重力方塊碼頭后軌道梁基樁的優(yōu)化設計及應用

姜千鹿 中交一航局第三工程有限公司

1.工程概況

哈利法港一號集裝箱碼頭擴建項目位于阿布扎布塔維拉，集裝箱堆場區(qū)軌道梁主要結構為碎石墊層、混凝土墊層和鋼筋混凝土軌道梁。軌道梁的頂面標高為+4.0m。軌道梁施工完成后，軌道梁包括830mm厚的鋼筋混凝土條形基礎、100mm厚的混凝土墊層、150mm厚的碎石基地。

根據(jù)進場節(jié)點日期，西碼頭分為3個階段，1期為公共區(qū)域和51～55區(qū)，進場節(jié)點日期為2019年3月18日；2期為56～59區(qū)，3期為60～62區(qū)，進場節(jié)點日期均為2019年4月18日。每個區(qū)塊有兩條軌道梁，累計軌道梁數(shù)量24根，51～62區(qū)塊每根梁的總長度為301.91m。

2.基樁優(yōu)化設計

在重力方塊碼頭建設項目中，通常采用灌注樁或者施打PHC管樁作為后軌道梁基樁。一般情況下，灌注樁耗費較高且施工速度較慢。PHC管樁不僅有較高的抗壓強度和較多的產(chǎn)品規(guī)格，還能實現(xiàn)靈活搭配，且施工速度較快、接長方便，在各類地層條件諸如軟土、砂土、粉土、黏土等均有較強的適用性。

2.1 地質(zhì)條件分析

PHC管樁具有較高的脆性，在沉樁施工過程中極易發(fā)生樁頭打裂、裂縫以及樁身斷裂的情況。在PHC管樁施工中，做好地質(zhì)勘察工作非常重要。若地質(zhì)條件較為復雜應先試樁。運用PHC 管樁時重點研究地質(zhì)條件，并遵循因地制宜的原則選用施工方法。

2.2 基樁比選

集裝箱裝卸橋的輪壓較大，對不均勻沉降呈現(xiàn)出靈敏的反應，因此需對后軌道基礎進行處理。針對裝卸橋后軌道基礎結構，可選用打入樁和鉆孔灌注樁方案。打入樁方案有鋼管樁和PHC管樁兩種。鋼管樁造價較高，因此選用PHC管樁。當設計使用年限為50年時，可選用直徑≥800mm的P H C 基樁，將管節(jié)長度控制在7～30m范圍內(nèi)，基樁具備較大的承載力和良好的抗彎性能，在布置樁位時可適當拉大樁間距，以此減小打樁難度。

2.3 選擇組合式鋼樁尖

基于地質(zhì)條件，在開展沉樁施工時，進入持力層時可能會產(chǎn)生較大的難度。為減少沉樁阻力，關鍵在于增強樁端穿透覆蓋土層的能力。因全部選用鋼管樁將耗費過高成本，若周圍環(huán)境相關因素對施工的影響較小，可選用PHC管樁結合超長鋼樁靴方案，該方案的經(jīng)濟性和便捷性較好，且施工質(zhì)量可靠。若沉樁灌入難度大，可選用預應力混凝土樁，并與鋼管樁相結合構建組合樁。

2.4 接樁處的連接設計

要注重加強基樁的抗拔能力，將現(xiàn)場打樁情況作為依據(jù)對基樁實施分節(jié)焊接，并依據(jù)設計規(guī)范驗算焊縫強度，以此合理確定強度值，確保滿足工程施工需求和保證現(xiàn)場焊接施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)焊縫不飽滿、焊縫缺乏時間冷卻、焊縫質(zhì)量不達標等問題。為保障碼頭防風拉索下基樁形成良好的抗拔承載力，應加強對最后一節(jié)接樁處連接的設計。

2.5 沉樁及其控制標準

正式沉樁施工前先試沉樁。若對回填中粗砂層實施振沖密實處理后呈現(xiàn)出較大的密實度，形成較大的打樁阻力，可根據(jù)現(xiàn)場情況合理確定沉樁控制標準。

3.施工工藝

3.1 施工范圍

西碼頭軌道梁為典型斷面，寬1.2～2.5m×高0.83m。ASC起重機軌道梁為鋼筋混凝土結構，共計24條軌道梁，每條軌道梁長301.9m，標準段長45m，共計168段。軌道梁伸縮縫寬20mm，伸縮縫采用瀝青木絲板，軌道梁混凝土強度為C40/C50，共12706.44m3。

3.2 場地規(guī)劃

軌道梁施工的主要順序是從51區(qū)到62區(qū)、從海邊到陸側(cè)。

3.3 地形測量

本工程的控制測量網(wǎng)采用兩級布網(wǎng)方案，根據(jù)業(yè)主提供的測量控制網(wǎng)開展GPS靜態(tài)測量，平面控制網(wǎng)按二級導線GPS測量精度實施靜態(tài)觀測；每條基線同步測量時間超過1h，平面精度控制范圍在5mm以內(nèi)，靜態(tài)測量儀器采用天寶V10。

高程控制網(wǎng)采用業(yè)主提供的哈里發(fā)港場區(qū)控制點網(wǎng)高程，采用三、四等水準測量精度要求測量往返支導線。為保證測量控制點不被破壞，盡量在碼頭端部或施工區(qū)域外布置控制點點位。場區(qū)內(nèi)共布置5個控制點、場區(qū)外2個，總計布設控制點7個。

場地內(nèi)ASC軌道梁等均采用萊卡TS11全站儀布置測設工作。標高控制均采用水準執(zhí)行測設。

3.4 軌道梁基礎混凝土施工

（1）放線。測量員進行原地面高程測量放線，并用石灰粉標識開挖輪廓線，以清楚、準確地指導現(xiàn)場開挖作業(yè)施工。

（2）基礎開挖。根據(jù)放線位置，采用PC320挖掘機開挖。挖掘機在設計標高10cm范圍內(nèi)開挖時，采用人工和機器相結合的方式平整基底，同時基坑開挖后對兩側(cè)邊坡作修剪，保證邊坡穩(wěn)定。開挖出的砂料采用自卸汽車水平運輸至臨時堆場儲存。開挖后采用25t振動壓路機對基底灑水和碾壓處理。

（3）碎骨料澆筑。待基礎壓實檢驗合格后方可回填。自卸汽車將級配碎石傾倒至施工現(xiàn)場后，采用挖機攤鋪、人工輔助平整，然后用25t振動壓路機壓實并碾壓，以保證級配碎石層的平整度、厚度和標高符合規(guī)范要求。級配碎石層厚度為150mm。

（4）墊層混凝土模板安裝、澆筑。澆筑墊層前，集料基層施工質(zhì)量應符合國際規(guī)范。經(jīng)過業(yè)主批準后方可施工?；炷翂|層模板采用鋼模板。

（5）鋼筋綁扎。鋼筋在現(xiàn)場車間切割彎曲并運至施工現(xiàn)場。應直接在墊層上安裝軌道梁鋼筋。嚴格按設計要求綁扎鋼筋。經(jīng)批準后方可對混凝土澆筑。澆筑混凝土前保護已安裝的鋼筋。不允許在固定鋼筋上踩踏或放置重物，且經(jīng)批準后不允許改變固定鋼筋的形式。

（6）模板安裝。側(cè)模板采用組合鋼模板、立柱、圍楞等拼裝而成，拉桿采用φ20對拉螺桿。施工前，先在基礎墊層上用墨斗彈出模板安裝控制線。模板安裝采用25t吊車配合安裝。模板安裝完成后測量員應檢查其坐標和標高。

（7）現(xiàn)澆混凝土。由現(xiàn)場攪拌站拌制混凝土，再運用混凝土罐車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場；泵車實施泵送澆筑，再由人工用φ50mm插入式振搗棒振搗。軌道梁混凝土分二層澆筑，嚴格控制混凝土塌落度，澆筑時關注模板上浮情況，若發(fā)現(xiàn)模板上浮立即停止?jié)仓驼駬v。在軌道梁混凝土終凝前對混凝土二次抹面。初始凝固后不得直接或間接對混凝土振動。

（8）混凝土修補。一般來說，修補材料應使用專用的高強修補水泥，同時修補工藝和材料需得到業(yè)主的批準。在業(yè)主檢查和批準之前不得對混凝土表面實施任何補救工作或覆蓋。應記錄所有修補的位置和性質(zhì)，并在竣工時移交一份記錄副本。

（9）混凝土抹面?；炷聊婧湍０宀鸪瓿珊髴峤粷仓筚|(zhì)量檢查表。

4.施工經(jīng)驗總結

綜上所述，在重力方塊碼頭后軌道梁基樁施工過程中采用PHC管樁施工，要對工程所在地地質(zhì)條件展開深入研究，并控制好錘擊貫入度，確保施工質(zhì)量符合設計要求。在將PHC管樁打入老黏土層時，應合理設置鋼樁尖，基樁貫穿的硬黏土層和中密砂層厚度較大時，將加大沉樁難度，對此，可與鋼管樁組合構建組合樁。陸上施打PHC樁通常需要對接樁焊接，若樁基需貫穿的中密砂層較厚，實施打樁，利用砂土相應的液化效應連續(xù)施打，這可能會難以保障管節(jié)連接強度和工期，無法確保焊接質(zhì)量和抗拔承載力。對此，將抗拔樁與普通樁作區(qū)分，合理設計填芯混凝土連接高度及鋼筋數(shù)量，保障抗拔樁具備良好的抗拔承載力，從而滿足施工要求。另外，PHC管樁樁基施工完成后，適宜通過多種方式對之實施檢測，以保證工程整體質(zhì)量符合標準。

5.結束語

綜上所述，本文結合工程實例，圍繞重力方塊碼頭后軌道梁基樁的優(yōu)化設計及應用展開了詳細的探討，最終取得了良好的施工效果，可為類似項目提供參考。