杭州灣跨海大橋平臺碼頭工程建設的探討

宋慶仁

中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241007

1 工程概況

杭州灣跨海大橋是目前世界上在建的最大的跨海灣特大公路橋梁，平臺碼頭標段距離南、北兩岸遠，分別達16km和20km。橋位區(qū)浪高、流急，加上該區(qū)域有同時作業(yè)的Ⅲ-B標段和觀景平臺基礎標段。施工受風、浪、流的影響較大，還要考慮交叉作業(yè)的影響，工程建設的組織和安全控制難度高。

海中平臺碼頭包括碼頭、沉樁、二層平臺、碼頭與平臺連接棧橋及相關附屬結(jié)構(gòu)等。碼頭平臺頂高程8.50m，平臺尺度62×10.2m，采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，排架間距5.9m。在碼頭平臺的下游端設置二層平臺，平臺尺度10×9.6m，碼頭底層平臺與上層平臺通過鋼結(jié)構(gòu)爬梯連接。碼頭與海中平臺通過跨徑5.0m，寬3.9m的鋼棧橋連接通過連接棧橋與海中觀光平臺相連。因此對現(xiàn)澆模板的設計、施工流水線、安全等施工技術和工程管理方面都提出了更高的要求。

2 主要施工工藝和施工方法

2.1 鋼管樁沉放

鋼管樁沉放施工工藝如下:施工準備→測量控制網(wǎng)復核及施工基線布置→運樁→打樁船拋錨定位→運樁船靠打樁船→吊樁→動船定位（先測量控制）→鋼管樁施打→停 錘→移錨換位（吊樁）→樁臨時連接、復測。

碼頭鋼管樁為全平面扭角布置，樁徑1.5m,最大樁長89.7m,最大樁重約70t。受施工水域影響，打樁船必須克服橫流作業(yè)。本合同段鋼管樁沉放的精度要求較高，其沉放精度要求如表1示:

表1 沉樁質(zhì)量控制標準

根據(jù)以上特殊情況，目前能滿足施工要求的打樁船，只有國內(nèi)的海力801#打樁船。其有如下獨特的性能:1）錨碇系統(tǒng)配備有7個10t錨和4根液壓錨錠樁，打樁船在惡劣的工況條件下，駐位和沉樁穩(wěn)性好；2）樁架可360o全旋轉(zhuǎn)，對平面扭角變化較大的叉樁可以減少拋錨次數(shù)；3）運樁駁船在現(xiàn)場不需另外獨立拋錨，可直接停靠打樁船；4）沉樁可不受先后順序的影響；5）沉樁操作機械化程度高，工人勞動強度低，安全保障性能好；6）打樁船上配備了GPS沉樁測量定位系統(tǒng)。

對本區(qū)域軟土層較厚，一般厚度20m～25m，其上有一層6m～8m厚的亞砂土，作為樁基持力層的中密粉砂層，埋藏較深。這種地層能發(fā)揮其高效率。

受施工水域的影響海力801#只能克服橫流作業(yè)。由于杭州灣漲落潮水流比較大，打樁船只能在水流比較小的平潮時間段作業(yè)。39根樁受天氣和水文影響，經(jīng)過15天時間施工完，沉樁質(zhì)量合格率100%。

2.2 樁芯、樁帽、現(xiàn)澆縱橫和現(xiàn)澆面板施工

總施工流程如下:多功能作業(yè)船駐位→對鋼管樁臨時加固并澆筑填芯混凝土→墩臺樁帽現(xiàn)澆→橫梁、縱梁分段安裝→橫梁、縱梁和工作平臺現(xiàn)澆→面板安裝→面板現(xiàn)澆→二層平臺現(xiàn)澆。

施工樁帽、樁芯前搭設施工作業(yè)平臺，使海上作業(yè)變成陸地作業(yè)。施工作業(yè)平臺搭設是利用施工樁帽的底模主梁I22型鋼為依托，在I22型鋼上捕設木枋，將整個碼頭樁帽形成一個整體作業(yè)面。此作業(yè)平臺在施工完樁帽后拆除。

樁芯鋼筋籠在后場加工成成品，平板車運到碼頭，運輸船從碼頭運到現(xiàn)場?，F(xiàn)場利用多功能作業(yè)船上的克令吊吊裝到位。樁芯混凝土澆筑利用串通，按干施工法分層振搗澆筑。

樁帽尺寸為2.3×2.3×1.5m和2.3×4.5×1.5m兩種形式。現(xiàn)澆樁帽施工用主梁I22架設在焊接在鋼管樁上的牛腿上（拆除底模后，氣割牛腿，修復破壞的鋼管樁防腐涂層）， 主梁型鋼I22上鋪設10×10木枋，木枋上鋪竹膠板作為底模，側(cè)模板是定制鋼模板。

墩臺DT2底標高2.5m,水平段面尺寸為6.0m×1.5m，厚3.5m。臨海側(cè)有厚30cm、寬200cm的安裝橡膠護弦凸出部分。分1.5m和2.0m高兩次澆筑混凝土。墩臺DT2的底模板支撐利用鋼管樁頂焊接牛腿，牛腿上掛吊帶，吊帶與牛腿間作絕緣處理。吊帶底端焊接工28工字鋼，在工28上水平鋪設[20槽鋼，墩臺底模板鋪在[20上。側(cè)模板為定制的整體鋼模板，側(cè)模板的安裝和拆除利用多功能作業(yè)船上克令吊完成。

墩臺DT1設計底標高+2.5m, 臨海側(cè)寬1.5m頂標高+6.0m。臨海側(cè)面設計有厚30cm、寬150cm的安裝橡膠護弦凸出部分。中間1.8m寬為臺階和升降橋預留斜坡，斜坡底標高+4.6m，頂標高+6.0m，臺階底標高+7.1m，頂標高+8.5m。平臺側(cè)2.5m寬范圍，上游側(cè)2.34m長部分中上游側(cè)和平臺側(cè)25cm范圍澆筑到+6.8m，其余部分先澆筑到+6.8m等預制梁就位后再二次澆筑到設計標高；下游側(cè)3.66m長部分設計標高為+6.0m。

根據(jù)DT1墩臺的結(jié)構(gòu)特點和潮位情況，現(xiàn)澆施工分4次澆筑完成。第一次澆筑到+4.6m。從結(jié)構(gòu)上看該層厚2.1m配有上下兩層鋼筋，從潮位情況看該層又在水位變動區(qū)，故該層的鋼筋、模板和混凝土施工應選在小潮期間迅速完成。第二次澆筑到+6.0m。第三次將中間現(xiàn)澆踏步和平臺側(cè)+6.8m高部分澆筑完成。最后一次等預制梁就位后再澆筑。

現(xiàn)澆縱橫梁的底模板支撐系統(tǒng)是利用現(xiàn)澆樁帽的主梁型鋼I22為支撐，焊接型鋼立柱，在立柱上架設現(xiàn)澆縱橫梁底模板，側(cè)模板利用竹膠板為面板，8×8cm木枋為背帶。

現(xiàn)澆板厚45cm,分兩層施工，第一層施工25cm厚,第二層20cm與碼頭面層同時施工。現(xiàn)澆板底模板支撐利用施工樁帽主梁I22為受力點?，F(xiàn)澆板的底模支撐在施工完第二層碼頭面層后拆除。

碼頭20cm厚現(xiàn)澆板與5cm厚磨耗層同時施工?；炷翉姸葹镃50。護輪坎為梯形斷面，頂部寬23.2cm,底部寬35cm,高25cm。一次施工一個結(jié)構(gòu)段上現(xiàn)澆板及磨耗層混凝土和護輪坎，同一結(jié)構(gòu)段上，先施工現(xiàn)澆面板及磨耗層混凝土后施工護輪坎。第三結(jié)構(gòu)段上的磨耗層在二層平臺施工前施工?，F(xiàn)澆板及磨耗層混凝土施工縱向?qū)ΨQ分四條施工帶，混凝土為C50海工耐久性混凝土。綁扎好鋼筋后，做好混凝土表面標高控制。利用外徑5cm的鋼管作為各施工帶的標高控制線。在碼頭面板上電鉆成孔，把“Y”鋼筋植入孔內(nèi)，“Y”鋼筋上部焊接在面板主筋上固定，鋼管放置在“Y”鋼筋上，植入鋼筋高度利用鋼管頂面高度返推計算，施工中測量水準儀控制標高。在碼頭結(jié)構(gòu)段的護輪坎內(nèi)部作兩條標高控制線，碼頭正中間作一條標高控制線，最后在已做好控制線中間增加一條標高控制線，這樣每條施工帶的寬度大約2.5m，便于現(xiàn)場標高控制。澆筑混凝土前預埋好系船柱、伸縮縫、泄水孔等附屬工程預埋件。

2.3 二層平臺施工

二層平臺尺度10×9.6m,碼頭底層平臺與上層平臺通過鋼結(jié)構(gòu)爬梯相連接。二層平臺利用四根立柱直立于碼頭面層上。平臺有四根Φ1200mm高2100mm的立柱。 四根立柱利用鋼模板一次性澆筑；二層平臺施工支撐系統(tǒng)如圖1示:

圖1 二層平臺底模示意圖

先澆筑T梁部位，后澆筑面板部分。面板分四條澆筑帶施工，利用標高控制線控制表面高度和平整度。澆筑中振搗棒振搗混凝土，鋁合金刮尺找平，人工收光?；炷晾玫B(yǎng)護。澆筑完面板后施工其上的護輪坎和安裝鋼爬梯。面層混凝土強度達到規(guī)范要求的強度后，可以拆除底模板支架。外露鐵件表面做防銹處理。

2.4 附屬工程施工

主要的附屬工程有:附屬設施主要有鋼靠船構(gòu)件、橡膠護舷、系船柱、系船環(huán)、升降梯等。

鋼靠船構(gòu)件和橡膠護舷在鋼管樁沉放完后利用多功能作業(yè)船上的可令吊安裝焊接。其他附屬工程在澆筑混凝土前預埋好預埋件，在拆除模板后安裝附屬工程。

3 施工質(zhì)量和工程效果

鋼管樁沉樁質(zhì)量滿足杭州灣規(guī)范的相應要求，施工中的2#、18#斜樁由于距離平臺距離較?。▋H12m）,無法施工，經(jīng)設計同意修改為直樁，15天時間沉放完鋼管樁。樁芯混凝土澆筑，由于現(xiàn)場沉樁后水流變化大，對原泥面沖刷嚴重，沖刷深度在3.5m～4.5m間，為了保證質(zhì)量，超過設計深度部分樁芯按澆筑混凝土施工，加快了施工進度?，F(xiàn)澆樁帽、橫梁和面層混凝土外觀質(zhì)量都滿足《杭州灣專用施工規(guī)范》的相應要求。

附屬工程在焊接安裝完后，修涂好了環(huán)氧防銹富鋅漆，達到了防腐蝕要求。

4 結(jié)論

施工中資源配置非常合理、方便。鋼管樁沉放投入國內(nèi)最先進的打樁船，在水域受限、克服橫流作業(yè)的情況下完成大直徑超長鋼管樁的施工。施工方案中，設計施工作業(yè)平臺經(jīng)濟合理，使樁帽施工、現(xiàn)澆縱橫梁和現(xiàn)澆面板都可利用此平臺，使海上施工變成陸上施工，提高施工功效，保證施工安全。

[1]杭州灣跨海大橋海中平臺碼頭土建工程施工【嘉海航(2007)0005號】.