碼頭小間距樁頂搭板拋石技術(shù)研究與實(shí)施

孫強(qiáng) 鄒偉 熊豐華

摘 要：文章介紹了在順岸碼頭樁間拋石受到周圍環(huán)境限制不宜使用船機(jī)或船舶不能進(jìn)出樁間拋石的情況下，通過設(shè)計(jì)裝配式鋼平臺安裝到樁頂做到樁間精準(zhǔn)拋石。由于此裝配式搭板平臺架設(shè)在樁頂，脫離水面，還可有效解決施工水域水流急、風(fēng)浪高等自然環(huán)境惡略情況下的拋石施工，可供參考。

關(guān)鍵詞：裝配式搭板 拋石 研究

1.工程概況

1.1碼頭結(jié)構(gòu)

泰國和黃蘭查邦港碼頭一期工程位于泰國灣東海岸，工程設(shè)計(jì)為梁板式高樁碼頭，長1000m，寬36.45m，3個(gè)泊位。碼頭基礎(chǔ)為1m、1.2m的鋼管樁，樁間拋石護(hù)坡，坡比為1：1.85，橫梁152個(gè)排架，每排架中心距離6.8m（其中碼頭前后排軌道梁有插樁，樁間凈距2.2m）。樁頂現(xiàn)澆縱橫梁，上部為安裝預(yù)制疊合板結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆面層，碼頭后方為預(yù)制砼塊擋墻，擋墻后方回填塊石接岸。

碼頭護(hù)坡與接岸拋石總量為45萬m3，其中樁間護(hù)坡拋石為34m3。碼頭護(hù)坡施工分為3層石料拋填，自下而上分別為7.2m厚直徑50～300mm堤心塊石（36.5萬m3）、0.6m厚的重量在25～100kg底層護(hù)面塊石（2.8萬m3）、1.05 m厚重量在200～500kg護(hù)面塊石（4萬m3）、基槽護(hù)底塊石重量為300～1200kg（1.7萬m3）。

1.2氣象水文條件

該地年均氣溫2 7. 2℃，每年5～10月，受東南季風(fēng)影響，雨量較多；碼頭范圍水域均為漲落潮水流，且潮流較弱，流速均<0.3m/s；施工區(qū)域在有防波堤防護(hù)的內(nèi)港池海浪很小，對施工無影響；現(xiàn)場水文條件見表1。

1.3地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)結(jié)果可知，本工程區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)以砂質(zhì)地層為主，底部地質(zhì)堅(jiān)硬。碼頭區(qū)域土層從上到下依次為：（1）松散到中密的粉砂、粘土砂；（2）很堅(jiān)硬的砂質(zhì)粘土層；（3）密實(shí)至很密實(shí)粘土砂層；（4）風(fēng)化巖。

1.4樁間拋石難點(diǎn)

碼頭拋石工程量較大，約45萬m3，其中樁間護(hù)坡拋石為34萬m3；順岸式碼頭，前后排樁間距較?。堕g凈距2.2m），拋石船舶不能進(jìn)入；塊石坡面精度要求高，坡面高差為±30cm；本碼頭為港區(qū)碼頭的擴(kuò)建工程，前沿施工水域狹小，施工船舶活動(dòng)受限。

2.裝配式拋石平臺

2.1裝配式拋石平臺的優(yōu)點(diǎn)

選擇在樁頂搭設(shè)平臺，讓挖機(jī)和自卸車通過堆場直接上平臺，挖機(jī)在樁頂平臺上垂直拋填塊石能夠解決本工程遇到的樁間拋石問題。采用樁頂拋石平臺具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）拋石效率高，平臺搭設(shè)好后挖機(jī)上平臺，運(yùn)石料自卸車可直接開上平臺卸料，通過挖機(jī)拋填到樁間。

（2）解決船舶難以進(jìn)入樁間問題，平臺搭設(shè)在樁頂，來料直接運(yùn)送到平臺，從上往下垂直拋石料，覆蓋所有樁區(qū)，所以解決樁間凈距小，船舶難以進(jìn)入的問題。

（3）拋石精度高，長臂挖機(jī)直接定點(diǎn)投放石料，由于水流較小，塊石位置和數(shù)量可以精準(zhǔn)控制。

（4）不占用港池水域，石料從后方堆場上拋石平臺，不影響對面碼頭運(yùn)營集裝箱船舶進(jìn)出港。

2.2拋石平臺結(jié)構(gòu)形式

拋石平臺采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式搭板形式，平臺結(jié)構(gòu)形式分為兩部分，一部分為調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板為一塊厚2cm的130×130cm方形鋼板，鋼板中間十字交叉焊接2塊厚1cm的90×90cm鋼板。割樁后調(diào)節(jié)板的90×90cm部分插入鋼管樁內(nèi)部，130×130cm方形鋼板平鋪在樁頭。平臺第二部分為搭板，每組搭板由6塊搭板拼接而成，平鋪在樁頂完成一跨樁間拋石。搭板鋼材采用SM400材質(zhì)，單塊尺寸為6.8×6.096m。拋石搭板梁1采用工字鋼300×300×10/15，梁2采用工字鋼400×150×10/18，梁3采用工字鋼為150×75×6.5/10。

2.3搭板施工荷載

搭板受力情況為頂面荷載通過梁3、梁2傳遞給梁1，再通過梁1把荷載傳導(dǎo)到四根鋼管樁。搭板上的荷載為分為3部分：一臺pc220長臂挖機(jī)，重約26t；一堆20m3的石料，重約36t；一輛后八輪卡車，重量約13t。施工過程中最大荷載組合是長臂挖機(jī)和石料的組合。計(jì)算荷載安全系數(shù)為1.5倍，通過對這兩組疊加荷載組合的驗(yàn)算，所選擇的型鋼滿足要求。因?yàn)榇畎迨浅兄亟Y(jié)構(gòu)，并且使用地點(diǎn)位于海水腐蝕嚴(yán)重的樁頂區(qū)域，所以為了保證使用過程中的安全，搭板的所有焊縫必須滿焊，焊縫厚度、寬度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.4搭板安裝工藝

搭板安裝流程主要如下：搭板制作→吊車就位→樁頂標(biāo)高測量→割樁→調(diào)節(jié)板安裝→跳板安裝→跳板與調(diào)節(jié)板固定→搭板安裝→搭板間固定。

（1）割樁頂標(biāo)高確定。樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為+1m，為了減少二次割樁，以樁頂標(biāo)高作為搭板擱置底面標(biāo)高。搭板高度為45cm，考慮到當(dāng)?shù)刈罡咚粸?1.75m，大潮時(shí)會(huì)有1～2h沒過搭板頂面，此時(shí)拋石停止施工。

（2）調(diào)節(jié)板安裝。割樁完成后在樁頂安裝調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板乘高潮位用浮排安裝，一次可以多安裝幾個(gè)排架備用。

（3）碼頭后沿拋石坡面處理。碼頭后沿拋石頂標(biāo)高為+1m，和樁頂標(biāo)高相同，拋石邊坡坡度為1：2，坡面穩(wěn)定，坡頂與最后一排樁中心距離為5m，跳板長6.8m，跳板與岸上搭接長度為1.8m，此區(qū)域要求石面平整密實(shí)。

（4）跳板安裝。跳板是岸坡拋石和后沿第一排裝之間的搭板，跳板一段擱置在拋石頂面，另一端擱置在后排樁的兩根樁的樁頂，端頭不超過調(diào)節(jié)板中心線，以保證后排搭板端頭有足夠的擱置位置。跳板吊裝到調(diào)節(jié)板上后及時(shí)通過螺栓把跳板和調(diào)節(jié)板連接在一起。

（5）搭板安裝。搭板從岸側(cè)到海側(cè)依次安裝，每安裝完一塊搭板，都要和調(diào)節(jié)板連接固定，搭板之間兩端頭預(yù)留孔洞，通過栓銷將兩塊相鄰搭板端頭連接。

（6）安全檢查。一組搭板安裝完成后必須通過安全檢查，由安全部門、工程部門檢查合格共同簽發(fā)檢查許可證后才可以投入使用。

3.搭板上拋石

3.1搭板拋石施工工藝流程

搭板拋石施工流程主要如下：施工準(zhǔn)備（搭板安裝、測量放線）→長臂挖機(jī)開上搭板平臺→石料運(yùn)輸至搭板平臺→長臂挖機(jī)對相鄰跨拋填→水深測量檢測→移動(dòng)搭板平臺至下一區(qū)域拋石。

3.2拋石施工方法

3.2.1施工順序

（1）順碼頭方向施工順序。從碼頭上游端開始向下游端拋填石料，拋填完成一跨后轉(zhuǎn)移搭板到下一跨繼續(xù)拋填石料。

（2）垂直于碼頭斷面施工順序。為防止拋石過程出現(xiàn)滑坡等危害，拋石順序先坡腳后坡頂，斷面拋石厚度較大，需要分層拋填，分層厚度控制在1m左右。

3.2.2典型試驗(yàn)段施工

在正式施工前，為了確定每一斷面每一層石料所需挖機(jī)斗數(shù)，避免超拋欠拋現(xiàn)象，組織典型試驗(yàn)施工，取得拋石水下形成高度的規(guī)律和拋石對樁的影響等數(shù)據(jù)。拋石前應(yīng)測量拋填區(qū)域樁位坐標(biāo)和水下地形，拋石后水下形成高度經(jīng)潛水員探摸檢查，挖機(jī)單斗石料下落至邊坡底面的擴(kuò)散范圍不大，可有效對拋石標(biāo)高、位置進(jìn)行精確地控制。因拋石層最多地方總厚度8.9m，樁周圍需要對稱拋石，樁兩側(cè)拋石高差應(yīng)控制在1m以內(nèi)。拋填斷面完成后重新測量樁位坐標(biāo)和拋填區(qū)域水深，通過對比對樁的偏位沒造成影響，拋填坡度偏差滿足規(guī)范要求。

3.2.3拋石斷面測量

每一道拋石工序結(jié)束后都需進(jìn)行水下測量，采用HY1602雙頻水下測深儀，輔以測繩準(zhǔn)確測定拋投結(jié)果，保證每一層施工網(wǎng)格的拋石厚度、平整度都滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場檢驗(yàn)，可精確控制拋石在設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)。每一跨拋石檢測合格后，轉(zhuǎn)移平臺至下一跨繼續(xù)拋石。

4.結(jié)束語

綜上所述，采用裝配式搭板平臺拋石的施工方法簡單，平臺安拆便捷，挖機(jī)拋填塊石高效，拋石邊坡坡度可控，且不受水流、波浪的影響，不占用碼頭前沿施工水域。不足之處在于平臺相對笨重，吊裝需要較大的吊車，挖機(jī)、自卸車需開到平臺頂部，存在車輛駕駛風(fēng)險(xiǎn)。后續(xù)升級可改用可移動(dòng)的皮帶輸送機(jī)通過樁頂平臺把石料輸送至樁間，這樣既減小了平臺荷載使平臺設(shè)計(jì)輕量化，又避免大型施工設(shè)備上平臺帶來的操作風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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