現(xiàn)澆帽梁趕潮水施工技術(shù)

司季峰　袁凱

摘要：本工程現(xiàn)澆帽梁用于將密排消浪樁連接成整體，位于碼頭現(xiàn)澆橫梁下方，底標(biāo)高非常低，施工過(guò)程中受潮水影響較大，而且帽梁的施工進(jìn)度對(duì)整個(gè)碼頭施工進(jìn)度起決定性作用，在施工過(guò)程中，需要不斷改善常規(guī)的施工工藝?；诖?，本文詳細(xì)介紹沈家灣客運(yùn)中心二期工程現(xiàn)澆帽梁施工的全過(guò)程，并對(duì)其中趕潮水施工的關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆帽梁；施工工藝；受力驗(yàn)算

中圖分類號(hào)：U655 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-7973（2016）07-0067-03

1 工程概況

嵊泗縣沈家灣客運(yùn)中心二期工程位于洋山深水港區(qū)東部，已建客運(yùn)碼頭一期工程?hào)|側(cè)，背靠沈家灣島，南部與筲箕島、虎嘯蛇島隔水相望，港址水域較為開(kāi)闊。二期碼頭長(zhǎng)180m，寬16m，設(shè)計(jì)為雙側(cè)靠船。為了碼頭北側(cè)泊位能順利靠泊，一期碼頭在南北側(cè)均設(shè)置消浪板進(jìn)行消浪，但北側(cè)靠泊條件并未得到有效的改善。因此，二期碼頭為了更有效地改善碼頭北側(cè)靠泊條件，除了在碼頭南北側(cè)設(shè)置消浪板外，還在碼頭下方設(shè)置密排鋼管樁進(jìn)行消浪，密排樁采用Φ1500mm鋼管樁，樁心間距1.6m，密排樁頂采用現(xiàn)澆帽梁連接，帽梁頂標(biāo)高2.70m，底標(biāo)高1.4m?，F(xiàn)澆帽梁位置詳見(jiàn)圖1。

2 自然條件

由于帽梁的底標(biāo)高非常低，為+1.4m，自然條件直接影響到現(xiàn)澆帽梁的施工，因此在施工前必須認(rèn)真研閱當(dāng)?shù)爻毕?、風(fēng)浪情況，選擇合理的施工工藝。

2.1 潮位特征值

依據(jù)洋山驗(yàn)潮站（地理坐標(biāo)30°38′23″N；122°02′24″E）1997年8月～2008年12月（連續(xù)11年）潮位資料統(tǒng)計(jì)，工程海區(qū)的潮汐特征值如下：

最高潮位：5.73m（1997年8月18日）；

最低潮位：0.23m（2001年3月10日）；

平均高潮位：3.88m；

平均低潮位：1.14m；

平均海平面：2.54m；

最大潮差：5.03m（2000年8月）；

平均潮差：2.74m。

2.2 設(shè)計(jì)水位

設(shè)計(jì)高水位：4.51m（高潮累積頻率10%）

設(shè)計(jì)低水位：0.53m（低潮累積頻率90%）

極端高水位：5.71m（重現(xiàn)期50年一遇）

極端低水位：0.47m（重現(xiàn)期50年一遇）

100年一遇高水位：5.85m

3 施工總體部署

本工程現(xiàn)澆帽梁位于碼頭密排樁上部，在客運(yùn)泊位樁基打設(shè)完成后進(jìn)行。主要施工流向：由靠近一期碼頭側(cè)向海側(cè)推進(jìn)，分段施工。由于帽梁設(shè)計(jì)底標(biāo)高較低，受潮水影響較大，有效施工時(shí)間非常短。項(xiàng)目部提早獲取當(dāng)?shù)爻毕?，并安排專人進(jìn)行潮位觀測(cè)，為帽梁施工做好充分的準(zhǔn)備，在施工過(guò)程中，合理安排施工順序，優(yōu)化施工方案，加派人手，充分利用短暫的有效施工時(shí)間，確保不影響總的進(jìn)度。

本工程現(xiàn)澆帽梁計(jì)劃從2015年7月中旬開(kāi)始施工，計(jì)劃工期2個(gè)月，至9月中旬全部完成。根據(jù)《2015潮汐表》，7月10日至9月10日，現(xiàn)澆帽梁可施工天數(shù)約為40天，由于每天潮汐情況不一，可施工潮水合計(jì)約60個(gè)，計(jì)劃每根帽梁平均需要5個(gè)潮水，本工程共有帽梁11根，則共計(jì)約需要55個(gè)潮水，除去其他不確定因素影響，剛好能夠滿足計(jì)劃要求。

4 施工工藝

本工程現(xiàn)澆帽梁共11根，其斷面尺寸為2.5×1.3m，長(zhǎng)度16.08m。具體施工流程詳見(jiàn)圖2。

4.1 底模平臺(tái)的形成

底模平臺(tái)在密排樁打設(shè)完成后進(jìn)行。首先進(jìn)行測(cè)量放樣，在樁上標(biāo)出控制標(biāo)高，同時(shí)對(duì)樁的平面位置進(jìn)行復(fù)核。

由于帽梁底標(biāo)高較低，施工過(guò)程中受潮水影響較大，每天的施工時(shí)間較短。常用的鋼抱箍支撐和圓鋼反吊的施工技術(shù)均不能滿足施工條件及進(jìn)度的要求，因此，經(jīng)過(guò)綜合考慮，選用高強(qiáng)螺栓固定槽鋼三角架作為支撐的施工技術(shù)。為了節(jié)約時(shí)間，首先，在鋼管樁上指定位置開(kāi)孔，將M24高強(qiáng)螺栓從孔中穿入，一端預(yù)埋在樁芯混凝土中，另一端帶螺紋的露在鋼管樁外面。用14的槽鋼焊接成三角支架，在相應(yīng)位置開(kāi)好螺栓孔，趁著最低潮時(shí)將三角架安裝到鋼管樁兩側(cè)，用雙螺帽將其固定，為保證三腳架不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，可將三腳架與鋼管樁點(diǎn)焊住，詳見(jiàn)圖3。然后在三角架上方鋪設(shè)100×100mm的方木格柵，間距10cm。最后，再在木方上面鋪設(shè)底模板，底模板采用16mm竹膠板，這樣帽梁的底模平臺(tái)初步形成。該項(xiàng)施工技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)單方便，而且水上作業(yè)時(shí)間非常短。

4.2 鋼筋綁扎

帽梁鋼筋先在鋼筋棚彎曲成型，再在預(yù)制場(chǎng)地分段綁扎成鋼筋籠，等底模平臺(tái)鋪設(shè)完成后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)吊裝，詳見(jiàn)圖4。為了吊裝方便，在鋼筋籠綁扎時(shí)，不要綁扎底層主筋，等鋼筋籠吊裝就位以后再將底層主筋穿入，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎。該工藝大大縮短了鋼筋綁扎受潮水影響的時(shí)間，而且陸域綁扎成型的鋼筋籠框架線條順直，保護(hù)層控制較為理想。鋼筋綁扎要求注意鋼筋起彎點(diǎn)的位置和鋼筋的間距，鋼筋焊接要保證搭接的長(zhǎng)度與焊縫的飽滿度，鋼筋綁扎完成后將底模沖洗干凈。

4.3 側(cè)模板

側(cè)模板采用鋼模板，模板安裝前先脫模劑盡量采用水溶性材料或采用黏度低的油質(zhì)材料，涂刷油質(zhì)脫模劑時(shí)，眼鏡流墜和浮油。本工程采用黏性較小的色拉油，并用干毛巾蘸取，均勻涂抹。背后豎直方向間隔40cm橫向通長(zhǎng)設(shè)置直徑50mm的鍍鋅鋼管，鋼管后間隔1.5m設(shè)雙拼50×100mm木方豎向直楞，兩側(cè)直楞對(duì)稱布置，便于設(shè)置三層對(duì)拉螺栓，第一層在底層鋼筋位置，采用雙螺帽加固，第二層在帽梁中間高度位置，第三層在頂面，頂面內(nèi)側(cè)設(shè)橫向支撐鋼管，在混凝土澆筑到頂面后取出。詳見(jiàn)圖5。

模板安裝前先刷脫模劑，采用水溶性材料或采用黏度低的油質(zhì)材料，用干毛巾蘸取，均勻涂抹。在底模與側(cè)模交接處以及兩塊側(cè)模之間粘貼止?jié){條，以保證混凝土澆筑過(guò)程中，不出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

4.4 混凝土澆筑

在模板安裝完成后，經(jīng)檢查無(wú)誤后，即可進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土采用專業(yè)混凝土預(yù)拌站的商品混凝土，由汽車泵或固定泵輸送到澆筑位置。

混凝土澆筑時(shí)間，選擇在退潮時(shí)分，海水退至底模以下開(kāi)始，在這之前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，保證充足的澆筑時(shí)間。施工時(shí)嚴(yán)格控制混凝土分層下料，厚度不超過(guò)50cm，并分層振搗密實(shí)，控制好振搗時(shí)間和振搗工藝，防止因振搗方式不對(duì)而造成混凝土分層、離析、表面浮漿、麻面、氣泡等質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而降低混凝土成型硬化后出現(xiàn)裂縫的可能，保證混凝土結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量以及耐久性。

混凝土澆筑完成拆去模板后及時(shí)覆蓋噴水養(yǎng)護(hù)，保證混凝土表面有足夠的水分讓水泥水化，提高混凝土表面強(qiáng)度，減少混凝土表面的干縮裂縫，保證混凝土構(gòu)件的使用性能。

5 帽梁承重結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算

將兩根相鄰密排樁之間的三腳架簡(jiǎn)化為最不利的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，密排樁中心間距1.6m，帽梁寬2.5m，高1.3m，受力簡(jiǎn)圖詳見(jiàn)圖6。

5.1 三腳架受力驗(yàn)算

由于密排樁樁芯砼在帽梁澆筑之前已灌注并達(dá)到一定的強(qiáng)度，所以樁頂混凝土不計(jì)入計(jì)算荷載，則鋼筋混凝土荷載為：（1.6×2.5-0.75×0.75×3.14）×1.3×2.5×10=72.6kN，考慮到三腳架所承受的荷載除了鋼筋混凝土外，還有木方、模板、施工人員等荷載，所以在計(jì)算時(shí)為保險(xiǎn)起見(jiàn)，取荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.5，則每根三角架上承受的計(jì)算荷載F=72.6×1.5/4=27.2 kN。

5.1.1 高強(qiáng)螺栓剪力驗(yàn)算

高強(qiáng)螺栓采用M24（8.8級(jí)），抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取f_v=250MPa。

單根M24高強(qiáng)螺栓允許剪力：250×12×12×3.14=113040N=1 13kN>F=27.2kN

故M24高強(qiáng)螺栓滿足要求。

5.1.2 三腳架受力驗(yàn)算

三腳架承重主梁采用[14b槽鋼，其截面抵抗矩W=87.1cm³，截面慣性矩I=609.4cm⁴，彈性模量E=2.1×10⁵MPa，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215MPa，三腳架受力可簡(jiǎn)化為懸臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，懸臂長(zhǎng)為0.5m。

a、均布荷載：q=27.2/0.5=54.4kN/m

b、抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：M_max=54.4×0.5²/2=6.8kN·m

W=6.8×10³/215=31.6cm³3