高樁碼頭改造施工工藝

劉 蒂 中交三航局第三工程有限公司

1 前言

高樁碼頭改造一般是將原碼頭前沿構件部分拆除后，采用少量樁基支撐墩臺通過較大的護舷或突出碼頭的方式來進行單獨受力，與老碼頭利用伸縮縫完全隔開，避免老碼頭受到大型船舶停靠時的作用力，保證升等級后的安全運營。

2 工程概述

南鋼原料碼頭2 號泊位原為3000 噸級（水工結構兼顧5000噸級）散貨泊位，現(xiàn)按滿載靠泊10000噸級散貨船泊位進行結構加固改造，原碼頭建設規(guī)模和功能保持不變。拆除碼頭前沿二層系纜平臺、縱梁、面板等。然后采用打樁船挑龍口沉ΦPHC管樁后澆筑4座4.8m高空心墩臺，前沿線突出原碼頭30cm，安裝橡膠護舷等。成為我公司首次使用6m 挑龍口沉樁、首次在水工項目上使用精軋螺紋鋼作為承重結構的項目。

南京明州碼頭新增裝船流程系統(tǒng)工程為碼頭改造后新增一條裝船皮帶機系統(tǒng)。采用搭設貝雷鋼棧橋側向跨接到老引橋作為灌注樁施工平臺，澆筑墩臺后，安裝鋼廊道。保證原皮帶結構生產的同時拆除2 層轉運站樓。因老棧橋結構凈空限制，施工旋噴樁后完成地下室施工，穿過原廊道與新建鋼廊道順接。

港務原料總廠碼頭結構加固改造工程原建設規(guī)模為3 個5000DWT 散貨進口泊位，加固改造后在中洪水位滿載靠泊及在中低水位減載靠泊20000 噸級散貨船。采用的繩鋸拆除原結構，采用振動錘和吊籠沉Φ1200鋼管樁，澆筑墩臺后恢復安裝拆除的空心板并澆筑面層，從下至上分四個時期預埋鼓型護舷埋件，最后一次性安裝防沖板，成為我公司首次安裝四鼓一板項目。

每個碼頭改造工程都需要面臨的是業(yè)主不停產、施工作業(yè)面局限、同個空間多個工序交叉施工風險大，無論是設計還是施工，都需要最大程度的考慮老結構對新結構的影響，尤其樁基施工，一旦發(fā)生碰樁將是難以估計的損失。

3 主要施工工藝

一般施工流程：拆除→沉樁→施工承重結構→澆筑墩臺→恢復安裝空心板（恢復軌道安裝施工）→恢復面層→?？看c附屬設施施工。

3.1 拆除

（1）一般碼頭構件拆除。在碼頭上部結構拆除前，先對現(xiàn)有碼頭結構現(xiàn)狀進行細致的調查，準確地掌握相關數(shù)據，首先拆除橡膠護舷、系船柱和鋼軌，鋼軌拆除后堆放至指定區(qū)域，以便回收利用。然后以先面板，后縱梁等縱向梁系，最后拆除橫梁、靠件、二層平臺的順序進行拆除工作。南鋼改造項目中拆除結構中單塊面板最重6t、軌道梁最重9.5t、橫梁重8.3t、立柱重2.3t、系梁重4.5t、走道板重6.25t、靠件重3.1t。

（2）拆除原碼頭方樁。拆除原碼頭方樁時，潛水員潛入需截除混凝土方樁處，在河床泥面處沿樁周鑿除混凝土，汽車吊在潛水員的配合下伸扣捆樁，緩緩用勁吊住方樁，潛水員用水下電割條切斷混凝土方樁的主筋，吊車將混凝土方樁吊出水面并丟棄至指定區(qū)域。水下切割樁基距泥面高度約50cm。

（3）特殊拆除要求。

①無振動拆除。根據設計要求，馬鋼改造項目空心大板和前邊梁等拆除采用無震動切割方案拆除。經綜合比較，結合受力情況、現(xiàn)場環(huán)境和業(yè)主要求，采取靜力切割分塊吊裝方案。連續(xù)空心板的切割拆除必須滿足結構的受力要求，空心大板采用逆向施工的方式拆除，即先采用盤踞切割解除空心板約束，切割時采用120t浮吊預提，防止卡盤或卡鏈。切割完成后，由水上起重船逐塊吊離，臨時擱置在碼頭面，以備恢復。前邊梁、水平撐、系靠船梁采用鏈鋸切割。起重船先對拆除構件預提，再完成斷面切割，割段完成后，有起重船吊離。

圖1 盤踞切割割除空心板

圖2 鏈鋸切割割除前邊梁

②轉運站保護性拆除。明州改造工程4#轉運站為2層鋼筋混凝土框架結構，第一層高4.3m，第二層高7m，女兒墻高0.9m。拆樓前對未完全移除的設備進行保護后利用挖機加長臂約15m的液壓剪對鋼筋混凝土梁板進行拆除。對4#轉運站一層皮帶機搭設臨時防護設施：用鋼管腳手架搭設雙層防護，用模板在腳手架頂部做雙屋面封閉式防護。

3.2 沉樁

改造工程，一般因現(xiàn)場條件受約束較多，樁基沉樁有較大的因難和危險性。沉樁過程中須密切觀察樁身及周圍的情況變化，如出現(xiàn)異常立即停止沉樁，并及時查明原因，采取有效措施后再繼續(xù)沉樁。還須密切注意施工船舶動態(tài)，謹防船舶碰樁及錨纜絆樁。打樁船在進退作業(yè)時，定時檢查纜索工作情況，保證纜索作業(yè)時具有足夠的強度，防止沉樁過程中斷纜及走錨。加密對原有碼頭沉降、位移觀察次數(shù)，及時掌握原有碼頭動態(tài)。

（1）挑龍口沉樁。南鋼改造工程靠船墩沉樁作業(yè)面狹窄，龍口到上下游橫梁邊間距很小，后排PHC斜樁距離前沿4.7m，施打受到現(xiàn)有碼頭結構的制約，打樁船龍口無法伸到樁位處，對此，我們根據實際情況將相鄰排架砼拆除部分，且將打樁船進行相應的改造，將挑龍口長度由原來的2.5m增加到6m。

（2）振動錘結合吊籠施工。馬鋼改造項目中由于沉樁區(qū)域的地質情況與原來提供的資料出入較大，盡管項目部采用了較大的150 振動錘，但無法把樁打到設計標高，出現(xiàn)了大面積的高樁情況，經設計、業(yè)主、監(jiān)理單位多次現(xiàn)場會商，設計要求在采用振動沉樁的基礎上增加錘擊沉樁，盡可能使樁頂標高達到設計要求，業(yè)主和監(jiān)理也同意設計的要求。據此，我公司臨時采取了緊急措施（包括加工長送樁、調運柴油錘及吊籠），增加錘擊沉樁，將樁沉至設計樁頂標高。

圖3 采用振動錘沉樁

圖4 采用吊籠沉樁

3.3 承重結構設計

南鋼改造工程為例進行計算：沉樁后，立即架設圍囹進行現(xiàn)澆橫梁及墩臺的施工。在碼頭靠船構件安裝施工中，因靠船構件設計正面尺寸較寬，前沿懸挑較長，且不在排架中心線上，同時受長江水位限制，已無法進行常規(guī)的夾包箍上承重鋼平臺的結構進行承重，為確?？看瑯嫾惭b及澆筑砼時承重穩(wěn)定性，我們對墩臺1.8m高進行分二次澆筑，即在靠船構件安裝后先澆筑1m，待有一定砼強度后再第二次澆筑至空心箱底部，并采用鋼包箍進行反壓，對每組次槽鋼進行了相互可靠連接，從而保證了承重結構的穩(wěn)定性。為考慮施工便利，對橫梁下的考慮使用鋼抱箍（根據試載資料，30cm 高Φ800 鋼抱箍每對承載力按30t計算，木圍囹每對承載力按2.5t計算）。承重槽鋼按簡化為簡支梁計算最大彎矩、確定槽鋼斷面，并對最大撓度進行驗算，強度及撓度必須符合規(guī)范有關規(guī)定。承重結構計算時，施工荷載?。?.35t/m2。

舉例：1#靠船墩江側一排樁主梁的計算

墩臺自重：

據以上荷載計算，a、b、c三根樁上各夾二對鋼抱箍在無水位的情況下，采用精軋螺紋鋼代替鋼包箍進行承重。

選用1根Φ25：

滿足要求。

承重鋼圍囹選擇：

中間跨：

取中間跨：

選用4 根36a，2 根為一組平面對拼，作為墩臺岸側承重主梁。

滿足要求。

3.4 墩臺施工

本文介紹的三個改造工程現(xiàn)澆墩臺數(shù)量均較多，方量較大，結構較為復雜，為確保大體積混凝土施工中不出現(xiàn)冷縫及細微裂縫，擬采取以下措施，加以防止：（1）根據施工的具體情況做好澆筑的分層厚度、澆筑方向及次序的設計，保證分層間歇時間滿足規(guī)范要求。（2）保證混凝土供應能力，適當準備運灰、振搗、發(fā)電等備用機具設備，防止出現(xiàn)故障時措手不及。（3）通過摻加粉煤灰來實現(xiàn)降低水泥用量。（4）理設置施工縫，提高施工工效。（5）加強灑水養(yǎng)護，以防止混凝土早期干縮，提高混凝土的抗裂能力。（6）提高混凝土施工質量：合理組織生產，精心施工，提高生產管理水平，使混凝土離差系數(shù)得到有效控制，從生產的各個環(huán)節(jié)都要把好質量關，提高混凝土質量。

3.5 橡膠護舷（防沖板）安裝

圖5 四鼓一板安裝完成并收緊承重錨鏈

馬鋼改造工程中，?？看O施設計為四鼓一板，即四個SUC1000H 橡膠護舷分別設置在墩臺中心線上的預制安裝靠船構件、現(xiàn)澆墩臺及現(xiàn)澆靠船立柱上，SUC1000H 橡膠護舷安裝好后將9.66m 長防沖板整體一次性安裝。為我公司施工首例。每塊防沖板板上有24 個螺栓需與鼓連接，砼中預埋螺母預埋偏差應小于1mm，規(guī)范要求螺母預埋允許偏差為5mm，設計要求很嚴格。為此項目部成立了“四鼓一板安裝技術攻關QC小組”，QC小組通過2個多月的攻關，通過項目部提前對安裝工作做的合理措施，安裝滿足質量、進度要求。經復測，防沖板的雙向垂直度及標高滿足設計要求。

3.6 恢復施工

為了與原碼頭結構相結合，改造工程中新建部分完成后會有部分構件按照設計要求進行恢復原樣施工，但因拆除、吊裝等原因恢復施工后是否能夠依然滿足碼頭功能及安全有待驗證。南鋼改造項目中有部分拆除結構及碼頭平臺皮帶機鋼廊道恢復施工。馬鋼改造項目中，原空心板安裝、現(xiàn)澆面層、護輪坎等恢復施工項目。

4 結束語

通過三個改造項目的施工，深深體會到碼頭施工不易，改造碼頭施工更不易，要想做好改造項目需要更為先進的管理理念、工藝技術、先進經驗，因地制宜地策劃好施工方案，在保護好原碼頭質量、安全的前提下更加用心的施工，才能做好改造工程。我們將在今后的工作中不斷地總結經驗，完善管理體系，提高管理水平，愿為水工項目的發(fā)展提供更優(yōu)質的服務。