無掩護海域潮水淹沒區碼頭樁帽高質量施工措施

馬禮明 中交二航局第三工程有限公司

曹佃衛 中國港灣工程有限責任公司

1.工程概況

越南沿海海港工程煤碼頭為高樁梁板結構碼頭，碼頭位于離岸約1k m處，由921m長引橋與陸地相連。該煤碼頭共有現澆樁帽92個，按照結構尺寸可分為4 類，即A類23個（4m×2.5m×1.2m），B類28個（4m×2m×1.2m），C類37個（4.8m×2.0m×1.2m），D類4個（12.85×2×1.2m）。根據項目總進度要求，需在東北季風過后的3個月內完成樁帽施工，這樣才能保證碼頭總體施工能夠下一個東北季風來臨前完成，進而確保卸船機等在東北季風期來之前上岸投運。

2.施工條件分析

2.1 無掩護外海域施工條件分析

該項目位于越南南部，屬熱帶海洋性季風氣候，每年10月至翌年3月為東北季風期，施工海域海況極為惡劣，基本無法施工，而4～10月則為西南季風期，海況相對較好，故碼頭施工安排在4～10月份。該工程碼頭施工期間，南、北防波堤正在建設中，而碼頭離岸約1km，處于敞開的海域。即使是在海況相對較好的西南季風期，施工海域仍有25～50cm的浪高，還伴有涌浪及洋流，且每月有約7～10d間歇性的大風浪天氣，月有效施工時間約20d。

2.2 潮水淹沒區施工條件分析

該項目施工區域潮型為不規則半日潮，每天小潮和大潮各兩次。根據相關測量數據，大潮時潮差3m，小潮時潮差為1.8m，潮位標高變化范圍為約+1.0～+4.8m，而本項目碼頭樁帽底標高為+3.6m，頂標高為+4.8m，處于潮水淹沒區內。為確定每日有效作業時間，根據施工海域臨近的水文站發布潮位表及現場實測對潮位的修正，繪制了每日潮位-時間變化曲線，本項目落潮時潮位降低至樁帽底標高到漲潮時淹沒過底標高時間差約6h，即可利用的低潮位施工時間約6h。

2.3 海工結構混凝土施工質量要求高

該項目為海工工程，采用歐美規范，質量要求高，特別是處于潮間帶、浪濺區的鋼筋混凝土結構，對施工質量要求嚴格。樁帽在施工過程中，鋼筋、混凝土等需要注意防止被海水污染的質量問題。此外，在無掩護海域現澆混凝土時，當模板、鋼筋設置完畢而未澆筑混凝土前或者已澆筑混凝土但未達到設計強度時，會因風浪沖擊、震動的影響而造成模板、鋼筋損壞，或影響混凝土質量。

3.施工措施

3.1 優化混凝土配合比

根據海水環境下混凝土抗氯離子滲透等耐久性要求以及確保在潮水淹沒樁帽前混凝土有一定強度以抵抗波浪的沖擊，本項目樁帽混凝土特別采用了含硅粉及早強劑的配合比設計，具體如表1所示。

3.2 采用抗波浪能力強的整體鋼模系統

為滿足現場潮水淹沒、抗擊波浪沖擊，設計了一套整體鋼材質模板系統。

3.2.1 底模系統

（1）底模支撐為雙鋼抱箍，可提供足夠支撐力。底模主梁采用工35型鋼，型鋼與鋼抱箍焊接，可將多個樁帽連成一個整體排架，以提高整體穩定性及抗波浪沖擊能力。

表1 樁帽混凝土配合比

（2）底模主梁上均布C15槽鋼，且與主梁型鋼焊接，均布槽鋼之上再鋪設5mm鋼板。底模主梁型鋼以及均布槽鋼連接，使得底模支承系統構成鋼絎架體系，有更高的穩定性。

（3）主梁型鋼與抱箍，均布槽鋼與主梁型鋼等之間均采用點焊連接，在保證一定的抗波浪沖擊的能力的同時便于后續拆除。

（4）底模鋼板鋪設時，在樁位處預留孔洞，預留孔能大大減少涌浪對整個底模系統的沖擊力，避免損毀。在綁扎鋼筋、澆筑混凝土前，利用兩塊“凹”形鋼板對拼，非常快捷。

3.2.2 側模系統

（1）側模板面為厚1cm鋼板,外側為橫縱向間隔50cm厚1cm鋼板肋帶。模板為根據樁帽尺寸定制，便于吊裝拼接，具有足夠的強度、剛度以及抗波浪沖擊能力。

（2）立模時分塊吊裝，拼縫處采用D16螺栓連接，可以節省安裝時間且便于拆卸。外側用C100槽鋼，上下用對拉螺桿拉緊夾住側模，對拉螺桿從模板底及混凝上部通過，不穿過混凝土；另用松緊螺栓與上口對拉，以便于調直模板。側模上口帶線后加鋼管支撐，或打槽鋼斜撐固定，模板整體性較好，有一定的抗波浪沖擊能力。

（3）側模設計頂標高比樁帽高約0.8m，以避免混凝土澆筑完成后，漲潮時海水倒灌或者波浪沖擊而濺入海水。

3.3 工序的優化及組織銜接

3.3.1 合理劃分工藝流程

樁帽施工工藝流程如下：根據潮水變化以及相關工序需在低潮時間段內完成的特點，可將上述完整工藝流程劃分為三階段。第一階段為鋪設底模及其之前的工序，第二階段為鋼筋綁扎、側模安裝、混凝土澆筑，第三階段為澆筑后的工作。第一階段，可趁低潮位期盡可能多的安裝好底模系統，形成工作平臺。第二階段所有工序在一個低潮位期內完成，更利于質量控制，對于部分因尺寸大、異形的樁帽，無法在一個低潮位時間內完成，鋼筋綁扎可在前一個低潮位期完成，并在緊鄰的一個低潮位期內完成側模安裝和混凝土澆筑。第三階段為養護、拆模等收尾工作。據上面工序劃分，第二階段工作內容多，時間緊，是施工質量控制的關鍵，需重點注意第二階段各工序的優化及銜接組織。

3.3.2 重點工序優化和組織

（1）鋼筋綁扎。①以樁帽為單位的確定鋼筋需求數量（配有一定余量），預先下料配齊，通過浮排轉運至樁帽附近，6人一個班組，潮水低于底模前，準備就位。一旦水位低于樁帽，工人立馬開展鋼筋綁扎，每批次對應一個樁帽，針對性強，響應迅速，避免出錯。②針對鋼筋綁扎耗時最多，綁扎前安排工人反復熟悉圖紙并先在岸上進行試驗綁扎，摸清綁扎時長，并提升工人綁扎熟練度。按照6個人一個班組固定，分配指定的樁帽，確保各班組對樁帽鋼筋熟悉程度和彼此配合默契度。

（2）側模安裝。模板安裝班組同樣以6人一組且固定。吊裝前，浮吊船就位，側模為定制鋼膜，分類、編號堆存在起重船上，鋼筋綁扎后可以實現快速精準吊裝。

（3）混凝土澆筑。采用攪拌船澆筑工藝，備料齊全，混凝土供應有保證，方便靈活，質量可控。澆筑前可拖至相應樁帽附近待命即可，條件具備，可立馬澆筑。

（4）通過上面各工序時間優化和嚴密的組織銜接，對于無預埋件、矩形形狀的61個B、C類樁帽，單樁帽鋼筋綁扎耗時約3h，側模安裝約1h，混凝土澆筑0.5h，合計約4.5h，可在一個低潮期內完成。另23個含預埋件且“T”字形狀的A類樁帽、4個結構尺寸稍大的D類樁帽，因鋼筋量大、綁扎難度大，預埋件安裝等耗時稍長，無法保證鋼筋綁扎、側模安裝、混凝土澆筑在一個低潮位期內完成，故在前一個低潮位內完成鋼筋綁扎，并在緊鄰的一個低潮位完成側模安裝、混凝土澆筑。

4.其他注意事項

（1）施工過程中鋼筋、模板等防止海水污染，在轉運和堆存中注意遮蓋，如有污染，用清水進行沖洗[2]。

（2）對于無法在一個低潮位期內完成鋼筋綁扎到混凝土澆筑的樁帽，須確保鋼筋綁扎與潮混凝土澆筑在緊鄰兩個潮位進行，以盡量減少鋼筋受海水浸泡時間。

（3）混凝土初凝后覆蓋麻袋并灑水養護。拆模時間盡量延后，本項目拆模控制在澆筑完成72h之后，一是保證混凝土足夠的強度，二是保證混凝土盡可能晚一點受海水浸泡。

5.結束語

通過上述一系列措施，項目克服了涌浪、潮水淹沒影響等諸多困難后，前后歷時80個晝夜，高質量完成了碼頭樁帽的施工，為碼頭后期上部結構的施工奠定了堅實基礎。