高樁碼頭墩臺結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

趙奕翔

（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司，山東 青島 266000）

高樁碼頭屬于特殊的碼頭結(jié)構(gòu)模式，主要由上部結(jié)構(gòu)和樁基構(gòu)成，屬于透空類碼頭，所使用的工程構(gòu)件數(shù)量較少，工程造價低。其中墩臺結(jié)構(gòu)采取現(xiàn)澆施工技術(shù)，涉及混凝土、模板、混凝土等部分，對于工程質(zhì)量控制方面的要求較高，因此有必要優(yōu)化高樁碼頭墩臺結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，加強(qiáng)對工程建設(shè)的質(zhì)量控制。

1 高樁碼頭墩臺結(jié)構(gòu)施工目標(biāo)和內(nèi)容

1.1 現(xiàn)澆墩臺施工目標(biāo)

（1）高樁碼頭建設(shè)過程中混凝土重量大，在施工中需要提升承載力，確保碼頭建設(shè)的質(zhì)量。（2）高樁碼頭建設(shè)規(guī)模龐大，在綁扎鋼筋時，應(yīng)對工程進(jìn)行密切的監(jiān)督和管理，減少質(zhì)量風(fēng)險因素。（3）高樁碼頭施工過程中會用到大量的混凝土材料，在實際施工時應(yīng)防止混凝土水化熱效應(yīng)對工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。其四，因高樁墩臺位置會受到海水侵蝕，容易使模板生銹，因此可以控制混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，優(yōu)化整體施工建設(shè)質(zhì)量。

1.2 高樁碼頭墩臺施工內(nèi)容

高樁碼頭現(xiàn)澆墩臺結(jié)構(gòu)施工涉及三類工程：混凝土工程、模板工程、鋼筋工程。其中，混凝土工程是現(xiàn)澆施工的核心部分，澆筑材料是混凝土。在施工過程中應(yīng)確保連續(xù)現(xiàn)澆和趕潮水作業(yè)的質(zhì)量。由于墩臺的澆筑工期很短，因此需要嚴(yán)格控制施工周期，精準(zhǔn)把握施工進(jìn)度；在模板工程中制作側(cè)模和底模，并在后續(xù)工作中拆除；鋼筋工程需要和混凝土材料結(jié)合，提升其強(qiáng)度和承載力，并確保二者的充分結(jié)合，避免鋼筋裸露問題，優(yōu)化二者的連接質(zhì)量和效果[1]。同時，在現(xiàn)澆墩臺施工過程中，鋼筋切勿錯位，防止碼頭溫差大、環(huán)境潮濕對澆筑過程產(chǎn)生消極影響。由于混凝土體積大，在施工過程中容易產(chǎn)生裂縫，因此有必要確保施工結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性。

2 高樁碼頭墩臺結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

2.1 案例分析

某碼頭長度是323m，寬度是23m，整體結(jié)構(gòu)為高樁碼頭墩臺形式，在工程建設(shè)中使用Φ800mm的鋼管樁，并將斜率設(shè)置為3.5∶1。為了防止碰樁等問題的產(chǎn)生，在設(shè)置斜樁斜率時可以使用兩種方案，分別為4∶1和3∶1，將碼頭的3萬t泊位工作平臺設(shè)置成七段模式，每個墩臺的長度是33m，并配置30根鋼管樁基。

2.2 模板施工

（1）底模設(shè)計。在底模設(shè)計和計算中需要圍繞“安全第一”的原則，由于碼頭建設(shè)屬于水上施工，抗風(fēng)險能力較弱，施工過程較復(fù)雜，因此在設(shè)計模型時需要以“安全設(shè)計”為基礎(chǔ)，盡量減少施工工序，節(jié)省施工成本。設(shè)計人員在明確思路后，需要結(jié)合最不利斷面的工程結(jié)構(gòu)和特點開展分析工作，通過“簡化分解”的方式進(jìn)行載荷分解，依托材料和主體驗算工程剛度和強(qiáng)度。同時，建議選擇碼頭建設(shè)工程中最薄弱的區(qū)域?qū)β菟ㄟM(jìn)行抗剪驗算[2]。本項目中單斜樁處于最不利的受力截面中，因此有必要補(bǔ)充設(shè)計吊底結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使底模單斜樁在水平位置能夠受力均勻。此外，在設(shè)計工作中需要科學(xué)選擇主梁，對建材銷售市場開展調(diào)研，最終確定施工技術(shù)和流程。

（2）底模施工。建議將分層高度作為標(biāo)準(zhǔn)，通過分析模板剛度和承載力選擇底模參數(shù)，一般底層圍囹主梁和第二層次梁分別使用I32a鋼槽和I28a鋼槽，采取雙拼接形式進(jìn)行施工，同時在梁板上架設(shè)10cm×15cm的木方擱柵，并增加竹膠板。由于底模施工過程屬于基礎(chǔ)項目，因此需要圍繞以下原則進(jìn)行：以測量放樣為標(biāo)準(zhǔn)，明確圍囹高度；及時開展槽鋼建設(shè)，進(jìn)而提升對海上風(fēng)浪的抵抗性。此外，若樁身的位置存在偏差，需要對圍囹加強(qiáng)防護(hù)，并通過對拉螺栓連接圍囹。

（3）側(cè)模施工。側(cè)模施工原材料是膠合板、I10槽鋼、3根橫向夾條。若想提升側(cè)模的穩(wěn)定性，需要借助50mm×100mm的方木完成斜撐，并處理靠海位置墩臺，通過設(shè)置斜拉螺栓提升墩臺穩(wěn)定性，確保后續(xù)混凝土工作的穩(wěn)定性。同時，利用雙面膠連接模板，穩(wěn)定上部預(yù)埋件，結(jié)合定位板尺寸完成開孔操作，通過焊接的方式將墩臺鋼筋和橡膠護(hù)舷相連接。此外，在側(cè)模安裝完成后，應(yīng)檢驗?zāi)０甯叨?，確保節(jié)點位置和連接狀態(tài)處于平穩(wěn)，再開展后續(xù)工作。側(cè)模安裝過程中，涉及膠合板搭建部分，在安裝中需要鋼槽結(jié)構(gòu)提升工程穩(wěn)定性和質(zhì)量。建議利用方木支撐側(cè)模部分，并使用斜拉螺栓優(yōu)化墩臺工程的穩(wěn)定性和質(zhì)量，為之后混凝土施工做準(zhǔn)備。此外，可以借助雙面膠對模板進(jìn)行連接，提升預(yù)埋件的穩(wěn)定性，安裝側(cè)模后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗。

2.3 混凝土施工技術(shù)

（1）材料選擇。碼頭建設(shè)建設(shè)中，原材料的使用對于項目質(zhì)量影響較大，因此需要對其進(jìn)行嚴(yán)格控制，具體內(nèi)容如下：①建議選擇水熱化性能較低的水泥材料。②挑選級配優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定的粗骨料，同時保障材料具有穩(wěn)定和充足的來源。③優(yōu)先選擇級配優(yōu)良的細(xì)集料，如中粗砂。④結(jié)合項目工程建設(shè)的實際情況，使用節(jié)水性優(yōu)良的外加劑。⑥在選擇外摻料時，以優(yōu)質(zhì)礦粉、粉煤灰為主，同時添加外摻料能夠提升混凝土結(jié)構(gòu)的后期強(qiáng)度，增加其密實度，優(yōu)化項目整體質(zhì)量。

（2）建設(shè)冷卻系統(tǒng)。構(gòu)建冷卻系統(tǒng)首先需要對冷卻水管完成分層預(yù)埋，在找準(zhǔn)冷卻水管的位置后安裝控制閥門，同時在墩臺的內(nèi)側(cè)位置增加測溫裝置，一般冷卻水管厚度是1.8mm，外徑是30mm，借助橡膠管對水管進(jìn)行安裝，進(jìn)而快速定位連接部位，方便后期維護(hù)和管理工作，通過測溫裝置能夠?qū)崟r了解混凝土溫度變化，提升后期混凝土養(yǎng)護(hù)的效率。

（3）混凝土澆筑。由于現(xiàn)澆墩臺的施工環(huán)境較特殊，包含水中和水上施工過程。若現(xiàn)場水位高，需要將混凝土施工過程分成多部分。在趕潮水工作中，在水文上升前期對混凝土完成初期澆筑，使混凝土強(qiáng)度和性能在漲潮前期達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)?；炷凉こ桃话憬柚密囘\輸材料，因此車輛行駛的距離和路線應(yīng)實現(xiàn)優(yōu)化，提升澆筑工作的速度。工程中墩臺的中間區(qū)域是澆筑的重要部分，施工人員可以在澆筑后檢驗澆筑效果和質(zhì)量，合格后再進(jìn)行二次澆筑。需要注意的是，墩臺中包含塑料管，因此在澆筑之前應(yīng)加強(qiáng)預(yù)埋處理，確?；炷梁弯摻钪g的貼合緊密，并完成疏通工作，使?jié)仓诓槐讳摻罘舛?，提升墩臺的抗風(fēng)浪能力；混凝土在分層澆筑過程中，每次材料量不應(yīng)超過360m3，在施工前期預(yù)備好充足的混凝土材料，實現(xiàn)工程的連續(xù)澆筑；在混凝土結(jié)構(gòu)的第一層到第三層需按照從西至東的原則進(jìn)行施工，厚度低于30cm，寬度為5m。

（4）混凝土養(yǎng)護(hù)。在澆筑工作結(jié)束后需要開展養(yǎng)護(hù)和切縫工作，防止材料出現(xiàn)裂縫情況，因此需要借助冷卻水管或者砂漿對混凝土完成填堵操作。在施工過程中有必要對施工縫進(jìn)行處理，混凝土工程中需要開展鑿毛工作，使用淡水對已經(jīng)澆筑完成的混凝土頂面浸泡24h，共養(yǎng)護(hù)3d。針對裸露骨料應(yīng)在混凝土區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)大作業(yè)，并在各層混凝土之間開展插筋工作，若混凝土表面沒有雜質(zhì)和積水，則可以進(jìn)入下一步澆筑作業(yè)。此外，需要加強(qiáng)對混凝土強(qiáng)度的檢驗，確保其設(shè)計強(qiáng)度大于90MPa，并在澆筑開始之前通過鋪設(shè)水泥砂漿加強(qiáng)新舊混凝土的融合，檢驗后若第三層混凝土強(qiáng)度大于100MPa，則可以利用吊機(jī)將底模拆除[3]。此外，在對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量控制時，需要對冷縫問題加強(qiáng)防范，區(qū)分澆筑順序和厚度，嚴(yán)格把控澆筑時間，防止混凝土出現(xiàn)冷縫問題。

2.4 鋼筋施工

在鋼筋加工與安裝時，應(yīng)依據(jù)設(shè)計方案開展工作，標(biāo)記鋼筋中捆筋和主筋的位置。在實際施工時如果存在預(yù)埋件，需要及時對其進(jìn)行處理，調(diào)整鋼筋的安裝方位、加固鋼筋。若想充分提升鋼筋安裝的強(qiáng)度和質(zhì)量，可以在側(cè)面增加保護(hù)墊塊，并檢驗材料強(qiáng)度。在鋼筋制備階段，由于高樁碼頭墩臺位置不同，因此使用的鋼筋及其尺寸具有差異性，需要在施工方案中標(biāo)記每一位置的鋼筋指標(biāo)，便于后續(xù)結(jié)合這些數(shù)據(jù)制備鋼筋。在墩臺鋼筋施工時，建議確保其位置的正確性，同時鋼筋表面的平整性和光滑度應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)，外部不能出現(xiàn)污跡，保證鋼筋接頭區(qū)域的平滑度。建議通過綁扎或焊接的形式連接鋼筋，將模板高度作為標(biāo)準(zhǔn)，始終確保綁扎高度低于該數(shù)值。此外，鋼筋不能影響樁頂錨固筋和墩臺基礎(chǔ)之間的連接性，以保證鋼筋和墩臺能夠充分結(jié)合，提升工程整體的穩(wěn)定性。

2.5 質(zhì)量控制

（1）沉樁技術(shù)。沉樁技術(shù)是高樁碼頭墩臺施工的最重要部分，若想提升其穩(wěn)定性，需要預(yù)先完成勘察工作，加強(qiáng)施工環(huán)境中地質(zhì)、水文等要素的銜接；對沉樁區(qū)域的障礙物進(jìn)行排查，如果存在則及時清除，避免樁間距不均勻或偏差較大；施工人員需要將浪潮因素和天氣狀況納入沉樁施工設(shè)計范圍，在大風(fēng)暴天氣后借助拋石、回填等工藝對高樁碼頭墩臺結(jié)構(gòu)完成補(bǔ)充，促進(jìn)沉樁施工的有序進(jìn)行。

（2）岸坡穩(wěn)定性。高樁碼頭施工時，需要確保岸坡的穩(wěn)定性，避免其結(jié)構(gòu)失穩(wěn)導(dǎo)致墩臺出現(xiàn)偏移情況。建議施工人員分析高樁碼頭墩臺結(jié)構(gòu)和岸坡深度之間的關(guān)系，結(jié)合地形特征，對分層、分段沉降地質(zhì)完成挖泥操作，確保高樁碼頭墩臺外部傾斜度與墩臺結(jié)構(gòu)相契合，繼而提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少大浪、海潮問題對碼頭墩臺結(jié)構(gòu)的沖擊性，延長碼頭墩臺的使用壽命，收獲更多的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）潮水應(yīng)對技術(shù)。在建設(shè)高樁碼頭時，應(yīng)在低潮期安裝墩臺模板和鋼筋，接著再開展?jié)仓炷?，避免海水長期浸泡對鋼筋和模板質(zhì)量造成影響。同時，在混凝土澆筑前可以使用淡水沖刷施工環(huán)境，并在低潮、浪小的時期進(jìn)行混凝土施工，確保其澆筑工作效率，防止材料在初凝前被海水浸泡，對混凝土質(zhì)量造成影響[4]。此外，建議施工過程中在岸坡位置增加監(jiān)測點，實時監(jiān)督施工流程，采取鉆孔灌注樁工藝精準(zhǔn)布置監(jiān)測點，確保施工過程的有序、平穩(wěn)進(jìn)行。

3 結(jié)論

綜上所述，高樁碼頭的建設(shè)可以減少成本投入，提升碼頭運行經(jīng)濟(jì)效益，在高樁碼頭中應(yīng)用現(xiàn)澆墩臺結(jié)構(gòu)施工技術(shù)能夠優(yōu)化碼頭整體質(zhì)量。通過分層施工形式，對模板、鋼筋、養(yǎng)護(hù)、澆筑等環(huán)節(jié)的管理和控制，提升施工過程和墩臺的整體質(zhì)量，減少工程病害發(fā)生的可能性，降低高樁碼頭在建設(shè)過程中的質(zhì)量隱患。