高樁碼頭施工建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)分析

□洪志

一、工程概況

某港口為了滿足業(yè)務(wù)需要，擬建碼頭工程項(xiàng)目。該碼頭的結(jié)構(gòu)形式為高樁梁板式碼頭，總體長(zhǎng)度為190米、寬19米，由3個(gè)部分組合而成：平臺(tái)、棧橋和廊道支墩。位于下游河道內(nèi)的碼頭基礎(chǔ)采用嵌巖灌注樁，直徑為1800毫米，其余結(jié)構(gòu)段采用預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，規(guī)格為600毫米×600毫米；棧橋長(zhǎng)、寬分別為243米和8.5米；廊道支墩的間距設(shè)計(jì)為30米，上部結(jié)構(gòu)為鋼管混凝土柱，采用格構(gòu)的形式進(jìn)行布設(shè)，支墩下部為灌注樁基礎(chǔ)。筆者重點(diǎn)對(duì)該高樁碼頭施工建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

二、高樁碼頭施工關(guān)鍵技術(shù)

1.橋臺(tái)施工技術(shù)

在本工程中，橋臺(tái)的主要作用是連接棧橋和后方混凝土路面，設(shè)計(jì)圖紙中給出的橋臺(tái)形式為U形，長(zhǎng)、寬、高分別為15.5米、10.2米和5.0米。橋臺(tái)基礎(chǔ)采用的是片石混凝土結(jié)構(gòu)，墻身為漿砌條石，以中粗砂對(duì)臺(tái)腔內(nèi)部進(jìn)行回填。具體的施工技術(shù)要點(diǎn)如下。

（1）在對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行施工前，先由測(cè)量人員采用全站儀進(jìn)行基礎(chǔ)定位放線，定好基礎(chǔ)位置后，需要將基巖炸開，隨后在基礎(chǔ)底部用片石墊層和碎石進(jìn)行找平。

（2）橋臺(tái)的基底為強(qiáng)風(fēng)化巖面，在施工前需要對(duì)覆蓋面進(jìn)行清除。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得知，橋臺(tái)前沿4米左右的位置處存在厚度為3米左右的淤泥層，對(duì)此可在落潮或是潮位較低的時(shí)間段內(nèi)，用挖掘機(jī)進(jìn)行清淤。在清淤施工中，可采用分段作業(yè)的方法，逐步推進(jìn)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。當(dāng)基床拋石施工完畢且驗(yàn)收合格后，可以采用人工開槽的方式對(duì)原基巖面進(jìn)行清理。

（3）在對(duì)混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工前，應(yīng)對(duì)底層混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，并清洗干凈，可將原基巖高出的部分鑿成臺(tái)階型，每級(jí)臺(tái)階的高度應(yīng)當(dāng)控制在30厘米?；炷猎谑┕がF(xiàn)場(chǎng)用攪拌機(jī)進(jìn)行拌制，并搭設(shè)臨時(shí)便道用手推車進(jìn)行運(yùn)輸。由于施工過程會(huì)受到潮水的影響，因此可采取分段澆筑的施工方法，留設(shè)垂直施工縫。當(dāng)下一次澆筑前，應(yīng)對(duì)垂直施工縫進(jìn)行鑿毛，并清洗干凈，以此來確?；炷恋臐仓|(zhì)量。

（4）施工中采用的漿砌條石為花崗巖，按照規(guī)范中給出的操作方法進(jìn)行砌筑，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的要求，在臺(tái)身中設(shè)置PVC材質(zhì)的排水管。

2.預(yù)制樁施工技術(shù)

該高樁碼頭采用的預(yù)制樁為預(yù)應(yīng)力鋼混空心方樁，尺寸規(guī)格為600毫米×600毫米，樁身混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C50，屬于高強(qiáng)混凝土。預(yù)制樁采用的是先張法施工工藝，具體的施工技術(shù)要點(diǎn)如下。

（1）鋼筋焊接采用的是閃光對(duì)焊工藝，在施焊的過程中應(yīng)當(dāng)先將電路閉合一次，使鋼筋的端面輕微接觸，并在形成連續(xù)閃光且達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)開始進(jìn)行焊接作業(yè)，由此可以確保接頭的質(zhì)量。

（2）在對(duì)鋼筋進(jìn)行張拉前，應(yīng)對(duì)初始應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整使之相等，為減少預(yù)制過程中預(yù)應(yīng)力的損失，可采取超張拉的方法，以反復(fù)張拉的方法來調(diào)整初始應(yīng)力，張拉力可以取控制應(yīng)力的40%～50%，張拉次數(shù)一般控制在2～3次左右即可。

（3）預(yù)應(yīng)力施工中，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施確保預(yù)加應(yīng)力值，同時(shí)應(yīng)降低溫度差，控制預(yù)應(yīng)力損失。

（4）在對(duì)樁身混凝土進(jìn)行灌注時(shí)，應(yīng)連續(xù)不間斷地灌注，不得留設(shè)施工縫。在對(duì)充氣膠囊進(jìn)行使用前應(yīng)進(jìn)行全面檢查，綁扎固定好鋼筋箍，防止膠囊出現(xiàn)上浮。同時(shí)，要對(duì)膠囊的抽拔時(shí)間進(jìn)行控制。混凝土灌注完畢后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行表面抹光，抹面的次數(shù)應(yīng)超過3次，這樣能夠有效地避免干縮裂縫的產(chǎn)生。

（5）預(yù)制樁堆放位置應(yīng)當(dāng)設(shè)置墊木，并采用多支點(diǎn)，各層墊木應(yīng)處于同個(gè)垂直面內(nèi)，預(yù)制樁堆放的層數(shù)應(yīng)不超過3層，樁兩端懸臂的長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范要求。

3.沉樁施工技術(shù)

（1）定位。在沉樁施工前，需要進(jìn)行準(zhǔn)確定位，由于本工程中棧橋的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，加之原岸線與碼頭前沿線并不平行，從而增大了測(cè)量定位的難度。為保證定位準(zhǔn)確，可采用任意角交會(huì)法和直角交會(huì)法相結(jié)合的方式進(jìn)行沉樁定位。具體的施工技術(shù)要點(diǎn)如下：采用經(jīng)緯儀與紅外測(cè)距儀，對(duì)平面控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。如果符合要求，則可采用符合導(dǎo)線測(cè)量法，對(duì)施工平面控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)。在對(duì)斜樁進(jìn)行定位時(shí)，可以設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高作為定位標(biāo)高，使用水準(zhǔn)儀對(duì)標(biāo)高進(jìn)行測(cè)定。

（2）沉樁。在本工程中，沉樁分為兩個(gè)部分，即棧橋沉樁和碼頭沉樁。雖然沉樁的位置不同，但施工技術(shù)要點(diǎn)基本沒有差別，具體如下：①沉樁前，應(yīng)當(dāng)對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核，并將作業(yè)區(qū)域內(nèi)的障礙清除干凈。按預(yù)先編制好的沉樁計(jì)劃和施工順序進(jìn)行操作，使用駁船將預(yù)制樁運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，隨后按照規(guī)定要求進(jìn)行打樁。②在打樁的過程中，打樁船拋八字錨，并在船身前后設(shè)置中心錨纜，以此來確保樁身平穩(wěn)。施打時(shí)，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)沉樁記錄，并對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行整理。

4.灌注樁施工技術(shù)

在對(duì)灌注樁進(jìn)行施工前，應(yīng)當(dāng)搭設(shè)好水上作業(yè)平臺(tái)，然后準(zhǔn)備機(jī)具，制備泥漿，并按照施工要求，制作鋼護(hù)筒，接通水電后，便可開始作業(yè)。

（1）埋設(shè)護(hù)筒。測(cè)量人員要對(duì)樁位放樣進(jìn)行復(fù)測(cè)，待復(fù)測(cè)無誤之后，將導(dǎo)向架架設(shè)到施工平臺(tái)上，順著導(dǎo)向架自然下放鋼護(hù)筒，導(dǎo)向架要略寬于護(hù)筒外徑。下放后對(duì)護(hù)筒垂直度進(jìn)行檢查，待護(hù)筒進(jìn)入殘積層2.5～3米時(shí)，為避免發(fā)生坍孔現(xiàn)象，應(yīng)將護(hù)筒與工作平臺(tái)相連，防止護(hù)筒偏斜。

（2）鉆機(jī)就位。通過吊機(jī)吊裝鉆機(jī)到達(dá)指定位置，保證鉆機(jī)基座處于水平狀態(tài)。起吊沖擊錘時(shí)要求錘中心與樁中心保持一致，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行固定。在鉆進(jìn)過程中控制好鉆機(jī)位移偏差，不允許超過25毫米，將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行上報(bào)審批，待監(jiān)理工程師檢查之后才能施工。

（3）鉆孔。使用沖擊鉆孔進(jìn)行施工時(shí)，卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)可控制沖擊錘的沖擊上下浮動(dòng)，確保沖擊錘能夠擊碎鉆孔周邊的巖石。由沖擊鉆造成的鉆渣通過泥漿進(jìn)行循環(huán)排除，在鉆孔過程中，沖擊鉆對(duì)巖層的反復(fù)沖擊，可起到護(hù)壁作用，并且鉆渣較為細(xì)碎，可對(duì)其進(jìn)行凈化處理，作為施工材料循環(huán)利用。①由于本工程所處區(qū)域內(nèi)最大的潮差為7米，在水位下降時(shí)，可借助泥漿泵從鋼護(hù)筒內(nèi)將泥漿抽出。當(dāng)水位升高時(shí)，可從儲(chǔ)料桶向護(hù)筒內(nèi)補(bǔ)充泥漿，通過這種方法能夠?qū)⑺^差控制在2米以內(nèi)，避免水頭過低引起塌孔的情況發(fā)生。②當(dāng)鉆孔通過砂層時(shí)，應(yīng)在原有泥漿濃度的基礎(chǔ)上提高1～2個(gè)檔次，并對(duì)落錘的高度進(jìn)行控制，避免過高造成孔壁傾斜。在對(duì)風(fēng)化巖層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)檢查錘體和錘牙是否完好，防止出現(xiàn)卡錘的現(xiàn)象。若巖面的傾斜度過大，應(yīng)向孔內(nèi)填入具有一定硬度的碎石，直至巖面修平為止。同時(shí)對(duì)巖石進(jìn)行沖鉆，及時(shí)清孔。③鉆孔完畢后，因鋼筋籠吊放和導(dǎo)管安裝等工序需要一段時(shí)間才能完成，因此應(yīng)當(dāng)在灌注混凝土前進(jìn)行二次清孔，這樣有利于提高混凝土的施工質(zhì)量。

（4）鋼筋籠下放。將制作好的鋼筋籠運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，采用吊機(jī)進(jìn)行吊放，鋼筋籠的下部邊緣接近鋼護(hù)筒時(shí)應(yīng)當(dāng)放緩速度，避免與護(hù)筒發(fā)生碰撞，引起塌孔。首節(jié)鋼筋籠就位后，將內(nèi)架支托于孔口，并進(jìn)行第二節(jié)鋼筋籠吊放，要保證兩節(jié)鋼筋籠處于同一條豎直線上，隨后逐節(jié)安裝，并按照規(guī)范要求進(jìn)行牢固焊接。

（5）水下混凝土灌注。①首次灌注的混凝土容量不得小于導(dǎo)管底端埋入混凝土1米，導(dǎo)管底端埋入混凝土應(yīng)控制在2～3米。為了保證混凝土灌注質(zhì)量，要避免導(dǎo)管在提升過程中碰觸鋼筋籠。②混凝土在拌合拌和站進(jìn)行拌和后運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土坍落度應(yīng)控制在18～22厘米范圍內(nèi)。③在施工之前，根據(jù)樁孔深度確定導(dǎo)管長(zhǎng)度，對(duì)試拼導(dǎo)管進(jìn)行水密性試驗(yàn)，保證導(dǎo)管連接嚴(yán)密，垂直度滿足設(shè)計(jì)要求。④灌注混凝土?xí)r保持連續(xù)施工，將混凝土灌注、導(dǎo)管提升、導(dǎo)管拆除同步進(jìn)行，控制好導(dǎo)管提升速度。若混凝土灌注不順，可對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行捶振。在混凝土灌注深度未達(dá)到5米以上時(shí)，不可將導(dǎo)管提出。為保證混凝土的密實(shí)度，應(yīng)在混凝土灌注到設(shè)計(jì)要求高度時(shí)一次性提升導(dǎo)管。此外，在樁頂滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，加灌厚約80厘米的混凝土。

三、結(jié)論

在港口中，高樁碼頭是較為常見的一種碼頭形式，為確保高樁碼頭的整體質(zhì)量，在進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，相關(guān)作業(yè)人員必須了解并掌握關(guān)鍵技術(shù)，并將之合理運(yùn)用到實(shí)際工程當(dāng)中。這樣不僅能夠確保高樁碼頭施工建設(shè)的順利進(jìn)行，而且還能加快進(jìn)度、保證質(zhì)量、降低成本。