小潮差海域靠船平臺(tái)工程現(xiàn)澆墩臺(tái)施工技術(shù)

廖永波 中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司總承包經(jīng)營(yíng)分公司

徐振坤 東營(yíng)港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)

賈效亮 東營(yíng)港建設(shè)投資有限責(zé)任公司

1.引言

東營(yíng)港北防波堤靠船平臺(tái)工程為高樁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)形式，是常見(jiàn)的碼頭設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在高樁碼頭上部為墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的施工中，支撐系統(tǒng)通常采用夾樁式或懸吊底式，或者兩者組合使用，在安裝支撐系統(tǒng)和底模時(shí)，乘潮施工。東營(yíng)港潮汐類(lèi)型以正規(guī)全日潮為主，由于靠近渤海灣的無(wú)潮點(diǎn)，本海域潮汐強(qiáng)度弱，潮差小，平均潮差61cm，實(shí)測(cè)施工區(qū)域潮差長(zhǎng)期約40cm，另外由于墩臺(tái)底標(biāo)高為0.8m，無(wú)法利用潮差實(shí)現(xiàn)夾樁和安裝鋼梁，所以只能采用懸吊底式施工。在懸吊底施工中，同樣由于平臺(tái)底標(biāo)高較低，潮差小，主梁次梁位于水面以下，受波浪、潮流、水位影響，難以安裝。所以如何設(shè)置懸吊支撐系統(tǒng)，鋪設(shè)模板成為本工程施工的重點(diǎn)難點(diǎn)。為此經(jīng)過(guò)研究，通過(guò)將模板系統(tǒng)逐件加工安裝設(shè)計(jì)為懸吊支撐和底模組合后整體安裝，完成靠船平臺(tái)混凝土澆筑施工。

2.工程概況

靠船平臺(tái)位于東營(yíng)港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)北防波堤堤頭背海側(cè)，戧臺(tái)位置，為堤頭燈配套工程，用于小型船舶?？考暗填^燈日常維護(hù)管理。采用高樁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為5根φ1200mm大管樁，四周拋石圍護(hù)，同時(shí)形成防波堤斷面，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆混凝土平臺(tái)，頂標(biāo)高2.5m，底標(biāo)高0.8m，平面為不規(guī)則多邊形，面積73.2m2。平臺(tái)后方設(shè)30t-40t踏步塊形成上堤通道。

表1 潮位特征值

3.水文條件

3.1 潮汐

（1）當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫媾c理論最低潮面的關(guān)系

理論最低潮面相對(duì)56黃海平均潮面低66cm，相對(duì)當(dāng)?shù)仄骄Ｃ娴?3cm。

（2）潮汐性質(zhì)

東營(yíng)港為正規(guī)日潮。其 K=(HK1+HO1)/HM2=24.0。

（3）潮位特征值，見(jiàn)表1。

（4）設(shè)計(jì)水位

設(shè)計(jì)高水位：1.54m，設(shè)計(jì)低水位：-0.10m，極端高水位：2.99m，極端低水位：-1.62m。

3.2 波浪

根據(jù)黃河海港海洋站1985年4月～11月（-14m水深）資料統(tǒng)計(jì)：常浪向?yàn)镾向，頻率為12.0%，次常浪向?yàn)镋向，頻率為7.74%，強(qiáng)浪向?yàn)镹E向和NNE向，該向大于1.2m頻率分別為2.57%和2.46%。實(shí)測(cè)H1/10波高為4.4m，對(duì)應(yīng)周期為7.9s，波向?yàn)镹E向。

4.工程平面圖及斷面圖。

見(jiàn)圖1，圖2。

5.工程施工難點(diǎn)及采取的施工措施

（1）靠船平臺(tái)底標(biāo)高低于平均潮位，底模以下長(zhǎng)時(shí)間位于水下，無(wú)法乘潮安裝支撐系統(tǒng)和鋪設(shè)底模，可采用陸地拼裝后整體安裝的施工方案，此方法施工難度較大，對(duì)模板設(shè)計(jì)和加工、拼裝精度，要求較高，在拼裝前需充分做好現(xiàn)場(chǎng)樁位測(cè)量，各類(lèi)鋼材，構(gòu)件的下料和焊接精度，并便于移動(dòng)安裝和調(diào)試。采取的施工措施為：在平臺(tái)樁基打設(shè)完成并夾樁后，測(cè)量隊(duì)進(jìn)行了數(shù)次測(cè)量，核對(duì)樁位穩(wěn)定無(wú)變化后，技術(shù)人員根據(jù)樁位數(shù)據(jù)繪制模板加工圖紙，并在平板駁船拼裝場(chǎng)地上按1:1比列畫(huà)出樁位，以便核對(duì)模板加工和安裝精度。在安裝前對(duì)進(jìn)行截樁，要確保各樁頭截樁后標(biāo)高在同一平面。

（2）安裝底模及側(cè)模后模板形成箱體，需考慮水的浮力及波浪的拍打側(cè)壓力。采取的施工措施為：在安裝完成后在底模上方采用抱箍進(jìn)行夾樁，保證在高潮期間浮力作用下懸吊系統(tǒng)的穩(wěn)定；靠船平臺(tái)位于防波堤內(nèi)側(cè)，為減少波浪影響，工序上先施工防波堤斷面，形成掩護(hù)后再施工靠船平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)。

（3）設(shè)計(jì)標(biāo)高低，潮差小，模板及鋼筋安裝后部分將受潮水浸泡，可乘潮施工作業(yè)時(shí)間短。采取的施工措施為：混凝土澆筑前需使用淡水沖洗鋼筋及模板，澆筑時(shí)必須保證混凝土供應(yīng)，一次連續(xù)澆筑達(dá)到高潮位以上，不被淹沒(méi)，需充分做好施工組織。

（4）整個(gè)墩臺(tái)所需混凝土方量較少，不需要考慮溫度應(yīng)力及采取降溫措施。

（5）靠船平臺(tái)下方需拋石和安裝扭王字塊，支撐系統(tǒng)及底模難以拆除。采取的措施為：經(jīng)過(guò)綜合衡量拆除費(fèi)用、施工安全及后期使用情況，決定將側(cè)模及底模超出平面位置部分進(jìn)行拆除或截?cái)?，平臺(tái)正下方部分由于全部淹沒(méi)在水中，拆除安全風(fēng)險(xiǎn)大，且不影響使用和結(jié)構(gòu)安全，不予拆除。

6.模板設(shè)計(jì)和安裝

6.1 靠船墩平臺(tái)底段模板支立

靠船平臺(tái)底段模板體系由底模、九片側(cè)模板組成。

6.2 懸吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖2 工程斷面圖

主梁通過(guò)懸吊系統(tǒng)支撐，承受上部載荷，傳遞給樁?？看脚_(tái)每根樁樁上部設(shè)置2根I28a作為懸挑梁，采用2根Ф25精軋螺紋鋼懸吊主梁。

6.3 底段模板主梁設(shè)計(jì)

經(jīng)核算，靠船平臺(tái)樁兩側(cè)主梁為40c#工字鋼，沿排架方向，每排樁的兩側(cè)各設(shè)一組主梁。

靠船平臺(tái)底模次梁選擇20b#工字鋼次梁，布置間距500mm，并與主梁點(diǎn)焊固定，并交織成網(wǎng)相互點(diǎn)焊固定，次梁上部鋪設(shè)10mm鋼板作為底模板。

靠船平臺(tái)側(cè)模板采用9片定型鋼模板。下部和次梁連接，并且使用頂絲配合調(diào)正位置，上部用對(duì)拉桿加固模板，對(duì)拉桿選用Ф24對(duì)拉桿。

6.4 主梁、次梁、底模加工組合和安裝

主梁采用精軋螺紋鋼懸吊安裝，安裝時(shí)通過(guò)精軋螺紋鋼上部螺母調(diào)整主梁頂標(biāo)高一致。

次梁選用20#工字鋼，布置間距500mm，并與主梁點(diǎn)焊固定，并交織成網(wǎng)相互點(diǎn)焊固定。因支立模板需要次梁上焊接頂絲臺(tái)座，防止底腳變形漏漿，臺(tái)座使用厚度為10mm的鋼板焊接制成，下部使用鋼板與次梁焊接，在連接板上焊接兩片10#槽鋼。

在次梁上鋪設(shè)10mm厚鋼板作為底模板，鋼板與次梁采用點(diǎn)焊焊接固定。將墩臺(tái)邊線測(cè)量定位于底板上。

在平板駁上將主梁、次梁及底模按照設(shè)計(jì)組合進(jìn)行焊接，形成整體，設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，焊接φ28mm圓鋼做吊環(huán)。組合完成后運(yùn)輸至海上吊裝施工，采用方駁吊機(jī)組配合吊裝到位。

6.5 側(cè)模安裝

模板安裝采用“底托幫”支模方式，側(cè)模下方采用止?jié){措施防止漏漿，側(cè)模板使用方駁吊機(jī)進(jìn)行吊裝。

模板支立之前，清凈底模上方的雜物，由測(cè)量人員在底模上放出模板里邊線的位置。模板由起重船吊至安裝位置的上方，施工人員使用晃繩等配合方駁吊機(jī)將模板安放到位。模板頂口形成對(duì)拉，底口使用頂絲加固。模板使用緊張器調(diào)整模板垂直度。

7.結(jié)論

實(shí)踐證明，在東營(yíng)港潮汐強(qiáng)度弱，潮差小，平臺(tái)底標(biāo)高低于平均潮位，支撐系統(tǒng)位于水下，無(wú)法乘潮安裝支撐系統(tǒng)和鋪設(shè)底模的情況下，通過(guò)將支撐系統(tǒng)加工成整體，然后吊放安裝到位并加固的施工方法，不但解決了無(wú)法乘潮安裝模板的問(wèn)題，縮短了模板架設(shè)時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，而且減少了模板單獨(dú)暴露在海域的時(shí)間，將風(fēng)浪對(duì)模板結(jié)構(gòu)損毀的風(fēng)險(xiǎn)大大降低，保證了安全施工。