王 德 明

(中鐵九局集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

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談急流及巖層裸露地區(qū)深水鋼棧橋施工技術(shù)

王 德 明

(中鐵九局集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

通過(guò)對(duì)急流、基巖裸露地區(qū)鋼棧橋施工中管樁施打及管樁定位較困難情況的分析，提出了錯(cuò)位引孔施工技術(shù)，并設(shè)計(jì)制作了裝配式懸臂導(dǎo)向架等施工措施，達(dá)到了節(jié)約工期、減少投資、消除安全隱患的效果。

棧橋，鋼管樁，導(dǎo)向架，施工工藝

1 工程概況

棧橋以其施工便捷、鋪架速度快、整體穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，在水中墩施工中得到了廣泛應(yīng)用，但這一技術(shù)在黃河上游地段，因其黃河上游的復(fù)雜地質(zhì)及特殊水文條件，棧橋的管樁基礎(chǔ)無(wú)法施工而未能實(shí)施，一直采用古老的筑島法施工，隨著物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，對(duì)環(huán)境的要求也越來(lái)越高，環(huán)保意識(shí)也不斷增強(qiáng)。同時(shí)根據(jù)文明施工及黃河環(huán)保等相關(guān)制度的不斷建立、健全，在黃河上游地段水中墩施工中修建棧橋已經(jīng)是迫在眉睫。

本文以蘭州市境內(nèi)新建蘭渝鐵路南坡坪黃河特大橋和新建蘭州至中川機(jī)場(chǎng)鐵路西固黃河特大橋施工中所修建的鋼棧橋?yàn)楣こ虒?shí)例，針對(duì)黃河上游地段地質(zhì)堅(jiān)硬：上覆2 m～3 m漂石層(σ0=600 kPa)、下覆弱風(fēng)化砂巖(σ0=450 kPa)；水文條件復(fù)雜：平均流速3.5 m/s，平均水深8.5 m，每天受上游電站影響，水位產(chǎn)生1.5 m的高差變化所造成的管樁無(wú)法打進(jìn)、無(wú)法定位等技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出施工中采用水井鉆對(duì)棧橋基礎(chǔ)管樁進(jìn)行引孔并灌沙施工、自行設(shè)計(jì)制作的懸臂導(dǎo)向架對(duì)鋼管樁進(jìn)行輔助定位，成功進(jìn)行了棧橋施工。

2 施工工藝

2.1 總體思路

鋼棧橋下部結(jié)構(gòu)采用鋼管樁基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。棧橋樁基采用D600×10 mm的螺旋鋼管，樁中心間距4.0 m，每處設(shè)樁基4根，鋼管樁間采用[20a做剪刀撐、φ426×8 mm的鋼管或[20a槽鋼做平聯(lián)，使之形成板凳樁結(jié)構(gòu)。樁頂設(shè)由兩根Ⅰ45b工字鋼拼制而成橫梁，橫梁上方延橋向鋪設(shè)縱梁，縱梁采用單層6排貝雷梁不加強(qiáng)，橫向中心間距90 cm，橋跨形式采用20-(9 m+3 m)，橋面采用自制橋面板，橋面板每塊寬度為1.26 m，長(zhǎng)6 m，沿橋向橫向鋪設(shè)，每塊橋面板縱向設(shè)3根[14a槽鋼，橫向設(shè)[14a槽鋼@300 mm，上鋪10 mm厚螺紋鋼板。

鋼棧橋施工采用逐孔架設(shè)法施工，鋼管樁基礎(chǔ)采用50 t履帶吊懸吊DZ-90型振動(dòng)錘通過(guò)導(dǎo)向架直接沉樁就位，先施工12 m處的兩根鋼管樁，結(jié)束后開(kāi)始焊接剪刀撐及平聯(lián)，利用50 t履帶吊吊裝橫梁工字鋼、鋪設(shè)臨時(shí)縱梁貝雷片及橋面板，然后施工9 m處的兩根鋼管樁，插打結(jié)束后對(duì)9 m處的兩根鋼管樁進(jìn)行引孔及灌沙施工，然后拆除臨時(shí)貝雷梁和橋面板，對(duì)9 m處鋼管樁和12 m處鋼管樁進(jìn)行平聯(lián)和剪刀撐施工，形成一個(gè)穩(wěn)定的板凳樁結(jié)構(gòu)，最后吊裝9 m處工字鋼橫梁和該孔跨的縱向貝雷梁及橋面板。循環(huán)施工直至結(jié)束。

2.2 施工要點(diǎn)

1)鋼管樁的制作及運(yùn)輸。鋼管樁由廠家加工成型，廠家必須提供卷制鋼管樁所用鋼材的產(chǎn)品合格證、質(zhì)量保證書(shū)以及鋼管樁的出廠產(chǎn)品合格證。

2)導(dǎo)向架設(shè)計(jì)與安裝。裝配式懸臂導(dǎo)向架需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，與貝雷梁結(jié)合使用，采用型鋼加工而成，從而控制鋼管樁的平面位置及垂直度。即采用型鋼焊接一個(gè)主梁，主梁末端采用栓接固定在已鋪設(shè)的貝雷梁上，使其具有很好的抗剪能力和橫向穩(wěn)定性，可抵抗鋼管樁在振打過(guò)程中所產(chǎn)生的壓力。導(dǎo)向架主梁前端焊接桁架及欄桿，最前端焊接兩個(gè)中心間距4.5 m、邊長(zhǎng)635 mm的正方形框架。使鋼管樁沿前端框架下沉，通過(guò)兩臺(tái)全站儀進(jìn)行觀測(cè)，上部再利用振動(dòng)錘進(jìn)行擺正，全部調(diào)整合格后在啟動(dòng)振動(dòng)錘振沉管樁。

3)鋼管樁插打及焊接。a.鋼管樁各項(xiàng)偏差滿(mǎn)足要求后，利用DZ90振動(dòng)打樁錘插打鋼管樁。直到不再進(jìn)尺，且在壓力達(dá)到150 kPa以上時(shí)停止振動(dòng)，不能強(qiáng)行施沉，以免鋼管偏位或變形;b.鋼管樁施打時(shí)，若樁頂有損壞或局部壓屈，則對(duì)該部分予以割除并接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高；c.如鋼管樁需要接長(zhǎng)時(shí)，鋼管樁接頭處必須滿(mǎn)焊，焊縫必須飽滿(mǎn)，由質(zhì)檢員進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)，檢測(cè)合格后，整個(gè)鋼管樁二次振打。

4)引孔施工。首先，根據(jù)地基設(shè)計(jì)承載力要求推算單樁抗壓承載力；然后根據(jù)推算的單樁抗壓承載力推算管樁打設(shè)深度，最后進(jìn)行引孔及振打。根據(jù)其地質(zhì)特點(diǎn)及計(jì)算深度，采用φ550 mm的水井鉆對(duì)φ630 mm的管樁進(jìn)行沖擊引孔，再在引孔的基礎(chǔ)上振動(dòng)下沉鋼管樁的施工工藝，同時(shí)利用板凳樁的優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)成功解決引孔鉆機(jī)的工作平臺(tái)問(wèn)題。即先施打12 m處的鋼管樁，鋪設(shè)貝雷梁，形成平臺(tái)，再插打9 m處的鋼管樁，然后對(duì)9 m處的鋼管樁進(jìn)行引孔施工、振動(dòng)錘振沉，使其達(dá)到設(shè)計(jì)深度。

5)灌砂法施工。針對(duì)由于引樁施工導(dǎo)致管內(nèi)空、無(wú)內(nèi)摩擦力的問(wèn)題。采用在引樁施工完畢的鋼管樁內(nèi)利用自制下口可控式漏斗灌入粗砂，使管內(nèi)形成密實(shí)的水含砂實(shí)體，以增加鋼管樁的自重、剛度及內(nèi)摩擦力，其灌注粗砂的高度為管樁外最高水位高度。

6)板凳樁結(jié)構(gòu)施工。針對(duì)鋼管樁采用引孔導(dǎo)致的前兩根樁不穩(wěn)定，采取引孔施工的樁基穩(wěn)定的實(shí)際情況及增加樁基整體穩(wěn)定性的要求，對(duì)樁基采用板凳樁形式。即采用(9+3) m的跨徑形式，在3 m處設(shè)置一個(gè)板凳樁，每個(gè)板凳樁由四根鋼管樁組成，四根樁基通過(guò)平聯(lián)及斜撐連接成一個(gè)整體。在充分考慮水上焊接的施工難度及平聯(lián)阻水等因素，平聯(lián)在順?biāo)鞣较虿捎貌垆?，在迎水方向采用圓管的方案，并制定了焊接質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

7)上部結(jié)構(gòu)鋪設(shè)方法。上部工字鋼橫梁、貝雷梁及橋面板采用場(chǎng)外整體拼裝成型，50 t履帶吊吊裝，逐孔架設(shè)法進(jìn)行施工。減少了水上作業(yè)時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，確保了施工安全。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該工程實(shí)例，對(duì)在急流、基巖裸露地區(qū)鋼棧橋的施工提供了新的思路，在施工生產(chǎn)方面，它工序簡(jiǎn)單、易操作，保證了水中通道的安全，在目前大西北建設(shè)中越來(lái)越多的橋梁將跨越黃河上游這一急流、基巖裸露的地區(qū)，本文介紹的棧橋施工方法具有一定的推廣意義。

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Discussion on deep-water steel trestle construction technology in torrent and bare rocky region

Wang Deming

(ChinaRailway9thBureauGroupCo.,Ltd,Shenyang110000,China)

Through analyzing pipe pile construction and pipe pile locating difficulties in steel trestle construction of torrent and bare rocky region, the paper puts forward mismatching hole-guiding construction technologies, designs and formulates assembly-style cantilever guiding frame and other construction measures, and finally achieves effects of saving construction duration, reducing investment and demolishing safety hazards.

trestle, steel-pipe pile, guiding frame, construction technology

2016-11-25

王德明(1983- )，男，工程師

1009-6825(2017)04-0185-02

U445

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