新型桶式結構防波堤桶間堵縫施工技術

杜偉 劉鵬

摘 要：連云港港徐圩港區防波堤工程東、西八字段在國內外首次采用了一種新型桶式基礎結構作為防波堤堤身，單個桶體上筒體擋浪板間存在一定縫隙，由于后期吹填的需要，需要對桶間縫隙進行封堵，防止吹填淤泥從桶體間溢出增加吹填流失率。本文介紹了一種“模袋+鋼管樁”堵縫結構型式及施工工藝，并檢驗了縫隙封堵效果，為類似工程提供借鑒和參考。

關鍵詞：桶式結構 堵縫 模袋 施工工藝

1.工程概述

連云港港徐圩港區防波堤工程東、西八字段在國內外首次采用了一種新型桶式基礎結構作為防波堤堤身，桶式結構為無底結構，通過排氣排水負壓下沉插入淤泥中，將軟土封閉在桶體中，由蓋板和軟土共同承受上部荷載，下桶體間距1m，上筒擋浪板間距30cm，因堤內回填淤泥的需要，需要對相鄰桶體上筒間的縫隙進行縫堵處理。與傳統沉箱間采用倒濾層不同，桶式結構接觸面積僅為一個擋浪板，內外側均沒有插板作為憑依，無法采用傳統的倒濾層結構，需要針對新型桶式結構研究一種全新的堵縫結構型式。

2.堵縫結構型式

經過研究，采用了一種“鋼管樁+模袋混凝土”堵縫結構，在桶體接縫處先施打直徑600～1200mm的鋼管樁作為支撐結構，在鋼管樁上掛設模袋，再在模袋里面充灌混凝土，混凝土設計強度為C30，底部拋填2m高袋裝碎石棱體，如圖1、圖2所示。

3.桶間堵縫施工工藝

鋼管樁由起重船用振動錘施打，模袋岸上加工，袋體上設置圓環，以此從鋼管樁穿設下落，然后用攪拌船澆筑混凝土，鋼管樁直徑和模袋大小根據現場縫隙大小進行調整（圖3）。

3.1鋼管樁施打

3.1.1鋼管樁直徑選擇

鋼管樁樁長為2 2 m，壁厚為16mm，直徑根據安放后桶間間隙和軸線錯位確定，與兩側下層桶桶壁間距之和小于10cm。根據首個堵縫施工經驗，鋼管樁直徑選擇標準如下：

桶縫大于1000mm時，內口采用2根600mm鋼管樁，如圖4所示；

桶縫大于700mm、小于1000mm時，內口、外口各采用一根600mm鋼管樁；

桶縫小于700mm時，內口采用一根600mm鋼管樁；

桶體軸線錯位小于400mm時，兩桶中心位置采用100mm小樁插入桶縫中心；

當軸線錯位大于400mm時，兩桶中心位置采用400mm鋼管樁插入桶縫中心。

3.1.2鋼管樁施工設備選擇

鋼管樁位于桶體邊緣，常規打樁船無法進場施工，因此，采用起重船吊振動錘打設。經對桶縫測量，堵縫用鋼管樁直徑主要為600mm、400mm和1200mm，入土深度約10m。

鋼管樁打設需要克服土的摩阻力，經查看東直立堤地質勘察報告，打設區域主要為淤泥層，實測標貫試驗擊數一般為<1～1擊，根據《樁基施工手冊》式5.8-2計算土的摩阻力如下：

FR =fUL

其中f為土層動摩擦力，經查詢表5.8-1為10kN/m2

U為樁的周邊長度，ф6 0 0為1.884m，ф400為1.256m，ф1200為3.768m

L為樁的入土深度

因此，土層摩阻力計算可得：

ф600：FR=10×1.884×10

= 188.4KN

ф400：FR =10×1.256×10

= 125.6KN

振動錘激振力要求大于土的摩阻力，因此，ф600以下鋼管樁采用DZ50型振動錘、ф1200鋼管樁采用DZ90振動錘施工可滿足要求。

3.1.3鋼管樁施工

（1）鋼管樁拼接

根據現場條件，樁節借助出運碼頭平臺進行卸車、拼接，在碼頭平臺上用1臺25t和80t汽車吊配合進行兩節樁（15m+7m）的拼接。拼接前先將焊接平臺清理干凈，底部加工鋼馬凳，每6m旋轉一個，保證樁在水平和垂直位置均符合規范要求。樁焊接頭按規范要求采用坡口焊，必須由專業焊工進行操作，要求焊縫飽滿、均勻、不漏焊少焊，無氣泡、無焊瘤，相鄰兩節樁錯位≦2mm。焊接完成后，運輸至沉樁部位，并將樁定位、吊振動錘沉樁到合適位置。

（2）鋼管樁吊放沉樁

鋼管樁起吊采用50t浮吊，捆樁鋼絲繩采用兩根粗為24.5mm，長度為8米的鋼絲繩，鋼管樁起吊以后先放入要施工的桶縫中心，待樁穩定后再起吊振動錘，把樁夾緊后調整樁與桶縫之間的位置，控制樁與桶的距離為45cm左右，待樁穩定、位置正確并垂直后，再振動下沉，鋼樁每下沉1～2m左右，停振檢測樁的垂直度，發現偏差，及時糾正。

直徑600mm鋼管樁施工完成后，在鋼管樁左右位置插入直徑100mm小樁，如圖5所示，小樁有兩個作用：①與鋼管樁連接，使鋼管樁保持穩定；②固定模袋頂口拉環，使模袋頂口保持穩定。鋼管樁頂部加固采用HRB400 25mm鋼筋與鋼管樁焊接，另一端與桶體連接，下口通過擋浪板上預留PVC管穿過與鋼管樁連接，模袋澆筑完成后通過上口預留PVC管與鋼管樁連接。

3.2模袋混凝土施工

3.2.1模袋制作

采用機織布兩層，機織布規格為：190g/m2、1.2m*0.5m*13m，每個模袋間隔4m布置一個加筋帶和鋼筋環，在模袋底部采用混凝土塊加重，如圖6所示，混凝土塊規格：50cm*30cm*25cm；鋼筋環直接套在鋼管樁上，鋼筋環規格：φ800、HPB335、φ18鋼筋，如圖7所示。