現澆帽梁趕潮水施工技術

司季峰　袁凱

摘要：本工程現澆帽梁用于將密排消浪樁連接成整體，位于碼頭現澆橫梁下方，底標高非常低，施工過程中受潮水影響較大，而且帽梁的施工進度對整個碼頭施工進度起決定性作用，在施工過程中，需要不斷改善常規的施工工藝。基于此，本文詳細介紹沈家灣客運中心二期工程現澆帽梁施工的全過程，并對其中趕潮水施工的關鍵施工技術進行闡述。

關鍵詞：現澆帽梁；施工工藝；受力驗算

中圖分類號：U655 文獻標識碼：A 文章編號：1006-7973（2016）07-0067-03

1 工程概況

嵊泗縣沈家灣客運中心二期工程位于洋山深水港區東部，已建客運碼頭一期工程東側，背靠沈家灣島，南部與筲箕島、虎嘯蛇島隔水相望，港址水域較為開闊。二期碼頭長180m，寬16m，設計為雙側靠船。為了碼頭北側泊位能順利靠泊，一期碼頭在南北側均設置消浪板進行消浪，但北側靠泊條件并未得到有效的改善。因此，二期碼頭為了更有效地改善碼頭北側靠泊條件，除了在碼頭南北側設置消浪板外，還在碼頭下方設置密排鋼管樁進行消浪，密排樁采用Φ1500mm鋼管樁，樁心間距1.6m，密排樁頂采用現澆帽梁連接，帽梁頂標高2.70m，底標高1.4m。現澆帽梁位置詳見圖1。

2 自然條件

由于帽梁的底標高非常低，為+1.4m，自然條件直接影響到現澆帽梁的施工，因此在施工前必須認真研閱當地潮汐、風浪情況，選擇合理的施工工藝。

2.1 潮位特征值

依據洋山驗潮站（地理坐標30°38′23″N；122°02′24″E）1997年8月～2008年12月（連續11年）潮位資料統計，工程海區的潮汐特征值如下：

最高潮位：5.73m（1997年8月18日）；

最低潮位：0.23m（2001年3月10日）；

平均高潮位：3.88m；

平均低潮位：1.14m；

平均海平面：2.54m；

最大潮差：5.03m（2000年8月）；

平均潮差：2.74m。

2.2 設計水位

設計高水位：4.51m（高潮累積頻率10%）

設計低水位：0.53m（低潮累積頻率90%）

極端高水位：5.71m（重現期50年一遇）

極端低水位：0.47m（重現期50年一遇）

100年一遇高水位：5.85m

3 施工總體部署

本工程現澆帽梁位于碼頭密排樁上部，在客運泊位樁基打設完成后進行。主要施工流向：由靠近一期碼頭側向海側推進，分段施工。由于帽梁設計底標高較低，受潮水影響較大，有效施工時間非常短。項目部提早獲取當地潮汐表，并安排專人進行潮位觀測，為帽梁施工做好充分的準備，在施工過程中，合理安排施工順序，優化施工方案，加派人手，充分利用短暫的有效施工時間，確保不影響總的進度。

本工程現澆帽梁計劃從2015年7月中旬開始施工，計劃工期2個月，至9月中旬全部完成。根據《2015潮汐表》，7月10日至9月10日，現澆帽梁可施工天數約為40天，由于每天潮汐情況不一，可施工潮水合計約60個，計劃每根帽梁平均需要5個潮水，本工程共有帽梁11根，則共計約需要55個潮水，除去其他不確定因素影響，剛好能夠滿足計劃要求。

4 施工工藝

本工程現澆帽梁共11根，其斷面尺寸為2.5×1.3m，長度16.08m。具體施工流程詳見圖2。

4.1 底模平臺的形成

底模平臺在密排樁打設完成后進行。首先進行測量放樣，在樁上標出控制標高，同時對樁的平面位置進行復核。

由于帽梁底標高較低，施工過程中受潮水影響較大，每天的施工時間較短。常用的鋼抱箍支撐和圓鋼反吊的施工技術均不能滿足施工條件及進度的要求，因此，經過綜合考慮，選用高強螺栓固定槽鋼三角架作為支撐的施工技術。為了節約時間，首先，在鋼管樁上指定位置開孔，將M24高強螺栓從孔中穿入，一端預埋在樁芯混凝土中，另一端帶螺紋的露在鋼管樁外面。用14的槽鋼焊接成三角支架，在相應位置開好螺栓孔，趁著最低潮時將三角架安裝到鋼管樁兩側，用雙螺帽將其固定，為保證三腳架不會發生轉動，可將三腳架與鋼管樁點焊住，詳見圖3。然后在三角架上方鋪設100×100mm的方木格柵，間距10cm。最后，再在木方上面鋪設底模板，底模板采用16mm竹膠板，這樣帽梁的底模平臺初步形成。該項施工技術不僅操作簡單方便，而且水上作業時間非常短。

4.2 鋼筋綁扎

帽梁鋼筋先在鋼筋棚彎曲成型，再在預制場地分段綁扎成鋼筋籠，等底模平臺鋪設完成后運至現場吊裝，詳見圖4。為了吊裝方便，在鋼筋籠綁扎時，不要綁扎底層主筋，等鋼筋籠吊裝就位以后再將底層主筋穿入，現場進行綁扎。該工藝大大縮短了鋼筋綁扎受潮水影響的時間，而且陸域綁扎成型的鋼筋籠框架線條順直，保護層控制較為理想。鋼筋綁扎要求注意鋼筋起彎點的位置和鋼筋的間距，鋼筋焊接要保證搭接的長度與焊縫的飽滿度，鋼筋綁扎完成后將底模沖洗干凈。

4.3 側模板

側模板采用鋼模板，模板安裝前先脫模劑盡量采用水溶性材料或采用黏度低的油質材料，涂刷油質脫模劑時，眼鏡流墜和浮油。本工程采用黏性較小的色拉油，并用干毛巾蘸取，均勻涂抹。背后豎直方向間隔40cm橫向通長設置直徑50mm的鍍鋅鋼管，鋼管后間隔1.5m設雙拼50×100mm木方豎向直楞，兩側直楞對稱布置，便于設置三層對拉螺栓，第一層在底層鋼筋位置，采用雙螺帽加固，第二層在帽梁中間高度位置，第三層在頂面，頂面內側設橫向支撐鋼管，在混凝土澆筑到頂面后取出。詳見圖5。

模板安裝前先刷脫模劑，采用水溶性材料或采用黏度低的油質材料，用干毛巾蘸取，均勻涂抹。在底模與側模交接處以及兩塊側模之間粘貼止漿條，以保證混凝土澆筑過程中，不出現漏漿現象。

4.4 混凝土澆筑

在模板安裝完成后，經檢查無誤后，即可進行混凝土澆筑，混凝土采用專業混凝土預拌站的商品混凝土，由汽車泵或固定泵輸送到澆筑位置。

混凝土澆筑時間，選擇在退潮時分，海水退至底模以下開始，在這之前做好相應的準備工作，保證充足的澆筑時間。施工時嚴格控制混凝土分層下料，厚度不超過50cm，并分層振搗密實，控制好振搗時間和振搗工藝，防止因振搗方式不對而造成混凝土分層、離析、表面浮漿、麻面、氣泡等質量問題，進而降低混凝土成型硬化后出現裂縫的可能，保證混凝土結構的外觀質量以及耐久性。

混凝土澆筑完成拆去模板后及時覆蓋噴水養護，保證混凝土表面有足夠的水分讓水泥水化，提高混凝土表面強度，減少混凝土表面的干縮裂縫，保證混凝土構件的使用性能。

5 帽梁承重結構受力驗算

將兩根相鄰密排樁之間的三腳架簡化為最不利的簡支結構進行計算，密排樁中心間距1.6m，帽梁寬2.5m，高1.3m，受力簡圖詳見圖6。

5.1 三腳架受力驗算

由于密排樁樁芯砼在帽梁澆筑之前已灌注并達到一定的強度，所以樁頂混凝土不計入計算荷載，則鋼筋混凝土荷載為：（1.6×2.5-0.75×0.75×3.14）×1.3×2.5×10=72.6kN，考慮到三腳架所承受的荷載除了鋼筋混凝土外，還有木方、模板、施工人員等荷載，所以在計算時為保險起見，取荷載分項系數為1.5，則每根三角架上承受的計算荷載F=72.6×1.5/4=27.2 kN。

5.1.1 高強螺栓剪力驗算

高強螺栓采用M24（8.8級），抗剪強度設計值取f_v=250MPa。

單根M24高強螺栓允許剪力：250×12×12×3.14=113040N=1 13kN>F=27.2kN

故M24高強螺栓滿足要求。

5.1.2 三腳架受力驗算

三腳架承重主梁采用[14b槽鋼，其截面抵抗矩W=87.1cm³，截面慣性矩I=609.4cm⁴，彈性模量E=2.1×10⁵MPa，抗壓強度設計值f=215MPa，三腳架受力可簡化為懸臂結構進行計算，懸臂長為0.5m。

a、均布荷載：q=27.2/0.5=54.4kN/m

b、抗彎強度驗算：M_max=54.4×0.5²/2=6.8kN·m

W=6.8×10³/215=31.6cm³3