高樁碼頭工程中的樁基平臺(tái)施工技術(shù)研究

宋磊 趙斌

摘 要：高樁碼頭樁基平臺(tái)施工是碼頭工程中最為關(guān)鍵的一環(huán)，它決定了碼頭工程整體的工程質(zhì)量及結(jié)果。本文介紹了某S港區(qū)碼頭工程中的高樁碼頭樁基平臺(tái)施工設(shè)計(jì)和施工工藝，希望有效提升高樁碼頭工程的施工效率。

關(guān)鍵詞：高樁碼頭 樁基平臺(tái) 施工設(shè)計(jì) 工藝

在港區(qū)碼頭進(jìn)行高樁碼頭樁基平臺(tái)施工，由于施工地區(qū)存在深水位、高水位差和大流速等地理特征，再加之季節(jié)性水位漲落影響，所以樁基平臺(tái)的施工難度是非常之大的。筆者認(rèn)為在工程中應(yīng)該合理利用樁基沖孔、鋼筋籠制作以及水下混凝土澆筑等技術(shù)，保證樁基平臺(tái)施工建設(shè)的高質(zhì)量。

1.S港區(qū)高樁碼頭的工程概況

本工程水工建筑物包括碼頭及引橋部分，考慮預(yù)留船型的因素，按一級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。水工建筑物的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。碼頭平面采用連片式布置，碼頭總長(zhǎng)340m，碼頭由1個(gè)工作平臺(tái)、4個(gè)系纜墩及1個(gè)引橋組成。墩與墩之間、墩與工作平臺(tái)之間采用人行鋼便橋聯(lián)系，碼頭通過(guò)引橋與后方陸域聯(lián)系。

1. 1設(shè)計(jì)波要素

擬建碼頭附近水域掩護(hù)條件較好，對(duì)擬建工程處可能產(chǎn)生影響的波浪主要來(lái)自兩個(gè)方向：一是外海NE～ENE向波浪。據(jù)實(shí)測(cè)資料，該向?yàn)槎搭^海域的強(qiáng)浪向之一，同時(shí)也是當(dāng)?shù)氐膹?qiáng)風(fēng)向和常風(fēng)向，所以外海波浪與風(fēng)場(chǎng)的共同作用可能會(huì)形成較大的風(fēng)涌混合浪，加上南水道走向大致為東偏北30，該向波浪經(jīng)由南水道傳入進(jìn)而影響工程水域。二是W～WSW向。由于工程水域西接甌江口風(fēng)區(qū)較長(zhǎng)，加上該向風(fēng)速?gòu)?qiáng)度比較大，具備一定的風(fēng)成浪條件，也有可能對(duì)港口產(chǎn)生影響。

1.2工程地質(zhì)

根據(jù)《溫州港狀元岙港區(qū)化工碼頭工程巖土工程勘察報(bào)告（施工圖設(shè)計(jì)階段）浙江省工程勘察院2011.06》及《溫州港狀元岙港區(qū)化工碼頭工程巖土工程勘察報(bào)告（初步設(shè)計(jì)階段）浙江省工程院2011.01》，本工程場(chǎng)地地層層序，從上到下分述如下：

①1層淤泥：灰色，局部頂部黃灰色，流塑，局部夾有粉砂團(tuán)塊和貝殼碎片，切面光滑，干強(qiáng)度和韌性高，高壓縮性，性質(zhì)較差。

①2層淤泥質(zhì)粘土：灰色，流塑，局部夾有粉砂團(tuán)塊和貝殼碎片，光滑，干強(qiáng)度及韌性高，高壓縮性，性質(zhì)較差。

②1層含粘性土卵石：淺灰黃色，中密為主，卵石含量約50%，粒徑一般5～10cm，大者可達(dá)15cm左右，圓礫含量10～20%，余以粘性土為主，砂少量，土質(zhì)不均。

③層粘土：灰色，軟塑，厚層狀，含少量半腐植物殘?bào)w，光滑，干強(qiáng)度及韌性高，高壓縮性。

④1層含粘性土粉砂：灰黃色，稍中密，混少量粘性土，偶夾徑0.5～1cm圓礫，具水平層理及鐵錳質(zhì)條紋。搖震反應(yīng)迅速。

④2層含粘性土圓礫：淺灰黃色，中密為主，卵石、圓礫含量約50～60%，其中卵石含量約占20%，圓礫粒徑一般0.5～2cm，卵石一般2～5cm，砂含量約占20%，余為粘性土，局部粘性土含量較高，土質(zhì)不均。

⑤層粘土：灰色，軟塑，厚層狀，含較多半腐植物殘?bào)w，光滑，干強(qiáng)度及韌性高，高壓縮性。

⑥1層含碎石粉質(zhì)粘土：灰黃色，可塑，厚層狀，含有20～30%左右的碎石和角礫，粒徑一般2～6cm，多呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，土質(zhì)不均。

⑥2層含粘性土碎石：灰黃色，中密為主，碎石含量約50%，粒徑一般2～5cm，大者可達(dá)8～10cm，部分呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，余以粘性土為主，土質(zhì)不均。

⑦1層全風(fēng)化花崗斑巖：灰黃、灰褐色，局部略帶紫紅色，風(fēng)化極強(qiáng)，巖芯呈砂土狀，中密狀態(tài)，鐵錳質(zhì)渲染強(qiáng)烈。

⑦2層強(qiáng)風(fēng)化花崗斑巖：灰黃、灰褐色，局部略帶紫紅色，巖芯呈碎塊狀，風(fēng)化強(qiáng)烈，碎塊手碾易碎或部分易碎，鐵錳質(zhì)渲染較強(qiáng)，風(fēng)化裂隙很發(fā)育。

⑦3層中風(fēng)化花崗斑巖：淺紫紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，巖芯呈短柱狀、碎塊狀，以短柱狀為主，柱長(zhǎng)一般5～15cm，裂隙發(fā)育，面上鐵錳質(zhì)渲染較強(qiáng)，巖石屬硬質(zhì)巖。

2.S港區(qū)高樁碼頭樁基平臺(tái)的施工總體方案

高樁碼頭樁基平臺(tái)施工作業(yè)時(shí)刻受水位變化影響，所以必須首先搭設(shè)水上施工平臺(tái)，從而解決水上施工所存在的各種問(wèn)題。

平臺(tái)主要分通道平臺(tái)、碼頭段作業(yè)平臺(tái)兩個(gè)部分。面凈寬6m，車行道5.3m，人行道0.7m（人行道遇到鋼套管位置斷開，作活動(dòng)鋼跳板），頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高+7.2m。碼頭及系纜墩部分通道平臺(tái)每排架采用2根φ820鋼管樁打入強(qiáng)風(fēng)化巖層作為基礎(chǔ)，樁中心間距4.5m，縱向排架間距5m、7.5m布置。鋼管間在標(biāo)高+1.5m處以I28a工字鋼雙拼作為平聯(lián)，再以兩根[20a槽鋼作為剪刀撐。鋼管內(nèi)嵌入單根H70型鋼作為平臺(tái)結(jié)構(gòu)主梁（碼頭部分平臺(tái)的主梁與鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)連接形成整體），上設(shè)7榀貝雷。貝雷片上間距按60cm布置I28a分配梁，分配梁設(shè)20槽鋼間隔3cm平放作為面板。兩側(cè)設(shè)護(hù)欄，護(hù)欄以1.2m10槽鋼間隔3m布置作為立柱，立柱割兩個(gè)圓孔，孔中穿鍍鋅鋼管作橫檔。

碼頭段作業(yè)平臺(tái)頂面標(biāo)高+5.635m；采用φ630鋼管樁打至強(qiáng)風(fēng)化巖層作為基礎(chǔ)，上設(shè)H70型鋼和通道平臺(tái)φ820鋼管樁連接，H70型鋼上面間隔1.5m鋪設(shè)I28a雙拼工字鋼，面上鋪設(shè)10mm厚鋼板，鋼管樁在標(biāo)高+1.5m處以I25a工字鋼雙拼進(jìn)行水平連接（設(shè)斜撐），以確保鋼管樁的穩(wěn)定。碼頭平臺(tái)16～21#排架基巖裸露沒(méi)有覆蓋層，該段通道平臺(tái)和作業(yè)平臺(tái)鋼管內(nèi)設(shè)2根2m長(zhǎng)錨桿（入中風(fēng)化1m）。每根由3根φ20錨筋間隔1米點(diǎn)焊成束，錨孔內(nèi)灌漿后，鋼管樁內(nèi)澆筑2m高混凝土進(jìn)行錨固，確保鋼管穩(wěn)定。

經(jīng)過(guò)計(jì)算鋼平臺(tái)受力滿足施工荷載要求。

3.S港區(qū)高樁碼頭樁基平臺(tái)的施工施工工藝

3. 1平臺(tái)搭設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，鋼平臺(tái)搭設(shè)從引橋開始向碼頭平臺(tái)方向逐步推進(jìn)。利用80t履帶吊起吊鋼管樁將其吊入制作好的沉樁定位架內(nèi)。履帶吊再吊起DZ150A雙頰振動(dòng)錘夾住鋼管樁樁頂開始沉樁施工。引橋部分存在大量拋石層，平臺(tái)鋼管樁沉設(shè)以在振動(dòng)錘最大激振力下不再下沉為準(zhǔn)。碼頭平臺(tái)部分均沉至強(qiáng)風(fēng)化巖層。鋼管樁沉設(shè)后，利用I28a工字鋼雙拼進(jìn)行水平連接，通道平臺(tái)設(shè)斜撐。具體布置見詳圖。

主梁安裝：鋼管樁沉設(shè)完成后，在樁頂開40cm深孔，履帶起吊主梁，嵌入鋼管樁頂部，進(jìn)行焊接。

貝雷安裝安裝：貝雷片分批次在陸上拼接后，利用平板車運(yùn)至安裝處，履帶吊起吊放置平臺(tái)主梁上。利用連接件焊接與主梁型鋼進(jìn)行連接。

分配梁及面板安裝：分配梁和面板槽鋼在陸域加工場(chǎng)地加工成6m×6m的板塊，利用平板車運(yùn)至安裝處，履帶吊起吊安裝至貝雷上，再利用卡扣焊接與貝雷進(jìn)行連接。

3.2平臺(tái)使用維護(hù)

灌注樁施工平臺(tái)使用過(guò)程中需進(jìn)行日常維護(hù)，維護(hù)內(nèi)容有一下幾點(diǎn)：①樁基穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)；②平臺(tái)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)；③岸坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)；④焊縫質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

針對(duì)上述四項(xiàng)內(nèi)容，特別加強(qiáng)對(duì)于樁基平臺(tái)穩(wěn)定性和岸坡穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)，在平臺(tái)使用過(guò)程中每天針對(duì)平臺(tái)輔樁進(jìn)行沉降位移觀測(cè)，并做好沉降位移觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄，研究平臺(tái)沉降位移變化特點(diǎn)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有明顯變化，則立即停止平臺(tái)的使用并查找原因，必要時(shí)可用80t履帶吊移除平臺(tái)上部作業(yè)機(jī)械，保證施工安全。

在日常作業(yè)中，每周進(jìn)行安全生產(chǎn)大檢查，特別對(duì)于平臺(tái)的焊縫進(jìn)行檢查，對(duì)于開裂的焊縫及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊。

3.3鋼平臺(tái)拆除施工流程

拆除方向碼頭平臺(tái)自東向西，引橋由海測(cè)向岸側(cè)推進(jìn)，平臺(tái)拆除順序由上至下進(jìn)行，起重設(shè)備用80t履帶吊機(jī)和DZ60a振動(dòng)錘。

（1）欄桿拆除。欄桿等附屬構(gòu)件人工割除后，吊裝上平板車轉(zhuǎn)運(yùn)到岸上回收?qǐng)?。緊跟著人工配合履帶吊拆除20槽鋼和I28工字鋼面板，利用履帶吊機(jī)起吊直接裝車運(yùn)走。

（2）貝雷梁拆卸。上部槽鋼及分配梁拆除后，進(jìn)行貝雷桁架拆卸。與安裝時(shí)的方向相反。縱向按跨徑分節(jié)斷開拆除，貝雷梁在后端平臺(tái)分解成單片貝雷用平板車運(yùn)走。

4.總結(jié)

本文對(duì)S港區(qū)的高樁碼頭樁基平臺(tái)施工建設(shè)進(jìn)行了施工工藝方面的分析，證明了它在施工工序、速度、質(zhì)量等方面的優(yōu)越性。但考慮到工程項(xiàng)目的不同，其它高樁碼頭樁基平臺(tái)工程在參考過(guò)程中還應(yīng)該根據(jù)自身水文地質(zhì)條件的實(shí)際狀況來(lái)進(jìn)行技術(shù)工藝方面的改良與深入調(diào)研，確保在施工中工藝發(fā)揮的穩(wěn)定性，并滿足工程質(zhì)量控制要求。

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