10萬噸級泊位鋼板樁圍堰施工工藝#海上施工

1、鋼板樁圍堰在海上施工的實踐摘要:介紹京唐港10萬噸級泊位鋼板樁圍堰施工工藝，并對鋼板樁圍堰在海上施工的經(jīng)驗進行簡要闡述。關(guān)鍵詞:京唐港；鋼板樁圍堰；施工鋼板樁圍堰工程，是京唐港31#、32#10萬噸級泊位建設(shè)中使用的一項重要技術(shù)，在京唐港的建港史上尚屬首次。下面就鋼板樁圍堰在京唐港海上施工實踐做一簡要介紹。1 工程簡介京唐港31#、32# 為10萬噸級通用散貨泊位，為全遮簾樁式地下連續(xù)墻板樁碼頭。位于一號港池南側(cè)，原東擋砂堤西側(cè)。32#泊位前沿距原海岸線擋浪墻400m。碼頭前墻與擋浪墻之間為平均水深-2.0米的海域，該區(qū)域碼頭施工場地及堆場區(qū)全部由回填造陸而成，為避免回填砂向外擴散造成航道淤積

2、，需在距碼頭前墻25m處修建擋砂圍堰。經(jīng)過方案比選，原采用大袋砂圍堰方案，該方案具有造價低、施工進度快的特點，但在實際施工過程中，發(fā)現(xiàn)由于該區(qū)域海象條件比較惡劣，涌浪較大，大袋砂圍堰很難形成。經(jīng)與設(shè)計單位充分研究討論，改為鋼板樁圍堰。鋼板樁平面布置如圖1，31#泊位鋼板樁圍堰位于西岸，總長345m，32#泊位圍堰自西岸與31#泊位圍堰銜接處拐點開始，向東延伸，總長572m，鋼板樁軸線距前墻軸線25m，它們之間是鋼管樁列軸線，鋼管樁列軸線距鋼板樁軸線8m。按工程總進度安排，鋼板樁圍堰（含鋼管樁）在碼頭結(jié)構(gòu)全部完成后拔出，然后開挖港池形成碼頭岸線。鋼板樁圍堰平面布置鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)為節(jié)省工程造價，鋼

3、板樁圍堰設(shè)計成較簡單的結(jié)構(gòu)形式，斷面結(jié)構(gòu)如圖2，即外海側(cè)為鋼板樁圍堰，內(nèi)側(cè)為鋼管錨碇樁，錨錠樁間距為2m,鋼板樁與鋼管樁用140 槽鋼聯(lián)結(jié)做拉桿，鋼板樁外側(cè)不設(shè)導(dǎo)梁，只在鋼板樁內(nèi)側(cè)焊接一道140槽鋼作圍柃。鋼板樁采用拉森型，長度12m，設(shè)計入土深度6m，頂標(biāo)高+4.0m；錨錠樁采用250、壁厚 mm的鋼管，長度12m，設(shè)計入土深度8m，頂標(biāo)高+2.0m。 2 鋼板樁圍堰施工工藝2.1 鋼板樁圍堰施工總流程施工準(zhǔn)備（含接樁、鎖口澆油膏、自制施工工具等） 施工基線布設(shè) 鋼板樁、鋼管樁軸線控制點布置 船機設(shè)備就位 第一段鋼管樁打設(shè)（50m） 第一段鋼板樁打設(shè)（50m） 第一段拉桿焊接（50m） 第二

4、段鋼管樁打設(shè)（50m） 第二段鋼板樁打設(shè)（50m） 第二段拉桿焊接（50m） 重復(fù)上述步驟至打設(shè)完工 圍囹焊接 清理現(xiàn)場2.2 施工工藝簡介2.2.1. 施工準(zhǔn)備：2.2.1.1接樁、制樁及樁上畫尺寸線鋼管樁和鋼板樁樁長設(shè)計要求都是大于12m, 實際擁有的鋼管樁和鋼板樁有一些是舊樁，樁長不夠，需要接樁，接樁場地設(shè)在出樁碼頭，一是場地平整能保證接樁平直，二是碼頭上電源齊全施工方便；制樁則是制作楔形樁和異型樁，楔形樁用于調(diào)整鋼板樁圍堰軸線方向的垂直度，異型樁主要指轉(zhuǎn)角樁，用于鋼板樁轉(zhuǎn)角處的連接；樁上畫尺寸線則是為了打樁時控制樁頂標(biāo)高，因為打樁時樁頂無法立水準(zhǔn)尺，只能看樁頂與海平面的相對標(biāo)高，根據(jù)鋼

5、管樁頂標(biāo)高為+2.0m的情況，尺寸線由樁頂按20cm一道顏色下畫2m，便于打樁時觀察。2.2.1.2 鋼板樁清理、鎖口澆油膏鋼板樁澆油膏主要有兩個作用，一是潤滑作用,防止鎖口銹蝕保證順利插樁和拔樁，二是止水、止砂防止填土流失。油膏是經(jīng)高溫熬制的混合瀝青膏，比例為瀝青：黃油：滑石粉：鋸末=3:2:1:0.25;澆油膏前要用特制的鋼釬把鋼板樁鎖口內(nèi)的雜物、粘土等清除，用高壓氣泵吹凈，以使油膏與鋼板樁粘合緊密。2.2.1.3 自制施工工具制作自制施工工具主要是鋼管樁支立架和鋼板樁施工掛籃。鋼管樁支立架是為支立鋼管樁而自行設(shè)計的，結(jié)構(gòu)型式如圖3。 圖3鋼管樁支立架架ba 施工時把帶封蓋的圓管套在已打好

6、的鋼管樁上。在沒有封蓋的圓管中插入待打的鋼管樁，夾好錘后將鋼管樁從管中拔出吊到指定位置打樁。cba圖4 鋼板樁施工掛籃鋼板樁施工掛籃主要是為了鋼板樁打設(shè)時上面站人插樁，結(jié)構(gòu)型式如圖4：施工時把掛籃開口一端掛在已打完的鋼板樁上，封口端伸出已打完的鋼板樁端頭（懸掛一半、伸出一半，各約2m），施工人員站在掛籃兩側(cè)插樁，為防止人站在懸臂端時后端翹起，先把后端用鋼絲繩與相近的已打完的鋼板樁上的切割孔系牢（為盡量減少在鋼板樁上割孔，利用吊裝孔），打完3-4根鋼板樁重新調(diào)整一次掛籃位置。2.2.2施工基線布設(shè)控制網(wǎng)由現(xiàn)場施工基線點引測，為方便使用經(jīng)緯儀直觀控制鋼板樁軸線走向，分別在31#、32#泊位圍堰鋼板

7、樁軸線延長線上布設(shè)控制點；水中交點處由在陸上的控制點處支立兩臺經(jīng)緯儀交會立標(biāo)志桿，為方便施工船舶駐位，順軸線方向在水中每200m 拋設(shè)一個浮鼓。2.3.3 打樁船駐位方法鋼板樁軸線 方駁 浮鼓圖5 打樁船駐位方法 50t吊車如圖5所示，打樁船駐位采用順鋼板樁軸線方向，船首停放吊機為打樁位，施工過程中船舶向后退行。2.2.4 打樁2.2.4.1鋼管樁打設(shè)(1)鋼管樁支立因為方駁上只能停放一臺吊車，第一根鋼管樁是無法使用定位架支立，也不能使用輔助吊車立樁，因此我們在船幫上焊接了一個簡易立樁架進行第一根鋼管樁的立樁。因為海上涌浪較大，船舶難以駐位，剛立好的樁在沒有夾好時錘頭就歪了，同時也存在很大的安

8、全隱患，這種方法只能作為第一根鋼管樁立樁使用。第一根鋼管樁打完后就可以利用它并借助立樁架進行其它鋼管樁的打設(shè)，這種方法既快捷又安全，施工中船舶后退時也把立樁架吊著往后倒個，重復(fù)使用。(2)鋼管樁沉樁在立樁架立好樁后，吊車松扣摘鉤安裝吊錘，施工中使用90千瓦電動打拔錘，該錘自重6.8t,夾頭重3t,起錘震動時激振力可達57t,最大振幅1.2cm,夾頭是固定直徑圓夾頭，和400鋼管樁匹配,屬液壓夾頭,夾樁時必須保證夾樁力達到10t以后才能從樁架往外吊樁，然后吊樁就位，縱向軸線用經(jīng)緯儀指揮，距離用自制的卡尺量測，定好位后就可以啟動振動錘沉樁了。沉樁時應(yīng)采用三部沉樁法，即下沉1-2m樁位基本固定時暫不

9、下沉，再測一遍樁點是否準(zhǔn)確，如有誤差將樁拔出進行調(diào)整，如基本準(zhǔn)確繼續(xù)下沉至樁長一半(6m)左右再停止下沉，用經(jīng)緯儀檢查樁的垂直度，不大于1/100時繼續(xù)下沉至設(shè)計標(biāo)高。2.2.4.2鋼板樁打設(shè)(1)鋼板樁支立首根鋼板樁支立采用與首根鋼管樁支立一樣的方法，其余的鋼板樁可以直接吊樁用人工插入鎖口，人工插入鎖口時前6根鋼板樁無法使用站人掛籃，只能站在小船上扶樁就位，因為海浪較大，小船顛簸不易操作，有一定危險，所以打完6根鋼板樁能懸掛掛籃后就使用掛籃站人插樁。(2)鋼板樁沉樁鋼板樁夾樁使用專用液壓鋼板樁夾頭，液壓箱可以和鋼管樁液壓箱通用。鋼板樁沉樁時要注意控制縱橫兩個方向的垂直度 ，一般情況下，吊車鉤

10、頭繩應(yīng)順軸線打樁方向相反方向用勁，以免鋼板樁向前進方向傾斜，垂直軸線方向則用經(jīng)緯儀控制。3 施工經(jīng)驗小結(jié)3.1 鋼板樁圍堰的施工方法水上打設(shè)鋼板樁，傳統(tǒng)的施工方法是先打設(shè)導(dǎo)向梁和導(dǎo)向架，以控制板樁墻的軸線位置，保證樁的垂直度，減小樁的平面扭曲和提高效率。而本工程要求三個月必須完工，針對本工程為臨時圍護工程且工期較緊的特點，對多種方案進行了分析比較，若打設(shè)導(dǎo)向梁和導(dǎo)向架，投入巨大，工期加長，不可能按期完工。若沒有導(dǎo)向梁和導(dǎo)向架的支托，鋼板樁軸線和垂直度又很難保證。最終采用了制作掛籃等輔助工具施工作業(yè)的方法，人員在其上完成將樁插入鎖口、調(diào)整方向的工作，而且吊運方便，是一個靈活方便的作業(yè)平臺，滿足了

11、施工要求，大大加快了施工進度，節(jié)約了施工成本。3.2鋼板樁圍堰的效果分析鋼板樁圍堰在施工中起到了以下作用：(1)、緩解了回填土的波浪淘刷問題，加快了填土的進度，確保了碼頭工程按期開工。(2)、止水效果明顯，在胸墻的開挖施工中，開挖至平均水位以下2m位置上，僅采取15m間距打設(shè)一口抽水井即能保證干作業(yè)施工。(3)、鋼板樁圍堰一旦形成整體體系，抵御風(fēng)浪能力很強，能有效的保證碼頭的正常施工。3.3 方案的不足與完善作用在板樁墻上的設(shè)計荷載有土壓力、剩余水壓力、波浪力等，但方案驗算時只考慮了打樁期間的波浪力和剩余水壓力，以至在鋼板樁墻與鋼管樁錨碇之間只采用了140型槽鋼拉桿的簡單焊接，由于回填土是在打

12、樁之后，打樁時不存在土壓力，打完樁后土體回填到位，在大風(fēng)浪沖刷下回填土沖刷淤積到鋼板樁后對鋼板樁產(chǎn)生土壓力。以至大風(fēng)浪過后部分拉桿開焊，鋼板樁外傾。由于地質(zhì)勘查時選點較少，發(fā)現(xiàn)在31#、32#泊位鋼板樁圍堰拐角處，出現(xiàn)較深的淤泥層，按樁頂設(shè)計高程4.0m打完后，出現(xiàn)鋼板樁在自重及波浪力作用下下沉的現(xiàn)象，我們采取了加大板樁入土深度，加密鋼管樁錨碇的方法，板樁頂面標(biāo)高2.5m，鋼管樁間距1.5m。但這樣又使波浪越過板樁頂面的幾率加大了，淘刷里側(cè)的回填土，影響地連墻施工。圖6 圍堰加固圖由于鋼板樁圍堰標(biāo)高的降低以及波浪力在鋼板樁處能量的疊加，造成波浪越過板樁頂面并將鋼板樁里側(cè)的回填砂涮走，并導(dǎo)致拉桿焊點多處開裂，導(dǎo)墻下面的基層土被海浪帶走，影響了碼頭工程的施工。為此我們按圖6所示對鋼板樁進行了加固。首先，在錨錠樁之間用槽鋼連接起來，拉桿間又加了交叉腹桿，使拉桿、圍柃、腹桿及錨錠樁之間背梁形成平面整體框架，框架與鋼板樁、錨錠樁又構(gòu)成整體性更好的空間結(jié)構(gòu)。同時，護坡土工布