高樁碼頭現澆上部構件精細化施工工藝

譚永安 楊曉非

摘 要：高樁碼頭現澆上部構件主要包括樁帽、下橫梁、上橫梁，本文以精細化施工的角度，介紹了底模支撐系統、操作平臺、施工便橋等輔助設施的設計方案，闡述了底模支撐系統安裝、鋼筋安裝、側模安裝、混凝土澆筑、拆模養護等工藝要點。

關鍵詞：高樁碼頭 底模支撐系統 精細化施工

1.前言

筆者結合親身參與的東營港中海油液體化工品碼頭工程、東營港萬達寶港國際碼頭工程，以及公司建設的武漢陽邏港三期碼頭工程等三座高樁碼頭的施工經驗，并在充分調研的基礎上，對高樁碼頭的現澆上部結構施工先進工藝進行了系統的梳理，撰寫形成此論文。

2.簡述

2.1結構簡述

高樁碼頭現澆上部構件主要包括樁帽、下橫梁、上橫梁。

樁帽在高樁碼頭中是連接橫梁和樁基的結構，將橫梁上部的力均勻傳遞給樁基。下橫梁是高樁碼頭的主要受力構件，且受力復雜，一般承受正負彎矩、剪力和水平力，作用在碼頭上的荷載通過它傳遞給樁基。下橫梁上方，將縱向梁系和下橫梁連接成整體。

2.2工藝簡述

現澆構件通常為非預應力鋼筋混凝土結構，其鋼筋、模板、混凝土施工均采用常規工藝進行。鋼筋和模板在后場下料加工，運輸至現場人工安裝；混凝土可采用地泵、吊罐、攪拌船澆筑。

樁帽和下橫梁施工的特點在于底模支撐系統的設置，底模支撐系統常規的工藝有在混凝土管樁外側安裝鋼抱箍，或者在鋼管樁上焊接鋼牛腿，再安裝型鋼梁系。

2.3工藝流程

如圖1。

3.輔助設施設計

3.1鋼牛腿底模支撐系統設計

（1）受鋼管樁外形的限制，單個鋼牛腿主要有十字形和π形兩種。

（2）根據工程實際情況，十字形鋼牛腿的勁板可設置多層，π型可在腹板之間設置勁板。

（3）在不依靠其它樁的情況下，單根樁的樁帽施工，安裝鋼牛腿時應對稱安裝4個鋼牛腿，即兩個鋼牛腿組成一組，兩兩對稱，結構形式如圖2。

（4）多樁同時安裝鋼牛腿，并通過連接型鋼，讓底模支撐系統形成整體時，可在單個樁頂對稱安裝兩個鋼牛腿。

（5）鋼牛腿上方依次設置有主梁、木方、木板、竹膠板。

3.2鋼抱箍底模支撐系統設計

（1）鋼抱箍底模支撐系統是依靠鋼抱箍與樁身之間的摩擦力抵抗豎向荷載。

（2）一般情況下，單個鋼抱箍上對稱設置有兩個鋼牛腿，因此單樁的樁帽施工依靠鋼抱箍支撐無法穩定，必須多個樁同時設置鋼抱箍，共同參與受力。結構形式如圖3。

（3）為確保鋼抱箍與樁身更緊密的貼合，在鋼抱箍內壁粘貼一層橡膠板。

（4）鋼牛腿上方依次設置有主梁、木方、木板、竹膠板。

（5）鋼抱箍的受力簡算

①鋼抱箍承受重力依靠的是鋼抱箍與樁身之間的摩擦力，因此鋼抱箍上部傳遞的荷載不得大于摩擦力。

②鋼抱箍與樁身之間的摩擦力計算公式如下：

fm=nMμ/Kd

式中：fm——鋼抱箍與樁身之間的摩擦力（N）；

n——螺栓的個數；

M——施加于螺栓上的扭矩值（N？m）；

μ——鋼抱箍與樁身之間的摩擦系數，一般取值0.3～0.4；

K——平均扭矩系數，一般取0.12～0.15（取決于螺栓與螺栓孔的潤滑程度，潤滑程度越高，系數取值越低）；

d——螺栓的公稱直徑（m）。

③當上部荷載小于fm時，則表示鋼抱箍的摩擦力滿足受力要求。

3.3操作平臺設計

為了保障安全，在安裝鋼牛腿和鋼抱箍前應搭設可靠的操作平臺，操作平臺結構如圖4。

3.4施工便橋設計

施工便橋一般布置在碼頭縱向靠岸側，用于施工中人員行走和布設泵管的通道。便橋寬度1.0米，欄桿高度1.2米，油漆顏色統一采用紅白相間的警戒色，便橋結構如圖5。

4.施工方法

4.1鋼牛腿安裝

（1）施工時，先安裝鋼牛腿，鋼牛腿安裝的標高需提前測量，并做上標記。

（2）牛腿采用焊接連接，焊接后及時對焊縫外觀進行檢查，發現問題及時整改。

4.2鋼抱箍安裝

先由起重船把安裝平臺吊裝在樁頂上，然后分片吊裝鋼抱箍至安裝平臺的兩側。在平臺上完成抱箍的拼裝并完成螺栓的安裝，然后在樁頂掛設兩個手拉葫蘆起吊抱箍并對抱箍的標高進行調整使之滿足設計要求，再由平臺上的人員進行螺栓的緊固。完成安裝后由起重船起吊安裝平臺至下一根樁進行下一個抱箍的安裝。

4.3底模支撐系統梁系安裝

（1）主梁一般選擇工字鋼，采用槽鋼做主梁時，應進行雙拼。

（2）主梁安裝前，對牛腿的頂標高進行檢查，同一個樁身上的牛腿標高最大高差不得大于5mm，當標高高差大于5mm時，需對牛腿標高進行修整。

（3）主梁擱置在牛腿上后，采用拉桿進行對拉連接。然后再將主梁與牛腿進行焊接連接，確保主梁在施工過程中不產生危險位移。

（4）主梁上方鋪設木方，木方的間距為10～20cm，木方與主梁采用鐵絲進行綁扎。

（5）木方上方滿鋪木板，木板與木方采用鐵釘連接。

（6）木板上方按照樁帽底部的形狀輪廓鋪設竹膠板，竹膠板與模板采用鐵釘連接。

4.4鋼筋安裝

（1）現場安裝時，采用鋼筋支架的型式定形安裝，確保精度。鋼筋支架的示意圖如圖6。

（2）利用汽車運至現場，用起重設備至施工平臺。安裝先后順序是，安裝鋼筋支架→安裝縱向鋼筋→安裝箍筋→支墊底層墊塊→安裝拉筋→安裝側面墊塊→安裝預埋件。

（3）下橫梁鋼筋一次安裝到位，上橫梁的箍筋與下橫梁鋼筋一起安裝，上橫梁伸出箍筋設置縱向臨時固定架固定鋼筋，下橫梁混凝土澆筑后，再進行上橫梁主筋和拉筋安裝。

（4）為了確保鋼筋保護層厚度，單個鋼筋焊接接頭形成的平面應平行于混凝土表面。

（5）鋼筋交叉點采用扎絲成梅花形綁扎，扎絲必須向鋼筋內側按倒，綁扎數量不小于鋼筋交點數量的50%。

（6）鋼筋底部的墊塊排距不超過1.5m，每平米墊塊數量不少于2個。混凝土墊塊強度不低于橫梁混凝土強度。

4.5模板安裝

（1）樁帽和下橫梁采用鋼模板，上橫梁采用木模板；側模結構的剛度及強度須通過驗算。

（2）安裝側模前應將底模清理干凈；側模與底模相交的邊線采取幫包底進行止漿；模板采用起重船起吊安裝。

4.6混凝土澆筑

（1）采用全面分層法進行分層控制。

（2）采用插入式振搗器進行振搗，混凝土的分層厚度控制在30cm～50cm之間。混凝土的分層厚度測量以水平鋼筋作為參照，并配卷尺進行測量。

（3）插人式振搗器的有效作用半徑與振搗器的功率、混凝土的坍落度、配筋率有關，當坍落度變小或鋼筋較密時，振搗器的移動間距應相應減小。

（4）收面分兩遍進行，第一遍在混凝土澆筑至頂面時，對照著頂面的標高控制線，采用刮尺將混凝土頂面壓平，然后采用木抹子在混凝土表面反復壓抹，并鏟除高處部分的混凝土補到低處；第二篇在將要初凝前進行，采用鐵抹子在混凝土表面反復壓抹，直至光潔；收面過程中用設置跳板，工人站在跳板上后退式地逐段收面。

4.7模板拆除及養護

（1）側模拆除時機，夏季施工宜在混凝土終凝36h后進行，冬季施工宜在混凝土終凝48h后進行。底模支撐系統在下橫梁混凝土強度達到規范規定和設計要求的百分比后方可進行拆除。

（2）混凝土澆筑完畢后，觀察頂面混凝土狀態，發現混凝土硬結后，立即向混凝土頂面灑水保持濕潤，避免在天氣炎熱的條件下，產生混凝土龜裂。

5.結束語

高樁碼頭在我國長江、沿海各港口較為常見，其施工工藝日趨成熟，但要把高樁碼頭建成精品，僅憑經驗遠遠不夠，需要我們不斷總結、優化，把施工工藝做精做細。

參考文獻：

[1]中交天津港灣工程研究院有限公司.水運工程混凝土施工規范.JTS 202-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.