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【摘 要】 在码头的修建过程中,桩基平台,是整个工程建设的重点部分,桩基平台的质量对于整个码头的质量而言是一个保障,所以,桩基平台的好与坏,往往决定了码头质量的好与坏。桩基平台的施工方法的得当运用能有效提高桩基平台的施工效率。
【关键词】 桩基的作用;施工方法
前言:
高桩码头桩基础施工工作大抵包括以下几个部分:预制加工、桩的运输、堆放设置打桩定位基准和临时工作平台,然后开始定位、打桩,桩临时固定和处理(包括夹桩工作、桩位置修正和填充料等)。笔者首先从桩的准备运输阶段开始阐述,对桩基测量基线、打桩和布置及其桩基平台重要施工技术作详细论述。
一、桩的来由与制造
一般都是由特定的工作人员到固定的场所进行预定,大小尺寸,混凝土的比例,都需要与专业数据进行比对,不能差一毫一里。桩的形状也不仅相同,有方桩、矩形桩、还有园桩,一般情况下都是整跟整跟的预制,不过一般不会预制太多。因为对于桩的制造量来讲,要求也很多。不可过多的生产,要不然造成桩囤积,因为天气原因,有些桩无法下沉,造成一定的经济损失。还有不适合过早生产,要不然对桩的要求质量就会有所下降,施工也会因此受阻。
二、专业的运送
桩基制造好了,接下来就是怎么样把桩基运到码头进行施工了。因为桩基本身都是很长的,所以一般的陆地交通运输无法满足其要求,所以只能选择水路。因为水路一般轮船较大,可以装下很多桩基,如果桩基体积过大,还可以选择驳船。直接运送到施工场地,不用再拼接之类的繁琐的工作,在运送的程度上,也提高了施工的效率。
三、规划设计
为了使桩基准确无误的放到预计好的位置,就必须在放桩基之前,运用基线进行设置点,以便于准确的走位工作能正常进行。其次,就是对于基线的要求,尽量避免与不平坦路面的接触,在一个地面平整的条件下,设置基线。基线尽量与码头上的中间线平行,或者垂直都可以。如果没有较好的参照物的话,可以去搭建一个临时的打桩平台,便于测量与施工。如果遇到特殊的码头,就需要用特殊的方法来计量。
四、沉桩步骤
沉桩,是整个高桩码头桩基建设最为重要的一部分,如果桩基建不好,面临的危险是无法预计的。所以,这个时候,无论是工程师还是建造工人,都是谨小慎微的,不能有一点的疏忽大意。而且,沉桩的条件和质量受到很大的限制。所以,这要求码头上的所有人在自然条件和桩基条件允许的情况,尽可能快的进行施工,一是为了提高工作效率,为了给后面的工作打好基础。二是做好天气突变的转变所造成的工程实践推移和桩基的损坏程度。
1、多样的沉桩方法应对不同的沉桩环境
什么样的环境沉什么样的桩,要求的工程质量也是相当的高。随着科技的发展,新的沉桩方法层出不穷,但并不是每一个都适用的。这个方法的选择,需要根据码头的实地情况进行考察和测算才能得出结论。比如说地形、风浪、水位高低、地质特点,这些自然条件所要求的工程规模、需要的材料、设备和相应的技术供应,工期时间的长短、拿出多种方案进行比对划分、在必要时刻还得进行试验等一系列复杂的考察下,才能下结论。
2、沉桩也讲究先来后到
沉桩之前,要先规划好沉桩的主次顺序,合理的沉桩顺序对于施工的影响是很大的。所以,选择一种合理的沉桩顺序极为重要。在这样的条件下,最好选择按顺序排列沉桩。先从岸边开始沉,然后依次向外排开沉桩。这个时候,用一条船舶沉桩是相当耗时耗力的,为了高效作业,我们选择多条船舶同时沉桩,大大提高了工作效率。
五、桩基走位的讲究
桩基的分布与排列,往往起着至关重要的作用。高桩码头的桩基,一是基础,所以必须打牢固。二是主要部件的组成部分,所以不容小视。桩基上面的横截面与上面的横梁形成衔接之势,也就是陆地上立交桥的雏形。这个时刻显得很关键,因为如果桩基与横梁衔接不好,很有可能导致日后的崩塌,码头的结构受力也会受到相当大的影响。
1、横向排布桩基
高桩码头一般承受的力均来自于水平的船舶。一些大的码头,相对来说承受能力就大一些,所以,在这些大码头,一般采用叉桩比较适宜。当相对条件允许的情况下,也可以进行直桩。
2、桩基平面布置的好坏决定了这个桩基所承受能力的大小
在桩基进行平面布置的时候,应该提前计算好桩基倾斜的方向和角度,以免桩基倾斜以后,影响到水下的其他桩基,这样就得不偿失了。再者,考虑到打桩时存在一定的偏差,两根桩基的距离最小为50cm,还有,桩基的布置对施工进度的影响。在进行桩基平面布置的时候,要符合以下要求:(1)保证每根桩基都可以打;(2)桩基打下之后,不能妨碍打桩船的抛锚;(3)做到一次性完成,尽量减少调动船舶额次数。
六、施工平台的作用
施工平台的搭设和用途,我们不言而喻。这样的平台搭设要求的地理环境很特殊。除了在陆地上,这种平台的搭设主要用于河岸附近或者陡峭的岩壁附近。这样的桩基平台,如何施工,选择什么样的施工方法,对于桩基的施工,显得很重要。这个时候,如果采取一般的平台进行搭设,根据实际的地理情况,工程量不仅大,而且所消耗的材料也越多,不切合实际。所以说,考虑到地理环境的不同,所设置的施工平台也不一样。根据不同的环境设置不同的平台,一方面减少材料的用量,另一方面就是高效的进行施工。
七、工程实例详解
施工位置处于水道南岸,码头所属分区属于长江三角洲缓沉降区。各个图层参数如下表1。
表1
项目工程的要求为建造一个5,000t级的货船码头。码头面顶高为8m,作业平台长114m,宽19m,前沿泥面的高为-9.0m。码头总共分为两个结构段进行建设,每个结构段的长57m,标准段由9~10个横向排架构成,每个排架间的距离是7.5m。 桩基的分布:每个排架的基础为9跟700mm×700mm的预应力方桩,其中5根直桩,长46m,4根叉桩,长47m。叉桩倾斜度为4:1。为了抵抗水流的力,顺便将叉桩以平面形式扭转15°。桩基入土程度为32m,桩的端部进入持力层6m。桩基分布图如下图1。
图1 桩基分布图
桩基分布完了,开始桩基内力的计算。一般情况下,都采用格氏法、ANSYS有限元法和m法计算。计算结果如下表2。
表2
通过计算结果的比对分析,我们可以得出以下结论。
1)格氏法所得结果推断出:计算出的桩力是最小,当然对于码头的安全性也是最为不利的,对于整个施工过程来说是偏向危险的。
2)ANSYS有限元法计算结果我们知道:对于结构的整体受力来说,计算所得结果是很切合实际的,安全性也很高。
3)m法的计算方法很简便,但是影响m值的因素很多,造成m值不稳定,而且没有试验的情况下,只能凭借经验算出m值。
综上所述,通过三种方法的相对比较,我们得知用ANSYS有限元法计算出的桩基受力结果是安全的、可信服的。通过设计的空间模型得出的计算结果,我们可以看到高桩码头在两排排架下桩基的拉应力、受力变形和压应力较大的时候,在实际施工的时候可以通过增加桩基数量来改善不稳定的局面,使之安全性有所提高。
八、结语
高桩码头桩基的建设,可以看出码头的繁华程度和经济水平。并非好的码头都造价昂贵。材料的选择,工期的长短,效率的高低,技术的要求,缜密的规划,前期工作准备充分,后期开展起来都会方便很多,如果中间出现了一些差错,在缜密的规划下,可以在短时间内修复出现失误的地方,也不至于重新研究,延长工期。只要一切尽在掌握之中,再大再难的高桩码头的桩基施工,都会迎刃而解。
参考文献:
[1]张远东.高桩码头工程中的桩基平台施工技术分析[J].沿海企业与科技,2010,(5):128-129.
[2]董亮.长江上游码头桩基工程施工技术U1[J].上海建设科技,2010,(4):49-50,56.
[3]岳海林.浅谈高桩码头工程施工阶段监理要点UI[J].建筑节能,2009,(6):78-80.
[4]麦皓愉,徐烈毅.高桩码头桩基方案的价值-程评价与优选U1[J].中国港湾建设,2009,(4):16-18.
【关键词】 桩基的作用;施工方法
前言:
高桩码头桩基础施工工作大抵包括以下几个部分:预制加工、桩的运输、堆放设置打桩定位基准和临时工作平台,然后开始定位、打桩,桩临时固定和处理(包括夹桩工作、桩位置修正和填充料等)。笔者首先从桩的准备运输阶段开始阐述,对桩基测量基线、打桩和布置及其桩基平台重要施工技术作详细论述。
一、桩的来由与制造
一般都是由特定的工作人员到固定的场所进行预定,大小尺寸,混凝土的比例,都需要与专业数据进行比对,不能差一毫一里。桩的形状也不仅相同,有方桩、矩形桩、还有园桩,一般情况下都是整跟整跟的预制,不过一般不会预制太多。因为对于桩的制造量来讲,要求也很多。不可过多的生产,要不然造成桩囤积,因为天气原因,有些桩无法下沉,造成一定的经济损失。还有不适合过早生产,要不然对桩的要求质量就会有所下降,施工也会因此受阻。
二、专业的运送
桩基制造好了,接下来就是怎么样把桩基运到码头进行施工了。因为桩基本身都是很长的,所以一般的陆地交通运输无法满足其要求,所以只能选择水路。因为水路一般轮船较大,可以装下很多桩基,如果桩基体积过大,还可以选择驳船。直接运送到施工场地,不用再拼接之类的繁琐的工作,在运送的程度上,也提高了施工的效率。
三、规划设计
为了使桩基准确无误的放到预计好的位置,就必须在放桩基之前,运用基线进行设置点,以便于准确的走位工作能正常进行。其次,就是对于基线的要求,尽量避免与不平坦路面的接触,在一个地面平整的条件下,设置基线。基线尽量与码头上的中间线平行,或者垂直都可以。如果没有较好的参照物的话,可以去搭建一个临时的打桩平台,便于测量与施工。如果遇到特殊的码头,就需要用特殊的方法来计量。
四、沉桩步骤
沉桩,是整个高桩码头桩基建设最为重要的一部分,如果桩基建不好,面临的危险是无法预计的。所以,这个时候,无论是工程师还是建造工人,都是谨小慎微的,不能有一点的疏忽大意。而且,沉桩的条件和质量受到很大的限制。所以,这要求码头上的所有人在自然条件和桩基条件允许的情况,尽可能快的进行施工,一是为了提高工作效率,为了给后面的工作打好基础。二是做好天气突变的转变所造成的工程实践推移和桩基的损坏程度。
1、多样的沉桩方法应对不同的沉桩环境
什么样的环境沉什么样的桩,要求的工程质量也是相当的高。随着科技的发展,新的沉桩方法层出不穷,但并不是每一个都适用的。这个方法的选择,需要根据码头的实地情况进行考察和测算才能得出结论。比如说地形、风浪、水位高低、地质特点,这些自然条件所要求的工程规模、需要的材料、设备和相应的技术供应,工期时间的长短、拿出多种方案进行比对划分、在必要时刻还得进行试验等一系列复杂的考察下,才能下结论。
2、沉桩也讲究先来后到
沉桩之前,要先规划好沉桩的主次顺序,合理的沉桩顺序对于施工的影响是很大的。所以,选择一种合理的沉桩顺序极为重要。在这样的条件下,最好选择按顺序排列沉桩。先从岸边开始沉,然后依次向外排开沉桩。这个时候,用一条船舶沉桩是相当耗时耗力的,为了高效作业,我们选择多条船舶同时沉桩,大大提高了工作效率。
五、桩基走位的讲究
桩基的分布与排列,往往起着至关重要的作用。高桩码头的桩基,一是基础,所以必须打牢固。二是主要部件的组成部分,所以不容小视。桩基上面的横截面与上面的横梁形成衔接之势,也就是陆地上立交桥的雏形。这个时刻显得很关键,因为如果桩基与横梁衔接不好,很有可能导致日后的崩塌,码头的结构受力也会受到相当大的影响。
1、横向排布桩基
高桩码头一般承受的力均来自于水平的船舶。一些大的码头,相对来说承受能力就大一些,所以,在这些大码头,一般采用叉桩比较适宜。当相对条件允许的情况下,也可以进行直桩。
2、桩基平面布置的好坏决定了这个桩基所承受能力的大小
在桩基进行平面布置的时候,应该提前计算好桩基倾斜的方向和角度,以免桩基倾斜以后,影响到水下的其他桩基,这样就得不偿失了。再者,考虑到打桩时存在一定的偏差,两根桩基的距离最小为50cm,还有,桩基的布置对施工进度的影响。在进行桩基平面布置的时候,要符合以下要求:(1)保证每根桩基都可以打;(2)桩基打下之后,不能妨碍打桩船的抛锚;(3)做到一次性完成,尽量减少调动船舶额次数。
六、施工平台的作用
施工平台的搭设和用途,我们不言而喻。这样的平台搭设要求的地理环境很特殊。除了在陆地上,这种平台的搭设主要用于河岸附近或者陡峭的岩壁附近。这样的桩基平台,如何施工,选择什么样的施工方法,对于桩基的施工,显得很重要。这个时候,如果采取一般的平台进行搭设,根据实际的地理情况,工程量不仅大,而且所消耗的材料也越多,不切合实际。所以说,考虑到地理环境的不同,所设置的施工平台也不一样。根据不同的环境设置不同的平台,一方面减少材料的用量,另一方面就是高效的进行施工。
七、工程实例详解
施工位置处于水道南岸,码头所属分区属于长江三角洲缓沉降区。各个图层参数如下表1。
表1
项目工程的要求为建造一个5,000t级的货船码头。码头面顶高为8m,作业平台长114m,宽19m,前沿泥面的高为-9.0m。码头总共分为两个结构段进行建设,每个结构段的长57m,标准段由9~10个横向排架构成,每个排架间的距离是7.5m。 桩基的分布:每个排架的基础为9跟700mm×700mm的预应力方桩,其中5根直桩,长46m,4根叉桩,长47m。叉桩倾斜度为4:1。为了抵抗水流的力,顺便将叉桩以平面形式扭转15°。桩基入土程度为32m,桩的端部进入持力层6m。桩基分布图如下图1。
图1 桩基分布图
桩基分布完了,开始桩基内力的计算。一般情况下,都采用格氏法、ANSYS有限元法和m法计算。计算结果如下表2。
表2
通过计算结果的比对分析,我们可以得出以下结论。
1)格氏法所得结果推断出:计算出的桩力是最小,当然对于码头的安全性也是最为不利的,对于整个施工过程来说是偏向危险的。
2)ANSYS有限元法计算结果我们知道:对于结构的整体受力来说,计算所得结果是很切合实际的,安全性也很高。
3)m法的计算方法很简便,但是影响m值的因素很多,造成m值不稳定,而且没有试验的情况下,只能凭借经验算出m值。
综上所述,通过三种方法的相对比较,我们得知用ANSYS有限元法计算出的桩基受力结果是安全的、可信服的。通过设计的空间模型得出的计算结果,我们可以看到高桩码头在两排排架下桩基的拉应力、受力变形和压应力较大的时候,在实际施工的时候可以通过增加桩基数量来改善不稳定的局面,使之安全性有所提高。
八、结语
高桩码头桩基的建设,可以看出码头的繁华程度和经济水平。并非好的码头都造价昂贵。材料的选择,工期的长短,效率的高低,技术的要求,缜密的规划,前期工作准备充分,后期开展起来都会方便很多,如果中间出现了一些差错,在缜密的规划下,可以在短时间内修复出现失误的地方,也不至于重新研究,延长工期。只要一切尽在掌握之中,再大再难的高桩码头的桩基施工,都会迎刃而解。
参考文献:
[1]张远东.高桩码头工程中的桩基平台施工技术分析[J].沿海企业与科技,2010,(5):128-129.
[2]董亮.长江上游码头桩基工程施工技术U1[J].上海建设科技,2010,(4):49-50,56.
[3]岳海林.浅谈高桩码头工程施工阶段监理要点UI[J].建筑节能,2009,(6):78-80.
[4]麦皓愉,徐烈毅.高桩码头桩基方案的价值-程评价与优选U1[J].中国港湾建设,2009,(4):16-18.