高樁碼頭現(xiàn)澆上部構(gòu)件精細(xì)化施工技術(shù)探討

周 斌

（中交三航局第三工程有限公司，江蘇 南京 210000）

1 工程背景

工程所處位置為位于湖北省荊州市江陵縣，4個(gè)泊位規(guī)格均為3000t。其中，1#、2#泊位寬為28m，長(zhǎng)為228m，為件雜泊位；3#、4#寬為25m，長(zhǎng)為212m，為散貨泊位。碼頭平臺(tái)和后方陸域銜接引橋?yàn)?座，上游1#、2#引橋?qū)挾葹?2m，3#引橋?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)，下游4#檢修引橋?qū)?m。碼頭為高裝梁板式結(jié)構(gòu)，共有6個(gè)結(jié)構(gòu)段和58個(gè)排架，各排架間距為8m，散貨泊位每個(gè)排架下設(shè)4根Φ1000（δ16mm）鋼管樁（含2根叉樁）+2根B型Φ1000（B130mm）PHC管樁，件雜泊位每個(gè)排架下設(shè)5根Φ1000（δ16mm）鋼管樁（含2根叉樁）+2根B型Φ1000（B130mm）PHC管樁，碼頭上部結(jié)構(gòu)由現(xiàn)澆面層、預(yù)制面板、預(yù)制縱向梁系和現(xiàn)澆橫梁組成。碼頭前沿設(shè)置鋼走道板和700mm（δ14mm）鋼橫撐等系纜平臺(tái)組成，每層系纜平臺(tái)借助7個(gè)扶梯與上層連接。引橋?yàn)榕偶苁搅喊褰Y(jié)構(gòu)，間距為16.0m，排架基礎(chǔ)為3根Φ1000鉆孔灌注樁，其上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆面層、預(yù)制安裝預(yù)應(yīng)力空心板以及現(xiàn)澆鋼筋混凝土帽梁。

2 施工工藝

2.1 結(jié)構(gòu)分析

上、下橫梁及樁帽三部分是高樁碼頭的上部構(gòu)件的重點(diǎn)施工內(nèi)容。樁基和橫梁中起著重要連接效果的構(gòu)件為樁帽，樁帽可以傳遞橫梁上部的力，使力作用于樁基礎(chǔ)上。在高樁碼頭中，下橫梁為受力構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)的受力情況復(fù)雜，通過(guò)下橫梁的傳遞作用，可以使正負(fù)彎矩作用于樁基上。

2.2 工藝分析

當(dāng)前，現(xiàn)澆構(gòu)件大多為非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，而模板和鋼筋則主要采用后場(chǎng)下料的方式進(jìn)行加工，加工完成后為了便于安裝作業(yè)，施工人員應(yīng)將其運(yùn)輸至指定位置。與此同時(shí)，在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)應(yīng)借助攪拌船和吊罐等設(shè)備。在對(duì)下橫梁、樁帽進(jìn)行作業(yè)時(shí)，關(guān)鍵步驟為底模支撐系統(tǒng)的施工，其主要是將鋼牛腿以焊接的方式固定于鋼管樁上，并以此為基礎(chǔ)對(duì)型鋼梁系進(jìn)行安裝。

2.3 工藝流程

（1）施工準(zhǔn)備并對(duì)樁頭進(jìn)行修鑿；（2）測(cè)量完成后對(duì)底模支撐系統(tǒng)進(jìn)行安裝；（3）模板加工完成后在對(duì)底膜進(jìn)行鋪設(shè)施工；（4）運(yùn)輸、下料并安裝鋼筋；（5）對(duì)側(cè)模進(jìn)行安裝；（6）對(duì)混凝土進(jìn)行拌制和澆筑施工；（7）拆模并養(yǎng)護(hù)。

3 對(duì)輔助設(shè)施進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)

3.1 鋼牛腿底模支撐系統(tǒng)精細(xì)化設(shè)計(jì)

（1）鋼管樁具有較為特殊的外形，所以當(dāng)前鋼牛腿的形式以π形和十字形為主。

（2）以現(xiàn)場(chǎng)施工情況為基礎(chǔ)，對(duì)鋼牛腿進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：當(dāng)鋼牛腿為π形時(shí)，應(yīng)將勁板增設(shè)于腹板之間；當(dāng)鋼牛腿為十字形時(shí)，勁板應(yīng)為多層。

（3）為了順利完成單樁樁帽的作業(yè)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)鋼牛腿的安裝數(shù)量和位置進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)。安裝數(shù)量通常為4個(gè)，且應(yīng)呈對(duì)稱(chēng)狀態(tài)進(jìn)行安裝。單樁樁帽鋼牛腿支撐系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 單樁樁帽鋼牛腿支撐系統(tǒng)圖

（4）型鋼制作完成后，將其與鋼牛腿連接，形成完整的底模支撐系統(tǒng)。

（5）鋼牛腿放置完成后，將竹膠板、木板、木方以及主梁等結(jié)構(gòu)增設(shè)在底模支撐結(jié)構(gòu)上方。

3.2 鋼抱箍底模支撐系統(tǒng)精細(xì)化設(shè)計(jì)

（1）為了使豎向荷載的影響得以消除，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)鋼抱箍底模支撐系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）通常在對(duì)鋼抱箍進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)鋼牛腿的數(shù)量和位置進(jìn)行設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，為了使單樁樁帽的結(jié)構(gòu)維持穩(wěn)定狀態(tài)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將鋼抱箍設(shè)置于多個(gè)樁上。

（3）為了使樁身和鋼抱箍之間緊密貼合在一起，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將橡膠板增設(shè)在鋼抱箍?jī)?nèi)，使其穩(wěn)定性得到保障。

（4）以施工原則為基礎(chǔ)，對(duì)鋼牛腿上方結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工和處理。

（5）在對(duì)鋼抱箍進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按如下方式進(jìn)行計(jì)算：①由于樁身和鋼抱箍之間具有較大的摩擦力，鋼抱箍可以承受較大的重力，因此為了維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，鋼抱箍的上部傳遞荷載應(yīng)不超過(guò)摩擦力；②為了對(duì)上述的力進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)樁身與鋼抱箍之間的摩擦進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

3.3 操作平臺(tái)精細(xì)化設(shè)計(jì)

為了使鋼牛腿安裝作業(yè)得以順利完成，施工人員應(yīng)將操作平臺(tái)搭設(shè)在施工現(xiàn)場(chǎng)。倒掛式操作平臺(tái)圖如圖2所示。

圖2 倒掛式操作平臺(tái)圖

3.4 施工便橋精細(xì)化設(shè)計(jì)

在施工便橋施工的過(guò)程中，為了使施工人員施工和行走更加便捷，保障泵管的施工，應(yīng)將施工區(qū)域選在碼頭縱向靠岸側(cè)。通常施工便橋周?chē)姆雷o(hù)欄桿高度約為1.2m，寬度應(yīng)為1.0m，為了防止安全事故發(fā)生，還應(yīng)在橋身上涂上紅白相間的油漆，以示警戒。

4 精細(xì)化施工

4.1 鋼牛腿安裝

（1）在安裝鋼牛腿時(shí)，應(yīng)以設(shè)計(jì)方案為依據(jù)，對(duì)標(biāo)高值進(jìn)行測(cè)定，并采用醒目的標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注；（2）為了使牛腿的穩(wěn)定性得以提高，施工人員應(yīng)使用焊機(jī)對(duì)其進(jìn)行固定，焊接完成后還應(yīng)嚴(yán)格檢查其質(zhì)量。

4.2 對(duì)鋼抱箍進(jìn)行安裝

在對(duì)平臺(tái)進(jìn)行吊裝安裝的過(guò)程中，施工人員先借助起重船將其運(yùn)送到樁頂?shù)奈恢茫龠\(yùn)用分片的施工方式對(duì)鋼抱箍進(jìn)行安裝，將其安裝在平臺(tái)兩側(cè)。在螺栓和抱箍施工完成后，再使用手拉葫蘆對(duì)其進(jìn)行起吊，并將抱箍的標(biāo)高調(diào)整至合適位置，使其符合標(biāo)準(zhǔn)要求，再使用螺栓進(jìn)行固定。

4.3 底模支撐系統(tǒng)安裝

（1）通常主梁應(yīng)為工字鋼，如果使用鋼槽作為主梁還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行雙拼處理；（2）在安裝主梁之前，施工人員應(yīng)對(duì)牛腿頂?shù)臉?biāo)高進(jìn)行檢測(cè)，保障同一樁上的牛腿頂高差不大于5mm；（3）在連接牛腿結(jié)構(gòu)和主梁的過(guò)程中，施工人員需要借助拉桿，并使用焊接的方式對(duì)其進(jìn)行固定；（4）將方木安置在主梁的上方，并使用鐵絲連接方木和主梁，且方木的間距范圍應(yīng)為10～20cm；（5）將木板放置在方木上，使用鐵釘進(jìn)行連接；（6）按照樁帽底部的形狀和輪廓對(duì)竹膠板進(jìn)行設(shè)置。

4.4 鋼筋安裝

（1）在安裝支座時(shí)，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格控制鋼筋支架的精度；（2）將機(jī)械設(shè)備運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)其進(jìn)行檢查，確保符合要求再對(duì)箍筋及鋼筋等進(jìn)行安裝；（3）施工人員應(yīng)以一次到位為原則對(duì)下橫梁鋼筋進(jìn)行安裝，同時(shí)施工人員還應(yīng)該增設(shè)縱向臨時(shí)固定架對(duì)上橫梁的箍筋進(jìn)行處理；（4）在鋼筋保護(hù)層施工時(shí)，應(yīng)確保保護(hù)層厚度符合要求，同時(shí)保障單個(gè)鋼筋焊接接頭平行于混凝土表面；（5）對(duì)鋼筋底部墊塊進(jìn)行控制，保障其距離不超過(guò)1.5m，且墊塊數(shù)應(yīng)大于2。

4.5 模板安裝

（1）通常下橫梁和樁帽為鋼模板，而上橫梁應(yīng)為木模板；（2）為了便于對(duì)側(cè)模進(jìn)行安裝，施工人員應(yīng)先對(duì)底模進(jìn)行清理，并對(duì)底模和側(cè)模的連接邊線進(jìn)行止?jié){處理，同時(shí)施工人員應(yīng)使用起重吊船對(duì)模板進(jìn)行安裝。

4.6 混凝土澆筑

（1）在澆筑時(shí)，為了控制分層應(yīng)采用全面分層法。（2）在進(jìn)行振搗時(shí)，應(yīng)使用插入式振搗器進(jìn)行施工，且將分層厚度范圍控制在30～50cm。在對(duì)混凝土分層厚度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)以水平鋼筋為參照物，測(cè)量工具為卷尺。（3）配筋率、混凝土的坍落度以及振搗器的功率都會(huì)對(duì)插入式振搗器的作用半徑產(chǎn)生影響，當(dāng)鋼筋間距小或者坍落度變小時(shí)，施工人員應(yīng)該減小振搗器的移動(dòng)間距。（4）通常收面施工應(yīng)分為兩遍：第一遍時(shí)間為混凝土澆筑至頂面時(shí)，以頂面標(biāo)高控制線為依據(jù)，先使用刮尺對(duì)混凝土頂面進(jìn)行壓平處理，再使用木抹子對(duì)混凝土表面進(jìn)行多次壓抹，將高于標(biāo)高的混凝土鏟除用于補(bǔ)齊低于標(biāo)高的位置；第二遍時(shí)間為初凝之前，使用鐵抹子對(duì)混凝土表面進(jìn)行多次壓抹，使表面更加光潔。

4.7 鏟除模板并養(yǎng)護(hù)混凝土

（1）在對(duì)側(cè)模進(jìn)行拆除時(shí)，施工人員應(yīng)以季節(jié)為依據(jù)對(duì)拆模時(shí)間進(jìn)行選擇（冬季應(yīng)在混凝土終凝48h后拆模，夏季應(yīng)在混凝土終凝36h后拆模），當(dāng)下橫梁混凝土強(qiáng)度符合要求后，方可對(duì)底模支撐系統(tǒng)進(jìn)行拆除。（2）在對(duì)混凝土澆筑后，施工人員應(yīng)實(shí)時(shí)觀察混凝土頂面的狀態(tài)，當(dāng)其硬結(jié)后，為避免出現(xiàn)龜裂，施工人員應(yīng)將水灑在混凝土頂面上對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了對(duì)高樁碼頭現(xiàn)澆上部構(gòu)件的施工技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化控制，施工人員應(yīng)以實(shí)際施工情況為依據(jù)，控制施工工藝，加強(qiáng)輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)，使施工技術(shù)水平得以提高，保障施工工程的質(zhì)量。