钢管桩排架在水下桩基施工中的应用

摘    要：
结合工程实例，围绕水上钢管桩排架施工技术展开探讨。首先对其整体施工方案进行论述，随后从平台施工、沉桩工艺、夹桩施工等方面提出技术要点，总结钢管桩施工过程注意事项，为类型工程提供参考。

1. 工程概况
Q28码头泊位长434m，为高桩梁板式结构形式。基础由624根桩基构成，具体规格及数量为φ1219mm钢管桩129根，φ914mm钢管桩495根。施工现场受风浪的影响较为明显，鉴于Q28桩基建设区域现场环境较恶劣的特点，特对其施工技术展开优化，利用顶升平台沉桩7个排架钢管桩，搭建400t顶升平台并配套导向架，两结构共同作用，有效沉桩大排架钢管桩，并采取冬季波浪防护措施，以保证桩基的稳定性。

2. 总体施工方案
根据现场情况，拆除夹桩结构，取第1/3/5排钢管桩，于该处组织顶推平台的拼装作业，经试顶推后使其可到达第7排架处。若无误，则正式移动顶推平台，使其逐步向前推进沉桩8-129排架，以实际沉桩进度为主要参考，适时组织夹桩作业。
钢管桩为重点施工材料，利用46号方驳转运至指定施工点位，沉桩1～7排架后，再夹桩施工，期间配套使用顶升平台吊车，以提高施工效率。通过260t履带吊（位于顶推平台）和180t履带吊（位于沉箱）联合作业，抬吊钢管桩，调整好姿态后喂进导向架定位，按顺序依次沉桩，水上打桩公司再利用履带吊施工排架。

3. 钢管桩排架的施工要点
3.1 顶升平台1～7排架、夹桩施工方法
(1）钢管桩转运。钢管桩转运作业所用工具为航工驳46号设备，通过2台130t履带吊抬吊上船，再完成转运作业，单次转运持续时间约5h，正常工况下单次转运量包含6根φ1219mm钢管桩和21根914mm钢管桩。

(2）顶升平台定位。顶升平台配置有液压系统，在其支持下可降低平台并使其浮于水面，通过锚艇拖动，使其可到达*一排架钢管桩处，测量监控平台的平台位，视实际情况粗定位，再顶升平台，从而实现准确定位，此后再持续顶升平台，直至平台支腿顶至泥面为止。液压顶为主要方式，辅以人工操作，确保平台升降高度的合理性，全程需使用4个水平尺及时检查，以便明确各方向的高低情况，要求顶升期间平台各支腿受力应维持均衡的状态。

(3）钢管桩沉桩。沉桩施工过程中，在260t吊车、20t卸扣及翻桩器的配合下完成钢管桩竖桩作业，再适当调整姿态，将管桩喂进导向架内，依次初沉、终沉，沉桩到位。平台侧面配置有导向架，其能够作为大排架管桩施工的辅助工具，而小排架施工过程中则通过导向桩和导向架沉桩。

(4）顶升平台移位。平台配有锚机，可推动平台发生移动，此过程中方驳需与平台保持足够的安全距离。平台移位易受到现场天气的影响，基本要求为波浪高度≤1.2m。完成1至7排架钢管桩施工后，可进入到夹桩施工环节，纵横梁的安装均通过顶升平台260t履带吊而实现，采取焊接处理措施，以保证纵横梁的稳定性。

3.2 顶推平台8～129排、p排架施工方法
(1）顶推平台拼装及试运行。顶推平台的结构件类型丰富且数量较多，均提前预制成型，转运至现场后再组织拼装作业。拼装工作量较大，需按照特定的流程将各项工作有序落实到位：(1)在第1/3/5排B/D/F桩上组织桩帽、连接杆及千斤顶的吊装作业；(2)安装纵横向主梁；(3)安装走道板（应采取焊接措施，以保证结构的稳定性）；(4)悬臂梁吊装到位；(5)组织面板的吊装作业；(6)安装导向系统；(7)拼装260t履带吊。若平台成型且各方面均通过检验，则操控控制柜并使平台发生移动，期间加强对平台位置的检查，当其到达第6排架处时，需随即将预先设置的第1排桩帽和连接杆拆除，将所得的零部件安装至第7排B/D/F桩，随后再进入桩基施工环节。根据施工所用钢管桩的结构特点，利用46号方驳组织转运作业。

(2）小排架钢管桩沉桩施工。导向架安装到位且维持稳定后，通过26 0 t履带吊和18 0 t履带吊相配合，共同完成竖桩作业，再进一步由260t履带吊喂桩，使其可进入到导向架内，若无误则关闭导向架拢口，经过测量后确定钢管桩在垂直度和偏位方面的具体情况，若存在误差则适当调整，具体要求为垂直度误差<1/200，定位偏差<7.5cm，钢管桩安装到位后，拉动40t半自动卸扣以便脱钩，此后再进一步利用冲击锤处理，依次初沉、终沉。

(3）平台移位。小排架钢管桩沉桩到位后，需转移至下一排架处，期间需通过测量监控点进行导向定位。以确保现场安全为前提，适当增加油缸单次行程量，以便提高顶推平台行走速度，从而快速完成顶推作业。通常，单次油缸行程以38cm为宜，随施工的逐步推进，进入到*后一次行程时需及时纠偏。

3.3 平台顶推系统拆除及安装
大排架钢管桩沉桩到位后，将预先设置好的9个千斤顶液压管卸除。对于B/D/F三根桩的桩帽以及横向水平连接杆，需在180t履带吊的辅助下拆除，将该部分安装至前排B/D/F桩上，待各类拆除后的构件安装到位后，需顶推平台，再进入到小排架钢管桩施工环节。推动平台向前移动3.387m，以便进入到下一循环，按照此方式完成所有小排架钢管桩的沉桩作业。

3.4 夹桩施工
工字钢采购于项目所在地，其均为标准长度12m的工字钢，但实际施工中夹桩双拼工字钢单跨长度应达到13.54m，因此需在既有材料的基础上焊接加长，以满足使用要求。焊接连接区域上下为坡口焊，中间宜采取台阶形焊接方式，应适当提高连接处的抗弯强度。通过双拼焊接的工艺合理加长，接缝处以间断焊的方式为宜，每间隔1m焊接30cm。

(1）加筋板加工。以施工需求为导向，提前购买质量达标的钢板，再根据尺寸要求合理加工。每跨加劲板P1:48块，P3:16块。

(2)P排桩夹桩施工。P-0 01～023利用2根方钢将桩头框住，在桩与方钢的四个内角分别焊接弧形加筋板，再利用I PE 6 0 0斜撑连接，确保方钢与第1 29排管桩可靠连接，从而形成稳定的整体结构；P-024～028在桩顶开槽，纵向设置方钢并采取焊接处理措施，再利用适量横向方钢将其与沉箱稳定连接成整体结构。

3.5 施工注意事项
(1）若钢管桩已打入预计长度，贯入度仍较大，需要继续打入，直至贯入度满足要求，即实际承载能力达到要求为止。当桩底遇到硬物时，桩位易打偏或不垂直，应及时清理后再施打。振动锤打柱讲究一气呵成，一次性振动不能超过15min；如果施工现场出现桩无法打下去需改进施工工艺，换用大功率锤。

(2）钢管桩运输钢管运输采用“躺式运输”，钢管桩长度为12m，可由平板车运至施工现场。为避免钢管桩由于碰撞、摩擦等原因造成涂料破损、管变形和损伤等，运输车辆应选择较好路段，并遵守交通规则保持中速行驶。

(3）钢管桩与槽钢、拉森桩之间焊接应采用坡口焊接，正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净；封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况；要严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度，适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹；根据材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境等，选择合理的焊接工艺参数和线能量，如焊前预热、焊后缓冷，采取多层多道焊接，控制一定的层间温度等。排架验收及成品保护排架施工完成后，对排架进行验收。

4. 结束语
综上所述，根据钢管桩施工期间的检测结果可知，钢管桩平台的稳定性较好，浇筑等施工环节中均未发生倾斜或下沉现象，表明钢管桩排架施工平台具有较好的应用效果，水上打桩公司所提的内容可作为类似工程的参考。