高樁式碼頭樁帽梁底模設計與實踐

江坤 中交四航局第二工程有限公司

1.工程實例

本工程位于廣東省江門市西江干流白頃頭上游約3km的右岸。碼頭平臺采用框架式樁基梁板結構形式，樁帽梁支承于直徑800mm PHC樁上,嵌入樁帽梁底0.3m。

樁帽梁設計底標高為1.1m，而白天潮位0.6m～1.2m（潮差小），采用傳統簡易鋼抱箍夾樁做底模支撐系統工藝，鋼抱箍安裝位置為樁帽底往下約82cm，處于臨水面濺浪區，施工難度極高；且依托已有管樁作為上部結構的支撐基礎，抱箍支撐是必不可少的重要措施。抱箍支撐是靠鎖緊抱箍對管樁表面產生的壓力下，產生的樁表面靜摩擦阻力來承擔模板系統傳遞的荷載。PHC樁表面光滑，表面浸泡后摩擦系數降低使得支撐整體荷載容易發生滑移而變形，可靠性降低，潛在安全質量風險較高。因此有必要采取可靠技術措施消除這一影響。為此采用了改良的工藝：基于鋼抱箍配合反吊作為支撐系統的施工工藝。

2.樁帽梁底支撐選型與設計

為方便施工，抱箍規格不宜過多。為此選擇最大構件樁帽梁作為模板支撐受力最不利工況為計算依據。支撐系統結構由鋼梁、抱箍等組成，40a工字鋼架設在抱箍牛腿上作為底模支撐體系主梁；其上鋪設枋木和模板構成樁模梁底模及作業平臺；側模板采用鋼模板；上部靠船構件采用吊環橫穿2根10號工字鋼，架在40a工字鋼上固定，待鋼筋焊接牢固后與樁帽梁澆筑成整體。

2.1 鋼抱箍

鋼抱箍作為底支撐鋼梁定位安置點，依靠自身與PHC樁的摩擦力承載著整個支撐系統帶來的荷載。考慮抱箍安置點低，因此抱箍應充分考慮反吊提供的承載能力，抱箍夾樁的摩阻力僅考慮安裝縱向支撐鋼梁前的抱箍位置穩定所需，可降低對高強螺栓連接的要求以及抱箍高度的要求，達到節約成本目的。經計算：1～2排采用高度30cm大抱箍，第3～9排采用高度15cm小抱箍即滿足要求。

2.2 反吊設置

在PHC樁上的支撐系統均需采用反吊，且以反吊提供模板支承力，抱箍系作臨時定位和穩定傳力構件。第1排PHC樁受靠船構件、樁帽梁、系船梁走道板三道豎向向下支座力，承受荷載力最大。其次第2～9排PHC樁主要受樁帽梁、縱向連系梁兩道豎向向下支座力，故設計兩種反吊系統提供保護，即滿足安全質量要求，達到節約成本目的。圖1為反吊系統示意圖。

圖1 反吊系統示意圖

3.施工工藝

本工程施工水位分汛期和枯水期，汛期水位較高，高潮位時淹沒樁帽梁，導致無法進行模板安裝，故必須考慮河水潮汐變化，在合適時段內抓緊安排底支撐系統施工作業。具體步驟分為：

（1）在樁頭放線，放出梁底標高控制線H-0.52m，以此作為截樁和確定抱箍位置及精確定位抱箍上安裝工字鋼牛腿的頂面位置。

（2）截樁后通過浮排做為抱箍安裝平臺，在低潮位時及時將抱箍安裝就位，焊接工字鋼牛腿，然后安裝圓鋼反吊，通過連接板與牛腿上連接。須嚴格控制牛腿支承面標高和各連接部位的焊縫質量。

（3）鋼梁在起重船的配合下吊裝就位，調整好位置后點焊固定。樁帽梁端部位通過工字鋼橫擔兩端支撐于鋼梁上；其余部位在鋼梁上安放枋木，鋪設樁帽梁底模。枋木須用扎線固定于鋼梁上，模板須及時與枋木鐵釘固定，以防在高潮位時漂走。在安裝枋木時需兼顧操作平臺的搭設。底模上每跨設置排渣泄水口，在混凝土澆筑前封閉。

（4）樁帽梁側模采用整體式大鋼模板，在起重船配合下就位。在梁側面鋼筋保護層墊塊、內支撐及對拉螺桿的配合下，調整好梁側面垂直、寬度和順直。

（5）樁帽梁澆筑1d后即可拆除側模系統。梁跨較小，在混凝土強度達到設計強度70%后即可拆卸底模及支撐系統：通過導鏈給支撐鋼梁卸荷，切斷反吊圓鋼，拆除抱箍。通過導鏈卸荷，在鋼梁及底模的自重下實現整體平穩脫離梁底。

4.支撐體系安裝技術控制要點

（1）吊掛在樁頭的抱箍、牛腿、支撐鋼梁及傳力焊縫是模板支撐系統的關鍵所在，首先須保障材料的合格和焊接質量，支撐系統的可靠性方可保證；其次應規范使用，在使用期間應盡量分散施工荷載，尤其要避免導致支撐鋼梁或牛腿整體變形過大或整體失穩的過度集中堆載。

（2）支撐模板施工前應詳細編制施工方案和進度計劃，符合現場施工實際情況，相應配套模板周轉數量。各類鋼材型號符合設計要求，嚴控安裝質量，模板支架應有足夠的剛度和耐水性，能承受施工期間荷載和河水的浸泡。

（3）支撐鋼梁為多次使用的周轉材料，拼接、扭曲、銹蝕等情況較為常見，應選取合格的材料作為支撐系統。在安裝架設過程中應控制好抱箍牛腿面標高，來控偏差，確保支撐工字鋼頂標高及安裝平整度符合設計要求。

（4）鋼抱箍是支撐體系的重要傳力節點。牛腿與鋼抱箍接觸面應牢靠焊接，確保焊縫質量應符合設計及規范要求；抱箍、牛腿、橫擔、支撐等集中受力部位應設置加勁板改善其抗變形能力。

（5）鋼抱箍作為提供安放縱向支撐鋼梁的安置點，配合反吊系統提供可靠的支承，故在反吊-抱箍系統設計時，應確保每個吊點有足夠尺寸來保證反吊系統與鋼抱箍系統的連接。在驗收時重點加強檢查反吊圓鋼的規格使用部位、架設連接及焊縫尺寸，保證反吊系統質量安全可靠。

（6）每根PHC樁設置兩道反吊、四個吊點，反吊圓鋼須與樁帽梁鋼筋隔離，控制好樁頭鑿毛尺寸位置，彎曲位置須位于PHC樁邊，反吊兩側通過連接耳板焊接工字鋼上翼板正中，保證焊縫尺寸要求。

5.施工過程的問題剖析

抱箍牛腿支撐面在上部力加載后變形過大，造成底模標高下移。此情況一般為牛腿的規格偏小或支撐點外移過多所致。可通過嚴格控制牛腿材料的規格或質量，以及嚴格按要求位置安放支承鋼梁來避免，也可通過牛腿造支座端加腋來改善，這要求在澆筑混凝土前完成才有效。

斜樁抱箍牛腿安裝相對復雜，不同方向的牛腿與抱箍面的夾角不一，安裝時還易受到焊接變形的影響。可使用其傾向固定這一特點，在準確的朝向上預先安裝牛腿，在安裝時利用樁頭設置把桿加導鏈配合安裝，可實現準確定位和調節。

鋼抱箍、牛腿、縱向鋼梁及高強螺栓等在長時間周轉使用過程中難以避免存在瑕疵及磨損現象，甚至出現彎曲變形導致影響底支撐穩定安裝。為避免發生安全質量問題，定期對各類型鋼的完整性做細致檢查，及時更換不合格材料，對局部開裂變形部位立即拆除整改，嚴格按要求先驗收后使用原則，兼顧效率和安全，做到施工高效，安全可靠。

6.結束語

在水工建筑中，樁帽梁底模反吊施工工藝不僅可以確保施工安全、質量穩定，而且施工效率較高。通過該工程樁帽梁底支撐體系的設計、施工步驟和過程中的要點控制，并結合項目的現場施工實際情況進行分析討論，不斷改進完善施工工藝，使得施工過程中更安全、更可靠，不僅可以解決施工中遇到的技術問題，同樣也能產生良好的經濟效益。