高樁碼頭水上施工技術(shù)探討

［摘要］本文通過分析高樁碼頭的結(jié)構(gòu)及樁基形式、樁基施工中常見問題，主要對樁基平臺的施工搭設(shè)連接及其施工技術(shù)加以論述，為高樁碼頭水上施工提供一些建議。

［關(guān)鍵詞］高樁碼頭；樁基平臺；施工技術(shù)

1 目前我國高樁碼頭的結(jié)構(gòu)及樁基形式

在我國的碼頭建設(shè)項目中，高樁碼頭應用最為廣泛，它包括樁基結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、接岸結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式。其中，上部結(jié)構(gòu)又包括梁板式、板式和墩式，而接岸結(jié)構(gòu)常使用斜坡式，斜坡式適能夠減少邊坡過陡中的碼頭位移和樁基損壞情況，被廣泛應用于軟弱地基高樁碼頭。樁基形式包括鋼管樁基、PHC樁基、混凝土方樁基、灌注樁基等四種。高樁碼頭施工工序多而復雜，因此，樁基施工要具備良好的設(shè)備、施工條件等。

2 高樁碼頭施工中樁基施工常出現(xiàn)的問題

2.1 打樁拒錘現(xiàn)象

在樁基施工中，打樁拒錘是最被關(guān)注的問題之一。在樁基平臺安裝過程中，打樁拒錘是一種不能將樁打到設(shè)計深度的現(xiàn)象。強行打樁就會損害樁結(jié)構(gòu)或樁錘。此時只能停止打樁作業(yè)或選擇其它作業(yè)方式繼續(xù)施工。拒錘的嚴重后果有時也是難以估計的。

2.2 溜樁現(xiàn)象

在樁基施工的打樁過程中，溜樁是一種貫入速度極其快的現(xiàn)象。正常情況下，海底土壤表層時比較軟的，越往下越硬，正常來說打樁時樁的貫入應該由快到慢，而接近設(shè)計深度時，每一錘對樁貫入的深度或許只有幾公分深。但出現(xiàn)溜樁時，在短時間內(nèi)樁可能會出現(xiàn)連續(xù)下溜現(xiàn)象，下溜十幾米甚至幾十米深度。溜樁現(xiàn)象在剛插樁的瞬間或打樁的中間過程均會發(fā)生。在大型導管架碼頭施工中，當樁結(jié)構(gòu)尺度增加和樁錘重量加重的話，樁尖到達軟弱土層時，其土壤阻力是不足以支撐樁結(jié)構(gòu)及錘的重量的，因此，要事先考慮溜樁的情況并作預案準備，這樣才能確保施工安全，避免溜樁造成重大損失。

2.3 樁結(jié)構(gòu)損壞現(xiàn)象

施工過程中樁結(jié)構(gòu)的損壞現(xiàn)象，包括中樁的彎曲和折斷。中樁彎曲的原因是由于樁的自由站立過長或使用打樁錘較大的細長樁。在施工設(shè)計中，合理分析自由站立并選擇合適的施工設(shè)備，有利于避免中樁結(jié)構(gòu)的彎曲。中樁的折斷則較為嚴重，中樁折斷一般發(fā)生在水下裙樁自由站立的情況。為了在水下能連續(xù)打樁作業(yè)，水下裙樁一般整根預制。

2.4 搭設(shè)樁基平臺時不確定因素多

在樁基施工過程中，若不確定因素太多而無法確保樁基的正常作業(yè)，這樣便直接影響到整個工程的進度。在樁基平臺的搭設(shè)中，鋼管支承樁施工平臺被廣泛應用，其施工作業(yè)容易控制，在灌注樁施工時也較為穩(wěn)固和安全，鋼平臺形成后對樁基的施工進度影響小。

3 樁基施工中鋼管樁支撐式固定工作平臺

水上樁基平臺的常用形式：（1）通過船只拼裝形成浮動式水上平臺；（2）使用貝雷桁架或萬能桿件拼裝，然后構(gòu)筑于鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰、異形鋼圍堰或鎖口鋼管樁圍堰等圍堰中或鋼護筒上。

大多數(shù)碼頭工程都選用鋼管樁支撐固定式工作平臺。平臺施工時縱梁選用貝雷架，橫梁選用型鋼，且橫梁上鋪設(shè)槽鋼形成桁架橋。工作平臺采用合適型號的鋼管作為平臺的垂直支撐桿件，并與合適的斜鋼管樁搭設(shè)，更好地抵抗風、水流力和波浪力的沖擊，槽鋼和鋼管是聯(lián)接鋼管樁之間作用的桿件；作業(yè)平臺主梁和次梁均選用工字鋼搭設(shè)，而平臺和桁架橋上的行車道板則選用槽鋼進行鋪設(shè)。平臺鋼管樁的要求：要具有足夠強度、剛度及穩(wěn)定性，能承受豎向荷載和振動力，平臺鋼管樁之間需要設(shè)置多道橫向聯(lián)結(jié)，保證平臺的穩(wěn)定性和抗扭性。

4 鋼管樁工作平臺的技術(shù)重點

4.1 鋼管樁的定位

單根鋼管樁一般能穿透5米厚的卵石層深達巖層。水流沖擊會影響鋼管樁的下沉就位，所以，鋼管樁定位時應在水流速度較慢時施工有利，也會減少變形量。鋼管樁的定位，通過大橋控制網(wǎng)布設(shè)的臨時控制點使用全站儀來定位。

4.2 鋼管樁沉入及其固定

鋼管樁施工時，采用功率60kw以上振動打樁機進行噴射式施工。噴射時兩根噴射管對稱安裝在鋼管樁的兩側(cè)，與樁端保持半米距離，噴射水壓約0.7~1.4兆帕。鋼管樁傾斜率應少于1%，位置偏差應少于3米。鋼管樁施工時，必須連續(xù)進行，打樁同時還要不斷將已就位的鋼管樁連成一體，這樣在施工過程中才能有效提高鋼管樁的抵抗變形能力。鋼管樁之間的連接，如圖1。在鋼管樁和鋼護筒底口的外圍拋沙袋來固定鋼管樁底，沙袋堆積高度以1.5米為宜。

4.3 鋼管樁的拔除回收

鋼管樁使用完畢后必須拔除并進行回收利用：（1）鋼管樁埋深較淺時，拔除方式可用水平力拉倒方法；（2）鋼管樁埋深較大時，選擇在浮吊上安裝雙頻振動錘向上拔出。除此以外，可在水下覆蓋層處用氧氣吹割方法。

4.4 斜鋼管樁的施工

設(shè)置斜鋼管樁，能有效地提高施工平臺的抗側(cè)移能力及確保其穩(wěn)定性，保證水域樁基施工的安全性。斜鋼管樁的施工方法：錘籠吊打法或可移式水上平臺施工法。

4.5 鋼管樁作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)施工

鋼管樁全部打入下沉結(jié)束后，還需根據(jù)水位和后續(xù)工作確定一個合理標高。首先，在樁頂橫梁上先安裝縱桁梁，再在橫梁節(jié)間支點上安裝橫向工字鋼梁并用抱箍固定好，最后在橫鋼梁上鋪設(shè)竹及槽鋼，平臺便完成，如圖2。平臺施工時應注意鋼管樁的穩(wěn)定性。當平臺離水面距離較高，且水流速度較快時，鋼管樁頂必須增設(shè)橫梁并順水流方向焊接剪刀撐，形成框架體系，保證平臺的穩(wěn)定和使用安全。

4.6 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的施工

一般平臺采用桁架式或梁式結(jié)構(gòu)且簡支于鋼樁之上，這種結(jié)構(gòu)抗彎扭能力差，整體剛度不強。本平臺鋼管樁與主梁、主梁與次梁均采用剛性連接的形式。將平臺主梁與鋼管樁固結(jié)，增強了平臺結(jié)構(gòu)整體抗水流或波浪的能力。鋼管樁與主梁的剛性連接節(jié)點及主梁與次梁剛性連接節(jié)點。

5 結(jié)束語

高樁碼頭海上平臺的施工較為重要復雜，因此，施工前要全面考慮施工中可能發(fā)生的事故，做好相應的預防措施。施工設(shè)計中應運用理論和實踐經(jīng)驗相結(jié)合的方法，利用先進機械設(shè)備和工程地質(zhì)調(diào)查手段，完善和總結(jié)出樁基設(shè)計理論和分析方法，避免海上平臺樁基施工中的風險，確保整個工程的安全性。

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