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[摘要] 桩基工程施工在码头工程中属于关键性工序,桩基的施式平台选择受到地质、环境、码头标准等多方面因素的影响,同时也直接影响到整体工程的施工工期。本文以笔者参与的某码头桩基工程施工实践为探讨对象,分析了正确选择桩基工程施工平台的技术性问题。
[关键词] 码头工程,桩基工程,技术分析
本工程项目是要新建两个直立框架式的梁板高桩货运泊位码头,此两处码头均为散装水泥出口。码头将按照功能性划分为装卸平台及引桥两大部分,经力学分析和前期规划,拟定装卸平台由8根桩基支撑,而引桥采用5根桩基支撑。码头建筑环境较为复杂,尤其是地质较硬,各桩基需建筑在江边陡峭岸壁处。经前期测量,岸壁坡度约为35º,各桩基表层覆盖的土厚约为8m,土层材料选择由石灰渣等组成部分的杂填土;桩身材料主要选择质地较硬的岩体。
一.桩基施工平台的选择
该施工地段的水文结构、地形特征为:河段地势陡而险,水下地形相对复杂,在水位较深的地段,经测量码头桩基施工入水下深度最深可达12m左右。且水下水位不均,于前排桩基向河中不到10m处,水深迅速下降至25m。
针对该施工环境,笔者所在的施工单位经分析认为,如采用常规性筑岛方法形成桩基平台,则施工期间所需土方量较大,施工过程艰辛困难,且施工工期因不确定因素过多无法预算和把握,施工过程中可能出现的特殊情况也会较多。同时,因桩体一部分建于水下,水下地形变化复杂,再加上长期的河水浸泡,即使筑岛桩基完成施工,其稳定性也会相对较弱,可能因上部其它工程钻孔、重压等,引起塌方,形成危险隐患。
而选用具有支撑结构的钢管支承桩平台,则可以大大避免筑岛的不便性,同时在该项区域的实地状况下,具有以下优点:(1)施工工期易把握;(2)桩体稳固安全,受外界因素影响较小;(3)钢平台施工完成后,较少对其它施工造成影响或干扰;(4)结构简单,易于操作与施工。当然,选用钢平台相对于筑岛的造价要高[1],但综合考虑多种因素,最终由工程施工单位确定,使用钢管支承施工平台进行作业。
二.钢管支承平台施工
根据实地测量而设计的施工图所示,两个泊位装卸平台各需8根直径为1.8m的桩基支撑,但考虑到两个泊位装卸平台的实际距离相對较远,故设计搭建一个钢平台,平面尺寸约为25m*15m。
先根据设计和尺寸制作好钢管支承桩,直径为0.6m,使用泥驳运输,根据岸导标定位和全站仪定位,将支承桩浮吊起并下沉至岩面位置,采用振动锤将钢管支承桩打入岩石风化部分,并尽可能牢固。将加工制作完成任务的槽钢焊接好,以作为平台连接的水平撑及斜撑,将平台构成为一个较牢固的整体,防止单根钢管出现位移。在已经形成好的钢平台上横向铺设工字钢以成为骨架,并设置钢护筒大导向架,其安装精度必须严格遵守相关规范[2]。安装妥当后,应使用全站仪进行得查,以确保导向架精度准确,为桩基钢护躺的装配打出坚实基础。
二.钢平台的安装及施工要点
对平台面板的安装,上层面板可采用厚木板进行简单铺设,以作为施工便道;下层面板采用多块薄钢板焊接而成,钢板的吊装采用浮吊与泥驳配合默契的方法在平台骨架上完成焊接[3]。钢平台在安装搭建时的施工要点主要有:
1.注意顶端标高的控制
在此码头工程桩基施工项目中,因特殊的桩基平台设计及环境的复杂性,对于钢平台顶端的标高也有更细致的要求,它是此次工程项目实施过程中的关键之一。一旦标高设计制定过低,可能在桩体灌注施工过程中发生冲孔等设备被河水淹没的现象,这样会直接影响到桩基的整体施工进度,也可能破坏施工质量;但如果顶端标高制定过高,不仅延长了施工的工期,同时也增加了施工材料的使用量,浪费人力物力,提高生产成本,据统计,钢平台每增高1m,其施工的钢材用量需增加均5t。
根据该工程制定的施工计划期,桩基所在范围内的河水水位经水文统计平均为16.2m,而枯水期常水位又在设计水位以上约1.5m处,理论上施工的水位标准应定为18m;但考虑到施工位置的多数日平均水位仅达到16m,为节省原料与成本,并按时完工,最终将施工水位设定为16m。为保证整个钢平台的稳定性,同时利于搭建,对平台顶端的高程最好高出施工水位超过2m,因此设定两个泊位钢平台之间的高程为18m。但是,因两个泊位施工时间有先后顺序,而不同时间段的水位位置不同,故先行施工的泊位因年初水位较低,再加上施工后钢平台仍需进一步当作装卸平台首层纵横脚手架的支撑平台来使用,故将先行灌注的泊位钢平台的高程设置为17.5m,略低于预计高程;而后进行灌注泊位,其灌注时间相对延后,此时期水位相对较高,故钢平台高工高程式仍控制在18m。施工过程中仍有一天因降雨过多而造成工期延误,但好在影响不大,在后期施工中经赶工得以按期完成桩基工程。
2.注意对平台支承桩平面的控制
在整个施工过程中,钢平台支承桩设计与施工的准确性,直接影响到桩体灌注钢护筒能够按照设计桩位进行正确埋设,钢护筒的埋设偏差直接影响桩径的偏差,而桩径偏差必须符合规范要求,即泥浆护壁钻孔桩的桩径直么不得小于1000mm,而桩径的允许偏差值为正负50mm[4]。在此次码头桩基工程施工中,两个泊位分别根据桩基的情况进行平面位置的设计,并于装卸平台的宽度方向处(与水流方向垂直)设置了钢管支承桩共44排,而在装卸平台的长度方向处(与水流方向一致)则设置钢管支承桩8排。通过矩阵的钢管支承桩的设计,来提高整体的支撑强度,在装卸平台宽度方向上的钢管支承桩采用整根“工”字型钢进行联系,以保证在受到冲孔机或其它的施工静载及动载时能够保证桩体牢固稳定。埋设钢管支承桩时,应保证其中心在装卸平台宽度方向上基本呈一条直线,这样更有利于“工”字钢的布设。
此工程项目的施工主要在河岸附近,临水操作,因此定位时采用由船上定位人员直接通过岸上导标的目测来判断钢管支承桩定位的方法施工,为保证埋设的准确性,于每日工作结束时,还要安排岸上监测站的工作人员采用全站仪对已经埋设好的钢管支承桩中心以及垂直度复测,以确保钢管支承桩的桩位不会影响到钢护筒子的准确埋设以及“工”字钢的现场布局。而通过本次码头桩基的实地操作与施工也确实证实,利用岸上导标的准确目测定位,对于保证钢管支承桩在施工中的埋设精度具有良好的效果,同时还能够确保对钢管支承桩的埋设速度。
三.结语
该工程项目的码头桩基施工平台搭建约用时20天,而两个泊位桩柱的建设从施工到完成用时不到三个月,整个工程根据施工前的规划按时按质完工,此期间需因降雨因素造成短期停工,但好在延时不长,在后期工程施工过程中通过赶工保障了在预计工期内完成工程项目。当然,此次降雨也让我们看到了采用钢管支承桩平台作为码头桩基工程的基础的优势所在,回想如果当初选用了筑岛方式,那么在该次施工过程中因降雨涨水而造成筑岛的浸泡,很可能会大大影响桩基的稳固性和安全性,甚至影响到整个工程的进度。总之,钢管支承桩平台能够最大限度的减少因外界因素干扰所造成的施工影响,对码头桩基施工的开展提供了有力保障。
参考文献:
[1] 李经添,陈东山,仇志秀. 和邦化学5万吨级化工原料码头桩基施工技术[J]. 港工技术与管理,2008,1:29-32.
[2] 徐炬平. 嘉新板桩码头桩基施工关键技术[J]. 水运工程,2009,5:149-151.
[3] 董亮. 长江上游码头桩基工程施工技术[J]. 上海建设科技,2010,4:49-50.
[4] 张远东. 高桩码头施工中桩基平台的施工技术探讨[J]. 沿海企业与科技,2010,5:128-129.
[关键词] 码头工程,桩基工程,技术分析
本工程项目是要新建两个直立框架式的梁板高桩货运泊位码头,此两处码头均为散装水泥出口。码头将按照功能性划分为装卸平台及引桥两大部分,经力学分析和前期规划,拟定装卸平台由8根桩基支撑,而引桥采用5根桩基支撑。码头建筑环境较为复杂,尤其是地质较硬,各桩基需建筑在江边陡峭岸壁处。经前期测量,岸壁坡度约为35º,各桩基表层覆盖的土厚约为8m,土层材料选择由石灰渣等组成部分的杂填土;桩身材料主要选择质地较硬的岩体。
一.桩基施工平台的选择
该施工地段的水文结构、地形特征为:河段地势陡而险,水下地形相对复杂,在水位较深的地段,经测量码头桩基施工入水下深度最深可达12m左右。且水下水位不均,于前排桩基向河中不到10m处,水深迅速下降至25m。
针对该施工环境,笔者所在的施工单位经分析认为,如采用常规性筑岛方法形成桩基平台,则施工期间所需土方量较大,施工过程艰辛困难,且施工工期因不确定因素过多无法预算和把握,施工过程中可能出现的特殊情况也会较多。同时,因桩体一部分建于水下,水下地形变化复杂,再加上长期的河水浸泡,即使筑岛桩基完成施工,其稳定性也会相对较弱,可能因上部其它工程钻孔、重压等,引起塌方,形成危险隐患。
而选用具有支撑结构的钢管支承桩平台,则可以大大避免筑岛的不便性,同时在该项区域的实地状况下,具有以下优点:(1)施工工期易把握;(2)桩体稳固安全,受外界因素影响较小;(3)钢平台施工完成后,较少对其它施工造成影响或干扰;(4)结构简单,易于操作与施工。当然,选用钢平台相对于筑岛的造价要高[1],但综合考虑多种因素,最终由工程施工单位确定,使用钢管支承施工平台进行作业。
二.钢管支承平台施工
根据实地测量而设计的施工图所示,两个泊位装卸平台各需8根直径为1.8m的桩基支撑,但考虑到两个泊位装卸平台的实际距离相對较远,故设计搭建一个钢平台,平面尺寸约为25m*15m。
先根据设计和尺寸制作好钢管支承桩,直径为0.6m,使用泥驳运输,根据岸导标定位和全站仪定位,将支承桩浮吊起并下沉至岩面位置,采用振动锤将钢管支承桩打入岩石风化部分,并尽可能牢固。将加工制作完成任务的槽钢焊接好,以作为平台连接的水平撑及斜撑,将平台构成为一个较牢固的整体,防止单根钢管出现位移。在已经形成好的钢平台上横向铺设工字钢以成为骨架,并设置钢护筒大导向架,其安装精度必须严格遵守相关规范[2]。安装妥当后,应使用全站仪进行得查,以确保导向架精度准确,为桩基钢护躺的装配打出坚实基础。
二.钢平台的安装及施工要点
对平台面板的安装,上层面板可采用厚木板进行简单铺设,以作为施工便道;下层面板采用多块薄钢板焊接而成,钢板的吊装采用浮吊与泥驳配合默契的方法在平台骨架上完成焊接[3]。钢平台在安装搭建时的施工要点主要有:
1.注意顶端标高的控制
在此码头工程桩基施工项目中,因特殊的桩基平台设计及环境的复杂性,对于钢平台顶端的标高也有更细致的要求,它是此次工程项目实施过程中的关键之一。一旦标高设计制定过低,可能在桩体灌注施工过程中发生冲孔等设备被河水淹没的现象,这样会直接影响到桩基的整体施工进度,也可能破坏施工质量;但如果顶端标高制定过高,不仅延长了施工的工期,同时也增加了施工材料的使用量,浪费人力物力,提高生产成本,据统计,钢平台每增高1m,其施工的钢材用量需增加均5t。
根据该工程制定的施工计划期,桩基所在范围内的河水水位经水文统计平均为16.2m,而枯水期常水位又在设计水位以上约1.5m处,理论上施工的水位标准应定为18m;但考虑到施工位置的多数日平均水位仅达到16m,为节省原料与成本,并按时完工,最终将施工水位设定为16m。为保证整个钢平台的稳定性,同时利于搭建,对平台顶端的高程最好高出施工水位超过2m,因此设定两个泊位钢平台之间的高程为18m。但是,因两个泊位施工时间有先后顺序,而不同时间段的水位位置不同,故先行施工的泊位因年初水位较低,再加上施工后钢平台仍需进一步当作装卸平台首层纵横脚手架的支撑平台来使用,故将先行灌注的泊位钢平台的高程设置为17.5m,略低于预计高程;而后进行灌注泊位,其灌注时间相对延后,此时期水位相对较高,故钢平台高工高程式仍控制在18m。施工过程中仍有一天因降雨过多而造成工期延误,但好在影响不大,在后期施工中经赶工得以按期完成桩基工程。
2.注意对平台支承桩平面的控制
在整个施工过程中,钢平台支承桩设计与施工的准确性,直接影响到桩体灌注钢护筒能够按照设计桩位进行正确埋设,钢护筒的埋设偏差直接影响桩径的偏差,而桩径偏差必须符合规范要求,即泥浆护壁钻孔桩的桩径直么不得小于1000mm,而桩径的允许偏差值为正负50mm[4]。在此次码头桩基工程施工中,两个泊位分别根据桩基的情况进行平面位置的设计,并于装卸平台的宽度方向处(与水流方向垂直)设置了钢管支承桩共44排,而在装卸平台的长度方向处(与水流方向一致)则设置钢管支承桩8排。通过矩阵的钢管支承桩的设计,来提高整体的支撑强度,在装卸平台宽度方向上的钢管支承桩采用整根“工”字型钢进行联系,以保证在受到冲孔机或其它的施工静载及动载时能够保证桩体牢固稳定。埋设钢管支承桩时,应保证其中心在装卸平台宽度方向上基本呈一条直线,这样更有利于“工”字钢的布设。
此工程项目的施工主要在河岸附近,临水操作,因此定位时采用由船上定位人员直接通过岸上导标的目测来判断钢管支承桩定位的方法施工,为保证埋设的准确性,于每日工作结束时,还要安排岸上监测站的工作人员采用全站仪对已经埋设好的钢管支承桩中心以及垂直度复测,以确保钢管支承桩的桩位不会影响到钢护筒子的准确埋设以及“工”字钢的现场布局。而通过本次码头桩基的实地操作与施工也确实证实,利用岸上导标的准确目测定位,对于保证钢管支承桩在施工中的埋设精度具有良好的效果,同时还能够确保对钢管支承桩的埋设速度。
三.结语
该工程项目的码头桩基施工平台搭建约用时20天,而两个泊位桩柱的建设从施工到完成用时不到三个月,整个工程根据施工前的规划按时按质完工,此期间需因降雨因素造成短期停工,但好在延时不长,在后期工程施工过程中通过赶工保障了在预计工期内完成工程项目。当然,此次降雨也让我们看到了采用钢管支承桩平台作为码头桩基工程的基础的优势所在,回想如果当初选用了筑岛方式,那么在该次施工过程中因降雨涨水而造成筑岛的浸泡,很可能会大大影响桩基的稳固性和安全性,甚至影响到整个工程的进度。总之,钢管支承桩平台能够最大限度的减少因外界因素干扰所造成的施工影响,对码头桩基施工的开展提供了有力保障。
参考文献:
[1] 李经添,陈东山,仇志秀. 和邦化学5万吨级化工原料码头桩基施工技术[J]. 港工技术与管理,2008,1:29-32.
[2] 徐炬平. 嘉新板桩码头桩基施工关键技术[J]. 水运工程,2009,5:149-151.
[3] 董亮. 长江上游码头桩基工程施工技术[J]. 上海建设科技,2010,4:49-50.
[4] 张远东. 高桩码头施工中桩基平台的施工技术探讨[J]. 沿海企业与科技,2010,5:128-129.