钢栈桥基础锚固施工技术研究

徐良安

（中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆 400037）

跨河桥梁工程施工中，水中结构施工多根据所采用的围堰方案，采用土方填筑临时道路和操作平台或采用水中钢栈桥与钢平台的措施方案，为结构施工提供充足的工作面。文章针对漯河市解放路沙河大桥的结构设计特点、工程所处的环境特点，本着安全、经济的原则，结合中铁十一局集团第五工程有限公司实际情况，提出采用钢栈桥加钢平台的措施方案，为结构施工提供作业面。文中，针对各种工况的受力情况，采用MIDAS 建模，深入分析栈桥、平台在拟定工况下的变形以及结构强度，为漯河市解放路沙河大桥水中结构的施工，提供了必要的理论依据。

1 设计概况

施工栈桥设置在线路右侧，其中郑州侧（小里程方向）栈桥长60m，跨度（12+9+6+3×9+6）m，宽度900cm，栈桥桥面标高175m，钢管桩采用φ1000×12mm 钢管，单排设置两根钢管桩，钢管桩横向间距630cm 并采用钢管φ630×10mm 钢管连接成整体，桩顶设置双拼工40b作为横梁，横梁上布置贝雷梁，横向间距采用90cm、45cm 花窗连接，贝雷梁上铺设工18b 分配梁，间距为225mm，最后铺设5.75mm 厚花纹钢板。

2 栈桥施工方案

钢栈桥施工采用逐孔振沉钢管桩、逐孔架设上部结构的施工方法，即“钓鱼法”施工。钢栈桥上部结构采用150T 履带吊进行架设。各主要工序施工顺序为准备工作→钢管桩施工（冲击钻冲孔施工）→钢管桩间平联和剪刀撑、桩顶分配梁施工→贝雷梁架设→型钢分配梁施工→锚固桩施工→桥面系及附属设施的施工。

2.1 钢管桩施工

栈桥分别由10#、11#墩岸边处向10#、11#承台逐跨施工，利用现有的道路运输机械设备及材料进场。施工前需向相关部门报批，并取得水上施工许可证方可施工，同时需安置航标，对航道进行保护，保证通航安全。材料设备到位后在栈桥桥台处准确设置导向架，用150t的履带吊机在岸边起吊第一排第一根钢管桩放入导向架初步标识位置，测量人员确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振动锤振动，依靠振动锤冲击力和钢管桩重力插入覆盖层中。

（1）钢管桩沉放。①陆上钢管桩沉放。陆上部分桩底基础采用扩大基础施工。底模采用开挖基底，夯机夯实，铺5cm 厚碎石垫层，垫层顶面抹5cm 厚水泥砂浆作为扩大基础底模，四周边模采用组合木模板现场拼装。基础内预埋钢板，钢管桩与预埋钢板之间进行环焊，浇筑混凝土时确保预埋钢板底混凝土振捣密实。

②水中钢管桩沉放。振动锤采用液压夹具，通过液压油缸的进油和回油实现迅速夹紧钢管和放松钢管。利用夹具夹住钢管桩，同时用履带吊通过钢丝绳吊住钢管桩顶。准备好后，履带吊通过振动锤及钢丝绳直接起吊钢管桩，在测量引导下调整钢管桩到测量标定的桩位后快速下钩，钢管桩靠自重入土稳定后，开启振动锤振动下沉钢管桩暂时稳定。桩顶铺设好型钢主梁及桥面板后，使用直径800mm 冲击钻在钢管立柱内冲孔施工锚固桩，待同一排锚固桩施工灌注完成后，履带吊前移，进行插打下一跨钢管桩。按此方法，循序渐进地施工直至完成栈桥搭设。

钢管桩每排桩施打完毕后，马上用Φ630×10mm钢管焊接钢管桩作为横向剪刀撑，以防水流的冲击力而使钢管桩倾斜，影响正常施工和造成不必要的损失。

栈桥开始施工前设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标志，以保证安全。

③钢管桩沉放应注意：振动锤重心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上；每一根桩的下沉应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难；每排钢管桩下沉到位后，应立即进行桩之间的连接，增加桩的稳定性，避免水的反复冲击产生钢管的疲劳断裂，以至发生意外事件。沉桩到位后，用水准仪测出桩顶高程，为安装墩顶纵梁横梁提供数据。

施工过程中，安排专人对河床冲刷深度进行定期测量，及时掌握冲刷深度。因长度不够需在加工场或现场对接时，钢管桩对接面必须打“坡口”，同时将钢管桩对接前接口焊缝上下30mm 处两侧的铁锈、氧化铁皮、油污、水分清除干净，并显露出钢材的金属光泽。在桩与桩之间加设连接板，连接块共设4 块，每块15cm×20cm，厚度16mm。连接板与钢管桩的焊接应满焊，并保证焊缝的厚度不小于连接板厚度的0.7 倍。

钢管柱施工完成后，灌砂提高钢管柱承载力及稳定性。

（2）钢管桩联结系施工。栈桥桩基础联结系采用焊接联结系加大水平刚度。钢管桩插打完成后，利用型钢临时连接成整体，并焊接哈佛接头中的下弧形板。联结系在场内加工成整体“Z”字形，联结系采用Φ630×10mm 焊接，焊接完成后运输至现场采用履带吊整体吊装，挂在下弧形板上。最后焊接上弧形板，焊接完成后拆除临时联结系。

（3）钢管桩锚桩施工。桥区河床地层强度较高，钢管桩插打深度不能满足要求，必须对钢管桩作锚桩处理，以满足稳定性要求，拟采用“冲击钻成桩”法对钢管桩桩底进行锚固处理：

①施工准备工作：准备4 台小型钻机，钻机型号能满足Ø800mm 成孔。

②钻孔：当插打的钢管桩不能满足入土深度要求时，即将一排两根钢管用双拼40b 工字钢临时连接，再铺设两排贝雷梁作为钻机操作平台。

③将钻机置于冲孔平台上开始钻孔，钻孔采用低冲程，并加入足够的泥浆，防止碰撞钢管桩或孔桩偏斜，当振动锤插打钢管柱满足停锤标准时（见表1），表明钻孔深度为不小于锚固桩设计插打深度，即保证锚桩进入弱风化泥岩夹砂岩5m。

表1 停锤标准

④钢筋笼总长8m，其中入岩5m，钢筋笼内3m。主筋选用Φ20 钢筋，加强箍筋Φ8 每隔2m 设置一根，接头处采用长度为10d 的单面焊缝连接。

⑤下放锚桩钢筋笼并完成C30 强度标准混凝土浇筑。

⑥待锚桩混凝土达到设计强度时，进行下一跨施工。

2.2 上部结构施工

（1）钢管桩桩帽、桩间联结系、平联、桩顶分配梁施工。钢栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后，立即进行该墩钢管桩间联结系、平联、桩顶分配梁施工。完成后将整体桩帽及组合横梁在场内统一加工并运输至现场。测量班根据设计桩顶标高进行放样标识，将多余的钢管桩切除至设计桩顶位置，并将整体桩帽盖上并限位牢固。

（2）贝雷片拼装。在工字钢分配梁、剪刀撑、平撑、钢管桩桩帽及组合横梁安装并加固好后，即可进行贝雷梁的安装。贝雷梁在已经搭设好的钢管桩上根据每跨长度进行拼装，每跨共布置14 排贝雷梁，间距为（900+4×450+3×900+4×450+900）mm。贝雷梁与贝雷梁的连接采用销接，连接时贝雷销一定要全部打入，并加保险，以防贝雷销退出。吊装前测量人员应对便桥的中心线控制点放样，施工班组应根据中心线控制点进行实地放样，标出每组贝雷片的具体位置。所有标记用红漆标出，然后进行贝雷梁安装，贝雷梁安装应从一侧装起，与原施工完毕的贝雷梁用贝雷销销起，并加保险。贝雷梁组与组之间用事先已经加工好的斜撑连接牢固。前进方向的贝雷梁端按标出的位置安装，前进端的横向位置误差不应超过10mm。贝雷片任何位置严禁施焊。

（3）型钢分配梁施工。贝雷梁安装到位后，安装横向I18b 型钢分配梁，间距225mm。

一跨贝雷梁全部安装完毕后即进行贝雷梁与分配梁的连接，连接仍然采用U 型卡把贝雷片与I18 工字钢分配梁连接在一起，横向、竖向均焊定位挡块及压板，将其固定在横梁上，并焊接牢靠，以防贝雷梁在刹车等其他外力时移动。

（4）桥面板的制作及铺设。桥面系统采用5.75mm花纹钢板满布，铺设时钢板间预留30 ～40mm 伸缩缝，同时将钢板与工字钢在加工厂焊接牢固，再运至现场拼装。

（5）桥面栏杆的安装。桥面铺设完成后，开始安装桥面栏杆，栏杆高1.5m，纵杆采用[10 槽钢焊接，纵杆上下布设两排，栏杆统一用红白油漆涂刷，交替布置，达到简洁、美观。栈桥栏杆底部两侧设置180mm 高踢脚板并挂设救生圈。

（6）其他。在栈桥上设置车辆限速行驶警示牌，限制车速10km/h，并派专人负责管理车辆行驶，避免超速超载现象发生。在栈桥入口设置门卫，以及车辆限重标志牌。栈桥要安排专门的卫生打扫人员，保证栈桥的清洁。在栈桥上两边每隔20m 交错布置路灯，供夜间照明。

栈桥施工过程中应对下面几个项目进行控制（见表2）。

表2 钢栈桥施工过程中控制项目

3 结论

本文对某栈桥方案进行了讨论，结合现场地理环境，最终确定了合理的施工栈桥方案为钢栈桥。同时，对钢栈桥的现场施工方案进行了简要阐述，可以指导今后类似工程的施工。