高桩码头范文

高桩码头范文（精选10篇）

高桩码头 第1篇

1.1 工程简介

天津港19、20#泊位码头结构加固改造工程位于天津港北疆港区第三港池西岸, 二突堤东侧, 原设计等级为2个1万吨级杂货码头, 改造后等级为1个5万吨级杂货码头。本次改造前方承台基本全部拆除, 然后新建前方承台, 改造后码头前沿线向海侧平移7m。

1.2 工程特点

1.2.1 码头经历多次修复, 结构复杂

本泊位于上世纪80年代初竣工, 至今已经30多年的历史, 期间经历多次修复改造, 部分结构变化较大, 大部分桩帽修复加大改造, 且板式靠件单件重量在30t以上, 结构复杂。

1.2.2 拆除工艺复杂, 项目多

原码头结构中的各预制构件的板、横梁、纵梁、靠船构件、系船块体之间接缝、节点处的钢筋交叉连接且密集, 拆除时需一一凿除切断, 工艺复杂, 项目多。

1.2.3 节点工期紧张

拆除工程需在2012年以前全部完成, 同时由于需要水下潜水作业, 应在进入冬季之前完成大部分施工, 实际施工时间仅有2个月的时间, 加之桩帽标高较低, 整体节点工期较为紧张。

1.2.4 作业面小, 相互干扰大

施工现场施工作业面较小, 拆除需由破碎锤及吊机交叉作业, 为确保安全性, 吊机坐落位置必须明确规定, 这样就造成了难免的交叉作业, 加之相邻泊位的生产运转, 整体的相互干扰较大, 对整体施工有较大影响。

1.3 主要拆除工程量

2 拆除施工工艺

2.1 施工总体安排

2.1.1 总体施工原则

遵循先附属设施后主体结构、自上而下、自前而后的总体原则, 按先上部结构后桩基工程、先靠件后梁板结构、先陆上后水上、先典型施工后整体推广的分步原则组织施工。

2.1.2 施工总体部署

本工程施工时以拆除靠件作为起点, 作为第一组设备依次按顺序将靠件全部进行拆除。在拆除完成5个排架后, 投入了第二组设备对靠件后方梁板及桩帽桩基等进行拆除。在靠件拆除完成约150m时, 投入了第三组设备自150m位置开始拆除施工, 待靠件全部完成后, 第一组设备逆向展开梁板及桩帽桩基等拆除施工。

2.1.3 总体拆除顺序

码头上部辅助设施拆除→靠件前沿节点凿除→前边板凿空→拆除靠船构件→拆除面板→拆除梁→水下吹排削坡→拆除桩帽 (单桩桩帽除外) →拆除桩基。

2.1.4 拆除设备的选择

1) 设备方案的确定。

从施工效率及施工成本考虑, 采用陆上吊机施工的方式施工效率较高, 施工成本较低, 为此, 拟选择陆上吊机施工的方案进行。

2) 设备的选择。

a.应力计算的分析。按照选择65t履带吊施工计算:65t履带吊自重及配重为65t, 码头拆除的最重构件为32t, 则最大重量为:65+32=97t。

履带吊履带板面积为2.8m×7m=19.6m2。

故履带吊的单位面积重量为97t/19.6m2=4.9t/m2。

根据钢铁码头施工图纸说明, 老码头后承台承载力为8t/m2, 前方承台承载力为5t/m2均大于履带吊车的4.9t/m2, 则说明机械设备自重不影响码头结构安全。

b.设备的确定。根据计算, 65t履带吊可上码头作业, 但由于码头使用年限较长, 预应力梁板有应力损失, 为安全起见, 施工中选择65t履带吊, 且在起吊构件时, 在吊机履带位置铺设了2cm厚的钢板用于应力扩散, 同时要求履带板必须位于梁轴线附近。

本工程拆除采用的是陆上作业为主的施工方案, 共投入了6台破碎锤配合3台65t履带吊进行的拆除施工, 配合气割钢筋循序进行, 被拆除构件采用履带起重机配备拖车运输到指定地点堆放。

2.2 拆除工程的具体方法

2.2.1 靠船构件的拆除方法

工艺流程:凿除靠件前方节点→前边板破碎→吊机就位→吊住靠件→切除前边板钢筋→起吊靠件。

凿除靠件节点时尽量不要将靠件在前方桩帽上的搭接部分凿除 (如图2-1) , 避免靠件下滑, 在吊机就位吊住靠件后破碎锤配合凿除, 前边板已与靠件连成整体, 砼凿除后, 留2-4根钢筋拉住靠件, 防止靠件倾覆 (如图2-2) , 切断钢筋后由起重指挥人员检查无连接后方可下达起吊指令 (如图2-3) 。

2.2.2 前方轨道梁拆除

工艺流程:将第一排面板沿前方轨道梁内侧面板予以凿空 (如图2-4) →凿除前方桩帽上方节点 (将轨道梁与横梁断开) →吊机就位吊住前方轨道梁 (如图2-5) →切除钢筋→起吊前方轨道梁 (如图2-6) 。

靠件拆除后, 就可以进行前方面板及轨道梁的拆除, 由于吊机跨度的影响, 需在拆除第一块面板前先拆除第一根轨道梁, 在凿除桩帽上方节点时, 一定要注意不得超凿, 仅确保轨道梁与横梁断开即可。防止由于超凿造成轨道梁下滑。

2.2.3 横梁及面板拆除

工艺流程:沿横梁中部将横梁凿断→沿横纵梁内侧将面板四周凿空→吊机就位吊住面板→切除面板钢筋→起吊面板→吊机就位吊住前段横梁→切断横梁钢筋→起吊横梁。

由于本工程横梁较长, 单根长度为13m, 搭接于四排桩帽之上, 若整体起吊, 重量较大, 为此采取了中间截断起吊的方法, 同时也便于面板的拆除施工。

面板拆除时, 若直接凿除原有板缝位置, 钢筋多, 凿除较为困难, 因选择将面板四周靠近横纵梁的位置进行凿空处理 (如图2-7及图2-10所示) , 然后利用上方轨道及钢筋拉住面板, 保证其不发生下滑掉海现象。

根据结构形式, 面板位于横梁之上, 所以必须先拆除面板再拆除横梁, 但是由于凿空面板后无法将横梁进行截断, 因此必须在将横梁截断后再进行面板的凿空处理。

2.2.4 后方轨道梁拆除

工艺流程:凿除后方轨道梁与横梁节点 (如图2-12) →前承台后边板部分破碎→吊机就位吊后轨道梁→切除钢筋→起吊后方轨道梁 (如图2-13) 。

两排面板及横梁拆除完成后, 就可以进行后方轨道梁的拆除, 拆除后方轨道梁时, 只需将后方轨道梁与横梁之间的节点凿开即可起吊, 同样要注意凿除时不得超凿, 避免桩帽破坏后梁下滑, 仅确保将节点断开即可。

2.2.5 水下削坡

工艺流程:陆上水上两台挖掘机同时分层开挖→潜水水下削坡→标高验收。

本工程削坡宽度为22.3m, 需将原回淤泥削坡至设计坡比为1∶2的坡面 (开挖断面如图2-14) , 经过讨论和探究, 决定选用陆地及水上两台长臂挖掘机配合施工的方法进行水下削坡。根据设计要求, 对需要岸坡挖泥的部分分层进行开挖, 每层厚度不超过1m, 开挖前, 需对原泥面进行测量, 同设计对比确定后方可进行开挖。

削坡施工过程中必须按照设计要求分层施工, 每层施工完成后利用水砣进行水深测量, 严禁超深, 允许欠挖30cm。

开挖时, 严格控制挖掘机每次挖掘的深度, 首先利用陆上长臂挖掘机将陆侧的回淤泥开挖至码头前沿位置, 由水上长臂挖掘机将回淤泥甩至港池位置 (如图2-15) , 最后利用抓斗船将淤泥挖走。对于桩基周围无法利用长臂挖掘机开挖的部位, 由潜水人员利用高压水枪进行水下吹泥 (如图2-16) , 将淤泥吹至排架中间后, 利用长臂挖掘机进行开挖。

2.2.6 桩帽拆除

需拆除桩帽大体分为三种, 分别为单桩桩帽、双直桩桩帽和叉桩桩帽。

1) 单桩桩帽的拆除连同桩基一起进行, 同桩基拆除时一起起吊;

2) 双桩及叉桩桩帽的拆除。由于原码头经历多次修复, 大部分双桩桩帽已经进行了加大修复, 重量较大, 为保证施工安全, 全部双桩及叉桩桩帽, 需先凿除, 将双桩分为单桩后再拆除桩基。破碎锤上方驳采取将多桩桩帽凿开变为单桩桩帽的方式进行 (如图2-17) , 凿开砼后切断钢筋, 然后同桩基一起起吊。

2.2.7 水下截桩

1) 工艺流程。直桩截除工艺流程:确定切割面位置→潜水员水下凿除直桩海侧两个角砼→吊机就位吊住方桩→水下切割两角钢筋→挖掘机拉倒方桩→水下切断钢筋→起吊方桩。

斜桩截除工艺流程:确定切割面位置→潜水员水下凿除斜桩左右两侧根部砼→吊机就位吊住斜桩→水下切割根部两根钢筋→挖掘机拉倒方桩→水下切断钢筋→起吊方桩。

2) 具体施工方法:待确定好方桩截断位置后, 首先由潜水员下水利用风镐将需截桩的直桩的海侧两角的砼凿除, 凿除位置如右图所示, 凿除深度以钢筋保护层为准, 露出两边主筋为宜, 根据实际情况, 凿至两角处主筋内侧位置, 严禁超凿;然后利用起重吊机索住方桩, 水下切割露出的两根钢筋截断, 同时挖掘机就位, 向陆侧将直桩拉倒, 拉倒后挖掘机撤出, 吊机将方桩完全放倒至地面后, 潜水人员利用水下电焊将残余钢筋截断, 所有设备及人员撤出安全区域后进行起吊, 运至指定位置存放。

对于斜桩, 施工工艺有所不同, 主要体现在凿除砼的部位, 凿除方桩左右两侧根部砼, 仅凿除两边主筋位置, 凿除深度同直桩施工工艺, 以露出根部两根主筋为宜, 其他部位严禁凿除, 然后吊机就位吊住斜桩, 潜水员水下切割两根主筋, 截断后由起重吊机索住斜桩, 同时挖掘机就位, 向逆向将斜桩拉倒, 拉倒后挖掘机撤出, 对于无法截除的钢筋, 同样采用水下切割的方式进行切割。

待方桩钢筋全部截断后, 起吊方桩, 运至指定位置存放。

3) 注意事项。

a.截桩的方向以及需截断的2根钢筋的位置必须确保与拉倒方向相反。

b.任何情况下潜水、起重作业不可交叉进行。

3 施工效率

3.1 上部结构拆除

本工程施工时共投入了6台挖掘机、3台履带吊分三个流水面进行上部结构的拆除施工, 整体施工自2011年9月20日开始, 至2011年10月18日前承台上部结构全部拆除完毕, 共进行了29个工作日的正常施工, 施工效率较高。

3.1.1 靠船构件的拆除

靠船构件共48件, 现场施工效率为平均每天3个靠件, 共进行了16天的施工。

靠件拆除的难点在于靠件节点的拆除, 开工之初, 只有两台破碎锤施工, 效率较低, 后增加破碎锤数量及等级, 引进了6台破碎锤进行节点破碎, 施工效率增大, 保证了整体施工于16日内全部完成。

3.1.2 面板拆除

拆除面板339块, 原预计拆除时间为50天, 实际拆除时间为24天, 比计划工期提前了26天。

最初的拆除工艺为凿除原面板板缝后进行起吊, 但现场实施后, 发现凿除板缝的效率较低, 且凿除难度大, 后经过讨论确定凿除板缝两侧面板悬空位置, 大大提高了效率, 平均每天至少拆除12块面板。

3.1.3 前承台梁的拆除

码头需拆除横梁、门机梁共计159根, 预计拆除时间为40天, 拆除效率为平均每天拆除4根梁。实际施工时间为28天, 平均每天拆除5.7根。

梁的拆除较为简单由于加大了靠件及面板的拆除进度, 所以前承台梁的拆除效率也大大增加。

3.2 基桩拆除

本工程需拆除的基桩共有382根, 原计划施工工期为80天, 平均每天约5根。

实际施工时, 开工时间拖后, 为确保在冬季之前完成截桩, 采取增加潜水昼夜施工的方法, 加快了施工进度, 自10月12日开工, 至11月22日全部完成, 共进行了40天的施工, 平均每天约10根。

本工程所有拆除于2011年9月20日正式开工, 2011年11月22日桩基拆除全部完成, 共进行了64个工作日的施工, 比计划工期提前了1个月的时间。

4结语

天津港19、20#泊位前方承台拆除方法简便快捷, 分三个工作面平行流水作业, 使现场拆除有条不紊, 投入的设备数量合理, 无闲置现象, 拆除施工进展顺利, 比计划工期提前一个月, 实践证明本工程所采用的拆除施工工艺是成功的, 可供参考, 但基桩拆除方法还有待进一步探讨。

参考文献

[1]祝业浩等.天津港19、20#泊位钢铁码头原竣工图纸.天津:天津港务管理局, 1980.

[2]何俊惠, 张智山等.天津港北港池杂货码头工程地质勘察报告.天津中交第一航务工程勘察设计院有限公司, 2010.

[3]马龙等.天津港北疆港区19~20号泊位码头结构加固改造工程水工建筑物检测与评估报告.天津, 交通部水运工程科学研究所, 2010.

[4]高桩码头设计及施工规范, (JTS167-1-2010) .

[5]港口工程桩基规范, (JTJ254-98) .

高桩码头桩基施工质量控制分析 第2篇

摘 要：桩基平台，是高桩码头建设过程中的重点。桩基平台的质量也算得上是码头质量的保障。所以，桩基平台的好与坏，往往决定了码头质量的好与坏。桩基平台的施工方法的得当运用能有效提高桩基平台的施工效率。

关键词：桩基施工；质量控制

高桩码头工程质量通病以下简称“通病”，常常是有关施工管理人员和工人师傅所了解的，但又是经常发生的、普遍存在的工程质量问题。由于其面广量大，对码头工程的正常施工和工程质量危害很大，是进一步提高工程质量和创优质工程的主要障碍，也直接或间接地影响施工企业的经济效益和社会信誉。桩基础属于隐蔽工程，施工工艺复杂，成桩环节多，容易发生质量事故。因此在施工过程中，应对桩基础的施工程序、工艺及方法进行认真地分析研究，制定出保障桩基础工程质量的监控方法和防治措施。

一、桩的来由与制造

特殊的环境，对高桩码头的桩基要求相当苛刻，一丝一毫的差异都可能导致桩基无法正常施工。所以，高桩码头桩基成桩过程至关重要。通常情况下，由特定的人员到桩基预制厂进行预定，大小尺寸，混凝土的比例，都需要与专业数据进行比对。桩的形状也不尽相同，有方桩、矩形桩、还有圆形桩，一般情况下都是整根的预制，但量不会太多。过多的生产，可能造成桩的囤积，因天气原因，有些桩无法下沉施工，在保存过程中造成一定的经济损失；或者不适合的过早生产，桩的质量会有所下降，施工质量也会因此难以保证。

二、质量目标和质量控制依据

2.1质量目标

2.1.1成孔的中心位置、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度及钢筋笼的安装位置.均要符合设计要求

2.1.2原材料（包括钢筋、水泥、砂石料）的质量及混凝土试块、钢筋笼制作、吊装要满足设计和施工规范要求

2.1.3桩身匀质、无断桩、无夹泥等缺陷。

2.1.4桩身的强度满足设计要求

2.1.5桩极限承载力满足设计要求

2.1.6质量标准达到合同要求

2.2质量控制依据

2.2.1合同文件。

2.2.2设计图纸及技术要求

2.2.3《港口工程桩基规范））（JTJ254-98）。

2.2.4《建筑桩基技术规范））（JGJ94-94）。

三、施工准备

3.1资料

施工图及图纸会审纪要；工程地质、水文资料；施工组织设计文件；主要施工机械的配备情况和技术性能指标；原材料的供应计划和质检报告；工程质量、安全生产技术措施的保证；水、电、道路情况；水准基点和基桩轴线的控制点位置等。

3.2质量控制

3.2.1技术人员尽快熟悉图纸.掌握工程的技术指标和规范要求，列出质量控制点。

3.2.2工程测量定位，确定工程基准面的高程、孔位。在测量放线时使用符合精度要求的经纬仪、激光测距仪，采用极坐标定位法放线，其精度须满足规范要求。

四、成孔质量的控制

成孔是桩基施工中的重要环节，若成孔过程中出现缩颈、桩孔偏斜、桩底沉渣过厚等质量问题，将直接影响桩基的承载力。因此，在成孔施工过程中要重点进行以下几个方面的质量控制：

4.1桩基定位

桩基定位不仅是定位桩的坐标，还要合理确定桩基钻孔的顺序。

（1）定位。在施工现场测量定位好桩孔的中心线，使埋设的钢护筒中心与桩位中心线一致，偏差控制在50mm以内，并在开钻时再次复核护筒的中心坐标和标高。护筒埋设好后，要对护筒周围土体进行夯实，防止钻孔时泥浆护筒内泥浆渗漏；由于在河边施工的特殊性，护筒内泥浆面标高应高于地下水位或施工水位1.5-2.0m。

（2）钻孔顺序。钻孔灌注桩的成孔过程中，依靠的是孔内泥浆来保持孔壁稳定，所以在钻孔时为避免钻机对邻近土体的扰动，防止出现坍孔或缩径，应采用隔孔开钻的方式进行施工。

4.2桩孔垂直度

按规范要求，钻孔灌注桩桩孔垂直度偏差应控制在1%以内，桩孔垂直度若未控制好，会直接影响成孔质量和地基承载力。首先在施工机械安装就位时，就要确保施工机械平稳，使吊杆钩、钻杆中心和桩位中心三点成一线；其次，在开钻过程中要经常检查和校核钻杆的垂直度，保证成孔的垂直度小于≤1%，始终保持钻杆垂直钻进，钻进中如遇到倾斜的硬质基岩时，应放慢钻进速度将钢丝绳卡紧，进行吊钻，直至磨出一个小槽为止，钻头才能顺其小槽进行正常钻进。

4.3泥浆性能指标监测

泥浆的作用是保护孔壁，减少孔壁渗漏和悬浮钻渣。在钻孔过程中，要保持泥浆性能指标在合理范围内，才能防止坍孔、缩径等质量问题的出现。在钻孔过程中，遇到地下渗水或漏水等都会导致泥浆性能指标的变化，因此必须在施工过程中时刻进行监控，及时调整性能指标保证其稳定。对于一般地层，泥浆粘度控制在16-22s，比重控制在1.05-1.2；对于易坍塌地层，泥浆粘度控制在19-28s，比重控制在1.2-1.45。

4.4钢筋笼吊装

钢筋笼吊放是容易出现问题环节，往往由于制作加工时设置过少、钢筋间距不均匀，吊装时就容易出现变形。那么在钢筋笼制作时就必须注意钢筋的间距、焊接长度和加劲圈的设置，在吊放时吊点应对称，钢筋笼在吊放过程中因时刻处于铅直状态，且不晃动；在下放时应缓慢，避免碰撞孔壁造成坍孔；钢筋笼下放到位后，要采取防止上浮的有效措施。

4.5二次清孔

在桩基施工过程中，往往在下放钢筋笼及导管安装完毕后就直接灌注混凝土，忽视了对桩孔的二次清孔。因为在吊放钢筋笼和导管的过程中，孔内悬浮的钻渣就将再次沉到孔底，造成孔底沉渣厚度过大，从而影响桩基的承载力，特别是端承桩。因此，必须在混凝土灌注前进行第二次清孔，孔底沉渣厚度经检测符合规范要求后，再进行水下混凝土的灌注工作。

五、成桩质量的控制

成桩是控制桩基质量的关键步骤，直接影响着整个桩基的质量。对成桩质量的控制应注意以下两个方面：

5.1坍落度控制

水下混凝土常使用导管法进行灌注，为使混凝土保持和易性，混凝土坍落度一般采用180mm-220mm。若塌落度过小，则易造成堵管，若塌落度过大，则影响砼强度。当混凝土灌注距桩顶5m时，应将坍落度控制在150mm～170mm，以减少桩顶浮浆程度提高桩顶混凝土强度。

5.2导管的控制

浇灌混凝土的导管，在使用前应进行试压，试水压力为0.6-1.0Mpa。在灌注过程中，要时刻掌握混凝土面的标高和导管的埋入深度。导管埋置深度控制在lm≤h≤6m，一般可控制在2～4m；提升和拆卸导管要进行双重控制，既要测量孔内砼面标高来计算导管的埋深，又要计算所拆卸导管的长度数量来核对导管埋置深度，避免将导管提升到混有泥浆的砼夹层内，造成断桩。

5.3桩顶高程控制为使防止出现短桩，当灌注到设计标高时，应继续进行超灌。当混凝土强度达到一定设计强度时，再人工凿至设计标高。

六、结语

施工时要将梁板式高桩码头桩基础质量控制好，须在桩基的施工准备、钻孔、清孔、钢筋笼制作、吊装、水下混凝土浇筑等施工全过程中，进行严格的质量控制和监督，采取有效的防范措施，才能够避免降低工程质量等级和质量事故的发生，达到预期目标。

参考文献

浅析高桩码头施工经验和技术 第3篇

【关键词】高桩码头；经验；技术

1 高桩码头的结构特点

1.1 高桩码头的组成

高桩码头通常由桩基、上部结构和接岸结构三部分组成，其中桩基一般有大管桩、钢管桩、非预应力或预应力混凝土方桩、灌注桩或者是嵌岩桩。在水工建筑物中较常见的是叉桩和直桩混合的结构，在桩基施工中更为常见的柴油打桩和锤沉桩，但是也有部分工程采用的是液压锤沉桩，并且有一些工程会在沉桩后，在桩内又进行嵌岩。

所谓上部结构，一般包括：板式结构、梁板式结构和墩式结构。其中根据预应力情况，上部结构分为非预应力结构和预应力结构；根据浇注和安装工艺的不同，上部结构又可现浇结构、预制安装结构以及叠合结构；最后根据材料的不同，上部结构还可分为高性能混凝土结构和普通混凝土结构。

接岸结构中最常见的是斜坡式结构，这种结构的作用主要在于适应高桩码头地基较软，并且避免过陡边坡造成桩基损坏或者是码头位移情况发生。

1.2 高桩码头的适用范围

由于透空结构具有结构轻、适用于较软地基等优点，因此高桩码头更适合做成透空结构。尤其是对于那些对使用要求较高的集装箱码头、外海开敞的那些地质适宜的码头或者是垂直荷载较小、作业面积也比较小的化工码头而言，采用高桩结构码头会有更好的效果，并且更加突出了高桩结构码头的优点，高桩码头之所以会如此广泛的使用，其原因更多的是价格以及受力合理这两大原因上。

2 高桩码头的施工现状

近几年，国内所拥有的沉桩设备有了很大的飞跃，更多大型设备的投入使用，正不断提高着我国水运工程施工技术以及设计的整体水平。根据相关数据显示，三航局之前已经制作了直径为1.2m的大管桩，近几年又在此基础上研发出了直径为1.4m的大管桩，并且目前已经正式投入使用，除此之外，在舟山市的大陆连岛工程项目中，所采用的预应力混凝土T梁的长度已经达到了50m，这些数据充分说明了近年来我国在水运工程中的飞速发展，随着这样的发展态势，我国的水运工程将会有更大的飞跃。

3 高桩码头的施工工艺和主要施工方法

3.1 预应力混凝土方桩的龄期问题

当工期较紧，并且地质条件也较为适宜的前提下，可以通过蔡玉早强措施，使得桩身混凝土的强度满足原先的设计要求的方法，少量的预制一些养护龄期由于某些客观原因而达不到28d的桩，之后再进行相关的设计和监理研究，并且进行沉桩安排。

3.2 断桩问题

在实际的操作中，水上打桩船沉桩时，有时会碰到断桩的情况，其具体原因分析如下：一是偏心锤击；二是打桩时打桩船走锚；三则是地质原因获知是桩身本身就存在一定问题。针对这一情况，只有在进行设计以及施工的过程中都采取合适的措施，并且在那些比较密实的粉细砂层中进行预制方桩的处理，才能尽量避免事故发生。

4 高桩码头施工中的经验

高桩码头施工过程中的相关经验可以总结为以下几点：

4.1 地基处理不当是，容易造成边坡稳定性不足的问题，这会桩基造成损坏。

4.2 桩基结构长期承受水平方向的作用力，这将会制约沉桩的能力，导致桩的抗压和抗拔的承载能力严重不足，因此应该着重研究桩基的耐久性。

4.3 负摩擦同样也会影响桩基码头耐久性以及使用寿命。

4.4 需要对地质条件进行探察，对其具体情况有充分的了解，并且应该进行试桩验证，不能仅凭经验办事，这样会造成桩长设计过大，导致在施工过程中需对所用桩长进行大量的裁剪，这是一种极为严重的浪费。

4.5 假若桩基的整体质量不够稳定，那么就会造成局部混凝土强度不足以及预应力方桩胶囊发生偏离的情况；又或是沉桩设备在施工过程中工作状态不稳定，最后导致偏心锤击或者是水锤锤击的情况，以上两种情况都是导致沉桩过程中断桩以及桩基局部出现损坏的重要原因，因此需对以上两种情况进行严密的管理和控制。

4.6 在窄短的受力平台段上，尤其是结构端处，仅仅只有横向叉桩，没有纵向叉桩，这样的设置是极为不合理的，因此需要改变桩基的整体受力情况，以防止码头纵向位移过大情况的出现。

4.7 由于码头的特殊地理位置，因此也要考虑天气情况，尤其是沿海最为常见的的台风。此外，还需要对码头当地海水等情况进行一定研究，分析海水强度，涨潮退潮的相关情况，以此做到保护桩基受到海水波浪作用的损坏。

4.8 严格控制施工过程中使用的材料的质量，常常会出现由于接头混凝土质量过差、混凝土的强度密实性不足或者是钢筋的保护层过小等原因所造成的桩基在海水环境下，整体受到破坏，实际的使用年限根本没有达到最初设计时所要求的年限。

5 高桩码头设计施工的发展方向

随着我国港口工程在设计和方法等方面的不断完善，高桩码头结构的设计已趋于成熟，在结构设计时可以采用简化平面设计方法，同时也可以采用空间有限结构设计的方法，这种方法考虑的因素全面，计算的精度高，因此更有利于设计。此外，与结构设计相配套的材料、荷载、施工、水温、检验和验收、测试等规范和规程也比较完善和配套，这些方面都体现出了高桩码头设计已经很成熟了，但是尽管，假若结合近几年国内各大码头的工程实例来看，却又可以发现设计方面仍然存在着一些不足。首先是桩基和土之间的作用十分复杂，要从理论上解决这个问题十分难度，目前可以采用的方法只有试验和圆形观测这两种方法。其次由于海工混凝土和钢筋结构所处的环境恶劣，腐蚀作用强，在一些工程中，桩基结构早已受到严重损坏，但是目前可以采用的防腐措施只有混凝土涂层、环氧涂层钢筋、高性能混凝土等一些方法，但是这些防腐方法不能真正解决这个问题，如何提高混凝土和钢结构的使用寿命和耐久性才是目前设计以及科研面临的重要问题，也是根本方法。最近几年运输船舶大型化发展的趋势迅猛，推动了港口向深水化发展，如何解决码头向深水大浪区域发展也是值得研究的方向，高桩码头在施工过程中容易发生结构位移，码头的横向水平位移产生的原因、预防措施和沉降控制也是今后设计、施工中要解决的重要问题之一。

6 结语：

纵观近十年我国港口建设的发展历程，也随着港口建设的不断发展，人们对码头结构认识的提高，混凝土和钢结构的耐久性已成为码头结构设计的重要内容，并且桩基工程是高桩码头最重要的组成部分，高桩码头结构方案的选择，实际上是对码头桩基结构造型的选择，因此其重要性也是毋庸置疑的。

参考文献：

[1]廖雄华。桩—土相互作用数值方法的研究及其在高桩码头安全性分析中的应用[D]。哈尔滨：哈尔滨工业大学，2000年。

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[3]魏汝龙，等。桩基码头与岸坡土体的相互作用[J]。岩土工程学报，1994，14(6)：41-56.

[4]中国交通建设集团.预应力混凝土技术的新发展[M].北京：中国交通建设集团，2006

[5]大连工学院工程力学教研室。JIGFEX结构分析系统原理及程序实现[Z]。大连：大连工学院工程力学所，1981.

[6]方育平.墩式码头在长江中下游港口中的应用[J].河海科技进展，2002（2）：89—92

作者简介：

柯志波，湖北黄梅人，1977年5月出生，硕士研究生，南方工程建设局 524005

梁荣耀，广东阳江人，1978年9月出生，中交第四航务工程局第三工程有限公司，524009

高桩码头工程下节点施工技术 第4篇

某工程为高桩码头, 其中码头长150 m、宽15 m, 引桥长160 m, 宽8 m。码头高桩为梁板结构, 共22个排架, 排架间距为7 m, 每排架4根桩, 基桩为600 mm×600 mm预应力方桩。工程预应力方桩合计110根, 其中直桩44根, 斜桩66根, 桩长为38~58 m。码头具体结构型式及工程设计水位如图1所示。

码头前沿两排方桩上设置下节点, 下节点底标高为1.7m, 顶标高为2.7 m。本工程共22个下节点, 下节点长5.3m, 码头前沿处宽1.6 m, 内侧宽1.2 m, 高1 m。下节点浇筑前需预先安装好靠船构件、水平撑和横撑, 然后搭设模板支架、绑扎钢筋, 最后浇筑下节点混凝土。下节点局部大样如图2~3所示。

2 下节点施工难点分析

1) 设计要求横撑采用预制安装的形式, 横撑安装后, 相邻横撑的外伸钢筋应立即与下节点钢筋电焊, 并浇筑前沿下层节点混凝土, 为此, 为确保下层系缆系统有足够的连接强度, 宜在横撑安装后, 一次性浇筑高程2.70 m以下的下节点混凝土。

2) 下节点模板支架承受的荷载大, 下节点前沿需安装1个6.3 t的靠船构件, 靠船构件两侧牛腿上层两侧还需要搁置横撑, 横撑为预制构件, 单个构件重9.4 t;靠船构件牛腿下层还需要安装2根水平撑, 水平撑为预制构件, 单个构件重3.4 t。水平撑和横撑垂直间距仅1 m, 虽然水平撑可以在下节点浇筑完毕后安装施工。但是由于已安装的横撑在水平撑上面, 由于操作空间很小, 水平撑很难安装到位, 安装难度很大。下节点自重18.6 t (其中前沿2 m悬臂处重8 t) , 下节点前沿悬臂处的静荷载合计为6.3+9.4+3.4+8=27.1 t, 荷载大。

3) 按照常规的模板支架施工工艺, 下节点施工可在方桩下设置斜撑支撑靠船构件处, 但由于实际最低潮位与设计出入较大, 设计低水位为-0.14 m, 实际最低潮位多为0.7 m左右, 仅大潮时才0.5 m, 这样无法在靠船构件处设置斜向支撑, 模板支架搭设难度大。由于工程较小, 虽然可以采用潜水员水下夹桩设置斜撑的施工工艺, 但代价较高, 不利于工程施工成本控制, 且施工效率低。

4) 即使按照设计要求搭设好模板支架, 在混凝土浇筑之前还需要进行下节点钢筋绑扎、模板安装, 也至少需要经历2个以上潮水, 众多构件搁置在下节点模板支架上, 考虑到风浪影响, 结构安全得不到保障。

综上所述, 下节点荷载大, 模板支架搭设难度大。

3 下节点设计方案变更

3.1 第一次变更方案设想

根据常规考虑, 将下节点进行分层浇筑, 即安装好靠船构件、横撑、水平撑后浇筑下节点底层30cm混凝土, 这样下节点前沿悬臂处的荷载减小至14 t, 模板支架可以搭设。在下节点混凝土施工接缝处需增设插筋, 上层混凝土浇筑时还需进行施工缝的技术处理。但设计不予接受, 需再寻途径。

3.2 第二次变更方案

根据以往施工经验, 可以考虑将施工荷载进行合理分解, 即下节点安装横撑处设置两个牛腿, 待下节点浇筑完成后再安装水平撑、横撑。施工荷载经过这样分解减小后, 进行模板支架考虑就比较方便了。经过与设计沟通, 最终下节点变更如图4所示。

下节点设计变更情况说明: (1) 下节点搁置横撑处由原设计的200 mm改成500 mm; (2) 原结构中取消钢马凳, 其余钢筋按原图施工; (3) 预制横撑搁置长度为15 cm, 长度由5 800 mm缩短为5 100 mm, 外露钢筋320 mm与下节点外伸N3钢筋焊接, 焊接长度≥10 d; (4) 横撑安装前先铺一层砂浆, 然后与下节点接缝处浇筑C40混凝土。

4 下节点施工技术

4.1 模板支架稳定计算

1) 下节点模板支架搭架

必须先计算, 以便确定靠船构件预留安装孔的位置。

受力计算前, 下节点模板支架按照常规施工工艺进行搭设, 示意图见图5~6。

2) 稳定计算。

参照有关施工技术标准及规范, 计算得出支座RA处弯矩最大, RA处吊筋采用36钢筋, 采用2根36工字钢。计算过程在此省略。

3) 下节点模板支架设计说明的事项。

(1) 按照模板工艺图, 受力简图应为超静定结构, 为方便计, 简化为简支梁结构, C排桩夹桩木作为储备措施进行考虑, 同时靠船构件安装后, 由于下节点处荷载较大, 为防止工字钢因前沿单边受载而失稳, 故在另一侧 (C排桩) 上下各设置1对夹桩木。

(2) 模板支架计算还应补充中间一个施工工况, 即靠船构件安装后, 下节点浇筑前。经计算, 除RB外, 其余荷载均较上述计算值小。RB=43.85 k N, 方向是向下的, 说明在靠船构件安装后, B排桩处的工字钢会向上拱起。由于靠船构件安装后, 还未立即进行混凝土浇筑, 故此处会“翘起”, 必须采取相应措施。这是本工程下节点施工时遇到的又一个难点, 经过多次方案比较, 最终采用在其上部设置一对夹桩木反压, 夹桩木拉条为M20, 一对夹桩木受力为50 k N, 满足要求。模板支架断面图在B排桩设一对夹桩木, 其余结构不变, 支架大样图如图7所示。

(3) 工字钢挠度经计算小于1 cm, 满足规范要求, 计算过程省略。

(4) 过荷载分解后, 支架还需要2根36工字钢, 说明荷载还是比较大的, 施工时还需要人工配合50 t起重船进行安装工字钢。

4.2 下节点施工工艺流程图

下节点施工工艺流程见图8。

4.3 下节点施工技术

4.3.1 施工顺序

根据施工现场情况, 下节点混凝土浇筑前引桥空心板已全部安装完成, 靠近引桥桥头处采用地泵输送和起重船吊混凝土罐入模的工艺, 下节点施工从引桥与码头交接处开始, 分别往码头两侧推进。为加快施工进度, 以及考虑下节点后续工程立柱、下横梁的全面施工, 施工便道搭在码头后两排方桩上, 并沿码头方向全面设置。

4.3.2 下节点模板支架搭设

低潮时在A排桩进行吊筋、槽钢安装, B排桩进行夹桩木施工, 然后在人工配合起重船安装工字钢。工字钢就位后, 在C排桩上下各设一道夹桩木加固。

4.3.3 靠船构件预制、转运、安装

靠船构件主要施工关键点是预留安装孔位置来确定, 本例中靠船构件需伸入下节点5 cm, 根据图7, 预留孔底部距离顶面距离为25 cm, 横向距离考虑混凝土保护层宽度即可。靠船构件预制时在预留孔处预埋UPVC (直径100mm) , 在安装时再插入80钢棒。由于靠船构件等所有预制构件在码头后方陆域堆场预制施工, 靠船构件施工由先转运到引桥上, 起重船趁高潮时进来吊装。

4.3.4 下节点钢筋、模板工程

钢筋、模板重量小, 数量多, 施工时由交通船运至施工现场进行绑扎、安装。为确保搁置横撑的牛腿混凝土质量, 牛腿顶面模板先不安装, 在浇筑完底层混凝土后进行封盖。

4.3.5 混凝土浇筑

下节点混凝土采用一次浇筑成型的工艺。在潮水退至底模后, 安排人工迅速清理杂物, 并用高压水枪冲洗底模。待混凝土浇筑完底层后, 迅速安排木工封盖牛腿顶面, 防止混凝土溢出。为保证混凝土浇筑质量, 严格按照规范分层进行, 振捣密实到位。

4.3.6 模板支架拆除

下节点浇筑半个月后即可拆除模板支架, 为防止工字钢、钢棒、槽钢等掉入水里, 拆除前需做好防范措施。

4.3.7 水平撑安装、接缝混凝土施工

在模板支架完全拆除后进行, 由于水平撑位置较低, 需在每月大潮水时进行, 每月作业天数非常有限, 需充分利用。

4.3.8 横撑安装、接缝混凝土施工

横撑长度由5.8 m缩短为5.1 m, 先行部分预制完成的横撑需安排进行凿除混凝土。横撑位置较高, 一般低潮即可进行安装。接缝处需严格按照设计要求进行, 特别是与下节点外露钢筋的焊接连接。

5 施工总结

5.1 施工中需要注意的事项

下节点在整个工程中仅为一个分项工程, 但其施工方案与其他分项工程的施工密切相关, 考虑时应进行整体综合考虑, 比如靠船构件的预留孔位置, 横撑的长度变化。同时在施工过程中, 对每一道施工工序都要认真分析。本例中靠船构件安装后, 下节点浇筑前的施工荷载计算尤为重要, 即B排桩工字钢上面的反压夹桩木设置, 否则靠船构件安装后, 工字钢在此处会上拱, 影响下节点外观质量。

5.2 施工效益

下节点未变更前, 需安装水平撑、横撑, 然后浇筑下节点, 由于潮水位的限制, 水平撑每月安装的天数有限, 下节点施工进度将严重滞后, 最终影响工程整体进度。

变更后, 下节点浇筑完成后码头立柱、上横梁可安排施工, 接着码头纵梁、面板安装。这样增加了工作面, 在低潮时可进行水平撑、横撑安装, 高潮时进行上立柱、横梁施工、码头纵梁、面板安装, 大大提高了施工效率, 也提高了起重船的利用率, 降低工程施工成本。

5.3 施工存在的不足

由于缺乏整体考虑, 部分横撑在下节点施工方案确认前已先行预制完成, 已浇筑的横撑两端需凿除部分混凝土, 增加了施工成本, 这个在今后施工中需注意。

高桩码头 第5篇

高桩码头的施工与陆上的工业与民用建筑、市政建筑等建筑结构的施工有着根本的区别，它具有独特的专业施工技术与工艺。作为领工员必须熟练掌握本专业的施工工艺，以便指导与带领工人遵照施工规范及施工组织设计制定的方案、步骤操作，按设计图纸进行具体施工。

本章将具体介绍高桩码头的上部结构、附属设施等分部工程中各主要分项工程的施工工艺与技术，对几项主要的专业工程及有关常识也分别作一介绍。

图6.0.1为高桩码头施工工艺流程

需要说明的是，本文介绍的一些具体工艺有一定的局限性，读者不必全部照搬，只要理解其中的原则与要点就可以了。具体施工时，可博采众长，灵活运用。

★接受图纸图纸会审设计交底施工组织设计编制★施工组织设计审批〔公司〕★★踏勘地形接受基点施放基线验收基线〔公司〕★开工报告★预制构件委托检查验收技术交底★桩基工程桩位计算沉桩沉桩记录桩基工程验收评定★★上部结构、钢、木、砼工程自检卡施工员质量员检查隐藏工程验收〔业主〕浇灌令现浇砼养护★钢材检验原材料试验配合比配料单★上部结构预制件安装自检卡施工员质量员检查上部结构分项验收评定砼试块★★附属设施工程自检卡施工员质量员检查附属设施分项验收评定单位工程验收评定〔质监〕★★各类资料〔有★号者〕汇总整理竣工报告竣工验收

图6.0.1 高桩码头施工工艺流程图

6.1 横梁的施工

码头横梁是与桩基结构联系的受力构件,这里主要介绍下横梁的施工工艺。

6.1.1 工艺流程图(见图6.1.1)

绑复木铺搁栅夹围囹安槽钢安靠件铺底版安钢筋侧模楞条模板内清理沉桩抄标高吊筋螺栓放轴线对拉螺栓 养护 深水围囹斜撑浇砼检查验收抛撑浇灌令拆模技术交底

图6.1.1高桩码头下横梁施工工艺流程图

6.1.2 模板示意图(某工程特例，见图6.1.2和图6.1.3)

反挑梁与桩顶钢筋焊接在此处反挑梁与主梁通过钢垫块及复拼[10 槽钢接触传力 利用护舷预埋螺丝将端部三角撑架固定钢垫块22吊筋螺栓4M 伸出靠件的预埋[ 10槽钢反挑梁2[30b靠件桩底板3cm搁栅10cm×10cm木方复木5cm用[25b 制作的三角撑架与主梁用3M 25螺栓联接主梁4[30b小围檩此槽钢搁在三角撑上，并使撑架与桩顶之间紧密接触传力 图6.1.2 大头梁大靠件时横梁头部底模示意图

内楞10cm10cm@150cm 砼初凝前拆除12对拉螺栓M @75cm外楞双拼48钢管上下各一组内楞双拼48钢管@=75cm定型钢模抛撑10cm×10cm@=150cm吊筋螺栓底板3cm桩搁栅10cm×10cm木方@=50cm复木5cm[ 复拼槽钢30cm30b小围檩15cm

图6.1.3 下横梁模板示意图

6.1.3 施工要点

(1)沉桩到位后，即抄标高夹好围檩，围檩的标高必须确保正确。因所有上部结构的标高均以此围檩为起始，故要特别慎重、仔细，围檩螺栓的螺帽要用力拧紧，一般需将铁垫片嵌入木围檩lmm以上，承重围檩尤其要注意。

(2)槽钢(主梁)按模板图断料，搁在围檩上后再安挂。吊筋螺栓螺纹加工时，不得车细，在桩顶处弯角时，必须加热后缓慢进行，不得在吊筋弯角处有截面变化，吊筋安妥后用双螺帽拧紧。

(3)桩顶修凿后发现有“劈角”时需采用局部包桩处理。

(4)靠船构件的正确安装是确保码头前沿顺直、平整的关键。近年来经常使用的一些靠件安装工艺，都有一定的特色，均需注意严格控制靠件的安装标高、前沿位置、正、侧面倾斜，若无特殊情况尽量做到零误差，这对以后下横梁封头模板、预制前边梁及护舷的安装均会带来很大的方便。

(5)侧模采用“墙包底”的工艺，底边要直边，底模侧面钉塑料管或其它止浆材料。(6)横梁箍筋的高度要仔细核对，并在施工的各过程中要注意保持箍筋位置的正确，以免造成高度下降而引起上横梁顶部钢筋标高的误差。

(7)模板钢筋工程完工后即可进行隐蔽工程验收，并仔细检查脚手架是否牢固、施工电气机械设备是否安全与完好。浇筑混凝土前再用高压水冲洗模板内的污泥，并排除积水。(8)码头下横梁一般都处在潮位变化区，事先要根据潮位预报及拟施工横梁的标高、浇筑数量与体积合理安排好劳动力与混凝土供料时间等，以保证在可施工时段内能顺利完成下横梁的浇筑。

(9)码头下横梁一般分二次下灰，下灰的次序及方向均需严格按照技术交底书进行，一般均从桩顶处开始下灰，逐渐向二面铺开，最后向悬臂端部延伸。

(10)下横梁混凝土浇筑后，要立即清除脚手和模板上的残留混凝土，并注意整理好外伸箍筋和拆除模板表面的内撑。

6.2预制件安装

6.2.1 工艺流程图(见图6.2.1)

黄砂过筛地垄靠尺拌砂浆起重船方驳进场下横梁、边纵梁安装标高划水平线靠尺铺浆安装构件构建校对洒水润湿勾三角缝临时加固 安装放线

图6.2.1 预制构件安装工艺流程图

6.2.2 施工要点

(1)根据图纸及施工组织设计的要求委托预制构件，安装前要对预制构件进行验收，核对型号，并注意不要遗漏各种预埋(留)件(孔)，包括因施工需要而增设的埋件等。

(2)根据预制件的重量、施工条件来选择起重船(或其它起重机械)的型号，根据《施工组织 设计》配备好各种吊索、卸扣，并经常检查这些索具的安全可靠性。

(3)安装前要认真清除预制构件上残留的木块、砂浆等。

(4)安装前先在搁置处放线，划好预制件安装轴线位置，在方驳上的每件构件也都要划好搁置长度的标记。安装前再依据上述标记控制构件的安装轴线、搁置长度等数据，安装梁类构件时还需控制构件的倾斜度(采用靠尺铺浆法后这种控制变得非常简单)。

(5)预制件与搁置处的联系，大部分采用铺垫水泥砂浆的办法，座浆铺设是安装预制件的关键。这里推荐一种“靠尺铺浆法”：即先在搁置处抄好将要安装的构件的底标高标记(比构件底标高低5cm)，并依此划一水平直线，铺浆时再用靠尺(5cm宽)底依此水平线齐平，将砂浆(黄砂过筛)顺尺顶铺平即可。采用此方法后，可确保座浆饱满，安装标高正确，构件荷载传递均匀。铺浆前还需充分湿润铺浆处的混凝土表面，并要确保随铺随安(构件)，座浆用砂浆还需留置试块。

(6)安装码头前、后沿的梁、面板、靠件时还需精心控制前沿线平直。除了零误差安装靠件外，在安边梁、边板时，还需重新施放前沿线，逐层进行控制。

(7)构件安妥后，即在搁置处用水泥砂浆勾三角缝，并注意密实、光滑、平整。

6.3 面层及护轮坎的施工

码头现浇面层及护轮坎是码头施工的面子工程，它的外观质量极为重要。面层完工后要求表面平整光滑，无裂缝，无抹面铁板痕迹；排水坡度正确无积水；泄水孔安设整齐；护边角铁平直漂亮；各种预埋件、预留孔(沟)位置标高正确；护轮坎前沿顺直平整，棱角清楚。为此需根据不同的施工条件，作出相应的有效措施来确保外观质量。

6.3.1 工艺流程图(见图6.3.1)

安装预制板绑扎钢筋板缝及梁顶砼护边角铁、淤埋件标高标记验收抹面收光滚压挤浆抹面压实刮尺再找平砼下灰、振捣拍浆养护码头前沿临时模板拆除垂直面凿毛处理前沿及护轮坎模板钢筋护轮坎砼

图6.3.1 现浇码头面层及护轮坎工艺流程图

6.3.2 工艺示意图(见图6.3.2 6.3.3)

面层标高钢管水坡水平筋（≥预埋筋（≥14）14）钢管预埋筋（≥14）水平筋（≥14）

图6.3.2 码头面层标高控制工艺示意图

现浇面层临时模板预制板预制板边梁边梁

图6.3.3 码头面层护轮坎施工工艺示意图

6.3.3 施工要点

(1)为防止混凝土浇筑时截面有突变，可将梁顶混凝土及预制板板缝先于面层浇筑至与预制板齐平。

(2)面层泄水孔安装时要施放安装轴线与标高，确保泄水孔位置正确，标高低于面层5mm左右。泄水孔的栅条方向要有规则。

(3)面层护边角铁的安装极为重要，施工员、质量员、领工员、操作工人都要对此有足够的重视。角铁安装前必须仔细调直并涂刷好防锈漆。安装时要极为仔细，反复检查确保护边角铁平直，标高正确，焊接处不得有错牙。

(4)浇筑板缝及梁顶混凝土时．酌情插一些短筋(≥Φ14)，并根据面层的排水坡度再在短筋上焊一横筋(注意此横筋的标高要正确)然后在这些横筋上搁放Ф48钢管，作为面层标高依据，拍浆找平均以此为准,抹平压实时将钢管取掉并用混凝土补平即可(见图6.3.2)。

(5)根据水泥的性能及以往的经验，面层混凝土宜采用普通硅酸盐水泥拌制。

(6)混凝土在下灰、振捣、找平、拍浆过程中填补的混凝土拌和物要采用同一拌和机内的熟料，并不得随意剔除石子。

(7)在抹面前用﹥2m的木刮尺粗平一遍，而后抹面找平，待混凝土将要“收水”时，用一滚筒(可自制，直径>15cm，长度约2m)再滚压一遍，将浮在混凝土表层的浮浆挤压出面层，最后再抹面1～2次至收面扫毛。

(8)护轮坎施工安排在面层施工以前可以避免护轮坎施工的一些常见质量通病（如护轮坎出现环向裂缝、江侧面有两条施工缝而且面不平直、内侧底部烂根等）。如因客观条件限制，护轮坎必须在面层后施工的，建议按图6.3.3的工艺进行施工（即面层施工时江侧留一段与护轮坎一起浇筑），这样可减少一条施工缝。此时面层与护轮坎混凝土浇筑时间间隔如能控制在一周以内（越短越好！），乃可避免护轮坎环向裂缝的出现。

6.3.4 面层混凝土防裂措施

面层混凝土，尤其是采用泵送混凝土浇筑的面层混凝土，在面层混凝土硬化后很容易在面层表层产生一些细微裂缝（纹）。这些裂缝（纹）深度很浅（很少大于3mm），一般不会对结构产生不利后果，但对面层混凝土的美观影响很大。多年来，施工人员采取了一系列如加强洒水养护，掺加“纤维”等相应措施，收到了一定的效果，但面层裂缝的“通病”乃时有发生。

根据面层表面混凝土裂缝产生的机理（不均匀收缩、失水收缩、温差收缩、碳化收缩等），也可采取下述针对措施：(1)面层混凝土施工时，在抹平压实过程中注意在补平凹瘪坑洼（如图6.3.2中的钢管被抽去后留下的凹槽、抹面工人留下的脚印坑等）时，不要用相对新鲜的混凝土。否则该处的混凝土极易产生收缩裂缝（两次出罐混凝土时间间隔较长，容易产生不均匀收缩），因此补平坑洼要及时，或者预留少量出罐较早的混凝土备用。

(2)面层混凝土抹面次数不宜过多，但最后的抹面扫毛（注意，不是“收光”！）要控制在表层砂浆刚“终凝”时。用软毛扫帚“扫毛”时要有一定的凹凸深度（1mm左右），这些凹凸槽对消除“早期”收缩应力比在混凝土硬化后再在表面刻槽效果要好得多。

(3)采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰（注意不能用高钙灰）超量取代20%～25%的水泥，这样可大大减少因表层混凝土碳化而引起的碳化收缩裂缝。

(4)选用级配良好的砂石（目前一般不被引起重视），尽量采用中粗砂。目的都是减少加水量从而降低水泥的用量，最终减少混凝土因失水、温差等引起的收缩裂缝。

(5)采用高效减水剂，同时尽量减小坍落度（坍落度控制在10cm～12cm时，一般较旧的混凝土泵送系统仍能顺利作业，因此坍落度不必大于12cm），水泥用量控制在300kg/m3 以内，最终所起到的效果同“(4)”。

高桩码头转角区域构件破损原因分析 第6篇

天津港码头绝大多数为高桩码头,重力式码头所占比重很少。根据多年的监测和检查结果发现,天津港高桩码头多个转角区域码头构件处受土体变位影响,码头横梁与基桩(桩帽)之间出现错位、张口等破损,一般错位破损发生在平行码头岸线上,张口一般发生在垂直码头岸线方向上,具有双向性特点,而且破损构件的位置都位于最靠近挡土墙区域。高桩码头转角区域构件破损的形态、破损构件的位置等具有明显的规律,因此,特别对转角区域码头构件破损的原因进行土体观测和分析,从而揭示高桩码头转角区域构件破损的深层次原因。

1 转角码头构件破损形态及初步分析

天津港码头每年都进行两次以上的检查或监测,在检查过程中发现,转角区域码头构件破损较为频繁,而且破损形态具有一定的规律性,主要是码头构件出现了以下3种破损形态:1)倒1横梁与倒1桩帽间出现张嘴现象,张口位置在桩帽的后方位置,桩帽前方与横梁搭接处局部混凝土挤压破坏;2)码头挡土墙与后方承台之间缝隙被填死,局部挡土墙混凝土块体脱落;3)横梁与桩帽前后、左右错位,造成桩帽受力偏心。

该破损状况过去一直在进行检测和维修。但在2008年码头检测过程中发现,又有4根横梁和桩帽之间出现左右错位现象,其中有3个桩帽是新增的限位混凝土出现了开裂破损,缝宽约0.3 mm,说明了桩帽与横梁之间的这种破损情况一直在持续发展中;挡土墙混凝土脱落位置不固定,一般集中在码头根部位置,是土体具有横向和纵向两个方向位移的地方,也是土体移位最大的地方。

根据以上破损形态进行初步分析:张口现象是基桩受到排架方向上土体位移影响,造成基桩变形,从而使得桩帽和横梁之间受力不均,受力较小一侧砂垫层松散后被潮水冲刷从而形成了张口;而受力较大一侧由于桩帽应力集中,从而造成桩帽和横梁混凝土局部挤压破损;如果局部基桩变形较大,带动桩帽一起沿着排架方向产生相对位移,可能造成横梁与桩帽之间出现前后错位;同理,在垂直排架方向基桩如果受到土体位移影响,将造成横梁与桩帽之间的左右错位;挡土墙和后方承台之间的缝隙明显被堵塞,直观说明了码头土体向海侧位移的迹象。

2 土体蠕变观测方法

为了深入了解高桩码头转角区域土体变位情况,我们在天津港多个转角码头进行了土体观测,一般每个转角布设两个断面,每个断面布设4个测斜孔。

为了实现观测数据的可靠正确,将观测内容分为三部分:1)码头面上测点的水平位移;2)码头面上测点的沉降;3)测斜孔内土体的水平位移。观测码头面上测点的水平位移是用以确定码头面上的相对固定点,并用该相对固定点来修正测斜孔内土体位移数据,从而使得各个测次数据具有可比较性。

3 观测结果分析

3.1 水平位移观测结果分析

根据观测结果可知,各个转角码头测点的变化都是围绕基准点呈分散状分布,变化的方向不固定,测值的大小不固定,可以定性为一个随机变量,该变量最大变化幅度约为20 mm。有了这些变化值,就可以在码头土体位移观测结果处理中进行具体的修正。

3.2 垂直位移观测结果分析

垂直方向上位移观测用以分析土体变位与码头面高程之间是否存在关系。码头面在高程上的变化规律比较相似:即前期几次观测值减小,而后期几次观测值增大,而且高程增大和减小的量值均小于10 mm。土体变位的方向应该是相对固定的,而码头面高程出现上下不规则位移变化,说明码头面高程和土体变位之间并不存在明显的相关关系。

3.3 土体位移变化分析

文中特对某段转角码头一个孔位(4号孔)的观测结果进行如下分析:

1)分析4号孔内土体垂直岸线方向上的变化情况。从该方向的变化来看,土体蠕变的规律是下小上大,在码头面以下14 m～20 m之间的土体有向陆侧的位移,但量级较小,最大不超过6 mm;其他位置的土体均有向海侧的位移,在码头面以下6 m左右深度处达到最大值,约10 mm。

2)分析平行码头岸线方向上的土体变化情况。该方向上的土体蠕变普遍是向海侧偏移,没有向陆侧偏移的结果;从位移的大小来看,也是在距离码头面6 m处位移达到最大,约为9 mm。另外,观测数据的变化曲线有2条明显与其他观测结果不同,应予以剔除。

综上所述,可以得到该转角码头土体蠕变的特点:南北方向上既有向海侧的位移,也有向陆侧的位移;向海侧的土体蠕变值较大,位于土体的上部;向陆侧的蠕变值较小,位于土体的下部。说明在码头下方某深度,土体存在一个分界层,该分层上下土体存在相反方向的蠕变,而上部向海侧的土体蠕变正是对码头构件造成破坏的原因。由于土体向海侧蠕变,导致土体中的基桩也出现向海侧的变形,但是基桩顶部受到节点约束,所以基桩的形状就变成了中部向海侧弯曲的弧形,这样的受力条件也是导致该转角码头倒1排基桩上方的桩帽与横梁之间出现张口的充分条件,而必要条件就是桩帽和横梁之间的砂垫层在浪、流冲刷下逐渐破损并脱落。一旦砂垫层脱落,桩帽与横梁之间便有了可供桩帽变位的空间。

同样的道理,可以分析平行码头岸线方向上的构件破损规律,与垂直岸线方向上的原理类似,文中只是对结果进行简单分析。由于受土体向海侧方向蠕变影响,基桩在平行岸线方向上也向海侧移位,造成桩帽和横梁之间出现相对移位趋势。开始时,受桩帽和横梁之间的销筋、桩帽限位混凝土等限制,桩帽和横梁不会出现明显移位,随着码头使用时间延长和销筋的破损,二者之间的限制作用逐渐减弱,最后即造成桩帽与横梁之间突然出现一定量级的位移,严重时造成二者之间的搭接长度不足,影响结构安全。

4 结语

经过对天津港北疆港区各个转角码头一年多的观测,发现高桩码头转角区域的土体蠕变还是具有一定规律的,从而使得转角码头构件的破损也具有了规律性。这些规律如下:1)转角区域的基桩、桩帽有随着土体蠕变而移位的现象;2)基桩、桩帽的蠕变在方向上具有二重性,即在顺岸方向上和垂直岸线方向上都存在移位,从而造成码头构件破损也发生在这两个方向上;3)转角区域码头构件节点破损对结构安全影响很大;节点的内销筋、节点限位等对码头构件的完好起到重要的保护作用,一旦节点发生破损,就使得转角区域码头构件的受力条件发生突变,从而出现明显破损。

根据观测结果可知,结果和码头构件破损现状能较好的吻合,说明该转角码头构件破损的原因已基本找到,这为今后监控码头构件破损趋势、加固维修码头破损构件提供了很好的参考。

该项目完成后,通过不断思考总结,有以下几点问题值得改进:

1)码头面上的水平位移观测精度要提高。由于土体观测精度比码头面水平位移精度高,所以用码头面水平位移结果对土体位移观测结果加以修正,对观测结果影响比较大。出现土体向陆侧位移以及反常曲线等都可能是由于此原因造成的;2)码头面水平位移测量和垂直位移测量要同步。由于观测结果显示,码头面水平位移是随机变量,因此,尽量保证二者之间同步测量,防止出现较大的偏差;3)如有条件应利用ANSYS软件建立桩—土之间相互影响模型,使得观测结果更加直观,分析更加透彻;4)今后在码头检测过程中,对转角区域的节点要重点排查,对出现破损迹象的节点进行预警,防止出现突发的变位;5)在今后转角区域的高桩码头维修工程中,对节点维修要加以重视,不仅要防止砂垫层等冲刷破损,而且要有意识的加以维护保养。

摘要：分析了高桩码头转角区域构件破损的形态,简单阐述了转角码头土体位移变化结果,将破损形态和土体位移观测结果结合起来分析了造成构件破损的原因,从而揭示了高桩码头转角区域构件破损的普遍规律。

关键词：转角码头,土体变位,破损

参考文献

[1]李越松,刘现鹏,祝振宇.天津港高桩码头结构与岸坡耦合有限元分析[J].山西建筑,2007,33(12):67-68.

高桩码头位移原因分析及其预防措施 第7篇

1 高桩码头位移原因

1.1 自然现象

尽管高桩码头在施工过程中采用了低水位设计, 但由于受到潮汐的骤降、陆域吹填及其暴雨降水等因素的影响, 使得回填渗透性较差, 产生较大的渗透水压力, 增加滑坡力矩。根据计算结果可得水头差为1.8m时, 其渗流力可降低码头安全系数, 在低潮时诱发滑坡事故, 威胁周围人员的生命及财产安全。此外, 对于地震及放炮等突发因素也可影响高桩码头安全, 由于强大的地震波可加大颗粒孔隙水压力, 降低抗剪强度, 使岸坡失去稳定性, 致使码头发生位移。

1.2 设计不科学

首先, 桩基布置不合理。岸坡土体对桩施加水平推力, 主要是由设在前承台或前沿的斜桩承受, 其土体推力沿着后承台的连线上, 若岸坡的水平推力与其桩连线成一角度, 则可减弱排桩的抗力。若排桩结构的抵抗力减小到近30%, 是不可取的, 禁止出现此种设计。其次, 岸坡稳定计算参数选取不科学。在码头设计中高桩码头的岸坡稳定是其设计重点, 也稳定性可参照一般平面问题, 若整体沿圆弧面滑动, 可采用瑞典条分综合应力法对其进行计算。岸坡稳定系数一般控制在 (1.0-1.3) , 应根据码头建设的实际情况进行设计。但在实际的系统计算中, 由于选取不当, 降低了安全度, 或者岸坡发生变形, 导致码头位移。

再次, 接岸结构型式选择不当。高桩码头最为主要的部位为接岸结构, 也是高桩码头较容易出现问题的部位。由于在选择结构型式时没有考虑压力大小、地基应力及施工环境等综合因素, 导致发生位移。最后, 没有充分考虑施工中的荷载。码头岸坡由于受到回填土、挖泥及吹填土等影响, 而在实际的施工过程中并没有将这些因素考虑在内, 导致工程事故的发生。

1.3 施工不合理

首先, 岸坡变陡。岸坡自身倾斜, 受到自身重量及外力作用的影响, 使整个土体容易从高处滑动, 若土体内某个面的换动力超过土体抵抗滑动力, 或者挖泥深度过深, 坡面遭到冲刷等, 都会改变土体内部应力, 使某些面的剪应力达到土体极限抗剪度, 破坏土体稳定平衡性, 发生滑坡现象。其次, 打桩。高桩码头位移的重要原因之一为打桩, 通过打桩容易引起岸坡的变形, 使码头桩基受损。其作用如下:当封闭尖桩打入时, 其排开土的体积为入土桩的体积, 可产生较高的孔隙水压力, 降低抗剪低强度。若打桩速度过快, 土体中超孔隙水的压力累计也较快, 加上水土挤压产生较大的超静水压力, 进而导致水平位移。最后, 抛填。由于抛石前并没有对桩间淤泥层的厚度及其土体力学指标进行检测, 当回淤较厚时, 并未对其清除, 容易对抛石体的稳定及后方抛石量增加引起变形。同时, 抛填速率将直接影响施工期的码头位移量, 若回填速度过快, 就会增加岸坡荷载, 而支承荷载的地基在短时间内并不能够得到固结, 加上受到土压力作用, 进而引起位移。

2 防治高桩码头位移对策

2.1 做好施工前的勘察工作

在决定施工前应做好勘察工作, 对施工地形、地貌及水文等现象进行调查, 对调查资料进行综合分析, 了解拟建码头是否存在对岸坡稳定不利的因素, 若存在应及时给予解决措施。应对软弱层的深厚、被掩埋的古河道排水沟及受水流冲淘的岸坡进行勘察。此外, 勘察工作不应仅仅限于码头施工区, 还应多码头周围的地形及地貌等进行整体分析评估, 了解码头岸坡的冲淤情况。

2.2 做好施工设计工作

高桩码头设计时要想达到减少地基沉降的目的, 应在基桩施工前加固地基, 可采用打砂井、打挤密砂桩或深层水泥拌合法对堤基加固, 进而增加岸坡的整体抗滑稳定性;增加地基承载力, 减小地基沉降所产生的摩擦力;对码头岸坡的进行检测, 确定坡度适宜;明确规定回填土及抛石的高度及间隔时间;接岸结构与码头、桥梁之间的连接采用渡板简支结构, 进而减小不均匀沉降问题;为了防治码头不均匀沉降, 应将码头基桩打入硬土层或在同一持力层;可采用真空预压法在土体深层产生真空度, 通过打桩消散打桩而产生的超空隙水压力, 进而提高岸坡的稳定性。

2.3 加强施工质量控制

首先, 加强施工过程中的制度建设, 要求施工人员、施工单位按照规章制度进行科学施工;其次, 提倡采用利于边坡稳定的施工方法及程序, 禁止采用“上填、中振、下挖”的施工方法, 若遇到此种施工手段, 应加大处罚力度, 加以惩戒;再次, 为了减轻打桩振动所带来的影响, 可采取重锤低击、间隔跳打、停停打打及削坡减载的方式, 禁止使用两台以上桩架打桩。在已有码头后方陆上打桩, 应由码头近处开始, 向远处扩散打, 使孔隙水压力迭加最大值产生在离码头较远处。最后, 若发生滑坡现象, 在而应根据实际情况采取紧急措施, 如:坡脚进行压载、暂停打桩或者削坡及卸去顶部荷载等方式, 并相应做好地面排水工作, 做好水下工程的抢救工作。

2.4 加强后期使用管理

后期高桩码头管理则应按照设计要求进行使用, 不得长期改变使用性能, 或发现超载。一旦发现大面积超载则会加速岸坡的变形及位移。因此, 应加强后期监测及管理。常用的几种位移监测方法有视准线法、前方交会法、极坐标法、GPS测量及支距法。其中GPS测量是当前应用广泛且提倡使用的方法。加上当前GPS系统不断完善, 软件性能得到不断改进, GPS数据可对基准点及监测点进行采集。为了有效提高监测的可靠性及精确度, 选用两个基准点, 且所选取基准点的位置条件要好, 能够满足GPS测量条件。通过利用GPS测量提高观测数据的准确性。此种观测方法可全天候作业, 不易受到码头离岸距离的影响, 能够提高观测精确度。当码头位移范围超过规定要求时, 可相应采集措施加以制止, 确保高桩码头稳定性。而视准线法原则上两个基点之间的距离大于码头的长度, 且码头的变形不会影响到基点。在其中1个基点上安置经纬仪, 照准另一个基点上设置的标志, 构成方向线。方向线通常垂直于码头的最大位移方向。两基点原则上设在码头两侧, 有时因受地形限制设于码头同侧, 或将另一个基点设在码头轴线的垂线上。

3 结束语

高桩码头作为我国码头结构型式的一种, 在现代港口建设中得到广泛应用。鉴于高桩码头发生位移受到自然现象、设计及施工的共同影响, 文章特从施工前的勘察、施工设计及施工过程中的质量控制及后期使用管理四方面进行详细阐述, 旨在将可能发生位移的因素降到最低, 确保码头的安全及稳定。

参考文献

[1]张瑞霞.水上高桩码头桩基安全性评价[J].铁道建筑, 2012 (10) :36-39.

[2]陈胜.高桩码头位移原因及监测[J].中外企业家, 2013 (17) :197-199.

[3]吴红霞, 邓先乔.高桩码头岸坡滑动位移原因及对策研究[J].中国水运 (下半月) , 2011, 11 (11) :234-235.

内河高桩码头升等改造施工技术 第8篇

1 改造方案

镇江港务集团大港港区一期码头于20世纪80年代中期建成,共4个3万t级泊位,码头结构均为高桩梁板式,排架间距12 m,采用1 200钢管桩。改造目标为靠泊7万t散货船型,并且不改变原码头岸线位置。改造的主要思路是利用原结构改建系靠泊点,具体根据总平面布置的系缆、靠泊点,在每个布点位置处对原排架结构进行改造,改造方案为在原有排架江端增设桩基,每榀需改造的原排架增设4根900钢管桩(一对叉桩),上部再浇筑节点与原排架结合成新的排架结构,并在其上方设置1 500 kN系船柱,前沿设置1 250 H型两鼓一板橡胶护舷以供系靠泊设计船型。同时更新全部轨道梁,以满足新配置的门机的荷载要求。这种改造方案主要通过先拆后建,对老码头部分靠泊点进行加强改造,使新老结构有效结合,以达到提高老码头整体受载能力,是一种外科手术式改造。

改造过程中存在的主要施工难点如下:

(1)按照设计方案,个别靠泊点需加设桩基,原轨道梁需全部更新,这样,需改造的原靠泊点(桩帽必须先局部拆除,原轨道梁及两侧面板也需全部拆除,因此拆除工作量较大。如何将拆除过程对原有结构的影响减到最小,这是该工程的难点之一。

(2)靠泊点改造除了要加设4根钢管桩外,新桩帽结构比原桩帽加大了,底标高降低了1 m,施工时如何克服水位的影响而顺利完成桩帽模板支撑系统的施工是一大难点。

(3)新老结构的结合问题。该改造方案的新建靠泊点并非独立结构,老结构在今后使用中仍要与新结构同时发挥作用,两者结合的成功与否,直接影响到今后码头结构的使用安全。

2 主要施工过程

2.1 码头拆除施工

该项目拆除工作是局部拆除,其保留部分在今后使用过程中仍要发挥重要作用,因此拆除过程中不能影响老结构的完整性、安全性和稳定性,同时拆除的精度要求也很高。因此采用传统的大型拆除机械的工艺不符合本工程的要求。

根据其他行业的相关经验,选择了砼结构切割工艺。该工艺的核心技术包括2部分,一是对面板部分采用片锯切割技术,二是对帽梁部分采用链锯切割技术。片锯切割系统是通过大型液压主机传动锯片高速旋转,锯片在预先安装的轨道上可以上下前后移动,以达到切割的目的,与普通的砼切割设备相比,其精度高、切割深度大,最大切割深度可达73 cm,适用面板、墙体以及小型梁体结构的切割拆除。链锯切割系统同样采用液压主机传动至主轮,由主轮带动专用的钻石切割链条高速旋转,通过不断与砼结构磨耗而达到切割的目的,因钻石链条可以任意接长,而且通过导向轮可以任意改变切割方向,如果再用钻孔设备辅助施工,使用非常灵活,可以切割任何大型的砼构件。该技术在房屋、桥梁改造等大型砼结构拆除领域已有广泛的应用。

码头拆除施工的主要技术要求如下:

(1)切割方案。从进度和经济角度考虑,单个切割块体体积越大,单位成本越低,速度也越快,在满足吊装安全的前提下尽可能减少切割块数,本项目的分割方案如图1所示。梁体结构齐根部切割,靠泊点按结构组成包括靠船构件、桩帽头部和横梁头部3部分,其中靠船构件比较狭长,体量不大但切割面积不小,单独切割不符合工效原则,而桩帽头部和横梁头部个体较大,宜分开切割,因此可以将靠船构件在桩帽头部和横梁头部界线位置分上下2层切割,该方案总的切割刀数为4次,最大切割构件重40 t左右,采用60 t浮吊吊装即可满足要求。

(2)在拆除梁体等悬挑结构时,切割前应仔细计算待拆结构起吊时机,为节省吊装设备占用时间,待拆结构并不需要从切割开始就起吊,理论上讲当切割面被切至结构失稳的临界状态位置时,是最佳起吊时机,但考虑到结构本身的变异性以及足够的安全储备,真正的最佳起吊时机应在此之前,本项目采用的起吊时机是切割至截面2/3处时。为进一步确保切割安全,切割面应设置成下窄上宽从上到下向内倾斜的斜面。

(3)起割线必须设在结构的受压区,使得切割出来的断面间有拉近的趋势,这样被拆构件在瞬间失稳时有支撑面确保其不坠落,也减少了失稳时的瞬间力对起吊设备造成的安全隐患。

(4)为保证吊拆时构件的稳定性,应在结构上事先钻吊装孔,吊装时穿孔绳索要采用橡胶垫保护,以免绳索被结构棱角拗断。

2.2 桩帽模板施工

2.1.1 面临的主要问题

该码头原有桩帽底标高为1.8 m(黄海高程,以下均同),为提高靠泊点桩帽及其上部结构的靠泊承载力,除了要加设桩基础外,新桩帽外形尺寸也要加大,但是向上受原有老结构的限制已无调整空间,唯有向水下发展,本项目新桩帽向水下加厚了1 m,底标高0.8 m,新桩顶标高1.7 m。桩帽施工时正值枯水季节,当地长江最低水位在0.5 m左右,加上日潮位差的影响,底模施工的作业面很有限。对于新建码头,桩基是唯一可以作为上部现浇结构支撑系统支点的构筑物,所以一般通过在桩基顶部焊接牛腿或夹包箍的方法来支撑上部模板系统,这是目前国内最常用的施工方法,但是当水位条件不允许时这种方法很难实施。在本项目中如果要采用牛腿支撑,扣去底模体系厚度,牛腿顶标高至少也要到0.2 m左右,可见水位条件是不允许的。

2.2.2 反吊模板支撑系统施工工艺

虽然水位条件不利,但是该项目最有利的条件是桩帽位置后方就是原老码头平台,这是可以利用的着力点,这种现场条件与桥梁工程中的悬臂施工很相似,因此施工方在借鉴了挂篮工艺的基础上,根据现场实际情况进行了改进,以组合贝雷架为主承力系统,精扎螺纹钢为吊杆,双拼槽钢为底模体系的支撑梁。具体做法为:在码头面板相应改造榀架上对称平行架设2组共6路贝雷(2组贝雷中心宽度3 m,长度15 m,前端与码头前沿平齐,后部反压在后轨道梁上),在贝雷架上设3根钢横梁,每根钢横梁上设6根吊杆(每根吊杆承载50 t)。吊杆下挂6根双拼槽钢(与上横梁同向,每根双拼槽钢与相应吊带连接并控制好双拼槽钢顶标高,且每2根双拼槽钢贴于2根钢管桩侧)作为底板支架,双拼槽钢上架设木方,间距0.35 m,上铺1.5 cm竹胶板作为桩帽底板(与钢桩相交处割除)。如图2、图3所示。

2.2.3 减载施工

对该吊模系统进行荷载计算,安全系数为1.16,安全度偏小,通过加设贝雷架可以提高安全系数,但这样做既不经济又影响进度,经各参建方研究讨论,决定采用减载施工,即桩帽砼分2次浇筑,中间加设1层钢筋网片,待底层砼强度符合要求后再浇筑第2层。这样使桩帽施工抢在水位上来之前得以完成,保证了进度要求,同时又确保了安全施工。

2.2.4 主要技术要求

(1)新桩之间、新桩与老桩及老桩帽间必须要连接固定,防止新桩在桩帽砼浇注过程中有较大水平相对位移。

(2)贝雷架系统的设计除了要考虑有足够承载能力和稳定性外,其挠度变形不宜过大,且挠度变形必须在砼初凝前全部完成,以免砼在强度形成过程中与桩基有竖向相对位移,使桩帽内部形成损伤。施工过程中对贝雷架监测的结果来看,最大挠度在8 mm左右,并在加载初期快速形成,满足控制要求。

(3)在进行支撑系统设计时,必须考虑涨潮期间江水对模板箱体产生的作用力(包括浮力和水流冲击力),虽然吊杆可以承受较大的拉力,但抗压和抗侧向扭力的能力非常弱,因此模板箱体必须具备较好的整体性,同时与桩基间要有相对固定措施,使江水的作用力由桩基承担。

(4)根据吊模系统的力学模型,贝雷架后座力在减载施工时最大拉力为206 kN,如采用压重方案会对码头面板构成安全隐患,因此比较适宜采用锚固方案,在码头后沿结构中老轨道梁单根自重力就达到400 kN,因此是最佳的锚固体。

(5)由于系统支点处荷载最大,因此支点应尽量设于主梁结构的根部,同时为避免梁顶砼因荷载过于集中而被压碎,造成系统失稳,在支点处必须加设垫块以扩散应力。

2.3 新老结构节点施工

2.3.1 面临的主要问题

按照设计要求,轨道梁与横梁现浇节点拆除后其上层受力钢筋需保留,在老轨道梁两侧根部切除后,留下的节点部分内部钢筋相当密集,采用机械凿除难度很大,而采用切割技术进行老结构拆除虽然有很多优点,但其留下来的光滑界面,并不利于新老结构的结合,而且在切割施工时老结构内钢筋是无法保留的。其二,在轨道梁两个端部位置(伸缩缝处),老轨道安装时是采用半简支,只有下层钢筋与横梁连接,而新轨道梁因考虑到上部荷载增加了,无论在截面尺寸还是内部钢筋配置方面都进行了加强设计,如果仅利用原有的简支面采用原有的简支方法进行新梁安装,其稳定性是无法得到保证的。

2.3.2 镂空切割和槽形简支结构的应用

针对轨道梁与横梁现浇节点拆除所面临的问题,为了完好保留其上层钢筋,充分利用了链锯切割灵活多变的优点,采用了镂空切割方案,具体做法是保留层下部需挖空部分4个角点分别钻4个辅助切割眼,然后在切割眼间穿好链条分别将4个角点间砼切通,最后用机械将切除部分抽出。经过镂空处理后,对两侧横梁光滑断面需进行凿深处理,将原有钢筋凿出30 cm,待新轨道梁安装以后进行连接,保留层砼凿除后将钢筋清理出来,并做好整形处理。镂空切割示意图如图4所示。

对于新轨道梁端部半简支节点,采取了槽形支座的加固措施。新梁安装完后,底部钢筋仍然和横梁外伸钢筋连接,然后在轨道梁2侧的横梁侧面和底侧的桩帽上面采用化学锚固种植2排钢筋,形成一个槽形结构将轨道梁端部裹在中间,除了提高支座的竖向支撑力外,轨道梁两侧也进行了约束,从而提高了其整体的稳定性,如图5所示。

2.3.3 施工要点

(1)轨道梁与横梁现浇节点镂空处理时,其宽度要适当扩大,给后期轨道梁节点间的钢筋连接预留一定的作业空间,建议至少预留40 cm空间;

(2)轨道梁节点保留层砼凿除应采用小型破碎设备,比如空压机等,以利于原有钢筋的保护,若采用大型破碎机械,原钢筋易断裂或变形;而静力破碎方案经试验效果不佳,主要原因是切割面只有一个自由面,不利于静力扩散。

(3)受横梁保留钢筋的影响,新轨道梁安装时入槽会比较困难,因此轨道梁预制时长度应调小。

(4)对新老砼间的界面除了采取凿毛处理外,建议采用砼界面剂进行再处理,以进一步加强新老结构的结合。目前国内生产的砼界面剂虽然主要用于抹灰基层的处理,但实践证明,在新老砼结合面采用界面剂可较大提高砼结构整体性能。

3 存在的问题及建议

(1)反吊支撑是一种柔性支撑,施工相对比较复杂,中间传力环节多,变形较大,因其与桩基相对独立,如果控制不当,与桩基间的相对位移会偏大。而牛腿或包箍支撑工艺与之相反,是一种相对刚性的支撑。因此,在水位条件允许的情况下建议优先考虑后者。

(2)新老结构在某些变形性能上的区别,直接反映在面层上,易造成面层在新老结构结合部(主要是指新老面板)出现反射裂缝,同时港口施工环境开阔风大,面层砼容易出现收缩裂缝,这一直是码头面层施工的难点。建议面层砼采用聚炳乙烯纤维砼,同时要加强对面层的养护工作,实践证明采用土工布覆盖保湿养护效果最好。

(3)老结构的拆除会改变其原有的应力状态,而新老结构因变形性能不同,也易造成两种结构间产生附加变形应力,同时在码头进入使用期的初期,因新桩基正处在进一步稳定的过程中,会将一部分应由其承担的受力转移至老结构,使老结构处于超负荷状态中。以上各种因素造成的影响还有待进一步观察,因此必须对改造后的码头进行后期监测。

(4)升等改造只能提高码头的靠泊能力,并不能改善码头整体的使用寿命。为了使新老结构在这方面相适应,提高码头的整体性能,对老结构要进行必要的修复和加固。

(5)码头改造在很多方面与新建码头有区别,按照现行的规范标准要求存在很多不足,而目前国家还没有专门针对这方面的规范。未来几年码头改造项目会越来越多,为规范这方面的行为,因尽快补充制定码头改造方面的相关规范。

摘要：分析了老旧码头在升等改造实施过程中遇到的主要施工难点,包括码头拆除施工、桩帽模板施工和新老结构节点施工,详细介绍了相应的解决措施及一些新工艺的应用。

高桩码头受撞后结构修复经验及创新 第9篇

1 高桩码头撞损事故处理研究现状

对于高桩码头受撞后的结构修复, 在国内已经有诸多成功经验遵循, 利用已有的技术方法已经能够解决大多数的修复难题, 但在特殊情况下, 已有方法无法满足实际修复需要, 需要采用创新的方法进行处理。徐万群、龙建文[1]认为高桩码头前沿基桩被撞后如果采用拆除面板后补桩措施, 则费用高、时间长。因此探求了采用薄壁沉井加固原破损基桩的方法, 在原破损基桩外侧利用高压射水等措施让沉井沿基桩下沉至设计标高, 然后进行断桩复位, 完成后绑扎钢筋并浇筑混凝土进行补强, 如果是空心方桩, 则在断桩位置的空心进行填充实心会有良好的作用。该方法的优点在于原地加固, 拆除量小、避免了拔桩、补桩, 故具有费用低廉和简便快捷的特点, 但针对于基桩破损程度相对较轻的状况适用。邳志[2]针对天津港21段高桩码头前沿有一个排架上的双直桩被撞失去承重作用提出补桩修复方案。修复的方案有补充钢桩、补充混凝土桩和补充钻孔灌注桩三种方案, 最终经过费用和工期等比选确定了补充钢桩的方案。本文认为该方案比选和最终确定存在讨论的空间, 例如钢桩与混凝土结构之间存在弹模差异, 而且整个码头需要单独针对少数钢桩进行防腐措施, 后期维护等都会给管理方带来不便等。钱平生、赵月玲[3]针对东突堤工作船码头被撞后变形结果, 推求了基桩桩身应力, 认为基桩在顶部变形较大情况下会在泥面附近出现断裂, 从而为码头所有方挽回了较大损失。该论文利用桩顶残余的永久性变形量, 推求了基桩在泥面附近的应力超过了开裂应力, 为类似的撞损事故对基桩完整性和承重性能提供了有益参考。吴坤俊、张明海[4]针对马村港6年来发生的32起船舶撞损事故的原因进行了分析和归类, 指出撞损事故的关键因素、主要因素和重要因素等, 从海事管理的角度对于船舶撞损事故进行了分析, 这对于第三方的检测评估工作也提供了重要参考。梁昊文等[5]详细介绍了七里集装箱一期码头被撞后的检测和修复情况, 其中采用了不打开约束条件下采用低应变检测基桩完整性来判定被撞区域附近的基桩情况, 在国内具有领先的意义, 也是一种高端的检测手段, 对于其检测结果的可靠性应有进一步的了解和分析。由于撞击事故严重, 基桩、梁板等都有不同程度的破损, 修复工程中按照“缺一代二”原则有补充新的钻孔灌注桩, 也有采用原桩就地利用套筒外包加固的方法;针对梁板等构件既有更换新构件, 也有原构件扩大截面外包加固的方法, 种类齐全, 方式多样, 是类似修复工程很好的参考资料。陈灿明[6]作为海事法院委托的第三方检测单位对港方和船方所做的检测评估结果和修复内容等做公正判断。该论文详细介绍了现场撞损情况, 分析了港方和船方针对撞损程度的判断和不同的修复方法, 做出了客观、合理的评价和建议。文中针对基桩受撞后承载能力和完整性的判断, 依靠基桩顶部的位移大小和基桩在泥面处与岸坡泥土之间出现开裂距离进行判断的, 而不是采用低应变的手段进行检测, 也说明在该时期利用低应变检测不打开约束的基桩完整性并没有普及或具有普遍的说服力。林彬等[7]对某海港码头的撞损修复提出了加固方案。谢永健等[8]对码头受撞后的检测内容、典型破损形式和不同的加固方法进行了总结和归纳。其中, 检测内容和撞损实例中也应用了不打开约束条件下采用低应变检测基桩完整性的检测技术。李宗哲[9]提出了码头前沿基桩被撞后将其竖向荷载通过在码头上方设置临时措施转换到相邻的排架上, 从而在被撞形成的高危区域内进行原结构的拆除、补强加固等工作, 保证了施工区整个结构的安全性。该受力体系转换新工艺具有较好的创新性和实用性, 对出现撞击事故后采取临时安全保障措施具有良好的借鉴意义。邓雷飞等[10]对于船舶撞击码头结构进行了有限元模拟分析, 对于船舶撞击码头后结构的破损、发展等进行了研究, 对于判断一些表观未明显破损构件的破损程度起到了参考作用。

综上对于高桩码头事故后的检测评估和维修维护的总结可知, 国内类似事故屡见不鲜, 有了很好的解决对策, 无论在受损程度鉴定、加固临时支护、加固合理方案选择上, 都有比较丰富的经验可循, 形成了良好的诊断、评估、加固系统。另外, 在以上对于撞损事故总结中, 比较侧重于总结基桩受撞后的破损程度鉴定, 是因为这是鉴定类似事故的重点。基桩在水下、泥面以下都有较大的长度, 依托潜水检查往往只能是部分检查, 能依托先进的技术手段例如超声波在不打开结构约束的情况下准确检测基桩完整性可以提升整个检测行业技术水平, 可喜的是目前已经有一些单位开始采用这样的方法进行基桩完整性检测和判断, 但笔者认为其成果的可操作性、可靠性仍然需要继续通过实践的检验进行验证和提高。

2 高桩码头受撞加固新难题

2014年3月9日, 香港某5万t散货船在天津港某码头撞击到码头前沿, 造成撞击区域的基桩、梁板、附属设施都出现了不同程度的破坏, 尤其是基桩被撞破损严重, 有3根基桩被撞直接倒入海中 (31排的前1、前2基桩和32排的前1基桩) , 另有1根基桩虽然未倒塌, 但是顶端错位严重, 该基桩也丧失了承载能力 (33排前1基桩) 。这4根丧失承载力的基桩可参见图1, 破损基桩桩位图见图2, 其他构件的破损经检测后其情况统计如表1所示。

由此可见, 本次撞击事故主要造成了4根基桩丧失承载力、3个桩帽脱落缺失、1榀靠船构件缺失、1跨面板破损、2套D型护舷缺失的破损情况。最严重的是码头前沿形成了连续3个排架的前1基桩承载力缺失的高危结构。根据计算可知, 该结构在自重作用下会发生坍塌事故, 所幸现浇节点支撑下, 整体结构并未发生沉降和坍塌, 但该区域内立刻停止了作业, 在更大的范围内不允许有振动荷载和其他附加荷载等。

根据以往的经验可知, 如果1个排架的前1基桩被撞缺失, 可以采用李宗哲等人提出的高桩码头受损基桩修复受力体系转换新工艺, 对临时危险结构进行受力的安全转移, 然后在受损区域可正常进行开凿、吊装等等施工工序。其工艺参见图3。

但是该方法针对本受损情况则不能适用, 因为4跨长度约28 m, 跨度太大, 在这么大范围内利用贝雷梁和千斤顶进行受力转换不太现实, 其安全性和适用性不能保证, 亟待寻求更为合理、可靠的临时支撑措施, 以满足其他施工工序的安全开展。

3 修复前的临时支撑措施创新

根据计算和天津港基桩断裂经验可知, 基桩在顶部受到桩基折断入海的情况, 基桩会在泥面以下约2 m的嵌固点位置也发生断裂, 但嵌固点以下的基桩并未受到损伤, 该部分基桩仍可以提供主要的竖向承载力。所以临时支撑措施着眼于挖掘嵌固点以下基桩的残余承载能力, 将嵌固点处基桩顶部经过截桩、打磨找平后嵌套1根壁厚10 mm的无缝钢管临时支撑桩, 该支撑桩的顶部搁置千斤顶顶托横梁, 从而对高危结构形成临时的支撑作用。其顶托和支撑的断面图如图4所示。这样的临时支撑措施, 着眼于从码头结构下方进行支撑, 占用空间小, 所需要的大型机械设备少, 与在码头上方采用临时受力转换措施完全不同。由于无缝钢管临时支撑桩高度约16 m左右, 在钢管桩下水、浮游稳定、下沉安装等环节需要科学计算、精心组织, 选择合适潮水进行各个工序的施工。在钢管上设置进水孔、排水孔, 从而对钢管内的水量进行控制, 让钢管桩一直处于上浮和下沉稳定状态中, 使得钢管浮游、起立、安放和利用吊环临时固定时所施加的外力较小, 用很小的外力配合潮水、钢管内水量等调整钢管桩就位, 节省了大型机械设备调用和复杂配合, 而且该装置在施工完成后可回收重复利用。临时支撑钢管桩就位后, 立刻在其上方架设千斤顶顶升后支撑横梁形成稳定的传力结构。值得注意的是, 施工期严格控制现场作业, 不得碰触受损区域的梁板混凝土构件, 尤其是在钢管桩进入预定位置前, 要依托低潮水, 钢管桩从靠船构件下方横向或斜向进入, 然后缓慢调整方向和姿态, 在处于底端钢管桩大致与目标位置重合时打开进水孔, 让钢管桩缓慢下沉。

4 结语

本文总结了以往针对高桩码头受撞后处理的经验, 其中包含了检测评估的内容、方法等, 也包含了临时支撑的安全措施, 维修维护的方式方法等, 技术科学、经验丰富, 也逐步形成了成熟的系统。但是依托以往的技术和经验, 仍然会有无法应对的特殊情况。结合天津港某码头被撞实例, 笔者摒弃了以往固有的思维和经验, 创新性的开发了一种独特的临时支护基桩对高危结构进行支撑, 为施工开展奠定了安全基础。该临时基桩既可以在海中浮游定位, 也可以冲水下沉, 在较小的作用力下可实现将其直立后固定, 巧妙利用断桩在嵌固点以下部分的承载力, 从而发挥临时支撑高危结构的作用, 尤其对于多跨、大面积的高桩码头前沿失去竖向支撑作用的状况更具有独到的优势, 对于维修类似工程具有较高的参考价值。

摘要：针对天津港某事故后结构受损修复前临时支护难题, 在分析了全国各地高桩码头受撞后修复方法优势和不足的基础上, 创新性的提出了新的临时支撑结构, 指出该结构具有浮游稳定、下沉就位方便、普遍适用和可回收重复利用的特点, 解决了受撞高危结构无法承受施工荷载问题。

关键词：高桩码头,临时支撑,高危结构,撞损事故

参考文献

[1]徐万群, 龙建文.断桩修复简易方法[J].交通科技, 2002 (3) :17-18.

[2]邳志.天津港21段码头被撞损构件的影响分析及断桩修复方案必选[J].水道港口, 2002 (12) :295-298.

[3]钱平生, 赵月玲.天津港东突堤工作船码头撞损事故对码头结构影响的分析[J].水道港口, 2002 (10) :205-211.

[4]吴坤俊, 张明海.马村港船舶触碰码头事故多发原因及对策[A].第一届广东海事高级论坛论文集[C].2006.

[5]梁昊文, 刘普军, 蔡伟成.七里集装箱码头混凝土构件受损调查检测及修复[A].中国土木工程学会2006混凝土工程耐久性研究和应用研讨会[C].2006.

[6]陈灿明, 唐崇钊, 曹金凤, 等.汕头港某码头海损检测与修复[A].第十一届全国海事技术研讨会论文集[C].2006.

[7]林彬, 梁昊文, 蔡伟成, 等.某海港码头的撞损修复[J].水运工程, 2006 (2) :39-42.

[8]谢永健, 周国然, 翁友法, 等.高桩码头受撞检测及常见桩基损坏后典型加固技术[A].国际航运协会2008年会暨国际航运技术研讨会论文集[C].2008.

[9]李宗哲, 王孝兵, 周龙.高桩码头受损基桩修复受力体系转换新工艺[J].水运工程, 2013 (1) :161-165.

高桩码头 第10篇

波浪力作用是高桩码头结构设计中必须考虑的外荷载作用之一, 尤其是对外海无掩护的高桩码头, 波浪力往往是梁板结构甚至桩基结构设计的控制荷载。但现行的《海港水文规范》 (JTJ213-98) 中主要的计算公式和计算参数都来自以往的试验和观测资料, 经过统计、分析与归纳得出的, 经验性非常强, 还需要通过大量实际工程的不断印证与调整, 尤其需要根据具体工程实际情况加以合理选用, 才能保证码头主体结构的安全性和经济性。下面就以一实际工程为例, 系统地介绍波浪对高桩码头梁板及桩作用力的具体计算过程。

二、设计条件

极端高水位:3.46m;

原泥面标高:-16.5m;

设计波浪 (50年一遇) ;

三、波浪力计算

波浪对横梁及靠船构件的侧面波压力由静水压力和动水压力两部分组成。计算简图如下:

1) 静水压力计算

静水压力计算公式:Ps=γ·η;

式中:γ—水的重度 (k N/m3) , γ=10.25kN/m3;

η (x) —波峰面在静水面上的高度 (m) , η (x) 根据波面方程计算;

x—波峰位置为零起算的水平距离 (m) , x=-b/2~b/2;

b—上部结构宽度, b=32m;

d—极端高水位时前沿水深, d=3.46+16.5=19.96m;

—函数, 可查《海港码头结构设计手册》 (1975年) 中图2-9-11, 也可根据以下公式进行计算:

按极端高水位, 50年一遇波浪要素考虑

设波峰位置为x=0处, 则计算波峰在静水面的高度:

则Ps (3.46) =Ps (0) =γ·η=10.25×3.9=40kN/m2

则作用在静水面以上的静水总压力:

作用点距波峰面的距离:;

作用在静水面以下的静水总压力:Ps2=39.0× (3.46-0) =138.4,

作用点距波峰面的距离:;

则上部结构单位宽度上所受静水压力为:

合力作用点距波峰面的距离为

2) 动水压力计算

动水压力计算公式:;

式中:u—水质点轨道运动的水平分速度 (m/s) , 可根据下式计算:

z—计算点在静水面以下的距离, 静水面以上取z1=0计算。

设波峰位置为x=0处,

静水面以上:

则作用在静水面以上的动水总压力:pa1=5.47×3.9=21.33kN/m

作用点距波峰面的距离:;

静水面以下z2=3.46m处:

作用在静水面以下的动水总压力:

作用点距波峰面的距离:

则上部结构单位宽度上所受动水压力为:

合力作用点距波峰面的距离为:

码头横梁及靠船构件迎波面宽度为2.2m, 则横梁及靠船构件所受静水压力及动水压力分别为:

波浪对纵梁的侧面波压力计算参照以上方法计算。纵梁底高程为z=6.5m, 经计算, ps (6.5) =0.86×γ=0.86×10.25=8.82kN/m2,

则纵梁单位宽度上所受的静水压力

作用点位置距波峰面

纵梁单位宽度上所受的动水压力

作用点位置距波峰面

单个排架处纵梁迎波面宽度为7-2.2=4.8, 则纵梁所受静水压力及动水压力分别为:

波浪力荷载图示见下图:

四、结语

本文参照相关的港工结构设计技术规范、标准和相关设计计算手册等资料, 并查阅了很多以往设计成果, 结合作者自身多年来的设计工作实践, 主要针对波浪力作用和作用效应, 如波浪对高桩码头上部梁板的作用力、波浪对梁的侧向压力包括静水压力和动水压力等的计算及其主要参数的选取, 以实例的形式, 进行了比较系统的介绍, 希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献

[1]海港水文规范, (JTJ213-98) .

[2]海港码头设计手册 (中册) .