碼頭小間距樁頂搭板拋石技術研究與實施

孫強 鄒偉 熊豐華

摘 要：文章介紹了在順岸碼頭樁間拋石受到周圍環境限制不宜使用船機或船舶不能進出樁間拋石的情況下，通過設計裝配式鋼平臺安裝到樁頂做到樁間精準拋石。由于此裝配式搭板平臺架設在樁頂，脫離水面，還可有效解決施工水域水流急、風浪高等自然環境惡略情況下的拋石施工，可供參考。

關鍵詞：裝配式搭板 拋石 研究

1.工程概況

1.1碼頭結構

泰國和黃蘭查邦港碼頭一期工程位于泰國灣東海岸，工程設計為梁板式高樁碼頭，長1000m，寬36.45m，3個泊位。碼頭基礎為1m、1.2m的鋼管樁，樁間拋石護坡，坡比為1：1.85，橫梁152個排架，每排架中心距離6.8m（其中碼頭前后排軌道梁有插樁，樁間凈距2.2m）。樁頂現澆縱橫梁，上部為安裝預制疊合板結構和現澆面層，碼頭后方為預制砼塊擋墻，擋墻后方回填塊石接岸。

碼頭護坡與接岸拋石總量為45萬m3，其中樁間護坡拋石為34m3。碼頭護坡施工分為3層石料拋填，自下而上分別為7.2m厚直徑50～300mm堤心塊石（36.5萬m3）、0.6m厚的重量在25～100kg底層護面塊石（2.8萬m3）、1.05 m厚重量在200～500kg護面塊石（4萬m3）、基槽護底塊石重量為300～1200kg（1.7萬m3）。

1.2氣象水文條件

該地年均氣溫2 7. 2℃，每年5～10月，受東南季風影響，雨量較多；碼頭范圍水域均為漲落潮水流，且潮流較弱，流速均<0.3m/s；施工區域在有防波堤防護的內港池海浪很小，對施工無影響；現場水文條件見表1。

1.3地質條件

根據地質勘探數據結果可知，本工程區域地質結構以砂質地層為主，底部地質堅硬。碼頭區域土層從上到下依次為：（1）松散到中密的粉砂、粘土砂；（2）很堅硬的砂質粘土層；（3）密實至很密實粘土砂層；（4）風化巖。

1.4樁間拋石難點

碼頭拋石工程量較大，約45萬m3，其中樁間護坡拋石為34萬m3；順岸式碼頭，前后排樁間距較小（樁間凈距2.2m），拋石船舶不能進入；塊石坡面精度要求高，坡面高差為±30cm；本碼頭為港區碼頭的擴建工程，前沿施工水域狹小，施工船舶活動受限。

2.裝配式拋石平臺

2.1裝配式拋石平臺的優點

選擇在樁頂搭設平臺，讓挖機和自卸車通過堆場直接上平臺，挖機在樁頂平臺上垂直拋填塊石能夠解決本工程遇到的樁間拋石問題。采用樁頂拋石平臺具有如下優點：

（1）拋石效率高，平臺搭設好后挖機上平臺，運石料自卸車可直接開上平臺卸料，通過挖機拋填到樁間。

（2）解決船舶難以進入樁間問題，平臺搭設在樁頂，來料直接運送到平臺，從上往下垂直拋石料，覆蓋所有樁區，所以解決樁間凈距小，船舶難以進入的問題。

（3）拋石精度高，長臂挖機直接定點投放石料，由于水流較小，塊石位置和數量可以精準控制。

（4）不占用港池水域，石料從后方堆場上拋石平臺，不影響對面碼頭運營集裝箱船舶進出港。

2.2拋石平臺結構形式

拋石平臺采用鋼結構裝配式搭板形式，平臺結構形式分為兩部分，一部分為調節板，調節板為一塊厚2cm的130×130cm方形鋼板，鋼板中間十字交叉焊接2塊厚1cm的90×90cm鋼板。割樁后調節板的90×90cm部分插入鋼管樁內部，130×130cm方形鋼板平鋪在樁頭。平臺第二部分為搭板，每組搭板由6塊搭板拼接而成，平鋪在樁頂完成一跨樁間拋石。搭板鋼材采用SM400材質，單塊尺寸為6.8×6.096m。拋石搭板梁1采用工字鋼300×300×10/15，梁2采用工字鋼400×150×10/18，梁3采用工字鋼為150×75×6.5/10。

2.3搭板施工荷載

搭板受力情況為頂面荷載通過梁3、梁2傳遞給梁1，再通過梁1把荷載傳導到四根鋼管樁。搭板上的荷載為分為3部分：一臺pc220長臂挖機，重約26t；一堆20m3的石料，重約36t；一輛后八輪卡車，重量約13t。施工過程中最大荷載組合是長臂挖機和石料的組合。計算荷載安全系數為1.5倍，通過對這兩組疊加荷載組合的驗算，所選擇的型鋼滿足要求。因為搭板是承重結構，并且使用地點位于海水腐蝕嚴重的樁頂區域，所以為了保證使用過程中的安全，搭板的所有焊縫必須滿焊，焊縫厚度、寬度達到設計要求。

2.4搭板安裝工藝

搭板安裝流程主要如下：搭板制作→吊車就位→樁頂標高測量→割樁→調節板安裝→跳板安裝→跳板與調節板固定→搭板安裝→搭板間固定。

（1）割樁頂標高確定。樁頂設計標高為+1m，為了減少二次割樁，以樁頂標高作為搭板擱置底面標高。搭板高度為45cm，考慮到當地最高水位為+1.75m，大潮時會有1～2h沒過搭板頂面，此時拋石停止施工。

（2）調節板安裝。割樁完成后在樁頂安裝調節板，調節板乘高潮位用浮排安裝，一次可以多安裝幾個排架備用。

（3）碼頭后沿拋石坡面處理。碼頭后沿拋石頂標高為+1m，和樁頂標高相同，拋石邊坡坡度為1：2，坡面穩定，坡頂與最后一排樁中心距離為5m，跳板長6.8m，跳板與岸上搭接長度為1.8m，此區域要求石面平整密實。

（4）跳板安裝。跳板是岸坡拋石和后沿第一排裝之間的搭板，跳板一段擱置在拋石頂面，另一端擱置在后排樁的兩根樁的樁頂，端頭不超過調節板中心線，以保證后排搭板端頭有足夠的擱置位置。跳板吊裝到調節板上后及時通過螺栓把跳板和調節板連接在一起。

（5）搭板安裝。搭板從岸側到海側依次安裝，每安裝完一塊搭板，都要和調節板連接固定，搭板之間兩端頭預留孔洞，通過栓銷將兩塊相鄰搭板端頭連接。

（6）安全檢查。一組搭板安裝完成后必須通過安全檢查，由安全部門、工程部門檢查合格共同簽發檢查許可證后才可以投入使用。

3.搭板上拋石

3.1搭板拋石施工工藝流程

搭板拋石施工流程主要如下：施工準備（搭板安裝、測量放線）→長臂挖機開上搭板平臺→石料運輸至搭板平臺→長臂挖機對相鄰跨拋填→水深測量檢測→移動搭板平臺至下一區域拋石。

3.2拋石施工方法

3.2.1施工順序

（1）順碼頭方向施工順序。從碼頭上游端開始向下游端拋填石料，拋填完成一跨后轉移搭板到下一跨繼續拋填石料。

（2）垂直于碼頭斷面施工順序。為防止拋石過程出現滑坡等危害，拋石順序先坡腳后坡頂，斷面拋石厚度較大，需要分層拋填，分層厚度控制在1m左右。

3.2.2典型試驗段施工

在正式施工前，為了確定每一斷面每一層石料所需挖機斗數，避免超拋欠拋現象，組織典型試驗施工，取得拋石水下形成高度的規律和拋石對樁的影響等數據。拋石前應測量拋填區域樁位坐標和水下地形，拋石后水下形成高度經潛水員探摸檢查，挖機單斗石料下落至邊坡底面的擴散范圍不大，可有效對拋石標高、位置進行精確地控制。因拋石層最多地方總厚度8.9m，樁周圍需要對稱拋石，樁兩側拋石高差應控制在1m以內。拋填斷面完成后重新測量樁位坐標和拋填區域水深，通過對比對樁的偏位沒造成影響，拋填坡度偏差滿足規范要求。

3.2.3拋石斷面測量

每一道拋石工序結束后都需進行水下測量，采用HY1602雙頻水下測深儀，輔以測繩準確測定拋投結果，保證每一層施工網格的拋石厚度、平整度都滿足設計要求。經現場檢驗，可精確控制拋石在設計允許誤差范圍內。每一跨拋石檢測合格后，轉移平臺至下一跨繼續拋石。

4.結束語

綜上所述，采用裝配式搭板平臺拋石的施工方法簡單，平臺安拆便捷，挖機拋填塊石高效，拋石邊坡坡度可控，且不受水流、波浪的影響，不占用碼頭前沿施工水域。不足之處在于平臺相對笨重，吊裝需要較大的吊車，挖機、自卸車需開到平臺頂部，存在車輛駕駛風險。后續升級可改用可移動的皮帶輸送機通過樁頂平臺把石料輸送至樁間，這樣既減小了平臺荷載使平臺設計輕量化，又避免大型施工設備上平臺帶來的操作風險。

參考文獻：

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