板樁碼頭修復(fù)改造項(xiàng)目施工組織探討

孫有超 劉天濤

摘 要：板樁碼頭修復(fù)改造項(xiàng)目較之新建項(xiàng)目除常規(guī)的沉樁、錨碇和上部結(jié)構(gòu)等施工外，還需要面對(duì)舊有板樁碼頭結(jié)構(gòu)的改造與拆除工作。本文將結(jié)合尼日利亞瓦里港某舊板樁碼頭修復(fù)改造項(xiàng)目實(shí)例，探討在施工組織中如何通過(guò)充分利用舊有結(jié)構(gòu)達(dá)到改善施工條件，方便作業(yè)，并減少其他施工措施投入進(jìn)而節(jié)約成本等目的。

關(guān)鍵詞：板樁碼頭 修復(fù)改造 施工組織 舊有結(jié)構(gòu)利用

1.引言

鋼板樁碼頭結(jié)構(gòu)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、建造周期短的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)、國(guó)際的內(nèi)河、海灣、近海等位置多有應(yīng)用。但樁身的鋼結(jié)構(gòu)受防腐措施及當(dāng)?shù)厮h(huán)境影響，整體結(jié)構(gòu)存在易腐蝕、耐久性差的缺點(diǎn)。常見(jiàn)的修復(fù)升級(jí)方式主要集中于鋼板樁結(jié)構(gòu)部分，在評(píng)估原有的鋼板樁工作性能的基礎(chǔ)上選取方案。由于原有碼頭鋼板樁結(jié)構(gòu)銹蝕情況嚴(yán)重?zé)o法繼續(xù)利用，或碼頭需停泊更大噸位船型，前沿水域需要進(jìn)一步浚深，進(jìn)行修復(fù)升級(jí)時(shí)將需要重新沉設(shè)新鋼板樁形成新的碼頭結(jié)構(gòu)。較之新建項(xiàng)目，除常規(guī)各施工環(huán)節(jié)外，還需要面對(duì)舊有板樁碼頭結(jié)構(gòu)的改造與拆除。工作科學(xué)組織和策劃，精心施工對(duì)于該類項(xiàng)目創(chuàng)造效益尤為重要。本文將結(jié)合尼日利亞瓦里港某舊板樁碼頭修復(fù)改造項(xiàng)目實(shí)例，探討在施工組織中如何通過(guò)充分利用舊有結(jié)構(gòu)達(dá)到改善施工條件，方便作業(yè)，并減少其他施工措施投入進(jìn)而節(jié)約成本等目的。

2.工程簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目位于尼日利亞瓦里港，該修復(fù)工程是在舊碼頭前沿線位置前推形成新岸線401m與兩側(cè)碼頭形成整體連成直線，需新建鋼板樁長(zhǎng)度共437 m，采用型號(hào)HZ880MC+AZ14-770-10/10組合鋼板樁（樁長(zhǎng)22m+16m）為前沿基礎(chǔ)和擋土結(jié)構(gòu)，錨碇結(jié)構(gòu)為AU25鋼板樁（樁長(zhǎng)5m），錨固體系為D70mm錨桿結(jié)構(gòu)，錨桿長(zhǎng)約28m。上部結(jié)構(gòu)為2m×1.8m鋼筋混凝土帽梁。鋼板樁施工完畢后新、舊板樁間進(jìn)行回填，以及碼頭后方回填形成陸域。碼頭平面及結(jié)構(gòu)斷面見(jiàn)圖1、圖2。

原有結(jié)構(gòu)鋼板樁在水位線以下出現(xiàn)銹蝕穿孔的情況，部分地方甚至連成通孔。銹蝕位置受水流淘刷，致使碼頭面以下出現(xiàn)空洞。部分碼頭面由于空洞過(guò)大，受荷后出現(xiàn)破損，并有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。許多位置梁板損壞嚴(yán)重，明顯露筋情況的比例較大。主要集中在第一及第二個(gè)面層分塊區(qū)域，約距舊碼頭前沿線12m內(nèi)。

3.原有碼頭面利用

本項(xiàng)目沉樁施工采用履帶式吊機(jī)吊液壓振動(dòng)錘振動(dòng)插打組合鋼板樁。過(guò)程中先將組合鋼板樁HZ型主樁插入已精確定位的臨時(shí)導(dǎo)向架中，樁身在導(dǎo)向滑輪限位內(nèi)下沉至穩(wěn)樁，振動(dòng)錘振動(dòng)將其施打到導(dǎo)向架上方。如此導(dǎo)向架內(nèi)一組主樁先后插入后吊離導(dǎo)向架，在主樁間插入AZ板樁，組合樁交替打設(shè)到位。

鑒于原有碼頭面前沿線往回12m范圍以后的結(jié)構(gòu)仍比較完整，未出現(xiàn)較大安全隱患，本項(xiàng)目在規(guī)劃沉樁方案時(shí)考慮充分利用原有碼頭面達(dá)到鋼板樁陸上施打的目的。

首先對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，主要考慮其承載能力，進(jìn)而可以確定設(shè)備選擇和使用范圍。通過(guò)液壓破碎錘對(duì)碼頭面板孔洞周邊進(jìn)行破碎，明確了下方空洞邊界，根據(jù)下方空洞情況劃定警戒區(qū)域及設(shè)備可正常行走區(qū)域。

沉樁施工過(guò)程中，需要采用履帶吊將全長(zhǎng)22m的HZ型主樁吊高超過(guò)導(dǎo)向架頂端，吊樁用的鋼絲繩及掛扣長(zhǎng)度為1.5m，凈空要求達(dá)到26.7m以上。根據(jù)吊機(jī)在警戒區(qū)域外可安全行走的位置與沉樁軸線間水平距離，且液壓振動(dòng)錘加油管的重量就達(dá)到7T，主樁的重量也相近，選擇采用150T履帶吊機(jī)配備42m吊臂長(zhǎng)度能夠滿足吊重與吊距需要。

通過(guò)利用原有碼頭結(jié)構(gòu)沉樁，減少水上設(shè)備如駁船的投入，減少吊機(jī)上下駁時(shí)間對(duì)進(jìn)度影響及降低因此帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)；且陸上施工對(duì)于沉樁定位精度控制更容易，進(jìn)而提高了作業(yè)效率。同樣原因，在本項(xiàng)目的高樁結(jié)構(gòu)部分，利用破除原梁板結(jié)構(gòu)后的破碎殘?jiān)驮诎鍢督Y(jié)構(gòu)破碎的梁板混凝土渣進(jìn)行回填，形成臨時(shí)平臺(tái)施打該位置的轉(zhuǎn)角鋼板樁。該平臺(tái)在進(jìn)行鋼拉桿錨碇結(jié)構(gòu)時(shí)挖除。

舊鋼板樁結(jié)構(gòu)一般水下部分銹蝕情況相對(duì)較水位變動(dòng)區(qū)慢，若非出現(xiàn)大面積缺失，則一般不會(huì)出現(xiàn)整體失穩(wěn)的情況。對(duì)部分位置需要擴(kuò)大使用范圍的，需要選取合適的材料如塊石、破碎混凝土塊等進(jìn)行回填，并考慮是否在舊板樁位置前進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)措施，如對(duì)銹蝕孔焊接加強(qiáng)或增加擋墻結(jié)構(gòu)。在類似項(xiàng)目策劃時(shí)，現(xiàn)有設(shè)備資源的限定必須加固利用原有結(jié)構(gòu)，或是在綜合考慮加固成本后選擇更大參數(shù)的設(shè)備，這些情況都可能出現(xiàn)，需要結(jié)合多方面因素考量舊板樁結(jié)構(gòu)的利用方案。

4.舊鋼板樁結(jié)構(gòu)利用

本項(xiàng)目錨碇系統(tǒng)為下斜型式，拉桿水平夾角為5.57°，通過(guò)圍柃錨拉于后沿AU25鋼板樁墻上。因此舊有板樁結(jié)構(gòu)除后沿鋼板樁需拔除外，前沿鋼板樁也對(duì)拉桿按照存在阻礙。為利用前沿鋼板樁進(jìn)行擋水保證干地施工錨碇系統(tǒng)拉桿，采取了在舊前沿鋼板樁上開(kāi)孔使拉桿通過(guò)后進(jìn)行封堵的措施，使施工效率大大提升。

但由于新舊碼頭前沿線不平行（見(jiàn)圖1碼頭平面圖），隨著新碼頭鋼板樁軸線與舊板樁軸線距離的增大，進(jìn)行拉桿安裝時(shí)，拉桿與舊前沿板樁交叉位置高程越低（見(jiàn)圖2碼頭斷面圖），進(jìn)行開(kāi)孔時(shí)，受前沿水位影響越大。為盡可能避免河水對(duì)施工的影響，實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)水位漲落規(guī)律，利用低潮時(shí)開(kāi)孔，拉桿穿過(guò)舊樁后連接已施打好的主樁，完成錨碇系統(tǒng)拉桿前半部分安裝，并及時(shí)用砂袋將穿孔位置進(jìn)行封堵。在拉桿位置調(diào)整好后，對(duì)舊板樁開(kāi)口后方位置回填砂進(jìn)行部分覆蓋，起到堵水的效果。需要注意的是，砂袋僅需填充至1/3到1/2的位置，則可利用其柔性充分包裹拉桿周圍，填滿拉桿與開(kāi)孔間空隙。砂袋間貼緊密實(shí)，可以起到反濾作用，在新舊板樁間未回填砂之前達(dá)到良好的阻水效果。

但部分區(qū)段，由于開(kāi)孔位置太低，低水位仍無(wú)法對(duì)舊板樁進(jìn)行氣割開(kāi)孔，需要抽水降低水位。此時(shí)就要通過(guò)形成封閉水域，利用大流量水泵在較低水位時(shí)持續(xù)抽水降低水位，達(dá)到預(yù)定位置后重復(fù)上述相同的開(kāi)孔、穿拉桿、封堵及回填步驟。本項(xiàng)目為形成封閉水域，使用了未施打的AZ鋼板樁。在新舊板樁距離較近的位置打入，形成方形空間，并通過(guò)在該空間中回填砂，堵口封閉。為防漏砂，在填砂前利用土工布將四角的接縫蓋滿，用砂袋固定位置，后再回填砂壓緊。經(jīng)抽水驗(yàn)證，堵水效果良好。選擇堵口位置時(shí)，需同時(shí)考慮抽水設(shè)備效率、需要的工作水位及施工窗口時(shí)長(zhǎng)，以最經(jīng)濟(jì)、措施最少（即進(jìn)行一次堵口能完成所有工作為佳）、滿足抽水時(shí)間最短、耗費(fèi)資源最少為原則綜合考慮。

5.結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目在利用原碼頭結(jié)構(gòu)方便施工所采取的措施，如對(duì)于原碼頭面的利用及舊鋼板樁結(jié)構(gòu)的利用，提高了施工的效率，也產(chǎn)生了較好的效益。且這些措施對(duì)于需要重新沉設(shè)新鋼板樁形成新的碼頭結(jié)構(gòu)的鋼板樁碼頭修復(fù)升級(jí)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)具有一定的普遍性，可以作為借鑒與參考。但是各個(gè)項(xiàng)目情況不同，前期宜以盡可能陸上、干地施工；減少船機(jī)使用；力求設(shè)備在各階段可通用原則，深入評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)條件因地制宜，精心策劃充分挖掘潛力，從而為項(xiàng)目創(chuàng)造更大效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪正榮等，建筑施工簡(jiǎn)易計(jì)算.北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版2008.