高樁碼頭現(xiàn)澆上部構(gòu)件精細(xì)化施工工藝

譚永安 楊曉非

摘 要：高樁碼頭現(xiàn)澆上部構(gòu)件主要包括樁帽、下橫梁、上橫梁，本文以精細(xì)化施工的角度，介紹了底模支撐系統(tǒng)、操作平臺(tái)、施工便橋等輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)方案，闡述了底模支撐系統(tǒng)安裝、鋼筋安裝、側(cè)模安裝、混凝土澆筑、拆模養(yǎng)護(hù)等工藝要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高樁碼頭 底模支撐系統(tǒng) 精細(xì)化施工

1.前言

筆者結(jié)合親身參與的東營(yíng)港中海油液體化工品碼頭工程、東營(yíng)港萬(wàn)達(dá)寶港國(guó)際碼頭工程，以及公司建設(shè)的武漢陽(yáng)邏港三期碼頭工程等三座高樁碼頭的施工經(jīng)驗(yàn)，并在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)高樁碼頭的現(xiàn)澆上部結(jié)構(gòu)施工先進(jìn)工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的梳理，撰寫(xiě)形成此論文。

2.簡(jiǎn)述

2.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述

高樁碼頭現(xiàn)澆上部構(gòu)件主要包括樁帽、下橫梁、上橫梁。

樁帽在高樁碼頭中是連接橫梁和樁基的結(jié)構(gòu)，將橫梁上部的力均勻傳遞給樁基。下橫梁是高樁碼頭的主要受力構(gòu)件，且受力復(fù)雜，一般承受正負(fù)彎矩、剪力和水平力，作用在碼頭上的荷載通過(guò)它傳遞給樁基。下橫梁上方，將縱向梁系和下橫梁連接成整體。

2.2工藝簡(jiǎn)述

現(xiàn)澆構(gòu)件通常為非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其鋼筋、模板、混凝土施工均采用常規(guī)工藝進(jìn)行。鋼筋和模板在后場(chǎng)下料加工，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)人工安裝；混凝土可采用地泵、吊罐、攪拌船澆筑。

樁帽和下橫梁施工的特點(diǎn)在于底模支撐系統(tǒng)的設(shè)置，底模支撐系統(tǒng)常規(guī)的工藝有在混凝土管樁外側(cè)安裝鋼抱箍，或者在鋼管樁上焊接鋼牛腿，再安裝型鋼梁系。

2.3工藝流程

如圖1。

3.輔助設(shè)施設(shè)計(jì)

3.1鋼牛腿底模支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）受鋼管樁外形的限制，單個(gè)鋼牛腿主要有十字形和π形兩種。

（2）根據(jù)工程實(shí)際情況，十字形鋼牛腿的勁板可設(shè)置多層，π型可在腹板之間設(shè)置勁板。

（3）在不依靠其它樁的情況下，單根樁的樁帽施工，安裝鋼牛腿時(shí)應(yīng)對(duì)稱安裝4個(gè)鋼牛腿，即兩個(gè)鋼牛腿組成一組，兩兩對(duì)稱，結(jié)構(gòu)形式如圖2。

（4）多樁同時(shí)安裝鋼牛腿，并通過(guò)連接型鋼，讓底模支撐系統(tǒng)形成整體時(shí)，可在單個(gè)樁頂對(duì)稱安裝兩個(gè)鋼牛腿。

（5）鋼牛腿上方依次設(shè)置有主梁、木方、木板、竹膠板。

3.2鋼抱箍底模支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）鋼抱箍底模支撐系統(tǒng)是依靠鋼抱箍與樁身之間的摩擦力抵抗豎向荷載。

（2）一般情況下，單個(gè)鋼抱箍上對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)鋼牛腿，因此單樁的樁帽施工依靠鋼抱箍支撐無(wú)法穩(wěn)定，必須多個(gè)樁同時(shí)設(shè)置鋼抱箍，共同參與受力。結(jié)構(gòu)形式如圖3。

（3）為確保鋼抱箍與樁身更緊密的貼合，在鋼抱箍?jī)?nèi)壁粘貼一層橡膠板。

（4）鋼牛腿上方依次設(shè)置有主梁、木方、木板、竹膠板。

（5）鋼抱箍的受力簡(jiǎn)算

①鋼抱箍承受重力依靠的是鋼抱箍與樁身之間的摩擦力，因此鋼抱箍上部傳遞的荷載不得大于摩擦力。

②鋼抱箍與樁身之間的摩擦力計(jì)算公式如下：

fm=nMμ/Kd

式中：fm——鋼抱箍與樁身之間的摩擦力（N）；

n——螺栓的個(gè)數(shù)；

M——施加于螺栓上的扭矩值（N？m）；

μ——鋼抱箍與樁身之間的摩擦系數(shù)，一般取值0.3～0.4；

K——平均扭矩系數(shù)，一般取0.12～0.15（取決于螺栓與螺栓孔的潤(rùn)滑程度，潤(rùn)滑程度越高，系數(shù)取值越低）；

d——螺栓的公稱直徑（m）。

③當(dāng)上部荷載小于fm時(shí)，則表示鋼抱箍的摩擦力滿足受力要求。

3.3操作平臺(tái)設(shè)計(jì)

為了保障安全，在安裝鋼牛腿和鋼抱箍前應(yīng)搭設(shè)可靠的操作平臺(tái)，操作平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖4。

3.4施工便橋設(shè)計(jì)

施工便橋一般布置在碼頭縱向靠岸側(cè)，用于施工中人員行走和布設(shè)泵管的通道。便橋?qū)挾?.0米，欄桿高度1.2米，油漆顏色統(tǒng)一采用紅白相間的警戒色，便橋結(jié)構(gòu)如圖5。

4.施工方法

4.1鋼牛腿安裝

（1）施工時(shí)，先安裝鋼牛腿，鋼牛腿安裝的標(biāo)高需提前測(cè)量，并做上標(biāo)記。

（2）牛腿采用焊接連接，焊接后及時(shí)對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。

4.2鋼抱箍安裝

先由起重船把安裝平臺(tái)吊裝在樁頂上，然后分片吊裝鋼抱箍至安裝平臺(tái)的兩側(cè)。在平臺(tái)上完成抱箍的拼裝并完成螺栓的安裝，然后在樁頂掛設(shè)兩個(gè)手拉葫蘆起吊抱箍并對(duì)抱箍的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整使之滿足設(shè)計(jì)要求，再由平臺(tái)上的人員進(jìn)行螺栓的緊固。完成安裝后由起重船起吊安裝平臺(tái)至下一根樁進(jìn)行下一個(gè)抱箍的安裝。

4.3底模支撐系統(tǒng)梁系安裝

（1）主梁一般選擇工字鋼，采用槽鋼做主梁時(shí)，應(yīng)進(jìn)行雙拼。

（2）主梁安裝前，對(duì)牛腿的頂標(biāo)高進(jìn)行檢查，同一個(gè)樁身上的牛腿標(biāo)高最大高差不得大于5mm，當(dāng)標(biāo)高高差大于5mm時(shí)，需對(duì)牛腿標(biāo)高進(jìn)行修整。

（3）主梁擱置在牛腿上后，采用拉桿進(jìn)行對(duì)拉連接。然后再將主梁與牛腿進(jìn)行焊接連接，確保主梁在施工過(guò)程中不產(chǎn)生危險(xiǎn)位移。

（4）主梁上方鋪設(shè)木方，木方的間距為10～20cm，木方與主梁采用鐵絲進(jìn)行綁扎。

（5）木方上方滿鋪木板，木板與木方采用鐵釘連接。

（6）木板上方按照樁帽底部的形狀輪廓鋪設(shè)竹膠板，竹膠板與模板采用鐵釘連接。

4.4鋼筋安裝

（1）現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，采用鋼筋支架的型式定形安裝，確保精度。鋼筋支架的示意圖如圖6。

（2）利用汽車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，用起重設(shè)備至施工平臺(tái)。安裝先后順序是，安裝鋼筋支架→安裝縱向鋼筋→安裝箍筋→支墊底層墊塊→安裝拉筋→安裝側(cè)面墊塊→安裝預(yù)埋件。

（3）下橫梁鋼筋一次安裝到位，上橫梁的箍筋與下橫梁鋼筋一起安裝，上橫梁伸出箍筋設(shè)置縱向臨時(shí)固定架固定鋼筋，下橫梁混凝土澆筑后，再進(jìn)行上橫梁主筋和拉筋安裝。

（4）為了確保鋼筋保護(hù)層厚度，單個(gè)鋼筋焊接接頭形成的平面應(yīng)平行于混凝土表面。

（5）鋼筋交叉點(diǎn)采用扎絲成梅花形綁扎，扎絲必須向鋼筋內(nèi)側(cè)按倒，綁扎數(shù)量不小于鋼筋交點(diǎn)數(shù)量的50%。

（6）鋼筋底部的墊塊排距不超過(guò)1.5m，每平米墊塊數(shù)量不少于2個(gè)。混凝土墊塊強(qiáng)度不低于橫梁混凝土強(qiáng)度。

4.5模板安裝

（1）樁帽和下橫梁采用鋼模板，上橫梁采用木模板；側(cè)模結(jié)構(gòu)的剛度及強(qiáng)度須通過(guò)驗(yàn)算。

（2）安裝側(cè)模前應(yīng)將底模清理干凈；側(cè)模與底模相交的邊線采取幫包底進(jìn)行止?jié){；模板采用起重船起吊安裝。

4.6混凝土澆筑

（1）采用全面分層法進(jìn)行分層控制。

（2）采用插入式振搗器進(jìn)行振搗，混凝土的分層厚度控制在30cm～50cm之間。混凝土的分層厚度測(cè)量以水平鋼筋作為參照，并配卷尺進(jìn)行測(cè)量。

（3）插人式振搗器的有效作用半徑與振搗器的功率、混凝土的坍落度、配筋率有關(guān)，當(dāng)坍落度變小或鋼筋較密時(shí)，振搗器的移動(dòng)間距應(yīng)相應(yīng)減小。

（4）收面分兩遍進(jìn)行，第一遍在混凝土澆筑至頂面時(shí)，對(duì)照著頂面的標(biāo)高控制線，采用刮尺將混凝土頂面壓平，然后采用木抹子在混凝土表面反復(fù)壓抹，并鏟除高處部分的混凝土補(bǔ)到低處；第二篇在將要初凝前進(jìn)行，采用鐵抹子在混凝土表面反復(fù)壓抹，直至光潔；收面過(guò)程中用設(shè)置跳板，工人站在跳板上后退式地逐段收面。

4.7模板拆除及養(yǎng)護(hù)

（1）側(cè)模拆除時(shí)機(jī)，夏季施工宜在混凝土終凝36h后進(jìn)行，冬季施工宜在混凝土終凝48h后進(jìn)行。底模支撐系統(tǒng)在下橫梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范規(guī)定和設(shè)計(jì)要求的百分比后方可進(jìn)行拆除。

（2）混凝土澆筑完畢后，觀察頂面混凝土狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)混凝土硬結(jié)后，立即向混凝土頂面灑水保持濕潤(rùn)，避免在天氣炎熱的條件下，產(chǎn)生混凝土龜裂。

5.結(jié)束語(yǔ)

高樁碼頭在我國(guó)長(zhǎng)江、沿海各港口較為常見(jiàn)，其施工工藝日趨成熟，但要把高樁碼頭建成精品，僅憑經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要我們不斷總結(jié)、優(yōu)化，把施工工藝做精做細(xì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中交天津港灣工程研究院有限公司.水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范.JTS 202-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.