大管樁滑軌式截樁機具改造

趙春磊

（山東港通工程管理咨詢有限公司，山東 煙臺 264000）

本項目碼頭長558 m，寬22 m，采用高樁梁板結(jié)構(gòu)。樁基采用Φ1 200 mm 大管樁，排架間距9 m，每個排架設(shè)3對叉樁（見圖1）。

圖1 碼頭BIM結(jié)構(gòu)圖

本工程沉樁過程中，地質(zhì)突變嚴重，異常高樁時有發(fā)生。同時經(jīng)設(shè)計優(yōu)化停錘標準后，高于設(shè)計標高2 m范圍內(nèi)可停錘。工程樁均為斜樁，斜率4.5∶1，當(dāng)仰樁高于設(shè)計標高1.1 m以上，因替打與仰樁碰樁，則俯樁無法施打至設(shè)計標高。為降低打樁船等待時間，就要求在最短時間截除高樁。傳統(tǒng)的大管樁截樁工藝，需使用抱箍固定后搭設(shè)臨時施工平臺，操作人員需站于臨時平臺上進行截樁操作，在效率上不能保證，安全上存在隱患；同時由于手持截鋸不穩(wěn)，造成樁頂截面不平整，無法保證樁頂鋼筋保護層厚度。為此，對傳統(tǒng)截樁機具進行優(yōu)化改造。

1 研究內(nèi)容

1.1 傳統(tǒng)截樁工藝與改造設(shè)備截樁工藝對比（見表1）

表1 傳統(tǒng)截樁工藝與改造后截樁工藝對比

綜上所述，因本工程工期緊迫，采用傳統(tǒng)截樁方法無法滿足施工進度要求，也無法保證樁頂平整度，故選擇對傳統(tǒng)截樁設(shè)備進行改造。

1.2 截樁設(shè)備改造原理

本設(shè)備在利用原有截鋸基礎(chǔ)上，加工制作了一套滑軌裝置。該滑軌裝置由兩個抱箍組成，內(nèi)側(cè)抱箍用以夾樁固定，同時外部配備滑軌。外圈的抱箍在滑軌固定后可沿滑軌滑動，外圈滑軌配備2組滑輪，每組水平方向設(shè)置2個滑輪、縱向設(shè)置1個滑輪，切割機由螺栓固定在外圈抱箍上，根據(jù)樁體厚度配備金剛石鋸片，只需1人推動切割機沿滑軌滑動1圈即可完成截樁。同時制作凹形船，取代傳統(tǒng)的操作平臺，凹形間距根據(jù)大管樁直徑確定，凹槽前沿配備鎖死擋桿，防止船體漂移。內(nèi)外抱箍及掛耳如圖2所示。

圖2 內(nèi)外抱箍及掛耳

1.3 截樁工藝流程（見圖3）

圖3 工藝流程圖

1.4 截樁操作要點及注意事項

1.4.1 測量放線及內(nèi)箍安裝

船舶就位固定后，前段擋桿鎖死。然后施放截樁控制線，截樁控制線按設(shè)計截樁位置施放。但在內(nèi)抱箍安裝時應(yīng)注意預(yù)留鋸片至內(nèi)抱箍底滑道距離，本設(shè)備需要預(yù)留8 cm，具體預(yù)留高度根據(jù)鋸片距離滑道底部距離確定。

1.4.2 鋸片厚度選擇

大管樁內(nèi)含鋼絞線，故需選用金剛石鋸片，金剛石鋸片厚度應(yīng)根據(jù)大管樁壁厚確定。在切斷鋼絞線基礎(chǔ)上不易過大。若鋸片過大則截樁后樁頭自重過大，自身穩(wěn)定性不夠，斜樁容易傾倒，危險性較大。

2 工藝實施效果

2.1 主要創(chuàng)新點及截樁效果

（1）截鋸滑道平臺優(yōu)化，提高平臺搭設(shè)效率。

采用固定滑軌平臺，簡化了平臺搭設(shè)程序，較常規(guī)平臺搭設(shè)效率明顯提升，同時對截鋸提供有效支撐，免除人工拉鋸截樁的操作。

（2）大幅降低勞動強度，有效提升截樁效率。

從船舶、抱箍固定到截樁完成僅需兩人即可完成，大約需要25 min。在處理成對叉樁仰樁及群樁截除時極為實用，在打樁船吊樁的過程中即可完成高樁處理，不會影響后續(xù)沉樁施工，極大程度減少了打樁船的等待時間，水上截樁示意圖如圖4所示。

圖4 水上截樁

（3）提高截樁頂面平整度。

截鋸沿著軌道運行，滑道固定，鋸片軌跡確定，截樁后樁頂平整度可達到5～10 mm。

（4）截樁安全性得到極大提高。

常規(guī)截樁需要人工站在截樁平臺上操作截鋸，滑軌式截鋸可沿固定軌道運行，不會因別鋸等現(xiàn)象導(dǎo)致截鋸跳槽傷人，最大程度地降低了安全隱患（見圖5）。

圖5 截樁效果圖

2.2 實踐中的經(jīng)驗、教訓(xùn)

（1）外抱箍要增加水平及縱向滑輪，降低摩阻力，設(shè)計初期未增加滑輪，阻力極大，難以操作。

（2）若待截樁頭高于2 m，則截樁之前應(yīng)先用吊機捆綁待截樁頭，輔助截樁，確保截樁安全。

（3）鋸片厚度選擇應(yīng)根據(jù)大管樁壁厚確定，過小切不斷鋼絞線，過大則截樁后樁頭容易傾倒，危險性較大。

2.3 存在的問題及改進措施

（1）該設(shè)備內(nèi)箍與外箍目前是分離式，內(nèi)箍加固完成后需要二次緊固外抱箍，多了一道上抱箍程序，該工序仍有改進空間。計劃將內(nèi)外抱箍一體，一次性上緊抱箍后，直接外掛截鋸進行截樁。

（2）目前內(nèi)外抱箍均采用鋼板、鋼管焊接而成，整體較重。可將滑道及外箍材料優(yōu)化為鋁合金，內(nèi)外抱箍一體化后人工上緊抱箍過程中更輕便。

（3）該設(shè)備針對不同斜率的斜樁，截樁后表面水平度根據(jù)樁身斜率不同差異較大。計劃將內(nèi)外抱箍進行改進，將滑道由垂直樁身，改為水平滑道，這樣不同斜率樁頂均可保證水平度。

3 效益評估

新設(shè)備的啟用，使得截樁效率得到極大提高，每截2根樁較傳統(tǒng)截樁工藝所節(jié)省的時間就可沉樁1根。本工程需要應(yīng)急截樁約30根，所節(jié)省時間可沉樁15根，約5 d船機費用，總計節(jié)省費用22.5萬元。同時為現(xiàn)澆樁帽及時提供了工作面，對海上現(xiàn)澆節(jié)點工期提供了有力保障。

4 結(jié)語

實踐證明滑道式截樁設(shè)備的改造是成功的，新設(shè)備較傳統(tǒng)截樁方式相比，截樁效率得到了極大的提高，樁頭質(zhì)量得到有效保證，同時操作簡單，安全性高。對后續(xù)類似大管樁、PHC樁截施工具有較高的推廣和應(yīng)用價值。