新型抱箍模具在淺海近灘棧橋施工中的應用

王仁意 劉桂萍 任鐘強 廖春蕾

廣西建工集團第四建筑工程有限責任公司 廣西 桂林 541003

近年來，隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，旅游業(yè)蓬勃發(fā)展，人們對海景、湖景的觀賞需求越來越大。因此，觀景的棧橋施工安全及施工質(zhì)量開始受到各方關注。在傳統(tǒng)棧橋施工中，一般采用搭設落地架支撐體系方法，此方法搭設工藝成熟，操作簡單。

但淺海近灘地段、沼澤地段的地質(zhì)條件復雜，搭設落地架易受海水、臺風侵蝕，同時因土質(zhì)松軟，極易使立桿下沉而造成混凝土構件不均勻沉降，影響工程質(zhì)量。同時，該地段在水下作業(yè)，落地架鋼管不易拆除，材料損耗率極高[1-6]。

在此情況下，急需一種新型工具和與之相對應的施工方法，以解決淺海近灘地段的腳手架搭設問題。

1 新型抱箍模具的結構及其優(yōu)點

新型抱箍模具施工方法是傳統(tǒng)吊模施工的改進方法，它是將新型抱箍模具與已經(jīng)打入淺海的樁柱抱緊，并在抱箍模具上架設模板的一種方法。

具體的工藝原理為：利用厚15 mm鋼板壓制成2個高500 mm的半圓鋼箍模板，在半圓中央外邊焊接長600 mm的45B#工字鋼，在端頭外邊焊接連接件，連接件上預留洞口，用以安裝對拉螺栓。

采用M24對拉螺栓將2個半圓鋼箍模板與打入淺海的混凝土灌注樁抱緊，在45B#工字鋼上依次安裝縱（40B#）、橫（25B#）工字鋼，利用工字鋼和抱箍作為吊模的支撐體系（圖1）。

圖1 抱箍模具三維及實物

此方法避免了在淺海上安裝鋼管等落地支撐架而受海水腐蝕的不利因素，也避免了支撐體系受海浪及臺風影響而造成的支架坍塌現(xiàn)象。

1）通過抱箍模具，避免了落地架立桿落入淺灘松軟地基而造成模板支架下沉的問題，有效保證了梁板混凝土澆筑的穩(wěn)定性。

2）模板支撐體系位于海水上部，海水不能侵蝕鋼制構件，從而減少了材料損耗。

3）抱箍模具面積小，故受臺風與海浪影響較少，破壞率低。

4）模具制作工藝簡單，操作方便，耗費材料少，比落地架更節(jié)約、更經(jīng)濟，減少了施工成本。

2 新型抱箍模具工藝流程

新型抱箍模具的施工工藝流程如下：按支撐施工圖放線→打入鋼管混凝土灌注樁→制作抱箍模具→吊運抱箍并安裝至樁上→擰緊對拉螺栓→放置混凝土墊塊（圖2）→40B#工字鋼逐條搭設→安裝25B#工字鋼并與40B#工字鋼用U形螺栓連接牢固（圖3）→依次鋪放木方→安裝膠合板（圖4）→預壓→安裝側(cè)?！壴摻睢鷿仓炷粒▓D5）、養(yǎng)護→鑿除混凝土墊塊→取出U形螺栓→吊運次梁工字鋼→吊運主梁工字鋼（圖6）→撬除底模并撈走→拆除鋼絲繩，松開螺栓→拆走抱箍裝置（圖7）→檢查、驗收。

圖2 安裝抱箍并放置混凝土墊塊

圖3 主、次工字鋼梁搭設

圖4 木方及膠合板鋪放

圖5 混凝土澆筑

圖6 拆除主梁工字鋼

圖7 拆除并吊運抱箍模具

3 新型抱箍模具施工應用實例

珠海海燕橋周邊景觀工程位于珠海市香洲區(qū)情侶中路（名亭公園牌坊），該工程包括北部漁港噴泉廣場、中部海天牌坊廣場、南端東風廣場以及廣場中間的濱海休閑散步道。其中在市政道路與散步道之間設置有寬2.5 m的自行車道，保留原來寬7 m的散步道，新增加的散步道以反梁結構支撐的形式架空于海面上，覆土厚度600 mm左右，棧橋面積17 473.905 m2。本工程采用新型抱箍模具施工的具體步驟如下：

1）在淺海打鋼管混凝土灌注樁，按本工程施工圖紙，灌注樁長7 000 mm，間距6 000 mm。

2）破除樁頭后，松開對拉螺栓，將抱箍吊到樁位置并套入樁身內(nèi)，放平抱箍模具，使抱箍上的45B#工字鋼平行于海平面，擰緊對拉螺栓，松開鋼掛鉤，預留鋼筋或鋼絲繩，繞過樁頭，鉤住鋼掛鉤。

3）在45B#工字鋼上部依次擺放40B#工字鋼（主梁）、25B#工字鋼（次梁）。

4）在縱橫工字鋼上按200 mm間距依次擺放模板、木方（60 mm×80 mm），上鋪膠合板，釘牢，完成底板模板工程安裝。

5）模板經(jīng)預壓檢查合格后，綁扎鋼筋，安裝側(cè)模，澆筑混凝土并養(yǎng)護。

6）混凝土滿足拆模強度后，先用水上運輸船搭載挖掘機，鉤住40B#工字鋼（端部留小孔），混凝土工進入水下抱箍位置，使用手攜式?jīng)_氣鉆將混凝土墊塊鑿碎，將40B#工字鋼緩慢放置在45B#工字鋼上，上部模板及工字鋼因重力下墜并與已澆筑好的混凝土梁板分離。

7）使用挖掘機依次將次梁、主梁（主次梁工字鋼端部留小孔，用以穿鋼絲繩）拖出，用吊車吊走。使用人工將底模撬脫，落入海中，使用運輸船將模板撈出運走后，保養(yǎng)混凝土構件。

4 新型抱箍模具的施工技術難點及局限性

4.1 新型抱箍模具的施工技術難點及處理方法

1）新型抱箍模具與樁柱主要靠摩擦力提供支撐作用，樁基不圓對抱箍的安裝及支撐力影響極大。技術處理方法：設計采用鋼套筒灌注樁，可保證樁的圓形精度，如出現(xiàn)樁柱不圓情況，必先進行鑿平鑿圓，同時內(nèi)嵌薄膜，以保證樁與抱箍裝置完全嵌合，增加抱箍摩擦力。

2）吊運安裝抱箍模具時，會出現(xiàn)標高不一致的情況。技術處理方法：在抱箍模具兩邊的懸臂處墊放混凝土墊塊與鋼墊塊，用以調(diào)整標高，拆除時可鑿碎混凝土墊塊。

3）拆除模板時，由于出現(xiàn)海浪，影響運輸船的平穩(wěn)性，造成拆除工字鋼時出現(xiàn)擺動等不安全因素。技術處理方法：利用落潮時海面平穩(wěn)的時段來吊運工字鋼，必要時運輸船可落錨以增加穩(wěn)定性。

4）在支架預壓過程中出現(xiàn)部分模板下沉過大的情況。技術處理方法：先卸載上部壓塊，使用千斤頂將下沉工字鋼頂回位，下部安裝好墊塊后，再多安裝一個抱箍，以增強其摩擦力。

4.2 新型抱箍模具使用的局限性

1）新型抱箍模具適用的施工環(huán)境主要為近海、沼澤、河岸邊地段或其他不便于使用落地架的地段，且主體支撐體系為樁基或其他獨立柱基。

2）對于不同直徑的樁柱，需要制作不同直徑的抱箍模具，且不得以小半徑抱箍加拉鋼筋或大半徑抱箍加塞木方的方式進行施工，抱箍模具對樁徑不具有通用性。

3）抱箍裝置的安裝地點如果距離海岸較遠，汽車吊無法在岸邊完成抱箍與工字鋼吊裝時，需租用水上吊車，費用較貴。

5 效益分析

以珠海海燕橋周邊景觀工程項目為例，采用抱箍模具施工技術，棧橋梁板清水混凝土的觀感質(zhì)量得到了提升，取得了良好的社會效益。同時，經(jīng)計算，相對于傳統(tǒng)落地架施工方案，采用抱箍模具施工技術共可節(jié)約費用約17.2萬元，經(jīng)濟效益顯著。

6 結語

本抱箍模具方法的關鍵技術及創(chuàng)新點是制造一個新型抱箍模具并將其與已澆筑的灌注柱抱緊，起到吊模的作用，使模板懸空于海面上，消除落地架在海灘施工的不利因素。

實際應用中有如下3個施工難點：如何增加抱箍摩擦力、如何調(diào)整吊模高度以及如何方便地拆除模板。為此，本文提出了3項有效的改進措施，分別是：在樁與抱箍間添加塑料膜以增加摩擦力，用細石混凝土加鋼墊塊墊放于抱箍兩側(cè)懸臂處以調(diào)整模板高度，在落潮時用運輸船將需拆除的工字鋼與模板拉出運走。

本新型抱箍模具及施工方法以其創(chuàng)新性分獲2019年國家實用新型專利授權及自治區(qū)級工法。