梁板高桩货运泊位码头桩基工程施工技术研究

'梁板高桩货运泊位码头桩基工程施工技术研究　　摘要：在码头工程中的桩基施工技术，应该根据桩基的基本类型以及施工具体的环境来进行选择，但是不论是选择哪一种施工技术都需要严格的对桩基的成孔以及清理和灌注等关键步骤进行控制，这样才可以充分的保证施工的整体质量。码头工程中由于桩基往往处在水下，并承载着整个码头的负荷，因此采用的桩基的形式并且还得完全的保障整个码头工程质量的重点，在进行桩基施工的时候应该依据其实际的地质情况来选择一个合适的桩基类型、施工工艺、施工技术等等，这样才可以充分的保障施工的顺利以及高质。其在码头工程中属于关键性工序，桩基的施式平台选择受到地质、环境、码头标准等多方面因素的影响，同时也直接影响到整体工程的施工工期。本文就分析了正确选择桩基工程施工平台的技术性问题。所以说，在码头工程之中，施工人员必须要从实际来进行出发，进而选择一个适宜的桩基类型，及其适宜的桩基工程施工技术，这样一来就可以高效率、高质量地按时完成施工工作，在最大程度上来保障桩基工程的高质量完工。关键词：桩基工程、码头工程、施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A11 一、前言本工程项目是要新建两个直立框架式的梁板高桩货运泊位码头，此两处码头均为散装水泥出口。码头将按照功能性划分为装卸平台及引桥两大部分，经力学分析和前期规划，拟定装卸平台由8根桩基支撑，而引桥采用5根桩基支撑。码头建筑环境较为复杂，尤其是地质较硬，各桩基需建筑在江边陡峭岸壁处。经前期测量，岸壁坡度约为35o，各桩基表层覆盖的土厚约为8m，土层材料选择由石灰渣等组成部分的杂填土；桩身材料主要选择质地较硬的岩体。二、桩基施工平台的选择该施工地段的水文结构、地形特征为：河段地势陡而险，水下地形相对复杂，在水位较深的地段，经测量码头桩基施工入水下深度最深可达12m左右。且水下水位不均，于前排桩基向河中不到10m处，水深迅速下降至25m。针对该施工环境，笔者所在的施工单位经分析认为，如采用常规性筑岛方法形成桩基平台，则施工期间所需土方量较大，施工过程艰辛困难，且施工工期因不确定因素过多无法预算和把握，施工过程中可能出现的特殊情况也会较多。同时，因桩体一部分建于水下，水下地形变化复杂，再加上长期的河水浸泡，即使筑岛桩基完成施工，其稳定性也会相对较弱，可能因上部其它工程钻孔、重压等，引起塌方，形成危险隐患。11 而选用具有支撑结构的钢管支承桩平台，则可以大大避免筑岛的不便性，同时在该项区域的实地状况下，具有以下优点：（1）施工工期易把握；（2）桩体稳固安全，受外界因素影响较小；（3）钢平台施工完成后，较少对其它施工造成影响或干扰；（4）结构简单，易于操作与施工。当然，选用钢平台相对于筑岛的造价要高，但综合考虑多种因素，最终由工程施工单位确定，使用钢管支承施工平台进行作业。三、码头工程中桩基类型和技术分析在码头施工的过程之中，桩基因其实处于水下的，它务必得适应水下复杂的地质结构，例如可以充分的适应粉土、砂土以及粘土等等特殊的地质结构情况，且一定得在没有覆盖不足或者是没有覆盖的地质结构上稳固的建立起来。随着社会经济的飞速发展，而其港口也在不断地拓展建设之中，深水与外海已经进入到了人们所开发的范围以内。除此之外，船舶装载机械以及吨位在逐渐的走向大型化的道路，这些均对码头的质量要求也在日益增高，所以在对作为码头基础的桩基的要求，随之也会越来越高，它务必得承担更猛的水流冲力、更大的风浪、更重的船舶以及更难的作业机械，所以说，我们就得选择更加合适的桩基，在目前来说，就成为了码头工程的重要前提。1、依据桩型的特性来选择桩基的类型11 (1)水冲桩，这类桩基形式与钢筋混凝土的方案很相似。当锤击沉桩要穿过连续层厚度达到8～15m、标贯N>20击的砂层时，在这种情况下施工是相当有困难的，而此时可行的办法就是改为水冲桩。水冲桩最大的缺点就是在施工中沉桩的偏位比较大，不容易控制，如果出现偏位过大的情况，还需要进行后期加工，这样一来就大大提高了成本造价。(2)预应力管桩，这一类型的管桩充分的按照混凝土的壁厚以及强度等级，可以分为预应力高强混凝土管桩以及预应力混凝土管桩。预应力管桩的桩基形式与钢管桩是比较相似的，但它可以承载的载荷一定要小于钢管桩。虽预应力管桩在施工中的难度是比较大的，但它因其承载能力一般、造价低等的优点就会使得它就可以充分的适应一般码头的要求。PC就是预应力混凝土管桩的代号，PHC是预应力高强混凝土管桩的代号，PTC就是薄壁管桩的代号。而其中PHC桩的混凝土强度等级不能低于C80，薄壁管桩强度等级不可以低于C60，PC桩的混凝土强度不可以低于C50。11 (3)钢管桩，钢管桩是作为在码头工程是中主要的桩基结构的形式，沉桩的操作简便，但它的造价是相对比较高的，所以在不需较高承载需求的情况下可根据具体情况使用。它是由企口榫销、企口榫槽以及钢管所构成的，其直径的左端管壁上竖向连接的是企口槽，一边开口的方框形就是企口槽的横断面，在企口槽的侧面是设置有加强筋，其钢管直径的偏半径位置竖向连接之处而且其右端的管壁之上有企口销，企口销的槽断面是工字的形状。钢管桩可以起到、围水以及围土等的作用，其所具有的优点就是密封性好、搭接容易、使用方便、结构简单以及设计新颖的优点。2、依据码头不同的结构类型来选择桩基的类型我们在选择桩基的时候，施工人员还一定要清晰地了解码头的整体结构的设计类型，尤其是要进一步的了解到码头桩位分布的情况，这些资料数据就可以更好地帮助其施工的人员来选择桩基的类型，就会达到事半功倍的效果。3、依据码头的载荷不同来选择桩基的类型对码头具体载荷的分析，指的就是对码头的具体用途进行分析研究，然后获得相关的资料数据，最后再根据整体数据来具体地选择桩基的类型。4、依据地质的具体情况来慎重地选择桩基类型必须得从实际来进行出发，所以我们在选择桩基之前，分析和汇集码头工程的地质情况，务必得试验性地检测码头整体的地质层，并且分析它们的不同构成成分，是中砂、砂质粉土还是细沙等，这就是施工人员的第一步。施工人员还得详细地检测出它们的密度、厚度、标贯击数等等，然后就整理出相关的数据资料，在很大程度上来为选择桩基类型提供一个必要详密的基础数据。四、施工工作的技术方法1、制桩和运桩11 桩一般在基地预制，运到工地沉放。预制时要根据沉桩的顺序分类安排生产，应提早预制，以保证沉桩过程中不会因缺桩而导致沉桩作业停工、但也应注意，不宜过早生产或者使预制场制桩生产率过大，否则会加大预制场储存场地面积和积压资金。在制桩数量上还要考虑有一定的富裕量，以防施工中因基桩损失而影响工程进度。用离心法预制的钢筋混凝土管桩，以及钢桩则可分节预制，运往工地拼接成设计要求的长度。运输桩的方式方法，耍根据预制场和施工现场之间的交通运输条件来决定。应尽可能采用水运，如用驳船装运，桩过长时，可改装驳船。若采用公路和铁路运输，桩长受到运输工具的限制时，在施工现场要增加接桩的工作，给施工带来困难。2、测量基线11 为使桩沉放到设计位置，需要敷设施工基线和桩位控制点，以便准确地进行走：位工作。基线应沿拟建码头岸线设置，通常要设二个方向的施工基线，其中一根尽可能与码头的轴线平行或垂直。施工基线应该布置在地面平整、无沉陷的地段，不受或少受外界施工的干扰，以免施工基线走动。若由于地形条件或其它原因不能采用上述方法布设基线时，可布设任意夹角的基线，或者一条与码头轴线倾斜相交或平行的基线，用二架或三架经纬仪以任意角前方交会法进行控制。施工基线要与工地控制网相衔接，并建立施工座标系统。施工基线的测设应满足精度要求。　　3、沉桩作业沉桩作业是桩基码头施工的主要工程，它的质量和进度受着施工条件和自然条件的影响。必须充分利用有利条件，采取适应当地条件的工作制度，争取时间与空间，为后续工程创造条件，使码头施工作业能早日全面铺开。总之，组织好沉桩作业是码头工程顺利进行的基础和关键。（1）沉桩方法的选择随着科学技术的发展还会有新的沉桩方法出现，在具体的工程上选用何者为好，需要根据码头工程的地理位置，水位，风浪、地质等自然条件，以及工程规模、设计、设备、动力等技术供应情况，工期等施工条件，进行详细的调查，通过多个方案的技术比较，必要时还要通过试验，才能确定合适的沉桩方法。对于离岸边较远的陆上打桩，问题较简单，在确定采用预制桩以后，就是选择用什么打桩机和打桩锤的问题。11 对于临近岸边的桩基工程，可以采用搭设栈桥，由陆上打桩架打桩，或者在水深足够时用打桩船进行水上打桩。用陆上沉桩法，要搭设临时施工栈桥，沉桩时要起重船配合，还要有相当的准备时间，但是施工时可以不受或者少受气候，潮水的影响：沉桩进度快、质量好。在近岸水浅的情况下较为有利于用水上沉桩法，不用搭设沉桩施工栈桥，打桩船进点以后就可以开始沉桩，可以利用水深打长桩，不用起重船配合、船舶调动，改变桩架坡度都很方便。（2）沉桩顺序的确定沉桩以前要先拟定好沉桩的顺序，顺序的合理与否对施工进度和施工质量的影响很大。最好采取顺岸打桩的顺序。由岸边向外逐排打设，如用一条打桩船沉桩时，最好采用顺排间隔沉桩法；采用多条打桩船同时打桩时，应使船舶之间保持相当距离，让土壤中因沉桩震动引起的孔隙水压力得以消散，有利于岸坡稳定。尽量减少打桩架移架，改架、移锚的次数陆上打桩考虑桩架移动的方便，水上打桩减少改变打桩架坡度和移锚的次数，因此在拟定打桩顺序时对桩位布置。要了解工作船舶的尺度，研究它们的布置。不使打桩船有碰撞已打好的桩的危险，一般不采用打桩船跨桩顶打桩。要考虑好锚缆的布置、各种工作船舶之间的协调。4、桩基布置高桩码头的桩基既是基础，也是结构的主要构件，基桩与其上面的横梁组成横向排架。桩基布置不仅关系到整个码头结构受力情况，在码头结构的总造价中也占有相当大的比重。其布置原则是：应能充分发挥桩基承载力，且使同一桩台下的各桩受力尽量均匀，使码头的沉降和不均匀沉降较小；应使整个码头工程的建设比较经济；应考虑桩基施工的可能与方便。因此桩基的布置应拟定几种方案通过分析比较确定。11 （1）横向排架中桩的布置高桩码头一般均承受水平的船舶荷载等。承受水平力较大的码头宜布置叉桩，当桩的强度和桩顶位移能满足使用要求时，经技术经济比较，也可全部采用直桩。桩基的布置与码头面上的荷载有关，并应结合纵梁的布置一起考虑，原则上桩应尽量布置在纵梁下面。以顺岸式高桩码头为例，当码头上有门机时，门机荷载较大，在门机下设门机梁，门机梁下相应地布置桩，靠前沼的门机梁下可布置双直桩，叉桩一般布置在后门机梁下。这可使较大的集中荷载直接通过桩传人地基。窄突堤码头一般两侧靠船，桩基也对称布置。（2）桩基的纵向布置桩基的纵向布置与横向排架问距有关。横向排架间距主要决定于作用在码头上的荷载和基桩的承载能力，为了发挥桩基承载能力，常采用长桩大跨，但上部构件尺寸和重量增大，又使造价相应增加，而且要求设备有较大的施工能力，也给靠船构件的工作和防护设备的布置带来一定困难。（3）桩基的平面布詈11 桩基在进行平面布置时，应安排好斜桩的倾斜方向，要避免桩与桩在泥面下相碰，考虑到打桩偏差，两根桩交叉时的净距不宜小于50cm、此外，还要考虑桩基布置对施工程序的影响。应使平面布置符合下列要求：保证每根桩都能打，且施工方便；不妨碍打桩船的抛锚和带缆；尽量减少调船和变动打桩架斜度。（4）桩长支承桩的桩长根据岩层(或其他硬土层)的标高确定。摩擦桩的桩长一般根据所需要的承载力确定。为了减少码头的沉降和提高桩的承载力，应尽量将基桩桩尖打人良好持力层的一定深度。如不能达到良好持力层时，也应使同一桩台下的桩打至同一土层，且桩尖标高不宜相差太大；桩长不宜超过打桩船能打的高度，否则必须接桩，接桩数量不宜多于一个，接桩位置宜设在泥面下且计算内力和腐蚀性较小处，同时应考虑施工的可能性。五、结语该工程项目的码头桩基施工平台搭建约用时20天，而两个泊位桩柱的建设从施工到完成用时不到三个月，整个工程根据施工前的规划按时按质完工，此期间需因降雨因素造成短期停工，但好在延时不长，在后期工程施工过程中通过赶工保障了在预计工期内完成工程项目。当然，此次降雨也让我们看到了采用钢管支承桩平台作为码头桩基工程的基础的优势所在，回想如果当初选用了筑岛方式，那么在该次施工过程中因降雨涨水而造成筑岛的浸泡，很可能会大大影响桩基的稳固性和安全性，甚至影响到整个工程的进度。总之，钢管支承桩平台能够最大限度的减少因外界因素干扰所造成的施工影响，对码头桩基施工的开展提供了有力保障。11 参考文献：[1]文进军：《浅谈桩基检测技术在建筑工程中的使用》，《中国高新技术企业》，2010年28期[2]虞红军：《码头工程中的桩基工程施工技术分析》，《中国水运(下半月刊)》，2011年03期[3]李中黄荻：《桥梁桩基施工关键技术研究》，《山西建筑》，2009年02期[4]李延枢：《某高速公路特大桥南塔桩基施工技术》，《中国水运(下半月)》，2010年04期11'