新型抱箍模具在浅海近滩栈桥施工中的应用

王仁意 刘桂萍 任钟强 廖春蕾

广西建工集团第四建筑工程有限责任公司 广西 桂林 541003

近年来，随着中国经济的发展，旅游业蓬勃发展，人们对海景、湖景的观赏需求越来越大。因此，观景的栈桥施工安全及施工质量开始受到各方关注。在传统栈桥施工中，一般采用搭设落地架支撑体系方法，此方法搭设工艺成熟，操作简单。

但浅海近滩地段、沼泽地段的地质条件复杂，搭设落地架易受海水、台风侵蚀，同时因土质松软，极易使立杆下沉而造成混凝土构件不均匀沉降，影响工程质量。同时，该地段在水下作业，落地架钢管不易拆除，材料损耗率极高[1-6]。

在此情况下，急需一种新型工具和与之相对应的施工方法，以解决浅海近滩地段的脚手架搭设问题。

1 新型抱箍模具的结构及其优点

新型抱箍模具施工方法是传统吊模施工的改进方法，它是将新型抱箍模具与已经打入浅海的桩柱抱紧，并在抱箍模具上架设模板的一种方法。

具体的工艺原理为：利用厚15 mm钢板压制成2个高500 mm的半圆钢箍模板，在半圆中央外边焊接长600 mm的45B#工字钢，在端头外边焊接连接件，连接件上预留洞口，用以安装对拉螺栓。

采用M24对拉螺栓将2个半圆钢箍模板与打入浅海的混凝土灌注桩抱紧，在45B#工字钢上依次安装纵（40B#）、横（25B#）工字钢，利用工字钢和抱箍作为吊模的支撑体系（图1）。

图1 抱箍模具三维及实物

此方法避免了在浅海上安装钢管等落地支撑架而受海水腐蚀的不利因素，也避免了支撑体系受海浪及台风影响而造成的支架坍塌现象。

1）通过抱箍模具，避免了落地架立杆落入浅滩松软地基而造成模板支架下沉的问题，有效保证了梁板混凝土浇筑的稳定性。

2）模板支撑体系位于海水上部，海水不能侵蚀钢制构件，从而减少了材料损耗。

3）抱箍模具面积小，故受台风与海浪影响较少，破坏率低。

4）模具制作工艺简单，操作方便，耗费材料少，比落地架更节约、更经济，减少了施工成本。

2 新型抱箍模具工艺流程

新型抱箍模具的施工工艺流程如下：按支撑施工图放线→打入钢管混凝土灌注桩→制作抱箍模具→吊运抱箍并安装至桩上→拧紧对拉螺栓→放置混凝土垫块（图2）→40B#工字钢逐条搭设→安装25B#工字钢并与40B#工字钢用U形螺栓连接牢固（图3）→依次铺放木方→安装胶合板（图4）→预压→安装侧模→绑扎钢筋→浇筑混凝土（图5）、养护→凿除混凝土垫块→取出U形螺栓→吊运次梁工字钢→吊运主梁工字钢（图6）→撬除底模并捞走→拆除钢丝绳，松开螺栓→拆走抱箍装置（图7）→检查、验收。

图2 安装抱箍并放置混凝土垫块

图3 主、次工字钢梁搭设

图4 木方及胶合板铺放

图5 混凝土浇筑

图6 拆除主梁工字钢

图7 拆除并吊运抱箍模具

3 新型抱箍模具施工应用实例

珠海海燕桥周边景观工程位于珠海市香洲区情侣中路（名亭公园牌坊），该工程包括北部渔港喷泉广场、中部海天牌坊广场、南端东风广场以及广场中间的滨海休闲散步道。其中在市政道路与散步道之间设置有宽2.5 m的自行车道，保留原来宽7 m的散步道，新增加的散步道以反梁结构支撑的形式架空于海面上，覆土厚度600 mm左右，栈桥面积17 473.905 m2。本工程采用新型抱箍模具施工的具体步骤如下：

1）在浅海打钢管混凝土灌注桩，按本工程施工图纸，灌注桩长7 000 mm，间距6 000 mm。

2）破除桩头后，松开对拉螺栓，将抱箍吊到桩位置并套入桩身内，放平抱箍模具，使抱箍上的45B#工字钢平行于海平面，拧紧对拉螺栓，松开钢挂钩，预留钢筋或钢丝绳，绕过桩头，钩住钢挂钩。

3）在45B#工字钢上部依次摆放40B#工字钢（主梁）、25B#工字钢（次梁）。

4）在纵横工字钢上按200 mm间距依次摆放模板、木方（60 mm×80 mm），上铺胶合板，钉牢，完成底板模板工程安装。

5）模板经预压检查合格后，绑扎钢筋，安装侧模，浇筑混凝土并养护。

6）混凝土满足拆模强度后，先用水上运输船搭载挖掘机，钩住40B#工字钢（端部留小孔），混凝土工进入水下抱箍位置，使用手携式冲气钻将混凝土垫块凿碎，将40B#工字钢缓慢放置在45B#工字钢上，上部模板及工字钢因重力下坠并与已浇筑好的混凝土梁板分离。

7）使用挖掘机依次将次梁、主梁（主次梁工字钢端部留小孔，用以穿钢丝绳）拖出，用吊车吊走。使用人工将底模撬脱，落入海中，使用运输船将模板捞出运走后，保养混凝土构件。

4 新型抱箍模具的施工技术难点及局限性

4.1 新型抱箍模具的施工技术难点及处理方法

1）新型抱箍模具与桩柱主要靠摩擦力提供支撑作用，桩基不圆对抱箍的安装及支撑力影响极大。技术处理方法：设计采用钢套筒灌注桩，可保证桩的圆形精度，如出现桩柱不圆情况，必先进行凿平凿圆，同时内嵌薄膜，以保证桩与抱箍装置完全嵌合，增加抱箍摩擦力。

2）吊运安装抱箍模具时，会出现标高不一致的情况。技术处理方法：在抱箍模具两边的悬臂处垫放混凝土垫块与钢垫块，用以调整标高，拆除时可凿碎混凝土垫块。

3）拆除模板时，由于出现海浪，影响运输船的平稳性，造成拆除工字钢时出现摆动等不安全因素。技术处理方法：利用落潮时海面平稳的时段来吊运工字钢，必要时运输船可落锚以增加稳定性。

4）在支架预压过程中出现部分模板下沉过大的情况。技术处理方法：先卸载上部压块，使用千斤顶将下沉工字钢顶回位，下部安装好垫块后，再多安装一个抱箍，以增强其摩擦力。

4.2 新型抱箍模具使用的局限性

1）新型抱箍模具适用的施工环境主要为近海、沼泽、河岸边地段或其他不便于使用落地架的地段，且主体支撑体系为桩基或其他独立柱基。

2）对于不同直径的桩柱，需要制作不同直径的抱箍模具，且不得以小半径抱箍加拉钢筋或大半径抱箍加塞木方的方式进行施工，抱箍模具对桩径不具有通用性。

3）抱箍装置的安装地点如果距离海岸较远，汽车吊无法在岸边完成抱箍与工字钢吊装时，需租用水上吊车，费用较贵。

5 效益分析

以珠海海燕桥周边景观工程项目为例，采用抱箍模具施工技术，栈桥梁板清水混凝土的观感质量得到了提升，取得了良好的社会效益。同时，经计算，相对于传统落地架施工方案，采用抱箍模具施工技术共可节约费用约17.2万元，经济效益显著。

6 结语

本抱箍模具方法的关键技术及创新点是制造一个新型抱箍模具并将其与已浇筑的灌注柱抱紧，起到吊模的作用，使模板悬空于海面上，消除落地架在海滩施工的不利因素。

实际应用中有如下3个施工难点：如何增加抱箍摩擦力、如何调整吊模高度以及如何方便地拆除模板。为此，本文提出了3项有效的改进措施，分别是：在桩与抱箍间添加塑料膜以增加摩擦力，用细石混凝土加钢垫块垫放于抱箍两侧悬臂处以调整模板高度，在落潮时用运输船将需拆除的工字钢与模板拉出运走。

本新型抱箍模具及施工方法以其创新性分获2019年国家实用新型专利授权及自治区级工法。