利用繩鋸系統截除超高混凝土管樁的施工工藝

孟凡奇 劉鵬 中交三航局江蘇分公司

1.工程概況

連云港徐圩港區某碼頭泊位由4個5萬噸級泊位組成，大管樁數量為996根，碼頭泊位樁基采用直徑1.2m的混凝土大管樁，前沿2根直樁，中后沿4根對叉斜樁（5:1斜度）。

連云港地區為典型的淤泥質海岸，地質條件復雜，土層類型、層高分布經常存在較大差異，根據地質勘察報告以及我公司施工經驗，部分區域存在沉樁困難，無法達到設計標高。受地質條件復雜多變的影響，部分區域樁基存在普遍超高，局部超高達8米，樁基分布密集，截除樁頭重量達10t。海上截樁一般多采用卡箍式切樁機，如圖1所示，在樁頂反吊作業平臺，單次截樁高度一般不超過3米，平臺周轉次數多。

圖1 卡箍式切樁機截樁圖

為提高截樁效率，降低多次截樁帶來的安全風險，改進截除長、重超高斜樁施工工藝的成為項目質量安全控制的重要環節，我們考慮引入繩鋸法切割混凝土的技術，實現超高樁的一次截除。

2.設備選擇

繩鋸系統一般由繩鋸驅動、飛輪、導向輪和金剛石串珠繩鏈條組成，按照驅動方式可分為電動式和液壓式兩種，與液壓式相比，電動繩鋸具有以下優點：鋸頭較重，可以不需要打內爆螺絲；成本低，單臺價格一般為幾萬元左右；免去了液壓系統，無需大量冷卻水來對液壓泵站油溫進行冷卻。

結合海上現場施工條件，項目部綜合選用了電動式繩鋸機，常用的電動繩鋸機驅動功率為15kw～22kw，主軸輸出鉆速為970r/min，繩子最大線速度可達25.5m/s，接線要求為10平方三相五線。

3.工藝介紹

3.1 工藝流程圖（見圖2）

圖2 施工工藝流程圖

3.2 截樁施工工藝

（1）總體施工安排：由于樁基密集，為使截樁空間最大化，防止碰樁，施工總體順序從碼頭后沿向前沿依次進行截樁，見圖3。

圖3 截樁方向示意圖

（2）測量放線：測量人員采用全站儀在樁身測放出截樁標高，并用三角形箭頭標識。施工人員按照設計標高位置線采用水平尺沿樁周圈彈出墨線，現場測量員、施工員要復核檢查截樁的標高，確保截樁標高正確。測量放設標高標識點往上10cm為截樁位置，以保護截樁邊口和復核檢查截樁的標高。

（3）捆綁吊繩：施工作業人員在吊籃上按照吊點位置捆樁繩捆好樁，吊點位于截樁段中心偏上約1/3位置。捆樁繩采用鋼絲繩，按照截樁最大重量配備鋼絲繩，鋼絲繩纏繞不少于兩道，生扣位置須位于樁身仰面正上方中線位置，避免吊樁出現翻身現象，如圖4。

圖4 吊點設置圖

捆樁完成后，起重船下落吊鉤，將起重船吊繩與捆樁鋼絲繩繩套勾接，然后起重船吊鉤緩慢上升，使吊繩處于略微受力、收緊狀態，并觀察捆樁用鋼絲繩是否出現松動或滑動，必要時可在鋼絲繩與樁間增加土工布等增大摩擦力。

（4）安裝繩鋸系統截樁：繩鋸機布置在施工輔助船上，施工人員將繩鋸鏈條環繞管樁，通過多向導向輪系統與主機驅動飛輪連接，安裝固定繩鋸主腳架及輔助腳架導向輪，水平向導向輪、鏈條與待切割面處于同一個平面內，繩鋸鏈條與管樁摩擦收緊，實現管樁的切割，見圖5。

圖5 繩鋸系統安裝圖

繩鋸系統安裝完成后，開啟電機驅動，帶動主動輪高速旋轉，使張緊的金剛石鏈條做循環運動，實現切向運動，對混凝土管樁進行切割，工作過程中不斷加水保持切割縫潤滑。

截樁時，操作人員不得直接面對繩鋸切割方向進行操作，周圍人員站到安全位置后方可啟動繩鋸機。為確保安全，無論手動及自動切割，不允許操作人員離開設備，切割即將完成時應轉到人工控制，逐漸減低行走速度。

切割斜樁時，樁頭重心位于樁身傾斜一側，切割方向為斜樁的低側向高側，嚴禁反向使用（見圖6），杜絕切割過程中發生因樁身重量過大，樁身自重拉斷混凝土，導致樁身撅斷的風險。

圖6 斜樁繩鋸法切割方向圖

（5）起重船吊樁頭：當樁身切割剩余3cm時，立即停止切割，操作人員用對講機向起重指揮進行匯報，切割人員離開作業平臺。起重操作人員將起重吊臂向樁倒伏側相反的方向稍微移動，并向上收吊鉤，使樁頭與樁身最后連接處斷裂。吊起時需要事先觀察好樁頭狀態，使樁頭接近豎直的狀態，以避免產生大的擺動，樁頭狀態穩定后，方可將樁頭吊起（見圖7）。

圖7 樁頭起吊示意圖

4.結語

利用繩鋸系統截除超高樁的施工方法在連云港徐圩港區某碼頭中已得到了很好的應用，與傳統截樁方法相比，其具有以下優點：

（1）一次截樁到位，施工作業效率高。卡箍式切樁法一般截樁高度為2～3m，超高較多時，需要多次截樁，施工效率低，而繩鋸系統安裝簡單，鏈條、導向輪重量輕，人工操作方便，可實現一次截除到位。

（2）施工安全性高。采用繩鋸切割法，具有無需掛設操作平臺的優點，施工人員均位于輔助船舶上，有效的避免了施工人員海上高空作業的風險，同時，施工人員在樁頭起吊時均處于起吊范圍之外的安全位置，具有更高的安全空間。

該工藝成熟可靠，具有很高的應用價值和推廣空間，特別適用于超長超高樁的截樁施工。