深水急流钢栈桥施工技术

深水急流钢栈桥施工技术

刘刚

重庆凌淼建设工程有限公司，重庆市南岸区、400074

摘要：针对某大型桥梁工程中，钢栈桥在涨潮作用下的受潮问题，在受潮汐影响的情况下，采用钢栈桥作为试验材料，钢管桩基础在水深、水流、裸岩环境下、钢管桩持力层以上不能完全覆盖时，采用板凳桩、锚杆锚固、冲孔锚固钢管桩、抛混凝土锚固等方法进行了加固。通过实际应用，结果表明，上述三种方法均可快速、高效地处理钢管桩的稳定问题，具有一定的参考价值。

关键词：深水；技术；急流；施工；钢栈桥

当水深、流速快且不覆盖河床时，由于河流流速、河床地质条件、洪水、过往船只的航行，对钢管桩地基的施工和后期的使用稳定性有很大的影响。以一座大型桥梁为实例，本文主要探讨了钢栈桥在急流条件下的加固技术，以期在深水、急流、裸岩等恶劣环境下，钢栈桥的安全、稳定、可靠地进行钢栈桥的施工，在深水、急流、裸露的环境下，栈桥的安全运行是非常重要的。

一、工程概况

该大桥是一座单线双线桥，全长875.315m，该工程采用长江中主要河流的外力进行加固，采用144+288+144刚构斜拉索。该桥位于潮汐作用下的一段，其设计水位为5.37 m/s，平均流量2.25 m/s。通过实地勘察，5~9号桥墩位于深水区，最大水深约30余m，河床厚度较薄，特别是8~9#墩段未覆盖，基岩裸露在外，钢栈桥的建造难度很大。钢栈桥的建造和稳定是工程建设中的一个难题。在栈桥上，采用板桩+锚杆锚固、冲孔锚、钢管桩+锚固等施工工艺，使钢栈桥在深水、急流、裸岩等恶劣环境下顺利进行，确保了作业的安全和稳定。

二、钢栈桥的结构设计与加固

1.钢栈桥的构造方案

钢栈桥的结构形式是钢管桩基，桥墩为三排桩墩，钢管平联、斜撑采用20槽钢，桩距3.2m。竖向承载梁的横向承载梁为I36型，纵向4组，跨径12m+3m。该桥的宽度为8m，采用钢筋砼预制板。

图1

2.钢桟桥的加固设计

通过实地勘察，发现从岸边到8#桥墩，由于河床浅表，冲刷严重，由于钢管桩的埋入深度有限，其稳定性较差；8~9号桥墩因岩体暴露和倾斜，使钢管桩埋设在岩体中的难度较大，不能竖直，又要承受洪水、潮汐等因素的冲击，这给钢管桩基础的稳定带来了极大的困难。通过多次现场考察和方案论证，以改善栈桥的总体稳定，最后提出了三种加固措施：

(1)从岸上到8#桥墩，河床的铺盖比较浅，采取了钢管桩+锚杆桩的直接插入法，钢管桩与河床结合，从而使其与河床结合。

(2)8~9#桥墩，基岩裸露，为坡面，在地基工程中，采取了冲击钻孔锚固法，利用钻孔混凝土的方法，将钢管桩与河床结合在一起，以克服水平力和倾翻引起的上拉力。

(3)在8-9号墩间的地方，无钻井平台，底板裸露在外，为斜坡。根据施工方案，从8#桥墩起，栈桥两侧各增加一根直径为的钢管，以增大栈桥的承载能力，在此基础上，采用了钢管桩作为桩基，同时，将锚杆与其他钢管连接起来，确保整体的稳定性。考虑到水流速度快，大直径钢管桩是为了确保桟桥的上部稳定性，在8~9#墩栈桥两端各设30t钢筋混凝土地锚，以提高其抗水平荷载的能力。

三、栈桥加固的关键技术

1.锚杆锚固桩施工

由于5#、8#墩段是浅覆盖区，钢管桩的穿透性较差，栈桥采用锚索锚固方法，具体分为六个阶段。

①架设钻井平台

在此基础上，利用钢管桩进行插焊，并在此基础上搭建了一个简易的钻井平台，在三根钢管桩长距离内，各设一根锚杆，同时，XY-2B钻孔机也已就位。

②降压套管

将3个套管（直径194mm，间隔40cm）插到选定的锚桩中，形成一个三角形。

③钻孔钻孔

锚杆的设计直径为170mm，每个钢管桩有3个锚孔。由于不同的水深和不同的河床，不同的锚固段，在设计时，应确保锚杆的长度不得小于5m。在钻具调整就位后，进行钻孔，采用接长钻杆，将钻头插入河床的基岩中，并在孔深达到要求后，进行高压空气清孔。

④锚杆的制造和卸载

该锚杆是用3根32mm带螺纹的钢筋点焊而成，每个螺栓的长度不能低于10 m（视钻孔深度而定）。两个25mm的高强度塑料管被固定在一个固定的锚杆上，一个用作观察孔，一个用来压浆。根据现场实测的锚杆深度，确定了压浆管的出岩点，在该处打一个辅孔，再用无纺布将其包覆，在孔的上方和下方20cm处用钢丝固定，形成一个口袋。

⑤锚孔注浆

注浆采用压浆机灌浆和孔底回浆工艺。灌浆过程中，水泥浆料的水灰比为0.4~0.7，可根据现场渗透压进行调整，以保证注浆压力在0.5~0.8 mPa范围内。在施工期间，泥浆从压浆管道中流出，在这个时候，无纺布的袋子会张开并扩张，形成密封的密封，将上部的水隔离，避免泥浆流入河道。然后泥浆从孔底部流出，孔内水从观测孔中排出，直到注浆孔中有大量的浆液流出，然后立即停止压浆。

⑥锚固法处理钢管桩

用钻头把套管取出来，小心别把钢筋弄出来。由于管桩中的淤泥不易完全排出，因此在拆除钻孔后，采用高压旋喷法，将20-40mm直径的砂砾与桩基岩石相结合，在此基础上，采用了岩层

-锚杆-柱-岩体的稳定系统，如图2所示。

图2

2.冲击式钻孔灌注桩

8~9号主墩紧邻主航道，水流速度快，底板为裸露岩石，采用冲孔锚固法。栈桥两端分别增设1个1000mm*10mm的钢管桩，与栈桥的钢管桩相距3.2m，使其受力部分增大，并采用两个钢管桩进行桩基的锚固。为了确保栈桥支承系统的整体稳定性，采用了锚固桩法和栈桥管桩相结合的方法。

图3

搭建临时工作平台，将冲击钻架安装到位，采用新添的1000 mm钢管作护套，在钢管桩中进行钻孔，以提高桩长。采用800 mm钻头进行钻孔，在钻孔深度达到5m后，再进行清孔，并将10m的钢筋笼入孔吊起，下部管道将水下混凝土注入到钻孔中，采用钻孔灌注桩法，将钢管桩与基岩结合在一起，保证了整体的稳定性。

3.混凝土地锚施工

①锚碇的制作

锚碇为钢筋混凝土锚碇，其结构形式是一种具有尖头的楔型块体，其重量约为30 t，见图4。在河滩空旷处进行锚锭加固、模板安装、再进行浇铸。在施工时，要特别注意提前埋好的起重吊环和链条拉环。

图4

②抛锚施工

由于江河水深、流速大，栈桥上钢管桩的长宽比和自由段长度都要大，因此，尽管栈桥已经进行了锚固，但其摇摆依然很大。为了确保栈桥的安全，在栈桥8~9号主墩间设置主栈桥，采用抛锚锚定，并对其进行了加固处理。

将预制锚碇通过拖轮运输到锚杆处，然后用47#钢索将钢管桩缠绕一周，然后用绞盘将其拉紧，然后用卡扣将其固定。钢索的另一头是48型的锚索，长度为50m。起动驳船，把混凝土锚碇送到停泊区域。锚定位置是在锚杆两侧两侧对称的140m处，用100 t的浮吊将锚碇缓缓下沉，直到沉到河底为止，然后反复调节直到两条对称的缆绳的松紧度一致时才能将其锁定。

图5

四、施工质量控制

钢栈桥施工前，应根据图纸及施工要求进行详细的方案设计。严格按照设计图纸和有关技术规范进行施工，以保证工程的总体质量。钢栈桥各结构件采用高强螺栓连接，在螺栓安装前要检查各螺栓位置是否正确，并进行预压以保证每个螺栓均能牢固地拧紧。钢构件焊接采用手工电弧焊、自动焊机焊接、气保焊。焊条的选用要保证焊接质量稳定可靠；焊条的长度要符合设计要求；焊条应符合相关规定和质量标准：对于大型构件的焊缝，可在其外侧加垫片；焊缝中不得有裂纹、未熔合及未焊透的裂纹。焊接完成后应进行严格检查，以保证其表面质量和焊接质量。

结论：该项目建设的钢栈桥虽然经历了多次的台风、洪涝灾害，但其稳定性和安全系数都很高。研究结果显示：三种施工方法（设置长凳桩+锚杆锚固、冲孔钢管桩+抛锚）施工难度小，施工速度快，效果好，对同类施工有一定的借鉴意义

参考文献

[1]于鸿明,乔光,张晓晗.锚杆嵌岩桩在海上施工栈桥工程中的设计与应用[J].港工技术.2014,(4).34-37.

[2]王雪元.桩底锚固技术在钢管桩栈桥施工中的应用[J].北方交通.2013,(7).

:40-41.

[3]朱明权.浅覆盖层栈桥钢管桩桩底锚固施工技术[J].安徽建筑.2011,(4):92-93.