林武

（福建一建集團(tuán)有限公司）

基于鋼棧橋應(yīng)用深基坑施工的技術(shù)初探

林武

（福建一建集團(tuán)有限公司）

鋼棧橋作為運(yùn)輸載體廣泛應(yīng)用于橋梁和大壩施工中，由于城市建設(shè)的需要鋼棧橋的便捷高效正普遍應(yīng)用于深基坑施工土方運(yùn)輸中。本文選用了福州正祥中心工程鋼棧橋施工作為研究案例，首先從鋼管樁施工工藝進(jìn)行介紹，進(jìn)而針對鋼棧橋上部結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行研究，最后對鋼棧橋施工質(zhì)量提出一些解決措施，希望對相關(guān)的人員具有指導(dǎo)與參考作用。

鋼棧橋；施工技術(shù)；工藝

1　引言

目前常見的鋼棧橋根據(jù)橋基形式主要劃分為沖鉆孔灌注預(yù)埋鋼管樁鋼棧橋、完全可拆卸式鋼棧橋、上部可拆卸式鋼棧橋。綜合工期、造價、環(huán)境污染、施工難度以及對結(jié)構(gòu)主體破壞等因素分析，本工程采用上部可拆卸式鋼棧橋作為土方開挖運(yùn)輸。此類鋼棧橋采用鋼管樁作為樁基，鋼構(gòu)焊接作為橋系，預(yù)制板作為橋面板，符合深基坑施工要求工期短的特點(diǎn)可充分降低對城市中道路和周邊建筑的影響，并有效地降低了土方開挖對環(huán)境的污染。在城市建設(shè)中發(fā)揮了很好的作用。

2　工程實例

正祥中心工程±0.00相當(dāng)于羅零高程7.900m，地下室一層底板面標(biāo)高為-5.700m，地下室二層底板面標(biāo)高為-10.900m，地下室三層底板面標(biāo)高為-16.100m，底板厚地下一層0.35m，地下二層0.600m，地下三層0.750m，墊層厚0.15m，基坑開挖深度三層地下室約16.2m，二層地下室約10.85，一層地下室約5.40m，從施工安全性與便捷性角度分析，工程施工任務(wù)的完成與施工質(zhì)量之間有著緊密聯(lián)系，通過經(jīng)濟(jì)實用且安全鋼棧橋的施工能夠最大程度促進(jìn)質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)。從樁基施工需求和現(xiàn)場勘查出發(fā)，鋼便橋架設(shè)的基本形式為：橋梁共兩幅全長約為90m左右，橋面凈寬為8m。（詳見圖1鋼棧橋平面布置圖）

圖1　鋼棧橋平面布置圖

3　鋼管樁施工工藝

3.1管樁運(yùn)輸

組織13m大型運(yùn)輸車輛，調(diào)運(yùn)12m標(biāo)準(zhǔn)φ600×8.0管樁至現(xiàn)場指定位置整齊堆碼待用。杜絕嚴(yán)重銹蝕，變形等管樁進(jìn)入施工現(xiàn)場，現(xiàn)場技術(shù)員與監(jiān)理人員監(jiān)督，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不合格管樁必須清退出場。

3.2施工準(zhǔn)備

①現(xiàn)場接入電源，電源必須滿足用電荷載，經(jīng)專業(yè)電工檢查確認(rèn)后，方可使用。②在管樁施工前，便橋橋頭混凝土條形基礎(chǔ)施工完成且要求強(qiáng)度須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度90％，預(yù)埋件安裝位置準(zhǔn)確。③由測量人員準(zhǔn)確放樣，定出便橋管樁施工平面位置。

3.3鋼管樁的加工與制作

針對便橋鋼管樁的加工制作需要從實際需要出發(fā)，選擇相對平整的場地進(jìn)行接樁，除了焊接接頭的使用之外，還可采用200mm×200mm×8mm的鋼板三塊加強(qiáng)幫焊，保證焊縫的飽滿度，控制好設(shè)計值與接好鋼管樁樁長之間的差距。

3.4關(guān)于管樁的施工與安裝問題

采用50t履帶吊車的形式附帶有45kW的振動錘展開施工，完成φ600×8.0管樁的安裝，利用25t汽車完成履帶吊車作業(yè)半徑之內(nèi)管樁的調(diào)運(yùn)，這對于管樁施工速度的加快至關(guān)重要。在吊起45kW振動錘之后利用液壓鉗對管樁進(jìn)行垂直起吊操作，并將其置于需要安裝的具體位置上。人員對其定位之后針對管樁垂直度的測量應(yīng)當(dāng)將誤差控制在2cm之內(nèi)。在確保平面位置和復(fù)核垂直度與設(shè)計要求相滿足之后利用45kW振動錘將其打入土內(nèi)。因此，在便橋施工方面具體的承載力要求應(yīng)當(dāng)在挖開第一層土方之后由專門的技術(shù)人員對管樁頂標(biāo)高高差進(jìn)行計算，嚴(yán)格對管樁入土深度進(jìn)行控制，這能夠最大程度降低管樁承載力對便橋使用過程中的影響。鋼管樁的最終樁底標(biāo)高由入土深度和承載力同時控制，若鋼管樁無法施打至設(shè)計標(biāo)高，及時匯報、分析原因，拿出解決辦法，從設(shè)計要求來衡量鋼管樁的實際入土深度，確定其是否與設(shè)計承載力要求相滿足。值得注意的是，還有一種存在的情況那就是盡管達(dá)到了設(shè)計中的入土深度，然而鋼管樁卻還是出現(xiàn)急速下沉的現(xiàn)象，這就需要通過錘擊度對其實施復(fù)核。按此方法，逐步完成每跨鋼管樁的施工。

3.5管樁施工質(zhì)量保證措施

①管樁入土深度經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)員計算確定，施工時管樁入土長度不得低于設(shè)計長度，避免土方開挖后降低管樁承載力；②管樁入土深度達(dá)到設(shè)計值時，下沉速度仍較快時，分析原因，必要時增加管樁施工長度，下沉速率控制為15s內(nèi)不大于5cm；③管樁入土深度未達(dá)到設(shè)計長度，但下沉速率已滿足15s內(nèi)不大于5cm時，為保證管樁土方開挖后承載力，使用90kW振動錘將管樁擊打至設(shè)計深度；④用直尺測量，管樁平面誤差±10cm；⑤用測錘量取垂直度，誤差＜0.3％L且不大于2cm（L為管樁高度）。

4　棧橋上部結(jié)構(gòu)的安裝操作

一般將25t汽車吊車用于棧橋上部結(jié)構(gòu)的施工當(dāng)中。

4.1關(guān)于H型鋼加工與制作

（1）具體工藝流程：①在材料檢驗部分除了涉及到材料質(zhì)量檢查與規(guī)格確認(rèn)之外，還需要對工程所選用的具體型號進(jìn)行檢查；②質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)的確定應(yīng)當(dāng)與國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求相符合；③檢驗方法方面可利用卡尺和鋼卷尺完成型號的檢查，并對鋼材質(zhì)量復(fù)試報告進(jìn)行檢查。

（2）放樣與號料環(huán)節(jié)：①在放樣劃線操作過程中需要對螺孔和裝配標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注，明確具體的板位置與方向，檢查基準(zhǔn)線和中心線，并完成樣板的制作；②除了預(yù)留尺寸安裝和切割加工余量之外，對安裝時焊接收縮余量的控制也十分重要；③在正式劃線之前若是存在材料變形或是彎曲問題應(yīng)當(dāng)對其實施矯正。

（3）下料操作：一般采取的是數(shù)控多頭切割機(jī)下料的方式完成鋼板下料，并清除干凈切割表面的污物與鐵銹，提高切割件的平整度，通過對操作規(guī)程的調(diào)整與最佳參數(shù)值相契合。

①如表1所示，為質(zhì)量檢驗的具體標(biāo)準(zhǔn)；

表1　切割允許偏差值范圍（單位：mm）

②切割面與剛才剪切面之間沒有分層、夾渣和裂紋存在；

③在質(zhì)量檢驗方面除了目測之外還可利用鋼尺或是放大鏡對其進(jìn)行檢查。

4.2焊接環(huán)節(jié)

采用手工焊接的方式突出門式自動焊的使用優(yōu)勢：①清除干凈焊接后30～50邊緣范圍內(nèi)的毛刺污垢和鐵銹，避免焊接氣孔缺陷的發(fā)生；②保證焊接坡口形式與母材材質(zhì)的統(tǒng)一化，同時長度也應(yīng)達(dá)到預(yù)期要求；③手工電弧的使用應(yīng)當(dāng)趨向于功能齊全且狀態(tài)良好的電焊機(jī)，利用烘干箱烘干所選用的焊條。

4.3I50a工字鋼縱梁拼裝問題

在縱梁位置確定方面需要在放線之后實施，避免棧橋軸線的偏移問題。安裝縱梁的過程中需要明確現(xiàn)場技術(shù)人員的放樣位置，提高棧橋的均勻度，完成縱梁的安放后穩(wěn)定下橫梁焊接，將單邊焊縫控制在15cm左右，需要注意的是，在完成焊接之前不應(yīng)存在吊車和吊繩的脫鉤現(xiàn)象，這極易引發(fā)縱梁側(cè)傾事故。如圖2所示，下橫梁與縱梁之間完成焊接之后需要對三角加勁板進(jìn)行加焊。采用200mm×200mm×12mm完成工字鋼的鋼板焊接，同一斷面內(nèi)無論是接頭位置還是焊接接頭強(qiáng)度都需要控制在50％之內(nèi)。

圖2　三角加勁板加焊

4.4橋面系安裝與拆除操作

利用1000mm×1961mm×200mm C25混凝土鋼筋完成行車板的預(yù)制操作，并借助25t吊車的配合用80mm×4mm鋼條壓住拼縫。

便橋欄桿高1.2m，鋼管焊接采用φ50×3.5mm焊接，其中立柱間距為2m左右，統(tǒng)一用紅白油漆對欄桿進(jìn)行涂刷，提高布置的美觀度。此外，在棧橋入口位置還需要完成車輛限重標(biāo)志牌與車輛限速警示牌的設(shè)置。便橋要安排專門的衛(wèi)生打掃人員兼安全監(jiān)察員，保證棧橋的清潔。并在入口出設(shè)置水泵一套，進(jìn)入車輛如車輪帯泥，必須沖洗干凈方許車輛進(jìn)入棧橋，防止車輪在棧橋上打滑發(fā)生安全事故。棧橋使用完成后，按照先下后上，先縱后橫的順序?qū)Ρ銟虻纳喜拷Y(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除。

5　提高鋼橋施工質(zhì)量的有效措施

從鋼橋的安全和質(zhì)量方面分析，橋梁車輛運(yùn)輸任務(wù)的承擔(dān)需要對應(yīng)有切實有效的保證措施：

①對分項施工技術(shù)方案和施工組織設(shè)計進(jìn)行編制，完成全面的技術(shù)交底工作，提高施工技術(shù)規(guī)范的嚴(yán)謹(jǐn)性與有效性；②技術(shù)負(fù)責(zé)人組織工程部門需要計算和校核鋼橋施工情況，在經(jīng)過上級部門審批之后保證驗算結(jié)果與通行要求相符合；③每根管樁施工前必須檢查管樁垂直度（垂線尺量，＜0.2％且不大于2cm）及平面位置（尺量，±10cm）滿足規(guī)范要求；④每個墩位鋼管樁施工完成后，應(yīng)及時設(shè)置剪刀撐及水平撐，剪刀撐或水平撐采用25#槽鋼；⑤定期檢查焊接不得使用低于E50型號的焊條，焊縫質(zhì)量必須嚴(yán)格控制（飽滿，無沙眼、無裂紋）；⑥鋼管如銹蝕嚴(yán)重或嚴(yán)重變形，應(yīng)清退出場，不得用作鋼橋的基礎(chǔ)部分；⑦嚴(yán)格按照設(shè)計書指導(dǎo)鋼橋施工，若是這其中存在地質(zhì)狀況難以預(yù)計或地質(zhì)變化較大，項目部技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行認(rèn)真分析和討論，完成變更方案的擬定并將其上報至相關(guān)監(jiān)理部門，確定最終的鋼便橋施工方案；⑧關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的制作問題：a.鋼材的選購需要具備相關(guān)的原始資料和出廠合格證，且進(jìn)廠鋼材需要經(jīng)過必要的復(fù)試方能夠被投入使用；b.加工設(shè)備選擇需要保證其功能齊全和性能的優(yōu)越性，采用單面45°坡口對接完成H型鋼翼緣板的制作，而單面45°坡口斜接則用于腹板當(dāng)中；c.所使用的焊條需要對應(yīng)材質(zhì)報告，使用之前對其進(jìn)行烘干，確保母材與焊劑和焊絲相統(tǒng)一；d.從技術(shù)、安全交底及質(zhì)量角度出發(fā)，操作人員必須堅持持證上崗的原則；e.對接焊縫時需要對應(yīng)相關(guān)的超聲波探傷試驗，且規(guī)定的檢測等級必須為二級；f.由中碳鋼制作而成的鉆套是為了更好地提高制孔的精度，通過淬火處理的方式控制好鉆模的內(nèi)孔直徑，且鉆模的厚度通常為15mm；g.從制作精度角度分析，預(yù)放收縮量是鋼構(gòu)件下料時尤其需要重視的環(huán)節(jié)，以工件大小為依據(jù)確定預(yù)放量；h.提高焊接順序制定的合理性，數(shù)種焊縫施焊的過程中需要先處理存在嚴(yán)重收縮變形的橫縫，之后再完成縱向焊縫的焊接；i.在加勁肋板零件組裝之前完成主焊縫的焊接操作，以焊后變形需要為依據(jù)確定主焊縫的焊接順序，采用交錯進(jìn)行的方式展開。

6　結(jié)束語

俗話說牢固的地基是筑造高樓前提，而鋼棧橋則是基礎(chǔ)順利完成的良好保證，因此保質(zhì)保量完成鋼橋施工顯得尤為重要，通過上文的一些措施，以提供安全、可靠的鋼棧橋能夠給企業(yè)土方開挖節(jié)約大量成本，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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U445.4

A

1673-0038（2015）27-0287-03

2015-6-22

林武（1982-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事工程項目施工管理工作。