董洋泱
中国一冶集团有限公司湖北分公司 湖北省武汉市 430000
摘要：工程施工中应用锁口钢管桩施工技术，可以有效提高施工效率及施工质量，确保项目在规定时间内完工。本文结合工程概况，对复杂条件下CO锁扣钢管桩深水围堰施工进行了分析及探讨。
关键词：锁扣钢管桩；围堰；施工
围堰工程是一门综合性很强的施工技术。锁扣式钢管桩围堰的设计与施工，既要保证整个支护结构在施工过程中的安全，又要控制结构及其周围土体的变形，以保证环境的安全。在安全前提下设计要合理，又能节约造价、方便施工、缩短工期。所以要提高围堰的设计与施工水平，必须选择合理的支护结构体系。
1工程概况
本文中该桥梁工程全长 1034 m，其中跨越的河流宽度为 560 m，河水深度在 4.2～7.3 m。河床底层的地质构造从上往下依次为浅黄色的沙砾层、粗圆砾土、卵石土、全风化花岗岩等。经过实际勘测及多种施工方案对比后，实际施工中采用在桥位填满石渣及黏土，将这个位置作为施工场地及便道，用黏土填筑施工平台，方便钻孔机施工承台时进行锁口钢管桩围堰插打，其他位置填筑时皆选用石渣进行填筑的施工方案。
2锁扣钢管桩围堰施工
2.1 钢管桩加工
为保证锁扣钢管桩质量，锁扣钢管桩厂内集中加工，按设计要求进场钢管桩、工字钢及小钢管，并安排专人按锁扣钢管桩尺寸设计制作锁扣钢管桩胎架，以保证锁扣钢管桩的结构尺寸。为保证钢管桩与工字钢及钢管的焊缝质量，应采用 CO 2 电焊机施焊，CO 2 电焊机焊丝具有深入锁扣内进行全面焊接，焊接效率高，焊缝强度满足力学性能及抗裂性能的优点。
2.2导向架的布置
插打前先设置定位桩，在定位桩上焊接第一道内支撑围囹作为钢管桩导向架。在插打前几根钢管桩前，先按钢管桩宽度在导向架上画出每根钢管桩边线，然后焊接长约4 m 的导向桁架。在导向架上下两侧设置限位装制，大小比钢管桩每边放大10 mm。
2.3钢管桩插打
钢管桩插打选择先横桥向再从上游围堰顺桥向中心施打，预留6～8根，再施打下游合龙，最后上游6～8根同步进行合龙。钢管桩采用50 t履带式起重机进行插桩，配备120 kW的振动锤，具体沉桩步骤如下。
（1）锁扣钢管桩采用单根逐根插打。首先进行插桩，先用起重机将锁扣钢管桩吊至插点处，将锁扣对准在插桩时，然后轻轻进行锤击。
（2）为保证钢管桩角度垂直，在打桩过程中，用两台经纬仪在无导向框限位两个方向加以控制。为避免锁扣中心线平面位移，按打桩进行的方向在钢管桩锁扣处设卡板，同时在导向框上提前标识各钢管桩的具体位置，有利于随时检查校正。
（3）首先打设的第1，2根钢管桩的前后位置和方向一定要准确无误，以便对后续钢管桩插打样管起导向作用。钢管桩每打入一定刻度后应及时测量，打至预定深度处应立即使钢板与导向框临时焊接固定牢靠。
（4）钢管桩插打顺序：先施工两侧，其次是上游（预留口），之后在下游角桩处合龙，最后上游预留口同步合龙。
（5）桩身内外侧及锁扣阴阳头均涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土 =2：2：1：2），以减小插打时的摩阻力，并加强防渗性能。
（6）插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合龙”的施工要点。
2.4 围堰合龙
在即将合龙时，测量并计算钢管桩底部的直线距离，再根据钢管桩的宽度，计算出所需钢管桩的片数，按此确定下一步如何插打。
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合龙选择在角桩附近（一般离角桩5～7根），如果距离有差距，可调整合龙边相邻一边离导向架的距离。为防止合龙处两根桩不在同一平面内，一定要调整好角桩方向，使其一面锁扣与对面的钢管桩锁扣尽量保持平行。
2.5内支撑钢管、围囹安装
围堰平面尺寸28.72 m×21.03 m，共设置4层内支撑。围堰顶高程为 +60.8 m，围堰底高程为 +44.580 m。第一道内支撑高程为59.300 m，第二道为56.300 m，第三道为53.300 m，第四道为50.800 m。锁扣钢管桩围堰内支撑腰梁采用2HW400H 型钢，斜向撑杆和纵向撑杆采用 ?630×10 mm 钢管，加强连接杆、竖向支撑杆采用 ?500×8 mm 钢管。为保证钢管受力均匀，与腰梁相接触钢管四周需加焊加劲板，围囹与钢管桩之间的连接采用托座形式。
内支撑在锁扣钢管桩插打施工的同时在场地进行预制，待安装内支撑时直接整体吊入到位。内支撑在吊入安装前先在安装部位下方焊接能承受支撑重量的临时支撑托座，然后吊内支撑型钢就位。
由于各别地方钢管桩内侧与内支撑型钢之间存在一定间隙，采用钢板在钢管桩上间隙处焊接牢固，特别注意围堰四角与内支撑的衔接。严格按照施工方案安装钢管桩支撑，对内支撑和支撑接头位置用钢板焊接紧密，焊缝质量要符合要求，使之形成强度与刚度达到稳定性的支撑结构。为便于施工安装顶层角撑前，先吊放二、三、四道围囹至第一道围囹下方。
2.6围堰泌水堵漏
锁扣能否止水是围堰成败的关键之一。为保证锁扣止水，有以下方法：（1）保证锁扣有足够强度不开裂，锁扣阴头采用 ?159 mm×7 mm 钢管，阳头采用 I18工字钢。（2）使锁扣有空隙进行堵漏，通过选择采用“○ -I”形锁扣，（3）锁扣空隙堵漏选择不易透水和易填压密实的材料，堵漏材料采用棉花加粘土的混合物，使用人工方式将棉絮和粘土混合物塞进锁扣内。
局部泌水严重时进行灌注水泥浆或堵漏剂，必要时外侧增加单排管桩形成夹心管桩墙。在锁扣内填筑袋装砂浆，能有效止水，且以后不会影响钢管桩拔除。采用比阴头钢管大一点的长条型特制编织袋，将编织袋放入锁扣阴头钢管中，利用直径42 mm 无缝灌浆导管伸入编织袋将其插到河床底面。砂浆采用 M2.5，坍落度180～200 mm。砂浆采用专用管道压浆泵，通过无缝灌浆导管从下面底部向上慢慢注浆，边灌边提升导管，导管提升速度不宜过快，导管埋入砂浆深度不小于2 m，直至孔口溢出砂浆灌满结束。
2.7封底混凝土施工
围堰封底混凝土施工平台利用钢护筒及钢管桩，在护筒及管桩顶铺设型钢连接成整体，护筒顶面平台之间搭设人员通道。围堰上下设置2个钢爬梯，由角钢焊接而成。爬梯设置扶手，确保上下通道的安全。浇筑封底混凝土前，必须清除钢护筒及钢管桩表面淤泥，以保证钢护筒与混凝土之间的粘结力。混凝土封底时应根据封底面积和水下混凝土的流动坡度确定多点布设封底导管位。灌注混凝土时，必须协调统一，使混凝土在围堰内的增长高度要基本一致。封底混凝土浇筑顺序为由围堰两边向中间，上游逐步向下游推进，一次浇筑完。
2.8抽水、硬化基层
水下封底混凝土达到设计的强度以后，将施工内支撑、围檩和围堰内的水抽干净，将桩头打破，使用高压水枪对封底的混凝土地面进行清理，垫层要找平，围堰的四周要设置积水坑，接着进行承台的施工，安排专人看护围堰抽水，防止围堰出现变形。
2.9拔除钢管桩
承台施工结束以后，墩柱要落在水面的上面，钢管柱拔除的时候使用履带吊配合液压振动锤的办法，先使用振动锤将管桩的锁扣振动松散，从而使土的阻力降低，接着边拔边振。钢管桩的引拔阻力比较大，使用间歇振动的办法拔除钢管桩。
总之，大桥水中墩锁扣钢管桩围堰施工过程中，钢管插打、围堰止水、结构稳定是成败的关键，施工时需要严格控制过程施作，并做好相关的水上作业安全保障，确保施工质量及劳动安全达标。
参考文献
[1]樊成.锁扣钢管桩在水中墩围堰的施工技术[J].建筑技术开发，2018年2期.
[2]路永龙.桥梁围堰工程中锁扣钢管桩的施工技术[J].建设科技，2016年7期.
论文作者:董洋泱
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：钢管论文; 围堰论文; 封底论文; 混凝土论文; 导向论文; 导管论文; 砂浆论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;