李元森石家庄市公路桥梁建设集团有限公司摘 要：结合某桥梁工程案例，对桥梁墩台围堰工程施工过程中承插式钢管排桩的具体应用进行研究。
首先阐述了钢管排桩的围堰设计工作要点，然后分析承插式钢管排桩配件施工技术要点，以充分发挥承插式钢管排桩的施工使用优势，提高桥梁墩台围堰结构的安全性和稳定性，为后续的桥梁使用质量以及提高行车安全奠定良好基础。
关键词：承插式钢管排桩;桥梁墩台;围堰;作者简介：李元森（1991—），男，工程师，从事公路桥梁施工相关工作。
;0 引言桥梁墩台围堰工程施工中，通过选用直径相对较小的钢管和适当厚度的钢板作为承插扣件，有效保证构件之间的焊接工作质量，同时使钢管外表面直径大小符合工程施工要求，将其制作成标准型号的钢管排桩。
施工中，通过将钢管排桩根据工程施工要求顺序两两相扣，直接打入桥梁墩台围堰结构周围形成钢管桩，以此提高桥梁墩台围堰结构稳定性，保证桥梁基础结构的安全性。
1 工程概况本次桥梁工程总长365m，桥孔规格设置为30m+50m×6+30m，桥面总宽度为12.5m。
桥梁工程上部结构为预应力钢筋混凝土现浇箱梁结构，桥梁两侧区域设有护栏和观光平台。
为有效提高桥梁承台部分施工效率以及施工稳定性，在设计过程中通过使用承插式钢管排桩围堰基础支护施工方法，保证桥梁基础结构的施工安全性。
其中，钢排管使用螺旋钢管，钢管直径为400mm，钢管厚度为6mm，插管使用直径为70mm，管道厚度为8mm的无缝钢管，承管使用直径为80mm，厚度为8mm的无缝钢管。
2 钢管排桩围堰结构设计工作要点2.1 设计工作原则在基础开挖工作正式开始前，需要考虑工程施工区域的地质条件和水文地质条件，要有效判断桥梁基础结构形式、基础开挖深度以及降排水条件，需要控制基坑侧壁的位移大小，分析基坑周围的荷载环境条件、支护结构等相关影响因素，严格执行国家和地方的相关行业规范要求和标准，严格判断桥梁基础结构设计和分项系数的极限状态，应全面落实因地制宜的设计原则，有效保证围堰体系设计工作的科学性与合理性。
根据桥梁墩台围堰结构的承载极限参数情况进行分析，通过与正常使用极限状态下的设计工作要求之间进行结合，要遵循以下设计工作要点：第一，对桥梁墩台基础结构部分，要做好承载能力的极限状态计算和分析。
第二，对安全等级为同一级并且支护结构变形存在限定的二级建筑基坑，需验算周围的环境条件以及支护结构的变形情况，同时验算和分析地下水的高度。
2.2 计算机模拟设计分析通过使用PKPM和理正等设计工作软件，将不同形式的材料、不同规格以及不同方法处理下的相关参数信息直接录入计算机系统中，并对其进行优化处理，最终形成符合工程项目需要的额定自由度单元组件。
管道直径厚度、内支撑位置以及形式等内容，均在计算机系统中进行储存，然后将工程项目基坑尺寸以及相关组件宽度直接输入CAD软件中，对现场的场景进行模拟和分析，同时以平面与纵向相结合的设计工作方法，将水文地质资料等绘制成具有指导性作用的现场施工图纸。
同时，可以确认桥梁墩台围堰施工所需的单元组件以及内部支撑体的数量，实现提前加工和处理，避免造成材料的大量浪费。
2.3 围堰体系加工处理(1）确认钢管排桩需要使用的材料，在经过上述方法计算分析后，大钢管直径和壁厚使用D400×6mm的钢管螺旋材料，长度为6.5m，基础位置开挖工作结束后，上部旋出长度为3m，入土后的深度为3m，在入土一端需要根据地质条件情况，增加焊接一圈钢板，同时加工端头位置，可以形成锥形结构形态，有效保证材料顺利入土，入土一端的钢管材料不能产生明显的变形问题。
(2）单元组件加工根据桥梁墩台围堰结构施工要求。
施工中，作为矩形基坑结构，除了四个转角的位置形成单独的组件外，其他的承管和插管需要以90°进行布置，剩余部分分别进行对称分布，设置在大直径钢管的两侧区域，轴线之间形成平衡状态，两边区域需要进行加固处理。
成管需要基于连接板体材料的厚度进行开口，然后直接和大直径的钢管形成对接，每间隔50cm的位置需要设置一道加劲肋板，承插管规格为10mm厚钢管，直接与主管连接，必要的情况下应在承插管的底部位置和侧方位置进行加固处理。
2.4 钢管排桩尺寸设定桥梁墩台围堰设计工作中，需要选用小直径钢管和适宜厚度的钢板作为钢管排桩的承插扣件，并且将构件直接焊接在大直径钢管材料外部，有效形成钢管排桩结构。
如将钢管排桩结构根据工程设计标准，通过两两相扣的方法直接打入桥梁墩台围堰结构周围，以此形成整体的排桩围堰结构形式。
通过使用大直径钢管，可以进一步提高桥梁墩台围堰结构的稳定性和刚度。
同时小直径钢管和钢板材料组成的扣件，可以有效保证围堰结构具有较强的整体性和密封性，钢管排桩支挡结构体系保证围堰结构的基础稳定性。
根据本次桥梁墩台围堰结构的基坑开挖施工方式，基坑开挖深度以及周围施工地质条件等方面因素的影响，准确测定钢管排桩的长度管径大小以及钢管的表壁厚度参数，需要根据建筑物尺寸模拟桥梁墩台围堰结构的平面形状与尺寸。
通常情况下，需要和桥梁墩台围堰的实际尺寸之间形成对应，在周边部分需要进一步增加基坑排水和基坑内部水平支撑所需的宽度[1]。
钢管排桩是围堰结构受力的重要部分，因此需要保证钢管排桩的截面尺寸必须满足桥梁墩台围堰结构的受力要求，在充分保证钢管排桩围堰整体结构稳定性的条件下，应考虑桥梁工程所处区域的地层条件影响，避免桩头出现变形或损坏，同时需对桩头位置进行钢板补强处理。
钢管排桩扣件使用承插管结构形式，需要将钢管排桩连接成一个完整的整体，同时保证插管具有一定的支撑强度，在一些比较复杂的地层结构受力条件下不受到破坏，尽可能控制施工过程中的水体渗透量，采取有效的封堵措施进行处理。
3 承插式钢管排桩配件施工技术要点3.1 施工组织要点相关施工单位需要对施工现场进行全面的勘察和分析，充分了解施工区域范围内的建筑物构成情况，同时检查施工图纸以及施工资料中的内容，保证信息的准确。
同时，掌握河流断面情况、水体流速、通航工作要求、常水位和施工过程中可能产生的最高水位等相关情况，充分了解施工前期的地基条件状况。
工程施工单位需要充分掌握可利用的工程施工便桥和便道，分析施工场地空间构成情况，并对其中产生的各种影响因素进行判断和控制。
选择适宜的施工工具，例如吊车、打桩机以及各种运输车辆的型号数量等，根据工程施工资料以及施工组织方案开展设计和分析工作。
3.2 测量与定位根据桥梁工程的承台桥墩设计图纸以及文件结构设计图纸，在工程施工现场需要对桥梁的围堰结构平面位置坐标水准点等进行实地放样和分析，并对其进行保护，以此方便施工过程中的复核。
根据测定放样工作参数结果，在承台位置吹填砂筑岛，筑岛的迎水面需要使用土工布进行防护，避免水体的长时间冲刷对表面稳定性产生不良影响[2]。
3.3 排桩下沉施工承插管排桩下沉工作中，通过使用两台全站仪和一台水准仪同步进行承桩监控工作，将其中一台全站仪设备直接设置在围堰结构的边轴线上，同时将另外一台全站仪设备设置在边轴线垂直90°直线方向上，用来监测管桩的垂直程度以及施工过程中所处的平面位置。
通过使用水准仪设备，可以对桩体顶部标高位置进行精确控制，在保证垂直度偏差满足工程施工要求后需要启动振动锤设备，然后将排桩缓慢下沉，整个操作过程需要使用全站仪设备进行跟踪测量，以保证施工的精确度。
施工中，使用振动锤敲打钢管排桩，其实际打入深度必须根据设计工作深度情况进行准确控制，局部异常部位需要根据工程施工现场的实际情况进行调整。
排桩打入后需要与周围的维护结构之间进行充分的加固处理，采取直接焊接的方法将其连接成一个整体。
在第一根桩体结构下沉后，必须严格监控桩体结构的水平位置和垂直度。
通常情况下，在第一根桩体完成后，后续的各个排管在下沉过程中，只需要严格根据前一根管桩的位置平行下沉即可完成[3]。
3.4 基础开挖施工钢管排桩经过检查验收合格后，使用挖掘机设备对基坑部位进行开挖，工作中形成的大量土方淤泥以及砂石等需要堆放到指定位置，不能对基坑的稳定性产生不良影响。
如果在开挖工作中遇到带水开挖的情况，上部土层结构可以使用挖掘机开挖，使用汽车进行运输，中部位置的土壤层可以使用高压水枪进行冲洗，使用泥浆泵直接排放到外部区域，下部土层结构可以使用水下吸泥的处理方法。
在水下使用高压水枪切割土体结构，使用空气吸泥机设备，可以将切割完成后的土壤以泥浆的形式直接排放到围堰结构以外，以此确保围堰结构外部压力的平衡性。
在基坑开挖施工中需要充分保证钢管排桩基坑稳定性要求，如果发现异常问题必须停止开挖，施工同时采取有效的加固处理方案，对产生渗水和漏水的部分，可以使用抹机油膏的布条直接填塞止水或排桩，安装前在承插管中涂抹少量的机用油膏。
围堰施工过程中，由于扣件之间的缝隙相对较小，同时在施工中产生的淤泥砂石会出现明显的阻隔作用。
因此，施工中形成的水体渗透量相对较小，甚至不会产生渗水现象，以此可以为地下构造物工程施工奠定良好的施工条件[4]。
3.5 钢板桩围堰调整与合龙施工当钢板桩的上端出现合龙口倾斜问题时，可以在钢板桩顶端位置使用千斤顶或两套复式滑车组向外侧区域进行张拉的方式，有效调整施工间距。
在钢板桩两侧区域各剩下几组桩体结构即将完成合龙工作的情况下，需要判断钢板桩合龙过程中是否需要进一步调整。
如果需要调整可以通过悬挂钢板桩的方式，保证桩体结构的底部不会落入河床中，通过专业的潜水工作人员下到水体中，安装和调整复式滑车组。
合龙钢板桩施工过程中，如果经过调整之后的钢板桩相互之间的间距无法保持均匀和平行，需要进一步施加压力，才能插入设计标准位置，或钢板桩仍然存在很大程度无法直接套住锁口，无法使用锤击的方法进行处理，则可以通过在桩体结构的顶端安装复式滑车组的方法，将钢板桩直接接入锁口位置，有效保证钢板桩插打质量和稳定性。
由于受到水体流动或其他因素的影响，合龙口无法正常合龙的情况下，可以通过制作异形钢板桩进行合龙。
3.6 内撑杆件安装随着基坑开挖的深度不断增加，围堰结构内外的压力差会进一步上升，在达到开挖深度的设计标准后，需根据工程施工组织设计方案中的规定，要求在基坑内部对应的位置设置水平支撑系统，充分保证钢管排桩结构具有足够的支撑强度，可以有效抵抗深基坑外侧产生的土体压力。
在内撑杆件的安装过程中需要先焊接牛腿结构，或插打支柱结构，然后再安装圈梁结构，最后进行支撑杆件的焊接处理。
通常情况下会使用整根撑杆结构进行支撑，同时各种构件在连接位置使用环型焊接加固处理方法，以此有效保证围堰结构基础部分的稳定性。
3.7 围堰混凝土封底处理围岩基础工程施工完成后，需要立即开展基坑封底施工处理。
开始施工前，应使用水泵设备，充分做好基坑内部的排水集水工作，彻底排除围堰结构内部的多余积水，以此保证干槽状态下开展混凝土封底施工。
根据设计图纸要求，需要制作和安装钢筋模板，在达到验收标准后，进行混凝土墩身振捣和养护处理。
如果进行水下围堰混凝土封底施工，需要采取必要的处理措施，防止混凝土冲击基坑槽底部的淤泥，对封底混凝土施工质量产生不良影响[5]。
4 结语综上所述，通过使用小直径钢管与钢板组成的构件，可以进一步提高桥梁墩台围堰结构的整体性和密封性，与内支撑结构形成一道完整的基础支挡结构体系，有效提高桥梁墩台基础结构的安全性和稳定性，为后续桥梁工程通车安全奠定基础。
参考文献[1] 廖宏志.钢管排桩在新建码头后方挡土结构中的应用[J].工程技术研究，2020(12):106-107.[2] 印长俊，龚家兴，肖京湘.基于弹性支点法的三排微型钢管桩支挡结构内力与变形研究[J].铁道科学与工程学报，2019(11):2725-2733.[3] 曲立清，王宇，徐辉，等.大型动荷载下双排桩+钢管桩+锚索新型支护体系变形监测与分析[J].施工技术，2019(18):85-89.[4] 周俊，马建林.小直径钢管排桩锚固深度的确定及验算[J].铁道建筑，2019(4):103-107.[5] 张玉芳，魏少伟，周文皎，等.多次分段注浆钢花管桩群结构抗滑性能模型试验研究[J].岩石力学与工程学报，2019(5):982-992.声明：我们尊重原创，也注重分享。
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