海上承臺(tái)施工關(guān)鍵性技術(shù)研究

張鵬

摘 要：近年來，隨著我國公路橋梁建設(shè)的發(fā)展，海上橋梁越來越多。一直以來，海上承臺(tái)施工工效主要受到兩個(gè)因素的制約：一是環(huán)境惡劣：海洋環(huán)境中，水流流速大，潮差大，涌浪大，臺(tái)風(fēng)影響大;二是海上施工作業(yè)空間很小，施工設(shè)備、材料運(yùn)輸存放困難，施工人員作業(yè)場(chǎng)地受限。因此，如何解決上述問題，對(duì)施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，最大限度的降低海洋性環(huán)境對(duì)施工產(chǎn)生的不利影響，從而提高施工功效，保證施工質(zhì)量，是每座跨海大橋需解決的問題。本文通過寧波舟山港主通道項(xiàng)目，通過其海上非通航孔承臺(tái)的主要施工工藝，對(duì)套箱下放，承臺(tái)封底、鋼筋綁扎及混凝土澆筑進(jìn)行研究，為今后類似工程提供借鑒及指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：承臺(tái)施工;套箱下放;封底施工;混凝土澆筑

中圖分類號(hào)：U445.559 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 項(xiàng)目概況

寧波舟山港主通道項(xiàng)目是連接舟山島和岱山島的民生工程，路線全長25.659 km。其非通航孔下部基礎(chǔ)主要采用啞鈴型及圓端型現(xiàn)澆承臺(tái)，承臺(tái)厚3.0 m。承臺(tái)頂高程為+4.0 m，底面高程為+1.0 m。承臺(tái)下設(shè)12～16根φ1.6 m～φ2.0 m的鋼管樁，樁長為67 m～109 m。

2 套箱施工

2.1 套箱類型選擇

施工前期，針對(duì)承臺(tái)施工環(huán)境特點(diǎn)，經(jīng)研究決定采用有底鋼套箱進(jìn)行施工，對(duì)于套箱的底板類型進(jìn)行比選，得出以下結(jié)果：

經(jīng)研究決定，采用混凝土底板，減少后續(xù)底板拆除時(shí)間，保證工期。

2.2 設(shè)備選型

套箱的安裝下放選擇300 t全旋轉(zhuǎn)浮吊進(jìn)行。由于全旋轉(zhuǎn)浮吊靈活性，能將套箱吊至自身船體存放，直接減少一艘套箱運(yùn)輸船，從而降低施工費(fèi)用;同時(shí)較其他浮吊而言，減少船舶定位時(shí)間，從而大大減少了下放時(shí)間，進(jìn)一步節(jié)約施工成本。因此，在類似施工環(huán)境套箱下放的設(shè)備選擇中，筆者認(rèn)為優(yōu)先考慮全旋轉(zhuǎn)浮吊為宜。

2.3 套箱拼裝精度控制

套箱壁體制作在專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工廠家制作，加工完成后需進(jìn)行預(yù)拼裝，驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)場(chǎng)使用。

套箱底板制作時(shí)，預(yù)留孔位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼管樁實(shí)際打設(shè)位置進(jìn)行測(cè)量放樣，由于本工程鋼管樁為斜樁，應(yīng)準(zhǔn)確放樣出承臺(tái)每根鋼管樁頂部中心點(diǎn)和底部中心點(diǎn)，再以此進(jìn)行開孔，開孔直徑比鋼管樁直徑大40 cm，保證下放時(shí)，具有足夠的調(diào)整空間。

套箱底板應(yīng)比承臺(tái)尺寸大30 cm，保證拼裝時(shí)壁體完全置于底板上。同時(shí)套箱壁體與壁體、壁體與底板之間粘貼2道1 cm止水條，保證套箱不滲水、漏水。

拼裝前必須在底板上放樣出各壁體位置，保證拼裝精度，滿足相應(yīng)規(guī)范要求。

2.4 下放平面位置控制

套箱拼裝完成后，采用300 t浮吊直接進(jìn)行運(yùn)輸、吊裝及下放。主要步驟如下：

（1）浮吊通過錨纜進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并大致將船體與承臺(tái)軸線垂直。

（2）將套箱吊至承臺(tái)鋼管樁上方，通過外部設(shè)置的2根纜風(fēng)繩，逐漸糾正位置，將套箱底板所有預(yù)留孔對(duì)準(zhǔn)鋼管樁，套箱內(nèi)至少設(shè)置4名作業(yè)人員進(jìn)行觀察，底板預(yù)留孔與鋼管樁是否對(duì)準(zhǔn)。

（3）緩慢下放套箱，直至所有挑梁落在鋼管樁上。下放過程中，須特別注意預(yù)留孔是否順利套入鋼管樁，一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)留孔與鋼管樁不匹配時(shí)，立即停止下放，通過外部纜風(fēng)繩進(jìn)行微調(diào)。下放過程中必須由專人指揮，挑梁落在鋼管樁后，浮吊始終保持套箱重量的80%。

（4）測(cè)量人員進(jìn)行軸線測(cè)量，計(jì)算套箱位置是否滿足要求。若不滿足，應(yīng)套箱提升15 cm后，采用外部纜風(fēng)繩進(jìn)行微調(diào)，直至滿足設(shè)計(jì)要求。

（5）焊接限位板、牛腿，將套箱與鋼管樁固定，防止套箱在波浪、風(fēng)力的影響下，發(fā)生位移，導(dǎo)致返工;最后解除卡環(huán)，完成下放。

3 封底施工

封底主要作用是將套箱與鋼管樁形成一個(gè)整體，為后續(xù)承臺(tái)施工提供干施工環(huán)境，以及作為承臺(tái)混凝土澆筑時(shí)的主要受力結(jié)構(gòu)。因此套箱封底的質(zhì)量是承臺(tái)施工中關(guān)鍵。封底的一般施工順序?yàn)榉饪装灏惭b→抱箍安裝→滲水處理→封底混凝土澆筑。

3.1 封孔板制作與安裝

封孔板制作根據(jù)實(shí)際開孔與樁位，按與底板搭接15 cm下料。由于受安裝作業(yè)環(huán)境的限制，封孔板制作時(shí)可分成若干塊，根據(jù)其大小及重量進(jìn)行劃分，盡量以2個(gè)作業(yè)人員即可完成安裝為原則進(jìn)行分塊。本工程分割成3塊，每塊之間采用螺栓連接，以便減少后續(xù)安裝時(shí)間。封孔板安裝應(yīng)選擇在低潮位時(shí)進(jìn)行，保證封孔板與鋼管樁連接緊密且無縫隙。

3.2 抱箍安裝

抱箍的作用在于增強(qiáng)封底混凝土與鋼管樁的握裹力，增加封底的承載力。

本工程的抱箍設(shè)置于封底1/2厚度位置，環(huán)向采用14槽鋼焊接在鋼管樁上，槽鋼兩側(cè)再焊接6根長25 cm[8槽鋼作為錨固，以加強(qiáng)封底的握裹力。環(huán)向槽鋼與鋼管樁之間采用間斷焊，焊縫高度為10 mm，長度不小于3 m。

3.3 滲水處理

封底混凝土施工之前，應(yīng)對(duì)套箱和封孔板進(jìn)行檢查，應(yīng)特別注意套箱壁體與底板之間、封孔板與底板之間、封孔板與鋼管樁之前是否存在空隙，若有空隙，采用5 mm膨脹性止水條進(jìn)行封堵，防止封底混凝土澆筑之后，海水由空隙處進(jìn)入套箱，稀釋混凝土，形成漏水通道，導(dǎo)致后續(xù)承臺(tái)漏水。

3.4 封底混凝土澆筑

套箱封底應(yīng)選擇在落潮位時(shí)進(jìn)行，露出套箱底板為最佳，保證封底的干施工環(huán)境。

本工程套箱底標(biāo)高為+0.12 m，平均低潮水-0.8 m，潮水漲落套箱底部間距時(shí)間約3 h，套箱封底混凝土110 m3，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)澆筑時(shí)間選擇合適的攪拌船及合理的混凝土配合比，保證潮水淹沒套箱后，混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)。

混凝土澆筑前，應(yīng)將作業(yè)船舶及設(shè)備提前就位，保證澆筑按計(jì)劃潮水位進(jìn)行;澆筑時(shí)，鋼管樁周圍以及套箱壁體處必須振搗充分，以防后續(xù)套箱滲水，封底采用海水自然養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間連通器打開保持內(nèi)外海水連通，確保內(nèi)外水壓平衡。

封底混凝土施工完成之后，注意觀察是否存在漏水、滲水現(xiàn)象，若有，應(yīng)采用灌漿料進(jìn)行修補(bǔ)，保證套箱內(nèi)形成干施工作業(yè)環(huán)境。

4 鋼筋綁扎

承臺(tái)鋼筋采用環(huán)氧鋼筋，由于干施工環(huán)境已經(jīng)形成，按照陸上常規(guī)工藝進(jìn)行即可，需注意一點(diǎn)，承臺(tái)鋼筋應(yīng)一次性運(yùn)輸?shù)轿磺冶仍O(shè)計(jì)量富余5%左右，一是防止環(huán)氧鋼筋涂層損壞需要進(jìn)行更換，二是局部地區(qū)需加筋或者出現(xiàn)返工現(xiàn)象。

另外，墩身預(yù)埋鋼筋絲頭必須進(jìn)行防腐處理，根據(jù)筆者現(xiàn)場(chǎng)采取的幾種方法證明，采用刷涂黃油+土工布包裹絲頭，再使用直螺紋保護(hù)套筒進(jìn)行保護(hù)效果最佳，絲頭基本不會(huì)被海洋環(huán)境銹蝕。

5 混凝土澆筑

混凝土澆筑采用攪拌船一次性澆筑到位，攪拌船的選擇應(yīng)根據(jù)混凝土方量選擇，應(yīng)選擇可在一個(gè)潮水完成澆筑的攪拌船為宜。澆筑之前，應(yīng)對(duì)套箱薄弱地區(qū)（特別是中間內(nèi)支撐部分）進(jìn)行加固。澆筑過程中，需時(shí)刻觀察套箱及底板位置是否有變形及異常，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即停止?jié)仓?，作業(yè)人員撤離套箱，待查明原因之后，方可安排人員繼續(xù)作業(yè)。澆筑完成之后，套箱內(nèi)采用蓄淡水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

6 結(jié)語

海洋性環(huán)境中，承臺(tái)施工受天氣、場(chǎng)地、波浪等因素影響較大，因此，合理的安排施工時(shí)間、優(yōu)化施工方法及設(shè)備配置，保證施工安全質(zhì)量要求。希望通過本工程海上承臺(tái)的施工，為后續(xù)海洋性環(huán)境中承臺(tái)的施工提供參考及借鑒。

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