游艇碼頭鋼管定位樁糾偏施工技術(shù)探討

殷昕 王志鋒

摘 要：三亞鹿回頭游艇碼頭項目后續(xù)施工時，由于不可避免的滑坡，原浮碼頭定位樁發(fā)生較大傾斜，超過了抱箍與定位樁設(shè)計的間隙，棧橋和碼頭連接為整體，碼頭隨之平移，造成所有抱箍與定位樁擠靠緊密，產(chǎn)生很大的摩擦力，棧橋、碼頭浮箱不能整體隨水位變化通過抱箍上下浮動，不能正常使用。采用高壓水槍配合高壓空氣沖刷、掏空樁傾斜反方向樁周泥土，樁頂端施加反傾斜方向水平拉力，將樁扶正。樁周圍泥土固結(jié)后，定位樁滿足使用要求。

關(guān)鍵詞：游艇碼頭；定位樁；糾偏；施工技術(shù)

中圖分類號：U655.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）5-0066-04

由于施工定位控制、外力作用等原因，直樁的垂直度設(shè)計有要求，當(dāng)垂直度超過一定限度，會影響結(jié)構(gòu)的使用和安全。三亞鹿回頭游艇碼頭后續(xù)項目施工時，由于不可避免的滑坡，原浮碼頭定位樁發(fā)生較大傾斜，抱箍不能按設(shè)計要求自由上下滑動，浮碼頭不能正常使用。根據(jù)工程量的大小、施工條件，合理選用高壓水槍切割樁周圍泥土、高壓空氣上循環(huán)浮運松散泥土、樁頂端施加反傾斜方向水平拉力，將樁扶正。樁周圍泥土固結(jié)后，達到設(shè)計要求。此工藝簡單易行，效率高，成本低。

1 工程概況

三亞鹿回頭廣場游船游艇碼頭工程項目位于三亞市鹿回頭廣場西側(cè)，臨春河入?？谔?，其中護岸起點位于榆亞路跨河橋（潮見橋）東側(cè)橋頭處。工程規(guī)模包含兩部分：浮體碼頭及護岸結(jié)構(gòu)。

本工程浮體碼頭工程包含：河道清淤約72000方，海上定位鋼管樁37根，單根樁長17m。游艇碼頭泊位22個，系船柱20個，2M*12M活動引橋4座。碼頭結(jié)構(gòu)：鋁合金浮體碼頭結(jié)構(gòu)。浮體及碼頭主要由浮箱、受力鋁合金結(jié)構(gòu)及塑木面板組成，堤岸與碼頭之間使用活動引橋連接，引橋與護岸處鉸接，在浮橋處滑動連接，浮碼頭各結(jié)構(gòu)采用高強螺栓連接。浮碼頭分別使用鋼導(dǎo)軌、樁和撐桿定位，與鋼導(dǎo)軌、定位樁之間采用滑動連接。護岸結(jié)構(gòu)斷面詳見圖1：

2 施工中出現(xiàn)的問題

三亞鹿回頭廣場游船游艇碼頭定位為三亞市的一個碼頭運營地點，為了盡快投入運營使用，建設(shè)單位要求現(xiàn)場先進行河道清淤及浮體碼頭部分的施工，便于盡快投入運營。所以施工現(xiàn)場就按照建設(shè)單位的要求進行相應(yīng)施工。

護岸結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分需要打設(shè)鋼筋混凝土板樁474根，最大長度18m，最小長度17m，混凝土強度等級為C45，樁側(cè)及樁尖為凹凸槽結(jié)構(gòu)。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，通過方案比選，選用柴油錘式打樁機進行護岸部分的沉樁工作。由于板樁沉樁過程中的振動擠土效應(yīng)，對岸坡影響很大，20米范圍內(nèi)震動感強烈，坡肩后10米左右范圍內(nèi)水平面出現(xiàn)裂縫、下沉，出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。

坡腳附近的原浮碼頭棧橋定位樁在滑坡影響范圍內(nèi)的，由于深度小，沒有被斷，判定滑動面以下的樁在滑坡土體水平分力的作用下產(chǎn)生傾斜。定位樁離坡腳距離的遠近不同，傾斜的程度也不同，距離最近的D5樁，垂直度最大達到4.5%。樁頂位置偏移超過300mm。垂直度觀測資料見表1：

由于棧橋和碼頭連接為整體，棧橋定位樁偏移量超過了設(shè)計的間隙，碼頭隨之平移，造成所有抱箍與定位樁擠靠緊密，產(chǎn)生很大的摩擦力，棧橋、碼頭浮箱不能整體隨水位變化通過抱箍上下浮動，低水位時棧橋、碼頭浮箱懸掛在空中，變形嚴(yán)重，不能使用，不得已臨時拆除抱箍與浮箱的連接，調(diào)整棧橋定位樁垂直度后再安裝。見圖2、圖3、圖4。

3 方案比選

通過開專題會討論，考慮了兩種方案。兩種方案比較結(jié)果如下：

方案一：將傾斜定位樁拔起，直立護岸完成后重新按設(shè)計位置沉樁。

由于定位樁已沉樁1年以上，樁周泥土固結(jié)穩(wěn)定，根據(jù)經(jīng)驗，抗拔力很大，現(xiàn)場用75噸吊機試拔，不能成功，需要150噸以上的起重船。重新沉樁，需要進場打樁船及附屬錨艇、交通船等，現(xiàn)場水域狹窄，游船通行頻繁，干擾大，效率低。大量的船機設(shè)備進場，定位樁只有14根進行處理，高昂的調(diào)遣費造成攤銷過高。

結(jié)論：采用此方案存在明顯的不合理性，不予采用。

方案二：岸上設(shè)地錨，通過施加反傾斜方向水平拉力，將樁拉直調(diào)正。

岸上設(shè)地錨，通過倒鏈在樁頂施加反傾斜方向水平拉力，同時將反傾斜方向樁周圍的固結(jié)土部分?jǐn)_動、掏空，減小樁拉直過程中的被動土壓力造成的阻力，施加較小的水平力，將樁調(diào)正，連續(xù)張拉5天以上，樁周泥土因拉動造成的擾動固結(jié)消除后，放張，定位樁穩(wěn)定，調(diào)正工作完成。

結(jié)論：此方案經(jīng)施工檢驗，簡單易行，效率高，成本低。

4 工藝流程及施工方法

4.1 工藝流程

準(zhǔn)備工作→倒鏈?zhǔn)┘永Α邏核畼屒型?，高壓空氣浮運松土→調(diào)整倒鏈拉力，測量控制定位樁垂直度調(diào)整到設(shè)計要求，停止高壓水槍→靜置5天后放張，完成調(diào)整工作。

4.2 施工設(shè)備及方法簡述

4.2.1 施工設(shè)備

此方案簡單易行，倒鏈、地錨現(xiàn)有，主要設(shè)備見表2。

4.2.2 施工方法

為了扶正定位鋼管樁，主要采用在定位樁傾斜背面清除及擾動土體，以解除作用在定位樁上的主動土壓力，依靠鋼管樁自身的彈性恢復(fù)力，使其達到垂直的效果。由于不能完全解除主動土壓力，樁身的彈性恢復(fù)力也有限，故而需要在樁頂施加反傾斜方向水平拉力。由于樁周泥土已固結(jié)穩(wěn)定，用水平力將樁整體拉直，土內(nèi)樁體需克服極大的被動土壓力。為了確保鋼管樁不出現(xiàn)“S”形，倒鏈最大拉力不超過20噸，樁在泥面位置的彎矩不超過160t.m，即不超過鋼管的極限承載力。

以5號定位樁為例進行典型施工。采用支撐擋墻模板的混凝土錨定塊作倒鏈的錨定樁，用現(xiàn)場的75t履帶吊倒運錨定塊就位，倒鏈跟地錨、定位樁頂部采用鋼絲繩連接，高壓水泵、空壓機就位接電，高壓水管、空氣管連接，高壓水噴頭和高壓空氣噴頭組合成一體。高壓空氣出口在上方200mm左右。向5號定位樁頂部逐漸施加水平力，同時開啟高壓水泵和空壓機，強行清除樁周反傾斜方向的泥土，測量人員及時進行定位樁垂直度的測量計算。當(dāng)定位樁垂直度達到設(shè)計要求時，保持倒鏈拉力，同時在樁周回填砂。回填砂的厚度不低于原泥面高度，然后將振搗棒插入定位樁周圍的回填砂中進行振動密實，加強樁周砂土的固結(jié)力。

根據(jù)現(xiàn)場實際經(jīng)驗，保持斜拉鋼絲繩張拉狀態(tài)小于3天時，定位樁容易回彈傾斜，垂直度超過1%的設(shè)計要求。但張拉5天后放張樁身的垂直度趨于穩(wěn)定。施工方法詳見圖5：

5 施工工藝效果

5.1 倒鏈?zhǔn)┘永?/p>

人工拉倒鏈，施加預(yù)定的10t拉力，這時鋼管樁懸臂部分產(chǎn)生撓度，測量撓度的數(shù)值，作為最后調(diào)整時的回彈參數(shù)。可反復(fù)張拉、放松幾次，保證撓度的準(zhǔn)確性。最后施加10t拉力，進行下一步工作。

5.2 高壓水槍切土，高壓空氣浮運松土

組合噴頭綁扎在鍍鋅管上，長度滿足作業(yè)人員站在浮箱（臨時拆除的浮棧橋）噴頭能達到定位樁的低標(biāo)高。作業(yè)人員站在浮箱上，將鍍鋅管連同噴頭垂直插入樁反傾斜方向裝的外壁附近。

同時開啟高壓水泵和空壓機，高壓水開始切割固結(jié)土，由于流量小，不能將松土循環(huán)浮運出，高壓空氣輔助完成循環(huán)浮運的工作。噴頭會有反沖力上浮，人工下壓鍍鋅管，保持噴頭在泥面，提高切割效率。調(diào)整噴頭位置，分層切割樁反傾斜方向樁周固結(jié)土，分層厚度200mm左右。詳見圖6：

5.3 調(diào)整倒鏈拉力，測量控制定位樁垂直度調(diào)整到設(shè)計要求

當(dāng)樁后固結(jié)土沖切、掏空到一定深度，樁身受的被動土壓力阻力和倒鏈?zhǔn)┘拥乃嚼_到平衡臨界，調(diào)整倒鏈拉力，測量控制定位樁垂直度調(diào)整到設(shè)計要求。拉緊倒鏈，保持預(yù)定的10t拉力，期間需要連續(xù)高壓水槍切土，高壓空氣浮運松土工作，測量樁垂直度情況，當(dāng)樁頂反向偏位等于實測的撓度值時，關(guān)停高壓水泵和空壓機。然后將振搗棒插入定位樁周圍的回填砂中進行振動密實，加強樁周砂土的固結(jié)力，在斜拉鋼絲繩的作用下穩(wěn)定樁身的垂直度。詳見圖7：

5.4 靜置5天后放張，完成調(diào)整工作

由于樁身還存在拉力和阻力的作用，樁周圍的土被擾動，未固結(jié)前樁位會發(fā)生變化。靜置5天后，撤除倒鏈拉力，鋼管樁懸臂部分回彈至自由狀態(tài)，測量樁的垂直度，如不合格，重新上述工序，直至垂直度滿足要求的1%以內(nèi)。

5.5 實施效果驗證

鋼管定位樁糾偏施工自始至終，人員、設(shè)備安全無事故，無環(huán)境污染隱患。需調(diào)整的13根棧橋定位樁用20天的時間全部調(diào)整完成，浮碼頭重新安裝后，使用正常。連續(xù)定期觀測3個月，根據(jù)記錄的沉降位移觀測記錄表，所有糾偏的定位樁傾斜率都在設(shè)計規(guī)定允許范圍之內(nèi)，沒有影響浮橋的正常使用，達到了預(yù)期目的。

6 效益論證

針對兩種施工方案，從機械、單價、相關(guān)措施費及工期等方面考慮，評估對比見表3。

從工期上看，方案二比方案一長3個月，但是大部分時間是糾偏后的測量觀測時間，不影響后續(xù)施工。

從成本上看，方案二比方案一節(jié)約成本140萬元。同時，混凝土錨定塊和倒鏈在后期工程中可以重復(fù)利用，成本可以進一步減少。

7 結(jié)論

本工程由于岸坡沉樁過程中的振動擠土效應(yīng)，出現(xiàn)下沉、滑坡現(xiàn)象。導(dǎo)致浮碼頭棧橋定位樁在滑坡土體水平分力的作用下產(chǎn)生傾斜。若不及時對定位樁進行糾偏，大有愈演愈烈之勢，直接影響到浮碼頭的正常使用。通過對常規(guī)工藝進行整合運用，采用樁頂施加拉力、高壓水切割鋼管樁周圍固結(jié)土、高壓空氣輔助循環(huán)浮運松土的工藝解決了定位樁傾斜問題。

本項目定位樁糾偏施工方案，工藝簡單易行，體現(xiàn)了因地制宜的原則。沒有影響航道通航及碼頭的正常運營，安全性得到保證，節(jié)省了施工成本，滿足了設(shè)計要求，贏得了業(yè)主肯定。同時對有岸坡、水上施工，工期緊張的類似項目也有一定的借鑒作用。