大跨度钢桁架桥复杂条件锁口钢管桩插打精度控制

大跨度钢桁架桥复杂条件锁口钢管桩插打精度控制

同佳宁

陕西华山路桥集团有限公司  陕西西安 710016

【前  言】近年来，我国各类基桥梁施工技术也在不断创新，密实砂卵石、硬质黏土层等特殊地层构造采用的复杂桥梁设计，对围堰技术要求也越来越高。为保证水中承台的施工质量安全，我国深水基础修建过程中采用的施工方法也各有所不同，主要采取的围堰结构形式有：钢板桩围堰、钢套箱围堰、锁口钢管桩围堰等。其中锁口钢管桩因其加工制作简单、快速，相对于钢板桩围堰刚度大，所需要的围檩层数少，单次可开挖深度更大，围堰加撑、拆撑转换次数减少，方便开挖，施工效率更高。锁口钢管桩围堰一般采用振动锤下沉，但是如果地层中有卵石层、硬质粉质黏土层等地质复杂地层，单靠振动锤是无法将钢管桩插打至设计标高位置。因此项目提出适用于含有富水砂卵石层、硬质粉质粘土层的复杂地层超长锁口钢管桩插打技术。结合锁口钢管桩现场试验，提出可以保证复杂地层超长锁口钢管桩插打平面精度、插打至设计深度的施工技术。

【关键词】钢桁架桥 锁口钢管桩围堰 平面精度、垂直度控制插打精度控制

【正  文】

一、导向框控制钢管桩平面精度、垂直度控制措施

在插打围堰之前，首先用全站仪对围堰四角进行定位放线，依据施工设计图准确画出围堰桩位点，并用木橛或钢筋头加以固定，使用白灰对桩位点进行显著的标志，桩位放样需进行二次复核，查看有无偏差。确认无误后在围堰四角打入12根定位桩，每个角点为3根。在定位桩上焊接牛腿，在牛腿上各卧放一片H588*300型钢，构成打桩导向框。两片型钢间的净间距控制标准为：采用螺旋钻引孔辅助沉桩时，引孔直径比钢管桩外径大10cm，采用旋挖钻引孔辅助沉桩时，引孔直径比钢护筒外径大10cm。具体布置方式如图1.2所示。

内外双层导向框设置完毕以后，要在导向框之间增设横向小导向构成井字型导向架，保证钢管桩插打的平面精度。插打前，应在导向框上标出每一根桩的位置，第一根钢管桩插打时再设置两根横向的小导向，大小比桩的每侧放大1cm，插打时桩背紧靠导向框，边插打边缓慢松钩。同时在互相垂直的两个方向进行观测，每打入3m测量校正1次，以确保桩的垂直度，然后以第一根钢管桩为基准，再沿着插打路径依次逐根插打钢管桩。在后续钢管桩插打时，同样要设置横向小导向，保证钢管桩插打垂直度和平面精度。

图1.2 围堰平面布置图

二 钢管桩引孔插打垂直度控制措施

通过上节内容，设置井字型导向架可以保证钢管桩插打的平面精度，也有利于保证钢管桩插打垂直度，在富水砂卵石层和硬质粉质粘土层的复杂地层，钢管桩难以插打至设计位置，此时有必要采取引孔措施解决钢管桩难以插打的问题，同时，如果引孔的垂直度良好，也可以提高钢管桩在后续插打时的垂直度。因此本项目在现场插打试验中进一步总结了引孔作业的垂直度的保证措施。

引孔之前首先应清理场地杂物，并对场地进行整平处理，钻机安装就位之后，精心调平，确保施工中不发生倾斜、移位，移动钻机使钻头对准桩位，钻头中心与桩位中心最大偏差≤10mm，桩位误差控制在允许范围内。使用水平仪检查钻机底座平整度，用多功能垂直度校正器检查钻塔及钻杆垂直度，钻塔、钻杆垂直度偏差均≤3%。钻机定位前，还要加强地基，确保钻机稳固，严禁钻进过程中钻机偏斜、发生位移等情沉发生。

在钻进施工中应加强控制：钻进过程中应先慢后快，这样既减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则易导致钻孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。在钻进至地层交界面时长螺旋钻进成孔中长螺旋钻进应根据地层情况，合理选择和调整钻进参数并可通过电流表来控制进尺速度，电流值增大，说明孔内阻力增大，应降低钻进速度。开始钻进及穿过软硬土层交界处，应保持钻杆垂直，控制速度缓慢进尺，以免扩大孔径。钻进遇含水量较大的软塑粘土层时，应控制钻杆跳动与机架摇晃，以免引起孔径扩大，致使孔壁附着扰动土和孔底增加回落土。当钻进中遇到卡钻，不进尺或钻进缓慢时，应停机检查，找出原因，采取措施，避免盲目钻进，导致桩孔严重倾斜、垮孔甚至卡钻、折断钻具等恶性孔内事故。上述情况不严重时，可调整钻进参数，上下活动钻具等，保证钻机顺畅。

待钢管沉入引孔内稳定后，利用履带式起重机吊装振动锤至桩顶夹紧钢管，复测钢管桩位及垂直度后开始锤击，锤击时时刻观测钢管垂直度。因第一根钢管桩沉入后的垂直度影响到整个围堰其他钢管桩的垂直度，其打入时要缓慢进行，打入到设计深度一半时暂停沉桩，检查桩身的垂直度是否在0.5%L以内，如满足要求则继续开启振动锤沉桩，否则拔出重打。其他的钢管桩在导向框和锁口的共同作用下，一般不会产生较大偏差，只需每插打15~20根作一次检查，保证桩身的垂直度在1%L以内即可。钢管桩围堰合龙前，在插打至最后4~5根桩时，测量缺口的宽度，准确计算出合龙桩的外径，加工大小合适的钢管桩运至施工现场插打。

【结论】本文研究以现场插打试验为依托，研究如何保证锁口钢管桩的插打平面精度和垂直度，避免后续的围堰合龙困难、围堰漏水、锁口脱口等情况发生，显著提升了工程质量并避免了因质量问题而造成的返工，实现了工程建设质量提升与效益最大化。

【参考文献】

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[2] 冯伟. CT型锁口钢管桩在管廊基坑支护工程中的应用[J].-山西建筑. 2021(19)：44-46.

[3] 张云志. 超长锁口钢管桩施工技术[M].-兰州交通大学. 2022(17)：146-149.

[4] 夏志华 .新型锁口钢管桩围堰设计与施工[J].-铁道技术研究. 2022(19)：56-59.