3、-锁口钢管桩施工工艺工法

锁口钢管桩施工工艺工法

（QB/ZTYJGYGF-QL-0203-2011）

桥梁工程有限公司何勇潘萍

1 前言

工艺工法概况

围堰的形式多种多样，针对不同工程的结构特点和环境条件选择适宜的围堰结构进行承台施工，对桥梁施工的安全、工期、经济和社会效益有重要影响。在诸多围堰形式中，锁口钢管桩围堰是其中的一种。

工艺原理

锁口钢管桩桩围堰，就是在围堰内施工和修建基础时，使围堰外的水或土不至于大量涌进围堰内，待基础、墩台修筑出水面后即可将其拆除，以免堵塞水流或航道，它是一种临时性结构。锁口钢管桩在钢管两侧加入了锁口装置，可以使两相邻钢管桩之间紧扣相连在一起。

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2 工艺工法特点

相比单壁钢套箱围堰、咬合钢管桩围堰等，锁口钢管桩围堰具有加工制作简单快速、施工工期短、经济效益高。

锁口钢管桩围堰结构整体刚度大、抗弯能力强、结构整体稳定性好、材料回收利用率高、平面布置适应性强等特点。

3 适用范围

锁口钢管桩围堰适用于水深20m以内、水流流速小于3 m/s，河床为砂类土、黏性土、碎(卵)石类土和风化岩等地层条件下的基坑开挖。

4 主要技术标准

《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB ）

《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415）

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《铁路桥涵施工规范》（TB 10203）

《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50）

5 施工方法

根据工程所在地场地特点，结合锁口钢管桩的特性、施工方法等方面进行考

虑，制定锁口钢管桩现场施工方案，先由测量人员定出锁口钢管桩围堰的轴线，安装导向架，打桩时利用导向架确定锁口钢管桩插打位置。利用打桩机等设备插打锁口钢管桩，合龙围堰，设置内支撑，锁口止水，进行围堰内施工。待承台、墩身施工出水平后，拆除锁口钢管桩围堰。

6 工艺流程及操作要点

施工工艺流程

锁口钢管桩围堰的施工工艺流程如图1。

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拆除围堰

图1 锁口钢管桩围堰施工工艺流程图

操作要点

6.2.1 施工准备

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1 施工平台

桥墩的桩基础施工完成后，将钻机平台上的钻孔设备全部撤离，拆除影响锁口钢管桩插打的钻孔平台结构，保留其他部分钻孔平台作为锁口钢管桩插打施工的作业平台。

2 锁口钢管桩的加工

1）锁口钢管桩的材质一般采用Q235A，钢管优先选用螺旋钢管，也可采用直缝焊接钢管。

2）其加工制作可在一般钢结构加工厂内，也可在施工工地进行。

3）在平整的场地上制作咬合钢管桩加工胎架，先将钢管对接成设计长度，然后将锁口角钢与钢管定位焊接，最后焊接加劲肋和限位肋。

4）每根咬合钢管桩上的锁口要对称位于钢管的同一直径线上。咬合钢管桩的对接焊缝按照Ⅱ级焊缝质量标准检查验收；其余的焊缝按照Ⅲ级焊缝质量标准作外观检查，要求饱满、无裂纹、不漏水；咬合钢管桩顺直、不折、不弯。

5）锁口钢管桩的结构如图2所示。

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图2锁口钢管桩结构大样图(单位：mm)

3 测量定位

在围堰上下游一定距离的河岸陆地上设置控制测量点。在导向梁安装之前，

用全站仪测放出围堰的内轮廓线；在咬合钢管桩插打过程中，用两台经纬仪前方交汇法控制锁口钢管桩的垂直度。

4 振动锤及起吊设备选型配套 1）振动锤选型

为了保证施工时锁口钢管桩能够打入到设计入土深度，事先要对用于沉桩的振动锤规格进行计算选择，要求振动锤的激振力P 大于咬合钢管桩的贯人摩阻力Q ，即P/Q ＞。

s =i i Q u l λτ∑

?

式中 Q ——单根咬合钢管桩贯人摩阻力(kN)； s λ——土壤振动液化系数，s λ=～； u ——桩周长（m ）；

i τ——桩周第i 层土的极限侧阻力标准值(kPa)； i l ——桩周第i 层土的厚度（m ）。 2）起吊设备选型

有栈桥钻孔围堰施工平台的，采用汽车起重机直接行使到平台上起吊振动锤及咬合钢管桩；没有栈桥时，一般采用浮吊。起吊设备的规格根据振动锤的大小选择配置。

5安装导向架

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在桩基护筒上焊装双层牛腿，在牛腿上测量定出围堰内外框线，沿着内外框线安装导向圈梁。两层

定位架高差要大于2.0m ，定位架的牛腿和圈梁采用槽钢焊接，其结构如图3所示。

图3定位架结构示意图

6.2.2 锁口钢管桩插打与合龙 1 吊桩

吊机的主钩吊住锁口钢管桩上口、副钩吊住下口同时提升使咬合钢管桩悬空，

然后主钩继续提升直至咬合钢管桩垂直，最后松脱副钩。

2插打

1）吊机吊运咬合钢管桩至沉桩位置，使其锁口与已沉入咬合钢管桩的锁口阴阳咬合，并从定位架中缓慢下放，直至进入河床不沉、自稳为止。

2）取下桩头千斤绳，用吊机主钩吊振动锤到桩头，用锤夹夹紧桩壁；启动振动锤沉桩，直至设计深度停止。下沉过程中要同步松放吊机的起重绳，控制锤身与桩身保持垂直状态。

3）锁口钢管桩不能打入到设计深度，可采用桩内射水或吸泥方法辅助下沉。

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3 纠偏

1）第一根咬合钢管桩沉入后的垂直度影响到整个围堰其他咬合钢管桩的垂直度，其打入时要缓慢些，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%L以内，如满足要求则继续开启振动锤沉桩；否则拔出重打。

2）其他的咬合钢管桩在定位架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。

4合龙

1）锁口钢管桩一般由围堰上游分两头插打、到下游合龙。

2）咬合钢管桩围堰合龙前，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，加工大小合适的咬合钢管桩运至施工现场插打。

3）为保证咬合钢管桩围堰合龙时两侧锁口互相平行，避免使用异型桩进行合龙，减小合龙难度，当咬合钢管桩两端相距10～15根桩的距离时，之后每打人一根桩，均须用经纬仪控制其垂直度。若桩身存在偏斜，应逐根纠正，分散偏差，调整合龙。

6.2.3 锁口漏水的预防及处理

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锁口止水是锁口钢管桩围堰防水的关键的措施和工序，采用锁口内填筑和防水布整体围护相结合方式。

1 锁口内填筑。

用棉布缝制比锁口略大的长条型布袋；将布袋放人锁口中，用φ48 mm钢管