护筒上焊接第一道围檩框架，钢围檩采用双56工字钢焊接，同时安装第一道并打入首根角钢管桩的铺助定位桩(根据实际情况而定)。

③在将加工好的Ο○C组合钢管桩采用自制的炮车运输到施工栈桥上。

④组合钢管桩结构C型口钢管桩在插打前，C型口内涂满润滑油。

(2)Ο○C钢管桩安装

①根据河床地质情况及河床冲刷深度，围堰结构形式，打入河床深度7 m左右，采用85 t履带吊配合DZ90S电动振拔机进行插打。

②钢管桩插打从顺桥向从江中心向岸侧方向，定位桩预先插打，先打角桩，钢管桩紧贴导向框插打，保证其垂直度[1]。并在导向框中设置对钢管桩的限位装置，以防止随着插打钢管桩受ΟC咬合口影响发生倾斜。角桩打入后预留4～5 m深度，将主钢管中的水抽出，测量角桩主钢管的垂直度，保证第一根角桩的垂直度不大于0.5%[2]，若不满足要求，及时纠偏调整后，插打到设计位置。

③桩体沉入时，由于ΟC咬合口的摩擦力作用，会带动临近钢管桩体下沉，不利于桩顶高程控制。在第二根钢管桩插打至外露2～3 m时停止插打，然后进行第三根钢管桩插打[1]，第三根钢管桩插打至与第二根钢管桩齐平时，停止第三根钢管桩插打，将第二根钢管桩剩余部分插打到设计高程，然后开始第四根钢管桩插打，插打至与第三根钢管桩平齐时停止，插打完成第三根钢管桩到设计高程。有时插打时，会带动临近的钢管桩下沉或上升，需反复进行插打。

④履带吊将钢管桩吊至插点处进行打桩，对准ΟC咬合口，C型口抹上润滑油，启动振动开关，振动锤振动作用下，使钢管桩下沉。为防止钢管桩振动下沉时偏移，在围檩上焊接限位装置，阻止钢管桩偏移。

⑤钢管桩围堰合龙口施工，在插打至最后5根桩左右时，准确测量合龙口的宽度，并通过BIM或CAD软件进行模拟打入情况，通过改变主管直径、ΟC咬合口的角度，加工合适的异形钢管桩实现合龙。

⑥钢管桩插打时以标高控制为准，贯入度控制为辅，如遇特殊情况不能插打至设计标高时，应停下来分析原因，待妥善解决后方可进行下一步施工。

3 封底混凝土施工

(1)封底采用水下封底混凝土工艺，测量围堰内河床高程，如果河床高程高于设计封底高程，采用抓斗或水泵将围堰内的土清除；如果低于封底混凝土底高程，在围堰内回填砂土，封底混凝土底30 cm范围内回填粒径40 mm左右的碎石。封底混凝土分两次浇筑，混凝土强度等级C30。第1次水下浇筑175 cm，第2次浇筑封完底后，将围堰内水抽干，浇筑25 cm厚调平层。

(2)封底混凝土应进行专门的配合比设计和验证，确保其具有良好的坍落度和扩展度(坍落度宜为200 mm±20 mm，坍落扩展度不小于500 mm)。封底混凝土浇筑前利用钢护筒搭设施工平台，在封底范围内布设2套导管。

(3)灌注封底混凝土时，导管底口距河床面不应超过20 cm。封底混凝土采用分块浇筑，从承台一端开始向另一端逐渐推进，每一个下料点控制范围不超过10 m2。根据封底布料点导管的施工顺序依次将混凝土输送到需要浇注部位的导管内。用测绳或探杆及时测量封底混凝土浇筑部位的高度及面积，满足浇筑高度后，移动导管位置。移动导管时，须缓慢移动，不能脱离水下封底混凝土，如果脱离了，直接拔除导管换到其他位置重新进行封底混凝土浇筑。

(4)为便于承台施工期间围堰内积水汇集，25 cm调平层浇筑时宜设置适当坡度(中间高四周低)，在调平层上一角隅设集水井，边侧设排水沟槽以利于将积水汇入集水坑内。

4 围堰内降水、围檩安装

(1)围堰平面尺寸20 m×18.5 m，共设置三道围檩支撑。围檩围堰顶高程为+128.8 m，围堰底高程为 +108.3 m。第一道围檩支撑高程为127.8 m，第二道围檩高程为125.3 m，第三道围檩高程为122.8 m。围檩采用双56a工字钢，斜向支撑采用Φ630钢管。为保证钢管受力均匀，钢管四周需加焊加劲钢板[3]。

(2)打入的钢管桩合龙后，浇筑封底混凝土，降水施工，堵漏(如果有)，安装第二道围檩，抽水到第二道围檩位置，割除钢护筒，安装第二道围檩，重复安装到第三道围檩。

5 堵 漏

Ο○C组合钢管桩围堰降水施工后，如果有漏点，需及时处理。堵漏的材料采用60%的粘土、20%的锯末、20%的水泥，加少量的水拌和均匀，形成可塑性材料，装入狭长的编制丝袋，降水到一定高度后，查看钢管桩漏点的位置，将丝袋的堵漏材料，倒入到漏点处Ο型管中。围堰内、外的水压力差形成对流，将倒入Ο管中的堵漏材料，带到漏点处，形成堵塞点，达到止水的目的。局部ΟC咬合口管桩漏水严重时，停止降水，在漏水管桩内填充麻絮，采用高压灌注水泥浆或堵漏剂，边灌边提升注浆管，导管提升速度不宜过快，直至Ο型管孔口溢出水泥浆，达到止水的目的。

6 结 语

Ο○C组合钢管桩围堰结构，单体钢管组合焊接成型，钢管桩加工、拼装简单，刚度较大，阻水路径长、止水方便、定位容易，安全性高、机械设备投入少，重复利用率高，施工成本较低。具有广泛的应用推广价值。