懸吊模法在板樁碼頭胸墻施工中的應用

鄒偉 劉功鑫 丁紅波

摘 要：文章依托菲律賓八打雁港板樁碼頭胸墻施工實例，采用懸吊模板方案，對大定型鋼模板整體吊裝入水，制定適應鎖口鋼管樁墻的止水措施，在水位變動區(qū)形成干施工條件，成功解決鎖口鋼管樁為前墻的胸墻混凝土水下澆筑難的問題，確保了碼頭胸墻的質量，且提高了施工安全性和施工效率。

關鍵詞：板樁碼頭 鎖口鋼管樁 胸墻施工

1.工程概況

菲律賓八打雁港碼頭項目需新建75000t級集裝箱裝卸碼頭。碼頭泊位長220m，結構型式為板樁結構。前墻樁基采用Φ1500mm鎖口鋼管樁形成岸墻，胸墻位于樁頂，胸墻全長237.12m，劃分成為15段，中間標準段每段長15.1m，混凝土強度等級為C32，胸墻底標高+0.5m，底寬2.2m（護弦板部位底寬3.9m），頂標高+3.366m，頂寬4.1m，高2.866m。胸墻伸縮縫處+2.1m以上設計有傳力桿。胸墻上包括錨桿預埋件、護輪坎、鋼軌、線纜槽、橡膠護弦板、系船柱與其他附屬設施。

現(xiàn)場海面實際水位特征值：最高水位：+1.8m；平均潮水：+1.0m；最低水位：+0.3m。

2.胸墻模板施工特點與難點分析

（1）胸墻厚度有2.866m，相對較厚，對模板支撐體系要求高。

（2）胸墻底標高為+0.5m，絕大部分時間是在海水中，高潮時可淹沒胸墻下半部分。模板安裝需帶水施工，施工難度大。

（3）前樁墻由φ1500mmCT鎖口鋼管樁組成，模板安裝后鋼管樁鎖口、底模、拉桿、樁內預埋錨桿位置均存在漏水點，止水難度大。

（4）為避免胸墻混凝土澆筑后前期接觸海水，國內規(guī)范一般要求宜10d拆模，本工程要求模板28d拆模。拆模時間長對施工進度影響很大。

3.胸墻施工方案

根據(jù)施工特點，采用懸吊模法施工為最佳方案，具體形式為在CT鎖口鋼管樁內預埋立柱支架與型鋼梁形成兩邊懸臂梁，止水拉桿吊住模板的方法，結構安全可靠。

3.1模板施工難點解決方法

（1）對胸墻分兩層澆筑，以降低對模板支撐體系的受力要求。下層澆筑到+2.17m，高度1.67m，上層澆筑到胸墻頂部+3.37m，澆筑高度1.2m，最后澆筑護輪坎、安裝鋼軌、橡膠護弦板、系船柱與其他附屬設施。

（2）采用兩層澆筑只有下層受潮水影響，模板采用大定型鋼模，將側模與底模制作為一個整體，對模板底部澆筑封底混凝土，可為鋼筋綁扎與混凝土澆筑提供干施工作業(yè)條件。

（3）根據(jù)實際情況對各漏水點有針對性的水下封堵。

（4）按要求的28d拆除模板，端模采用雙層鋼板模板施工，相鄰段胸墻施工可按計劃盡早拆除端模。

3.2胸墻施工流程

胸墻施工具體流程如下：樁芯混凝土澆筑、預埋模板系統(tǒng)立柱→安裝主梁與分配梁→下層模板、拉桿安裝→模板縫與鋼管樁鎖口止水→澆筑封底混凝土→抽水→下層鋼筋綁扎與預埋件安裝→澆筑下層混凝土→綁扎上層鋼筋、安裝預埋件→安裝上層側?！鷿仓蠈踊炷痢鸪瓧U與分配梁→拆除立柱與主梁→拆除上層模板→拆除下層模板。

3.3胸墻模板設計

胸墻下層模板采用整體鋼模結構，下層胸墻模板系統(tǒng)主要由立柱支架、主梁、拉桿、側模及底模組成。胸墻下層模板系統(tǒng)工作原理：利用預埋立柱支架作為整個底模系統(tǒng)的支撐，在其上端設置63工字鋼主梁、25槽鋼分配梁、拉桿吊住底部底模。

在澆筑樁芯混凝土時，在每根樁預埋兩根200×150H型鋼立柱（護弦板處是4根），可提供足夠的抗彎及承載能力。側模采用5mm鋼板，背架采用10槽鋼與底部25槽鋼托架相連，側模與底模形成整體模板。

上層胸墻可在水上正常施工，模板以下層模板為基礎，采用組合鋼模，與下層鋼模螺栓連接固定，頂部采用拉桿對拉的方式固定。吊模只應用于下層胸墻施工，如圖1所示為胸墻下層模板底托架平面圖。

3.4下層模板受力體系驗算

考慮到下層模板安全性，需驗算模板受力體系是否滿足要求，驗算項目包括：整體梁系應力、拉桿拉應力、整體位移、豎向位移、封底混凝土抽水后拉壓應力。

采用MIDAS civil對胸墻模板做整體受力計算，考慮對封底混凝土澆筑后與澆筑下層混凝土兩種情況的最不利工況進行計算：

工況1：封底混凝土澆筑完、設計高水位、且在大浪0.5m高時抽水；

工況2：澆筑下層胸墻混凝土時、設計低水位、大浪0.5m高、且不考慮封底混凝土的作用。

經計算復核，封底混凝土最大主拉應力與最大壓應力、整體梁系應力、拉桿拉應力、整體位移均滿足施工安全要求。

3.5施工模板制造

一段下層胸墻模板長15.1m、高2.8m。在現(xiàn)場加工場對側模、底模及背架焊接形成整體。端頭封頭模板另外采用鋼板與角鋼焊接形成整塊。底模托架為25雙拼槽鋼，側模采用5mm鋼板，橫楞采用7.5槽鋼，豎楞采用16槽鋼，安裝時上下采用25與16拉桿對拉。

為適應模板安裝要求，對側模與底模需切割豎直拉桿孔、錨桿預留孔，錨桿預留孔直徑應控制在比錨桿直徑大20mm，既可方便安裝錨桿頭，也可堵塞錨桿四周縫隙；焊接頂部與底模吊環(huán)用于吊裝，吊環(huán)采用16或25（靠構處）圓鋼。

對底模，應測量現(xiàn)場樁墻實際外壁輪廓線，切割底模鋼板以準確匹配樁側面的弧形輪廓。

澆筑封底混凝土后需保持模板內水壓平衡，應在側模高于封底混凝土頂面50mm處預留平壓水閥。

4.施工質量控制技術

（1）底模輪廓線的確定

底模圓弧面根據(jù)實際測量尺寸仍易出現(xiàn)偏差，易造成了返工到陸上重新切割的情況。為一次安裝成功側模與底模，加快模板安裝效率，割底模圓弧線時，對底模輪廓底多切割10mm，使底模圓弧形板尺寸為負誤差，模板安裝后底模與樁墻身之間的將形成縫隙，采用裝有干水泥砂漿的土工布條形帶進行封堵，土工布袋里的水泥與砂遇海水后會慢慢固結堵住縫隙，可確保順利堵塞全部底模縫隙，避免漲落潮與波浪力對堵塞物造成破壞，使模板安裝效率得到提高。

（2）模板之間的止水

為確保模板之間的止水，胸墻端模通過螺栓與側模、底模連接，連接處安放遇水膨脹橡膠止水條，該止水條具有良好的止水效果，擰死螺栓后可保證密貼。端模與鎖口交叉處，應切割端模交叉部分再安裝端模。

（3）模板拉桿安裝

模板拉桿包括豎向、底部橫向拉桿，先安裝豎向拉桿再安裝底部橫向拉桿，最后安裝頂部橫向拉桿。由于在水中安裝存在一定操作難度，拉桿安裝由潛水員與模板工配合進行，全部拉桿應套上PVC管穿過模板內，其中底部橫向拉桿在樁間鎖口處穿過，鎖口處在水下提前割孔，對拉螺桿通過此孔對拉固定模板。

拉桿孔套管與模板間隙可導致澆筑封底混凝土漏漿，應注意對豎向拉桿套管與模板間的孔用土工布條堵塞。

（4）堵塞樁預埋錨桿頭與模板之間縫隙

封底混凝土澆筑3d后進行模板內抽水，如仍有漏水及時采用堵漏砂漿封堵。對+1m處的錨桿與穿過側模的縫隙，應在低潮位，使用堵漏砂漿將縫隙在外側堵住，在錨桿穿過模板外側四周抹上10cm寬的堵漏砂漿倒角，可有效防止海水進入模板與混凝土漏漿。

（5）鎖口堵漏

鋼板樁鎖口為CT型，鎖口內設計為灌入碎石，海水可從鎖口涌入模板內，應對鎖口頂部1m范圍內采用澆筑混凝土密封處理。

解決方法是由潛水員使用橡膠止水條將C鎖口頂部1m側面縫隙塞住，澆筑封底混凝土前先澆筑鎖口頂部混凝土，再澆筑模板封底混凝土。對于端模處的鎖口，還應堵住與鎖口橫切處的縫隙，外側采用小塊鋼板點焊固定端模與壁樁圍住端模與鎖口交叉縫，與鎖口混凝土同時澆筑，用于封堵端模鎖口、鎖口與模板之間的縫隙。上層胸墻端模拆除時，趁低潮在鋼管樁鎖口處進行必要的切割后再拆除端模。

5.結束語

綜上所述，本工程CT鎖口鋼管樁墻、水位變動區(qū)現(xiàn)澆胸墻施工難度大，但采用懸吊大定型鋼模施工胸墻的方法，并制訂有效且有針對性的模板結構與止水措施，仍具有可行性與優(yōu)越性，可保證施工混凝土質量，施工效率高，綜合效益明顯，可為類似板樁碼頭施工提供參考。

參考文獻：

[1]高平原.港口工程低水位混凝土干法施工技術研究與應用[D].長春：吉林大學，2016.

[2]鄭志偉，胡湘坤，張皓，等.海外深水板樁碼頭胸墻施工技術[J].水運工程，2015（08）：94-98.