高樁碼頭墩臺結構施工技術研究

趙奕翔

（中國鐵建港航局集團有限公司，山東 青島 266000）

高樁碼頭屬于特殊的碼頭結構模式，主要由上部結構和樁基構成，屬于透空類碼頭，所使用的工程構件數量較少，工程造價低。其中墩臺結構采取現澆施工技術，涉及混凝土、模板、混凝土等部分，對于工程質量控制方面的要求較高，因此有必要優化高樁碼頭墩臺結構施工技術，加強對工程建設的質量控制。

1 高樁碼頭墩臺結構施工目標和內容

1.1 現澆墩臺施工目標

（1）高樁碼頭建設過程中混凝土重量大，在施工中需要提升承載力，確保碼頭建設的質量。（2）高樁碼頭建設規模龐大，在綁扎鋼筋時，應對工程進行密切的監督和管理，減少質量風險因素。（3）高樁碼頭施工過程中會用到大量的混凝土材料，在實際施工時應防止混凝土水化熱效應對工程質量產生影響。其四，因高樁墩臺位置會受到海水侵蝕，容易使模板生銹，因此可以控制混凝土結構的施工質量，優化整體施工建設質量。

1.2 高樁碼頭墩臺施工內容

高樁碼頭現澆墩臺結構施工涉及三類工程：混凝土工程、模板工程、鋼筋工程。其中，混凝土工程是現澆施工的核心部分，澆筑材料是混凝土。在施工過程中應確保連續現澆和趕潮水作業的質量。由于墩臺的澆筑工期很短，因此需要嚴格控制施工周期，精準把握施工進度；在模板工程中制作側模和底模，并在后續工作中拆除；鋼筋工程需要和混凝土材料結合，提升其強度和承載力，并確保二者的充分結合，避免鋼筋裸露問題，優化二者的連接質量和效果[1]。同時，在現澆墩臺施工過程中，鋼筋切勿錯位，防止碼頭溫差大、環境潮濕對澆筑過程產生消極影響。由于混凝土體積大，在施工過程中容易產生裂縫，因此有必要確保施工結構設計的科學性。

2 高樁碼頭墩臺結構施工技術研究

2.1 案例分析

某碼頭長度是323m，寬度是23m，整體結構為高樁碼頭墩臺形式，在工程建設中使用Φ800mm的鋼管樁，并將斜率設置為3.5∶1。為了防止碰樁等問題的產生，在設置斜樁斜率時可以使用兩種方案，分別為4∶1和3∶1，將碼頭的3萬t泊位工作平臺設置成七段模式，每個墩臺的長度是33m，并配置30根鋼管樁基。

2.2 模板施工

（1）底模設計。在底模設計和計算中需要圍繞“安全第一”的原則，由于碼頭建設屬于水上施工，抗風險能力較弱，施工過程較復雜，因此在設計模型時需要以“安全設計”為基礎，盡量減少施工工序，節省施工成本。設計人員在明確思路后，需要結合最不利斷面的工程結構和特點開展分析工作，通過“簡化分解”的方式進行載荷分解，依托材料和主體驗算工程剛度和強度。同時，建議選擇碼頭建設工程中最薄弱的區域對螺栓進行抗剪驗算[2]。本項目中單斜樁處于最不利的受力截面中，因此有必要補充設計吊底結構，進而使底模單斜樁在水平位置能夠受力均勻。此外，在設計工作中需要科學選擇主梁，對建材銷售市場開展調研，最終確定施工技術和流程。

（2）底模施工。建議將分層高度作為標準，通過分析模板剛度和承載力選擇底模參數，一般底層圍囹主梁和第二層次梁分別使用I32a鋼槽和I28a鋼槽，采取雙拼接形式進行施工，同時在梁板上架設10cm×15cm的木方擱柵，并增加竹膠板。由于底模施工過程屬于基礎項目，因此需要圍繞以下原則進行：以測量放樣為標準，明確圍囹高度；及時開展槽鋼建設，進而提升對海上風浪的抵抗性。此外，若樁身的位置存在偏差，需要對圍囹加強防護，并通過對拉螺栓連接圍囹。

（3）側模施工。側模施工原材料是膠合板、I10槽鋼、3根橫向夾條。若想提升側模的穩定性，需要借助50mm×100mm的方木完成斜撐，并處理靠海位置墩臺，通過設置斜拉螺栓提升墩臺穩定性，確保后續混凝土工作的穩定性。同時，利用雙面膠連接模板，穩定上部預埋件，結合定位板尺寸完成開孔操作，通過焊接的方式將墩臺鋼筋和橡膠護舷相連接。此外，在側模安裝完成后，應檢驗模板高度，確保節點位置和連接狀態處于平穩，再開展后續工作。側模安裝過程中，涉及膠合板搭建部分，在安裝中需要鋼槽結構提升工程穩定性和質量。建議利用方木支撐側模部分，并使用斜拉螺栓優化墩臺工程的穩定性和質量，為之后混凝土施工做準備。此外，可以借助雙面膠對模板進行連接，提升預埋件的穩定性，安裝側模后，應進行質量檢驗。

2.3 混凝土施工技術

（1）材料選擇。碼頭建設建設中，原材料的使用對于項目質量影響較大，因此需要對其進行嚴格控制，具體內容如下：①建議選擇水熱化性能較低的水泥材料。②挑選級配優良、質量穩定的粗骨料，同時保障材料具有穩定和充足的來源。③優先選擇級配優良的細集料，如中粗砂。④結合項目工程建設的實際情況，使用節水性優良的外加劑。⑥在選擇外摻料時，以優質礦粉、粉煤灰為主，同時添加外摻料能夠提升混凝土結構的后期強度，增加其密實度，優化項目整體質量。

（2）建設冷卻系統。構建冷卻系統首先需要對冷卻水管完成分層預埋，在找準冷卻水管的位置后安裝控制閥門，同時在墩臺的內側位置增加測溫裝置，一般冷卻水管厚度是1.8mm，外徑是30mm，借助橡膠管對水管進行安裝，進而快速定位連接部位，方便后期維護和管理工作，通過測溫裝置能夠實時了解混凝土溫度變化，提升后期混凝土養護的效率。

（3）混凝土澆筑。由于現澆墩臺的施工環境較特殊，包含水中和水上施工過程。若現場水位高，需要將混凝土施工過程分成多部分。在趕潮水工作中，在水文上升前期對混凝土完成初期澆筑，使混凝土強度和性能在漲潮前期達到標準。混凝土工程一般借助泵車運輸材料，因此車輛行駛的距離和路線應實現優化，提升澆筑工作的速度。工程中墩臺的中間區域是澆筑的重要部分，施工人員可以在澆筑后檢驗澆筑效果和質量，合格后再進行二次澆筑。需要注意的是，墩臺中包含塑料管，因此在澆筑之前應加強預埋處理，確保混凝土和鋼筋之間的貼合緊密，并完成疏通工作，使澆筑口不被鋼筋封堵，提升墩臺的抗風浪能力；混凝土在分層澆筑過程中，每次材料量不應超過360m3，在施工前期預備好充足的混凝土材料，實現工程的連續澆筑；在混凝土結構的第一層到第三層需按照從西至東的原則進行施工，厚度低于30cm，寬度為5m。

（4）混凝土養護。在澆筑工作結束后需要開展養護和切縫工作，防止材料出現裂縫情況，因此需要借助冷卻水管或者砂漿對混凝土完成填堵操作。在施工過程中有必要對施工縫進行處理，混凝土工程中需要開展鑿毛工作，使用淡水對已經澆筑完成的混凝土頂面浸泡24h，共養護3d。針對裸露骨料應在混凝土區域進行擴大作業，并在各層混凝土之間開展插筋工作，若混凝土表面沒有雜質和積水，則可以進入下一步澆筑作業。此外，需要加強對混凝土強度的檢驗，確保其設計強度大于90MPa，并在澆筑開始之前通過鋪設水泥砂漿加強新舊混凝土的融合，檢驗后若第三層混凝土強度大于100MPa，則可以利用吊機將底模拆除[3]。此外，在對混凝土結構進行質量控制時，需要對冷縫問題加強防范，區分澆筑順序和厚度，嚴格把控澆筑時間，防止混凝土出現冷縫問題。

2.4 鋼筋施工

在鋼筋加工與安裝時，應依據設計方案開展工作，標記鋼筋中捆筋和主筋的位置。在實際施工時如果存在預埋件，需要及時對其進行處理，調整鋼筋的安裝方位、加固鋼筋。若想充分提升鋼筋安裝的強度和質量，可以在側面增加保護墊塊，并檢驗材料強度。在鋼筋制備階段，由于高樁碼頭墩臺位置不同，因此使用的鋼筋及其尺寸具有差異性，需要在施工方案中標記每一位置的鋼筋指標，便于后續結合這些數據制備鋼筋。在墩臺鋼筋施工時，建議確保其位置的正確性，同時鋼筋表面的平整性和光滑度應滿足標準，外部不能出現污跡，保證鋼筋接頭區域的平滑度。建議通過綁扎或焊接的形式連接鋼筋，將模板高度作為標準，始終確保綁扎高度低于該數值。此外，鋼筋不能影響樁頂錨固筋和墩臺基礎之間的連接性，以保證鋼筋和墩臺能夠充分結合，提升工程整體的穩定性。

2.5 質量控制

（1）沉樁技術。沉樁技術是高樁碼頭墩臺施工的最重要部分，若想提升其穩定性，需要預先完成勘察工作，加強施工環境中地質、水文等要素的銜接；對沉樁區域的障礙物進行排查，如果存在則及時清除，避免樁間距不均勻或偏差較大；施工人員需要將浪潮因素和天氣狀況納入沉樁施工設計范圍，在大風暴天氣后借助拋石、回填等工藝對高樁碼頭墩臺結構完成補充，促進沉樁施工的有序進行。

（2）岸坡穩定性。高樁碼頭施工時，需要確保岸坡的穩定性，避免其結構失穩導致墩臺出現偏移情況。建議施工人員分析高樁碼頭墩臺結構和岸坡深度之間的關系，結合地形特征，對分層、分段沉降地質完成挖泥操作，確保高樁碼頭墩臺外部傾斜度與墩臺結構相契合，繼而提升結構穩定性，減少大浪、海潮問題對碼頭墩臺結構的沖擊性，延長碼頭墩臺的使用壽命，收獲更多的經濟效益。

（3）潮水應對技術。在建設高樁碼頭時，應在低潮期安裝墩臺模板和鋼筋，接著再開展澆筑混凝土，避免海水長期浸泡對鋼筋和模板質量造成影響。同時，在混凝土澆筑前可以使用淡水沖刷施工環境，并在低潮、浪小的時期進行混凝土施工，確保其澆筑工作效率，防止材料在初凝前被海水浸泡，對混凝土質量造成影響[4]。此外，建議施工過程中在岸坡位置增加監測點，實時監督施工流程，采取鉆孔灌注樁工藝精準布置監測點，確保施工過程的有序、平穩進行。

3 結論

綜上所述，高樁碼頭的建設可以減少成本投入，提升碼頭運行經濟效益，在高樁碼頭中應用現澆墩臺結構施工技術能夠優化碼頭整體質量。通過分層施工形式，對模板、鋼筋、養護、澆筑等環節的管理和控制，提升施工過程和墩臺的整體質量，減少工程病害發生的可能性，降低高樁碼頭在建設過程中的質量隱患。