浅谈锁口钢管桩围堰施工技术

李永旗

【摘 要】近年来，随着国家经济政策的调整，基础设施建设遍地开花，在公路、铁路穿高山，跨天堑的建设项目中，桥梁成为了工程建设的重点。长江流域河床迁移频繁、岩床分层情况复杂；长江上的桥梁基础施工是重点也是难点，下面我就结合自己在长江上施工的武汉鹦鹉洲长江大桥项目，谈谈锁口钢管桩围堰施工技术，为同类施工提供一个参考和借鉴。

【关键词】锁口；钢管桩；围堰

0.工程概况

武汉鹦鹉洲长江大桥为3塔4跨悬索桥结构，主跨跨径为200m+850m+850m+200m。大桥跨汉阳江滩进入长江，于武昌造船厂鲇鱼套附近上武昌岸。3#主塔位于武昌岸坡脚，该处地质情况：在高程-4.6～-3.0m以上为4.5～13.0米左右的粉质粘土覆盖层，在高程-4.6～-3.0m以下为白云质灰岩，基岩埋藏浅。

桩基设计采用行列式排列的20根φ2.8m钻孔桩基础，桩基为端承桩，桩顶标高+6m，桩长21～28m不等。3#主塔承台厚度为6m，采用哑铃型结构，两承台之间设系梁连接，承台顶设计标高+12m，承台底标高+6m。

1.锁口钢管桩围堰工艺流程

钢管桩选用→钢管桩加工→河床清理至+12.0m→下放圈梁到位→钢口桩插打→围堰内吸泥至+6m→安装+6.5m圈梁→围堰内吸泥+2.5m→围堰封底（水封）→承台施工→拔除钢管桩。

2.围堰施工工艺

2.1管桩加工

锁口钢管桩焊接采用专业化队伍加工，保证加工精度。围堰加工：钢管桩围堰设计长度为26m，工厂整根加工26米，浮运至现场。在工厂定位胎具上将Φ820mm管桩和Φ152mm钢管及Φ133mm钢管及工25钢焊接成整体。焊接时在胎具上将钢管固定牢靠，采取对称焊、分段退焊等措施，尽量减少焊接变形。然后，将Φ152mm管桩沿径向采用自动切割机切缝，外沿开口缝宽8cm。施工要求缝隙均匀顺直，并打磨平整，运输过程中应注意对锁扣钢管的保护，避免运输中磕碰变形。

2.2管桩插打

钢管桩采用400t浮吊（及150t浮吊）配合两台DZJ135型振动打桩锤进行插打，插打过程中，用一台全站仪及经纬仪配合吊线锥的方法进行插打全过程控制，以确保管桩打入位置准确及垂直度满足设计要求。利用已有施工平台在周边安装导向架。为保证围堰顺利合拢和止水效果，须严格控制施工误差，桩的倾斜率控制在0.5%以内。在导向架上按理论尺寸放线定出各桩的位置，在导向架内插入桩，用振动打桩机振动下沉到稳定地层，待围堰合拢后再插打至基岩顶面，最终插打到位以贯入度（1cm/3min）控制。

2.2.1围堰的插打定位

钢管桩采用振动打桩锤进行插打，在插打过程中，用一台全站仪及经纬仪进行插打全过程控制，以确保管桩打入位置准确及垂直度满足设计要求。施工平台定位桩上设置周圈导向型钢，型钢内缘为围堰管桩外缘，下部以中层及顶层圈梁外侧为导向。桩的倾斜率控制在1%以内。在导向架上按理论尺寸放线定出各桩的位置，在导向架内插入桩，用振动打桩机振动下沉到设计标高。

锁口采用匹配钢管对插的，在管桩插打前，需在阴头钢管内侧及阳头钢管外侧均匀涂抹黄油进行阻水，采用钢管和工钢对插的异性锁扣，插打完毕后需及时采用红粘土+锯末填塞并进行捣实，以取得良好的止水效果。具体施工可考虑适当掺加膨润土，改善粘土性能。

提高结构加工精度和围堰插打精度，是成功止水的关键环节。

施工前，做好围堰平面位置和标高控制的施工放样工作，保证打桩定位框架安装精度。围堰插打以前，提前做好围堰施工各种材料、物资的筹备，以及机械设备的调试、维修和保养工作。工厂提前加工好围堰成品与半成品，以及定位框架等临时构件加工，保证现场施工的连续性。

2.2.2钢管桩插打

①在安插钢管桩时，从上游侧的角桩开始，然后依次插打到位，汉阳侧管桩利用150t浮吊配合DZJ135型振动锤插打，武昌侧管桩利用400t浮吊配合DZJ135型振动锤插打，至下游侧钢管桩采用两次插打到位并完成围堰合拢。第一次将已插好的钢管桩打下4～5m，使具有稳定入土深度，并先行合拢，第二次再依次打到设计标高（基岩顶面）。

②角桩的插打是钢管桩围堰施工最关键的步骤，所以在插打时要严格控制好桩的垂直度，需在两个垂直的方向同时进行控制，以确保垂直不偏，倾斜率控制在0.1%以内。为使钢管桩在流水中插下时有准确的方向，在导向之间预先设置导向木，角桩即顺此导向木插下。角桩插打稳定后，立即与导向架进行联接，钢板桩与内外导向框之间的间隙，用木楔块塞紧。

③每组钢管桩插打完以后，用短钢筋头焊接固定在围堰内导向或已插打完钢管上，以免在插打下一组钢管桩时将该组管桩带下或引起倾斜。当遇到悬挂外导向架的挑梁时，应及时拆除，并用钢筋钩将外导向悬挂在已插打好的钢管桩上，以免外导向变形，导向框需经常性测量复核。

开始插打的钢管桩可以一次插打至设计标高，最后一面应先插好钢管桩，当钢管桩全部合拢后，再由合拢处逐次将钢管桩插打至设计标高。如打桩困难时，宜用射水辅助，严禁锤击过猛，致使钢管桩锁口破坏，影响止水效果。

④如水位上涨，导向顶淹没，须在水中送桩时，可用特制送桩设备。

⑤钢管桩的合拢。

开始插打的钢管桩可以一次插打至设计标高，最后一面（下游侧）应先插好钢板桩，当钢管桩全部合拢后，再由合拢处逐次将钢板桩插打至设计标高。围堰合拢桩应采用在下游侧距角桩一定距离的中桩。为保证围堰顺利合拢，采取以下措施：

在定位框架上事先划线，标记好每根钢管桩的位置，施工时“对号入座”。如果由于施工等原因出现累计误差时，应提前进行纠正，尽量使合拢桩位置准确，开口距离在可以调整的范围内。

钢管桩围堰在合拢时，由于各种原因导致钢管桩最后无法合拢时，可以根据实际情况制作异型钢管桩进行合拢，钢管桩进行调整和丈量尺寸后，根据合拢口的宽度及锁口的形式，制作异型钢管桩。

钢管桩合拢后，安装武昌侧锚桩的拉杆，确保拉杆安装精度，防止围堰滑移。

2.3围堰内吸泥

围堰内吸泥采用空气吸泥机、绞吸泵等设备进行吸泥。空气吸泥及利用浮吊及履带吊机调整吸泥位置。绞吸泵的位置转换利用倒链及小附体进行。第一次吸泥标高至+6，吸泥过程中技术人员配合测量人员实时测量围堰内基底底标高，防止超吸而形成深窝，待吸至标高+6m，及时停止，调整位置继续吸泥，避免因较大吸泥深度导致围堰管桩向内变形。及时处理上游侧锚桩与围堰管桩之间河床，清理原则为：围堰管桩之外6m范围内河床标高清理至+12m，之后按1：1.5边坡放至锚桩位置以外直至闸口附近。

围堰内吸泥至标高+6m后，进行底层圈梁的二次下放。底层圈梁下放至设计位置后，及时进行抄垫，保证围堰土压力顺利传递至圈梁内支撑。待圈梁抄实，待砂浆达到设计强度后，开始进行最后的吸泥工作，吸泥工艺同第一次吸泥，吸泥至标高+2.5m。之后开始围堰清基。

清基过程中，对基底的平整度和设计标高，利用测锤进行加密布点测量，并做好测量记录；认真清理钢护筒外壁表面的泥土，确保封底混凝土与灌注桩、围堰内壁的粘结质量。

2.4围堰封底

基底清理到设计标高以后，进行找平。顶层圈梁作为水封砼平台。在其上布设导管，每幅承台布设水封导管9套，系梁布设2套，整个承台布设水封导管20套，合理设置测点，砼灌注采用垂直导管水下灌注，水封过程中定时测量砼面上升情况。砼供应由岸上混凝土工厂用砼输送泵供应。封底采用C25砼，厚度不小于3.5米。

3.可能遇到的问题及防护措施

3.1锁口桩渗水的处理措施

在漏水锁口处的围堰外侧利用导管投撒细煤渣或锯末，煤渣沉至漏水高度处即可堵塞漏水，或用麻袋盛装细煤渣沉入水中，用活扣反倒在漏水部位，亦可堵漏。

3.2基底渗水的处理措施

完成封底抽水后如果发现基地有渗水情况，先对渗水口进行适当开凿，确定其渗水方式，如果渗水情况较轻，水流较小可使用木契子钉入堵住出水口，按后使用堵漏王封住木契子周围可以达到止水作用。如果渗水情况较严重，宜在渗水点周围开凿排水沟，将水路导引至基底集水井进行抽排，然后根据现场情况采用钢板覆盖渗水点并加强观察。一旦发生严重渗水，现场第一时间处理办法是凿开渗水点，使用钢管套在渗水点，往钢管内注水，使钢管内水位与河床外水位持平，使用水压差控制渗水点水头，抓紧时间浇注承台。

4.结束语

锁口钢管桩围堰施工技术能克服水文地质条件较复杂，土侧压力较大等困难，它具有结构稳定性好、防渗水情况好、能够周转重复使用等特点。本文就锁口钢管桩围堰施工技术做了详细的解释，希望能和各位同仁分享这种施工技术。

【参考文献】

[1]中铁大桥勘测设计院有限公司武汉鹦鹉洲长江大桥设计图.

[2]武汉鹦鹉洲长江大桥详勘，工程地质勘察报告（南主墩—3#墩）.

[3]城市桥梁工程施工与质量验收规范，CJJ2-2008.

[4]公桥涵施工技术规范，JTJ041-2000.

[5]中铁大桥局施工设计事业部，3#主塔锁口钢管桩围堰设计图.