煤炭码头海上高桩承台施工技术

关键词：转运平台；海上；灌注桩；现浇承台 

　　1 概述 

　　国投湄洲湾煤炭码头一期工程卸船码头总长588m，北侧39m范围内设置转运站平台1座，宽33m，高2.5m。平台底标高+8.7m，顶标高+11.2m；近引桥处设集污池一座底长17m，宽6m，高1.5m，底标高+7.2m，顶标高+11.2m。平台采用高桩承台结构。基桩采用30根Φ1800mm嵌岩灌注桩，其中平台处24根桩桩顶标高+9.7m，集污池处6根桩桩顶标高+8.2m，设计持力层为进入中微风化层不小于5m。灌注桩钢套管采用Q345B钢板制作而成，长度为31～41m。转运站平台上部结构为现浇承台，混凝土强度等级为C40，抗氯离子渗透性C≤1500库伦，总量为3049m3。 

　　2 总体施工流程 

　　钢套管加工、运输→钢套管沉桩→夹桩→桩基施工平台搭设→嵌岩灌注桩冲孔、灌注施工→施工平台拆除→现浇承台施工平台搭设→底模铺设→钢筋绑扎→侧模支立→钢筋、模板、预埋件综合验收→现浇承台混凝土 

　　3 具体施工工艺 

　　3.1 施工总体安排问题 

　　因上游承包商头基槽挖泥施工控制不足，造成转运平台桩基处超挖，钢套管覆土深度不能满足自稳要求，结合总体施工工期及总承包部要求，项目部采用回填碎石措施满足埋深要求。类似工程施工应首先施工灌注桩结构，如必须先施工码头工程时，要求严格控制抓斗船施工深度。 

　　3.2 钢护筒加工、运输 

　　本工程所需30根钢套管均在广州海重钢管厂订制，钢套管采用δ=18mm厚Q345B钢板卷制而成。钢套管利用2000t方驳进行运输。钢套管装船时，钢套管两侧垫楔形木块，钢套管外侧焊接槽钢作为支撑，再用钢丝绳及紧张器将钢套管固定在方驳甲板上。支撑同钢套管以及钢套筒之间接触位置垫土工布 

　　3.3 钢套管沉桩 

　　钢套管沉桩采用福建港口工程公司“闽桩3号”打桩船施工。桩架高72m，配筒式柴油锤D-128型进行钢套管打设作业，钢套管沉桩以贯入度控制为主，贯入度控制为10mm，以不卷边为原则。打桩船打设钢套管定位采用“海上远距离GPS打桩定位系统”来实现。 

　　3.4 钢套管水上接长 

　　钢套管以贯入度控制，且由于基槽超挖，部分钢套管打至设计标高后任不满足设计要求，需进行水上接长。为便于上下钢护筒对接，在第一节钢套管四周焊接导向肋板，导向肋板采用16mm厚钢板，绕第一节钢套管四周对称焊接4个。钢护筒与第一节钢护筒对接端均打设坡口，由于沉桩过程中造成第一节钢套管顶口变形，现场实测顶口数据后，按照现场实际值厂家定制第二节钢套管。 

　　3.5 夹桩 

　　钢套管夹桩采用20#槽钢将每根桩基联成一体结构形式，20#槽钢通过焊接方式同钢套管进行连接。由于靠近码头侧桩基根本无法满足自身稳定需求，虽抛填碎石进行稳桩措施，但为了确保钢护筒稳定，采取边沉桩边夹桩的措施。 

　　3.6 平台搭设 

　　方案设计初期理念为灌注桩施工平台与上部结构平台采用同一结构，减少工程平台搭设工期及施工成本。灌注桩顶部高程为+9.7m，承台底部高程为+8.7m和+7.2m，现场实施方案存在如下限定条件：一是灌注桩桩顶深入承台1m高度；二是灌注桩钢筋笼单根自重25t，承台中间位置钢筋笼安装需求重型起重设备；三是承台底部设计高程因增加集污池而不同，底模支立难度增加。 

　　为了规避以上限定条件，经过多次讨论决定采用如下工艺： 

　　（1）底模支立工艺：根据综合考虑，决定采用牛腿法作为底模受力基础构件，具体工艺比选情况如表1所示。 

　　牛腿作为灌注桩施工平台及混凝土平台底模支撑构件，考虑到后期底模拆除方便，避免码头沉箱及引桥方桩的位置影响，牛腿焊接位置为前后沿方向。牛腿的高程结合两个平台的高度需求，选取高度低的作为控制高程，为了同时满足两个平台施工需求，灌注桩施工平台通过采用安装贝雷架调整施工平台高差，待灌注桩施工完成后将其拆除再搭设上部结构施工平台。贝雷架规格为1.5m×3m，先在方驳上分组进行拼装，装上连接销子插销及支撑架，然后将其运至方驳吊机作业半径范围内。每6片贝雷片分为一组，70t履带吊首先安装一组贝雷架。准确就位后先牢固捆绑在牛腿上，然后在牛腿上焊接卡板进行限位，再安装另一组贝雷片，同时与安装好的一组贝雷片剪刀撑进行连接，依此类推完成整跨贝雷架的安装。贝雷架与分配梁之间采用螺栓固定，防止贝雷架移动。 

　　（2）灌注桩钢筋笼吊装工艺：设计方案灌注桩施工平台高程为+9.63m，考虑满足70t履带吊上平台吊装钢筋笼及钻机在平台上部调整位置方便。 

　　3.7 靠船构件施工 

　　设计在后期在转运站平台2#桩和5#桩分别增加1个靠船构件，靠船构件单重约125t。项目部进过综合必须，考虑构件安装的安全性和灌注桩的稳定，决定采用现浇的工艺替代设计预制后安装的工艺。 

　　首先焊接型钢加固前排单桩，通过桩与桩之间焊接槽20，形成平面网格，减少了桩的自由长度，降低桩的晃动幅度。然后焊接牛腿，搭设主梁、次梁同承台底模工艺，为避免承重梁前倾，在后排桩上焊接上牛腿。 

　　3.8 现浇承台 

　　转运站平台采用分区分层浇筑，施工分缝考虑灌注桩跨中1/3处，分层分区考虑因素：设计要求下层混凝土须达到设计强度的80%，方可浇注上层混凝土；整体浇筑则单次浇筑混凝土量大，混凝土供应不能保证；平台整体结构受力和减少接缝防腐处理，施工分缝不能过多；2区集污池底板处设计要求必须一次浇筑。 

　　结合以上因素现浇承台分三层浇筑，第一层浇筑至+9.87m，第二层浇筑至+11.0m；最后浇筑剩余0.2m的面层、排水沟及皮带机基础墩等。具体方量及分层分区方式如表2所示。 

　　4 结束语 

　　不同形式的码头结构衔接工程施工时，优先考虑高桩码头桩基基础工程的施工，但后期重力式码头基槽开挖及基床夯实部位施工时，也须重点观测桩基的稳定性。此工程采用抛填碎石方式进行桩基稳定补充，碎石抛填工程量较大，是基于工程工期紧的因素，也可采用抛填袋装碎石或袋装砂等方式。 

　　海上高桩承台式钢筋混凝土平台底模支立方式多样，此工程为嵌岩灌注桩，入承台高度较大，且为直桩，故采用牛腿法较为方便，如为斜桩可优先采用吊模法。通过本工程的施工实践，积累了一定的施工经验，为以后类似工程提供了参考。