太倉(cāng)港環(huán)保發(fā)電廠碼頭沉樁施工技術(shù)

熊煥平

（中交二航局第三工程有限公司 江蘇鎮(zhèn)江 212000）

太倉(cāng)港環(huán)保發(fā)電廠碼頭沉樁施工技術(shù)

熊煥平

（中交二航局第三工程有限公司 江蘇鎮(zhèn)江 212000）

本文對(duì)太倉(cāng)港環(huán)保發(fā)電廠一、二期碼頭沉樁施工中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：測(cè)量平臺(tái)布設(shè)、沉樁控制、沉樁常見(jiàn)問(wèn)題解決辦法等作一介紹。

一、二期碼頭；引橋；測(cè)量平臺(tái)；沉樁；控制

1 概述

本工程位于江蘇省太倉(cāng)市境內(nèi)長(zhǎng)江南岸楊林口下游，工程點(diǎn)上游約4.6km處為已建的太倉(cāng)中遠(yuǎn)城碼頭，下游約2～3km處為長(zhǎng)江石化碼頭和美孚石化碼頭，地處長(zhǎng)江流域與東部沿海的交會(huì)點(diǎn)，所在水域?yàn)橹械雀谐焙佣?，其水位既受潮汐影響，又受長(zhǎng)江枯洪水影響，累年平均潮差2.17m。

2 工程概況

本工程是為緩解華東地區(qū)電力緊張而由私營(yíng)企業(yè)投資建造的環(huán)保發(fā)電廠工程的一個(gè)重要組成部分，分為一期碼頭工程和二期碼頭工程。其中：一期碼頭工程主要包括一座長(zhǎng)1536m的高樁墩式、空心大板結(jié)構(gòu)引橋，一座長(zhǎng)45.7m×寬20m的工作平臺(tái)和一座長(zhǎng)250m×寬24m的高樁梁板式碼頭泊位，共計(jì)沉方樁632根，施工期為2002年4月28日至2002年9月20日。二期碼頭工程主要包括一座大件碼頭和一座煤碼頭，其中：大件碼頭包括一座長(zhǎng)117m×寬10～40m的高樁全現(xiàn)澆梁板引橋，一座長(zhǎng)65m×寬20m的高樁梁板結(jié)構(gòu)碼頭泊位；煤碼頭包括一座長(zhǎng)1553m的高樁墩式鋼結(jié)構(gòu)引橋，一座長(zhǎng)49m×寬41m的高樁梁板式工作平臺(tái)和一座長(zhǎng)280m×寬28m的高樁梁板式碼頭泊位，共計(jì)沉方樁798根，施工期為2003年5月28日至2003年11月30日。

3 工程特點(diǎn)

一方面本工程引橋較長(zhǎng)，引橋1500多米，又位于長(zhǎng)江主航道邊且地處長(zhǎng)江出?？冢L(fēng)大、浪急、潮汐落差大，沉樁施工困難；另一方面本工程項(xiàng)目多，工期緊，能否順利完成沉樁任務(wù)是本工程成敗的關(guān)鍵。

4 碼頭沉樁施工

4.1 一期碼頭沉樁施工

一期測(cè)量平臺(tái)布設(shè)：

（1）布設(shè)方案。

根據(jù)《港口工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中“無(wú)掩護(hù)近岸水域沉樁”規(guī)定：直樁允許偏差15cm，斜樁允許偏差20cm，若按實(shí)際沉樁施工控制誤差10cm、沉樁控制點(diǎn)離目標(biāo)600m考慮，則在測(cè)站允許的測(cè)角誤差為：β= 0.1×180/（600×π）=34″，一般有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量人員能滿(mǎn)足上述要求。根據(jù)以上原則，從經(jīng)濟(jì)和滿(mǎn)足使用的要求考慮布設(shè)三個(gè)測(cè)量平臺(tái)，第一個(gè)測(cè)量平臺(tái)PT1設(shè)在離岸線約600m、位于引橋上游離引橋中心約200m處，第二個(gè)測(cè)量平臺(tái)PT2設(shè)在離岸線約900m，位居引橋上游離引橋中心線30m處，第三個(gè)測(cè)量平臺(tái)PT3設(shè)在離岸線1100m，位置引橋上游離引橋中心線300m處（見(jiàn)圖1）。

另在堤岸上設(shè)立三個(gè)沉樁控制點(diǎn)：即在引橋中心線對(duì)應(yīng)岸線位置設(shè)立一個(gè)控制點(diǎn)S2，在其上、下游約250m各設(shè)一個(gè)控制點(diǎn)S1、S3（見(jiàn)圖2），由于岸線三個(gè)控制點(diǎn)S1、S2、S3直接控制引橋600m處附近沉樁，目標(biāo)不太清晰，特別是有霧天氣控制更加困難，因此考慮利用岸側(cè)三個(gè)點(diǎn)S1、S2、S3控制岸側(cè)至引橋450m內(nèi)沉樁，利用測(cè)量平臺(tái)PT1、岸側(cè)控制點(diǎn)S1、S2控制引橋450～600m位置沉樁。根據(jù)控制點(diǎn)分布情況，沉樁控制分別在450m處和600m處交會(huì)角最差（近岸四個(gè)排架為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)），經(jīng)計(jì)算可知：450m處沉樁交會(huì)角為29°02′，600m處沉樁交會(huì)角分別為22° 37′和67°06′，均能滿(mǎn)足規(guī)范和施工需要，因此是可行的。

測(cè)量平臺(tái)控制點(diǎn)PT1、PT2、PT3控制江心600～1200m的引橋排架沉樁，PT1、PT2互為后視，PT1、PT3互為后視。現(xiàn)計(jì)算其兩端遠(yuǎn)點(diǎn)沉樁交會(huì)角度（見(jiàn)圖3），由計(jì)算可知，引橋600m附近其沉樁交會(huì)角分別為59°05′和84°28′，1200m附近其沉樁交會(huì)角分別為53°12′和65°56′，都能滿(mǎn)足規(guī)范和施工要求。

圖1

由于PT1測(cè)量平臺(tái)離引橋1200m以外排架及碼頭泊位排架樁太遠(yuǎn)，無(wú)法利用PT1測(cè)量平臺(tái)控制，因此在施工安排上考慮先施打岸側(cè)至江心600m引橋，然后從引橋1200m往600m施打，這樣施打引橋1200m以外樁時(shí)，引橋1200m附近的下橫梁已經(jīng)澆注好，于是可在下橫梁設(shè)立沉樁控制點(diǎn)L1，利用PT2，PT3測(cè)量平臺(tái)和下橫梁控制點(diǎn)L1便可控制引橋1200m以外墩臺(tái)及碼頭泊位排架樁（見(jiàn)圖4）。由于受條件限制，引橋1200m至碼頭泊位部分樁位控制時(shí)，PT2與L1之間夾角太小，且PT2離碼頭前沿較遠(yuǎn)，起校核作用不大，但由于施打引橋1200m至碼頭泊位樁時(shí)，引橋1200m以?xún)?nèi)排架樁已沉完且引橋排架結(jié)構(gòu)相同，故樁船在施打1200m以外至碼頭泊位樁時(shí)，樁船指揮人員應(yīng)根據(jù)前面已沉排架樁粗略檢查擬沉樁位置是否有誤。這樣碼頭泊位上游端頭便成為控制條件最差的地方。經(jīng)計(jì)算其交會(huì)角分別為24°37′和40°56′，但都能滿(mǎn)足規(guī)范和施工要求。

（2）測(cè)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

測(cè)量平臺(tái)基礎(chǔ)采用三根0.6m×0.6m×50m的混凝土方樁，其樁頂高度考慮當(dāng)?shù)刈罡叱蔽缓惋L(fēng)浪影響，取高于最高潮位2m作為樁頂標(biāo)高，并在樁頂上澆注約40cm厚，長(zhǎng)3m×寬3m的鋼筋混凝土平臺(tái)，在混凝土上用鋼管、木板搭設(shè)一個(gè)約2m高的遮陽(yáng)棚，并在其出口掛有爬梯，平臺(tái)中部布置測(cè)量控制點(diǎn)。

（3）沉樁控制測(cè)量

①平面控制

利用業(yè)主提供的平面控制點(diǎn)G1、G2，用布導(dǎo)線的方法把S1、S2、S3、與碼頭控制點(diǎn)G1、G2聯(lián)測(cè)，PT1、PT2、PT3、L1與S1、S2聯(lián)測(cè)，其測(cè)量成果經(jīng)內(nèi)業(yè)平差，作為沉樁控制成果，用以沉樁平面控制。沉樁控制具體操作方法前面已講過(guò)，這里不再詳述。

②高程控制

根據(jù)業(yè)主提供的高程控制點(diǎn)BM1，建立一條經(jīng)過(guò)碼頭高程控制點(diǎn)BM1、S2、PT1、PT2、PT3的閉合水準(zhǔn)路線，其測(cè)量成果經(jīng)內(nèi)業(yè)平差作為沉樁高程控制點(diǎn)成果。沉樁控制時(shí)，先用DS1水準(zhǔn)儀測(cè)出儀器視線高，根據(jù)樁位斜率計(jì)算出理論樁頂高程，再用經(jīng)緯儀卡樁上理論讀數(shù)來(lái)控制沉樁標(biāo)高。

4.2 二期碼頭沉樁施工

圖2

圖3

圖4

4.2.1 大件碼頭和煤碼頭工作平臺(tái)沉樁施工

根據(jù)業(yè)主要求大件碼頭需先投入使用，故首先安排施打大件碼頭和煤碼頭工作平臺(tái)的基礎(chǔ)樁。由于大件碼頭引橋長(zhǎng)117m，在岸上設(shè)立三個(gè)間距約100m的控制點(diǎn)，采用任意角交會(huì)法，其交會(huì)角約為35°左右，完全能夠達(dá)到規(guī)范要求；工作平臺(tái)緊鄰一期碼頭引橋，且其平面尺寸為長(zhǎng)49m×寬41m，沉樁施工時(shí)，在一期碼頭泊位下游側(cè)及引橋下游側(cè)設(shè)立三個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)，采用任意角交會(huì)，能夠達(dá)到規(guī)范要求。兩者沉樁控制方法為常規(guī)沉樁控制，這里不再敘述。

4.2.2 煤碼頭引橋沉樁施工

由于一期碼頭引橋與二期碼頭引橋平行且中心間距為10.6m，因此在一期碼頭引橋下游側(cè)（離護(hù)輪坎約50cm）且位于二期引橋排架中心線延長(zhǎng)線上，設(shè)立一排平行于二期引橋中心線的沉樁控制點(diǎn)，并使之與碼頭平面控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)。某排架Tn沉樁采用沉樁控制點(diǎn)Cn-1、Cn、Cn+1，三點(diǎn)采用任意角交會(huì)可控制沉樁（見(jiàn)圖5）。由于T1-T7為鉆孔樁基礎(chǔ)，除T44-T45，T45-T46排架由于取水口的原因間距不同外，T8-T58排架間距都為27m，故T8-T43、T47-T58所用沉樁平面控制數(shù)據(jù)相同，T43-T47采用常規(guī)任意角前方交會(huì)法平面控制。引橋沉樁高程控制方法和一期碼頭沉樁高程控制方法相同。

圖5

4.2.3 碼頭泊位沉樁

（1）沉樁控制點(diǎn)的布設(shè)

由于二期碼頭泊位與一期碼頭泊位成條狀相交，相交線只有28m的長(zhǎng)度，除靠近一期下游附近的幾個(gè)排架可以利用一期碼頭和二期碼頭工作平臺(tái)設(shè)沉樁控制點(diǎn)外，第八個(gè)排架下游以外必須考慮設(shè)置測(cè)量平臺(tái)PT4。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和本著節(jié)省資金、保障精度的原則，在二期引橋下游約300m、二期碼頭前沿向岸側(cè)300m設(shè)立測(cè)量平臺(tái)。利用一期碼頭近前沿下游側(cè)（離護(hù)輪坎約50cm）設(shè)立一個(gè)沉樁控制點(diǎn)M1，二期碼頭工作平臺(tái)下游岸側(cè)邊沿處設(shè)立一個(gè)沉樁控制點(diǎn)P1，這樣根據(jù)點(diǎn)位分布情況可利用M1、P1、PT4三點(diǎn)（經(jīng)與碼頭平面控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，結(jié)果經(jīng)過(guò)平差），采用任意角交會(huì)的方法可控制1-20排架的沉樁（P1點(diǎn)只能做較核用，其計(jì)算過(guò)程略），20-42排架的沉樁控制可利用引橋C52（引橋T52排架沉樁控制點(diǎn)）（見(jiàn)圖6）。因碼頭最下游T42排架的沉樁控制角度最差，現(xiàn)計(jì)算其沉樁控制交會(huì)角條件較差的42排架的沉樁交會(huì)角，因通視原因，M1、PT4互為后視，C52、PT4互為后視，M1、P、PT4三點(diǎn)采用任意角交會(huì)，經(jīng)計(jì)算其交會(huì)角為51022′和93039′，能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，因此是可行的。高程控制同一期碼頭控制方法。

圖6

5 常遇到的問(wèn)題及解決辦法

（1）在二期碼頭泊位沉樁時(shí)，碼頭局部樁在壓錘過(guò)程中貫入度很小，基本上不下樁，但一開(kāi)錘就出現(xiàn)溜樁，一般溜樁深度在15m左右。為此，項(xiàng)目部及時(shí)會(huì)同設(shè)計(jì)、業(yè)主和監(jiān)理共同研究，并一致認(rèn)為是因?yàn)榈刭|(zhì)勘探孔稀少，未能完全反映地質(zhì)變化情況，該碼頭泊位局部有鐵板砂夾層。并迅速作出在上述區(qū)域沉樁直接施打改為水沖錘擊沉樁，即在樁尖處配以水沖穿透砂層后再改錘擊沉樁，本工程共有119根樁采用此法實(shí)施，有效解決了施工區(qū)域地質(zhì)對(duì)沉樁的影響，通過(guò)大、小應(yīng)變抽測(cè)，樁基承載力均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

（2）由于測(cè)量平臺(tái)受水流、潮位、風(fēng)力等諸因素影響，測(cè)量平臺(tái)穩(wěn)定性較差，特別是5～6級(jí)的時(shí)候平臺(tái)晃動(dòng)較為明顯，且本地區(qū)5～6級(jí)風(fēng)很常見(jiàn)，受潮汐、水流影響天天有，而本工程工期相當(dāng)緊，這就要求沉樁控制人員要有高度的責(zé)任心，并不斷總結(jié)水流、潮汐、風(fēng)力對(duì)沉樁的影響規(guī)律，以及樁船指揮人員隨時(shí)根據(jù)已沉排架樁校核欲沉樁樁位，以便不斷提高沉樁正位率和沉樁速度。

6 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)太倉(cāng)港環(huán)保發(fā)電廠一、二期碼頭沉樁施工，我們總結(jié)出在遠(yuǎn)離岸線的碼頭沉樁施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）根據(jù)引橋、碼頭泊位位置情況，精心計(jì)算測(cè)量平臺(tái)的布置位置，充分考慮不同位置樁位在沉樁控制時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的情況，做到既能保證沉樁精度又能節(jié)省開(kāi)支、減少施工成本；

（2）充分考慮施工受水流、潮汐、及風(fēng)浪影響，及時(shí)分析并總結(jié)水流、潮汐及風(fēng)浪影響規(guī)律，以及樁船船員應(yīng)將已沉樁作為參考，指揮樁船快速就位以提高船舶工作效率和沉樁正位率（太倉(cāng)二期碼頭沉樁施工過(guò)程中創(chuàng)造了日沉樁18根的二航局日沉樁紀(jì)錄）；

（3）定期對(duì)施工區(qū)域的平面及高程控制點(diǎn)、沉樁控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并認(rèn)真檢核和計(jì)算，做到對(duì)施工區(qū)域的控制點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

U655.54

A

1004-7344（2016）05-0134-03

2016-2-2

熊煥平（1964-），男，工程師，本科，主要從事水工工程施工項(xiàng)目管理工作。