橋梁樁基礎壓入鋼套箱處理技術(shù)研究

張華

（上高縣國有資產(chǎn)服務中心，江西 宜春 336400）

0 引言

在日常橋梁工程養(yǎng)護施工中，一些水下鉆孔灌注樁會出現(xiàn)病害，尤其是基礎和立柱的連接處，直接影響工程的正常運行。如果河流水位相對較淺，則可以通過土石圍堰的方式進行處理，但是該施工方式難度較高，且會影響技術(shù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。針對水位較深或病害嚴重的部位，以及受到潮汐水位影響較大的區(qū)域，施工工藝更加復雜。因此，在面對這種情況時，選擇適當?shù)氖┕ぜ夹g(shù)并明確施工方案非常重要。傳統(tǒng)的土石圍堰方法需要較大的操作空間，不僅會占用航道，還會影響施工效果，因此需要探索其他施工技術(shù)。

該研究著重解決橋梁樁基長期受潮汐水流沖刷而引發(fā)的病害，以確保周邊碼頭的正常通行，在操作空間有限的情況下，傳統(tǒng)施工方式難以滿足要求。因此，本文引入壓入鋼套箱處理技術(shù)，該技術(shù)可以增加樁基礎結(jié)構(gòu)的截面積，從而提高加固效果，達到運行安全性標準。

1 壓入鋼套箱處理技術(shù)原理

在應用壓入鋼套箱處理技術(shù)之前，需要對該技術(shù)的施工原理進行分析。該方法通常是通過鋼管拼接形成空心圓柱體，將其設置在樁基礎結(jié)構(gòu)的外側(cè)，然后在套筒和樁基礎內(nèi)部填充混凝土砂漿材料，以提升結(jié)構(gòu)性能。壓入鋼套箱處理技術(shù)有效地避免了水流沖擊對樁基礎的不利影響，具備較高的承載能力，并提升了樁基礎結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。施工周期相對較短，成本較低，因此在深水部位橋梁樁基礎加固施工中具有明顯的優(yōu)勢。

在套筒和樁基之間灌入混凝土砂漿材料，可以提高結(jié)構(gòu)的性能并避免離析，還能夠預防水源污染問題。因此，在水下橋梁加固施工中，壓入鋼套箱處理技術(shù)具有重要的價值和意義。在現(xiàn)場施工過程中，采用靜力壓入方式，通過多節(jié)段拼接的鋼管制作并設置反力架輔助作業(yè)，將其固定在加固結(jié)構(gòu)的周邊，靜力壓入確保結(jié)構(gòu)反力達到平衡。然后將壓入裝置安裝到加固位置以上，并與反力架進行焊接連接。通過壓入裝置提供足夠的壓力，直接將鋼管壓入樁基的位置上。

在施工過程中，應使用千斤頂進行操作，并根據(jù)需要及時調(diào)整施工位置，以確保結(jié)構(gòu)施工效果合格。在第一節(jié)鋼管壓入施工位置后，及時進行下一節(jié)鋼管的拼接焊接，然后再次壓入施工，確保達到設計標準的要求[1-3]。

2 橋梁樁基礎壓入鋼套箱技術(shù)應用

2.1 準備工作

施工前，需全面勘查現(xiàn)場環(huán)境，并結(jié)合水下橋梁樁基礎的結(jié)構(gòu)形式選擇合適的施工方案。然后利用航道挖泥船對該區(qū)域進行河道疏浚以及清淤施工，對現(xiàn)場進行整平處理，為后續(xù)施工提供基礎條件。同時，盡可能增加航道斷面尺寸，防止施工對船舶正常通行造成不利影響。

在搭設施工平臺階段，首先在河岸和河床上設置滿堂支架，以確保材料和機械設備的運輸，為現(xiàn)場施工創(chuàng)造良好條件。隨后，進行反力架的制作，并同時加工鋼套箱。鋼套箱直徑為5m，采用鋼板和型鋼焊接制作，每根樁體需要制作6m 長的鋼套箱。為保障施工順利進行，采取分解的施工方式，每個單一結(jié)構(gòu)的長度控制在0.5m。在鋼套箱的加工過程中，嚴格控制各個結(jié)構(gòu)的尺寸，特別對邊角部位進行精細打磨處理，以確?，F(xiàn)場結(jié)構(gòu)的無縫契合和穩(wěn)固性[4-6]。

2.2 反力架安裝

在現(xiàn)場安裝過程中，首先需要在加固基礎的墩柱表面安裝抱箍，以摩擦力作為上部支撐作用力。連接過程中采用螺栓進行抱箍連接，以滿足結(jié)構(gòu)整體性的標準要求。反力架抱箍采用兩片鋼板拼接制作，其高度應超過30cm。通過螺栓進行連接，在上部使用U形螺栓進行井字形連接，該結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量合格，具備較高抗彎承載力，投入使用后不會出現(xiàn)變形、損壞等嚴重的問題。

2.3 鋼套箱下沉與封底

反力架安裝完成后，需要進行下沉鋼套箱和封底施工。

首先，鋼套箱的下沉是橋梁樁基礎施工中的重要步驟。為保證下沉施工的順利進行，施工人員使用手拉葫蘆和千斤頂相結(jié)合的方法，將預制的鋼套箱逐步安裝到規(guī)定的位置上。在水下進行結(jié)構(gòu)拼裝施工時，由于操作空間有限，手拉葫蘆和千斤頂?shù)膮f(xié)作可以確保施工現(xiàn)場不受干擾，同時保證鋼套箱準確下沉到預定位置。在進行鋼套箱下沉施工時，施工人員需要密切配合，嚴格控制下沉速度和位置，防止傾斜和側(cè)滑現(xiàn)象的發(fā)生，以確保鋼套箱的垂直度和水平度。同時，對下沉過程進行實時監(jiān)測，及時調(diào)整支撐設施，保證鋼套箱安全準確地下沉到預定的樁基位。

其次，封底施工。在封底作業(yè)開始之前，需對底板結(jié)構(gòu)質(zhì)量進行全面檢查，及時清理附著物和雜質(zhì)，確保不影響施工。此外，還需確?；炷梁弯撎紫溆辛己玫哪哿Γ苑瞎こ桃?。封底作業(yè)過程中，選擇潮汐影響相對較小的位置進行混凝土澆筑，以快速完成結(jié)構(gòu)封底施工。一般而言，封底結(jié)構(gòu)的厚度不少于50cm。若在封底前發(fā)現(xiàn)河床部位有較嚴重的沖刷，應采用回填土對圍堰外側(cè)進行夯實。待混凝土初凝后，根據(jù)水位變化采取適當?shù)恼{(diào)整措施，以確保水頭壓力在合理范圍內(nèi)，從而一次性完成封底結(jié)構(gòu)施工。

2.4 空洞問題的處理

在橋梁樁基礎壓入鋼套箱處理技術(shù)中，封底結(jié)構(gòu)施工完成后，必須及時處理空洞問題，以確保圍巖內(nèi)部的排水符合工程要求，同時不影響樁基礎結(jié)構(gòu)的性能。

首先，施工人員應對封底結(jié)構(gòu)進行全面檢查，細致查找可能存在的空洞問題。在檢查過程中，重點關(guān)注混凝土填充區(qū)域，以及套筒與樁體接觸的部位，確保結(jié)構(gòu)完整性和緊密性。如發(fā)現(xiàn)空洞問題，需要立即予以處理，以避免后續(xù)施工帶來的影響。

對于深度較淺、面積較小的空洞缺陷，施工人員可以采用人工涂抹水泥砂漿的方式進行封堵處理。先清理空洞部位，確保表面無塵、無松散物質(zhì)，然后用水濕潤空洞周邊，增強黏結(jié)性。之后，將水泥砂漿均勻涂抹至空洞內(nèi)部，用木塊或工具進行振實，確保充實填充，并使其與周圍混凝土結(jié)構(gòu)緊密連接。待水泥砂漿干燥后，進行表面修整，確保與周圍結(jié)構(gòu)平整一致，以達到封堵效果。

對于嚴重的空洞問題，需要進行混凝土修補施工。先將空洞部位徹底清理，將松動、破損的混凝土剔除，確保表面干凈。然后，將混凝土修補材料與水按比例混合，形成均勻的修補漿料。將漿料均勻涂抹到空洞內(nèi)部，用振搗棒進行振實，確保修補材料充分填充，與周圍混凝土結(jié)構(gòu)緊密黏結(jié)。修補后，要及時進行表面修整，使修補區(qū)域與周圍結(jié)構(gòu)平整一致。

其次，在封底結(jié)構(gòu)施工后，施工人員應認真記錄和監(jiān)測封堵效果，并定期進行巡檢。如有新的空洞出現(xiàn)，需要及時處理。同時，施工人員應嚴格按照工程規(guī)范和設計要求進行施工，確保每一道工序的質(zhì)量。在施工過程中，要注意施工材料的質(zhì)量，確保施工環(huán)境整潔，避免外界因素對施工質(zhì)量的影響。

2.5 鋼筋籠與模板的安裝

第一，在安裝鋼筋籠前，需要安裝模板，一般情況下，使用的鋼模板厚度不少于5mm，以確保模板的強度和穩(wěn)定性。運輸鋼模板至施工現(xiàn)場后，必須對其表面進行全面清理處理，清除油污和雜質(zhì)，以保證模板表面的光滑和平整。然后，在模板表面涂抹隔離層，防止?jié){料滲漏和黏結(jié)，以保證混凝土的質(zhì)量[7-9]。

第二，在模板安裝前，施工人員需進行模板預拼裝和編號，以確保模板能夠準確地組裝在預定的位置上，為后續(xù)施工提供便利。模板的安裝采取分片安裝的方式進行，使用反力架的導鏈進行吊裝施工。同時，為保證施工精度，需安排專人現(xiàn)場指導，以確保模板的準確定位和水平安裝。

第三，模板安裝完成后，必須進行嚴密性檢查，確保模板之間無漏漿情況。檢查時，應仔細查看模板之間的連接處，確保密封性良好，以防止混凝土漿料滲漏和流失。如有發(fā)現(xiàn)漏漿情況，應及時采取措施加以修補，保證混凝土的澆筑質(zhì)量。

2.6 混凝土灌注管理

混凝土灌注施工是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響結(jié)構(gòu)的整體性能，因此需要高質(zhì)量地進行混凝土灌注施工。根據(jù)工程要求，選擇C50 強度以上的混凝土開展施工作業(yè)。灌注結(jié)束后，樁體結(jié)構(gòu)直徑不少于180cm。為避免在澆筑過程中出現(xiàn)空洞、氣泡、麻面等質(zhì)量問題，灌注環(huán)節(jié)保持緩慢勻速進行，注漿壓力不少于0.1MPa。待混凝土灌注完成后，要及時灑水養(yǎng)護，禁止敲擊模板以免損壞結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場灌注作業(yè)過程中，要加強對混凝土強度、位置、垂直度、加固厚度等方面的檢查，確保符合設計標準。

灌注施工是壓入鋼套箱處理技術(shù)的重要工序，切實提升灌注混凝土施工水平，才能保證結(jié)構(gòu)的性能符合要求。在混凝土材料配置過程中，適量添加碎石材料可以提升樁基礎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。碎石加入比例一般為砂漿材料的20% 左右，并需在現(xiàn)場進行試驗檢測，即將砂漿澆筑到模具內(nèi)，進行7d 和28d 的試驗。鋼套箱混凝土灌注的環(huán)節(jié)應注意如下幾點：

第一，加強灌注順序的控制，按照從低到高、從外到內(nèi)的順序進行灌注施工，確保連續(xù)性，并加強灌注高度的檢測，以符合設計標準。

第二，灌注砂漿時應進行全面檢查，尤其是表面質(zhì)量，同時做好各項記錄工作。灌注過程通過導管進行，確?；炷恋木鶆蛐裕粫驗槁洳钸^大而影響結(jié)構(gòu)的性能。

第三，通過攪拌機和砂漿泵進行現(xiàn)場作業(yè)，保證砂粒直徑和含泥量在合理范圍內(nèi)，以免發(fā)生堵塞，確保灌注質(zhì)量符合規(guī)定。

第四，在水流較急的部位，對水下混凝土施工要進行嚴格的控制，特別是灌注施工過程。防止混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象，是保證水下混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量性能合格的關(guān)鍵。在施工中，要確?；炷恋木鶆蛐院统矶?，避免水流對混凝土的沖刷和影響，采取合適的措施，如增加灌注壓力、使用減水劑等，以保證混凝土的凝結(jié)和固化。

另外，在混凝土配置過程中，也要確?；炷辆邆漭^高的抗分散性，不受現(xiàn)場施工環(huán)境的影響?；炷恋呐渲靡獓栏癜凑赵O計配方進行，選用優(yōu)質(zhì)的原材料，確?；炷恋膹姸群湍途眯?。同時，還要注意混凝土配置過程中的污染問題，避免對水環(huán)境造成不良影響。采取合理的措施，如采用環(huán)保型添加劑和清潔生產(chǎn)技術(shù)，以降低施工過程中的污染排放[10-12]。

3 施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理

橋梁水下樁基礎施工的過程中，各個元件需分別制作，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行吊裝施工，形成整體施工結(jié)構(gòu)。鋼套箱內(nèi)混凝土灌注施工環(huán)節(jié)中應嚴格按照施工工藝流程進行現(xiàn)場作業(yè)，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格。在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)應做好下述幾個階段的控制措施：

第一，水上和水下作業(yè)時，需按照規(guī)定的操作標準和施工工藝流程對設備進行檢修和維護處理，防止因為設備故障對施工質(zhì)量和效率產(chǎn)生不利影響。

第二，現(xiàn)場焊接過程中，應加強焊接工藝的控制，確保焊接質(zhì)量合格。水下操作時，如果遇到障礙物，應及時清理。

第三，鋼套箱的不同接頭部位應選擇合適的處理工藝，以確保結(jié)構(gòu)密封效果合格。在連接位置處螺栓連接的性能必須符合緊密性標準，以避免發(fā)生泄漏。鋼套箱水下安裝前，需要對河流水位、水下情況、河床情況等進行全面勘查了解，掌握水文地質(zhì)條件，制訂合理的施工工藝方案，以確?，F(xiàn)場施工順利進行。施工過程中，應積極與當?shù)氐乃暮偷刭|(zhì)部門進行交流，確保鋼套箱加固施工不受影響。

4 結(jié)語

總之，橋梁樁基礎壓入鋼套箱處理技術(shù)作為深水部位樁基礎加固的一種有效方案，在施工環(huán)節(jié)采用科學施工方案和嚴格的質(zhì)量控制措施，能夠在保證施工安全的前提下，有效提升橋梁樁基礎的質(zhì)量和承載能力。該技術(shù)通過鋼套箱的拼裝和下沉，形成穩(wěn)固的加固結(jié)構(gòu)，有效避免水流沖擊對樁基礎的不利影響，為深水部位橋梁樁基礎施工提供可行有效的解決方案。在今后類似工程開展時，需要按照項目需求對施工方法進行比選，同時積極引入高性能的材料與先進的技術(shù)，為橋梁工程的安全運行和使用提供保障。