游艇碼頭鋼管定位樁糾偏施工技術(shù)探討

殷昕 王志鋒

摘 要：三亞鹿回頭游艇碼頭項(xiàng)目后續(xù)施工時(shí)，由于不可避免的滑坡，原浮碼頭定位樁發(fā)生較大傾斜，超過(guò)了抱箍與定位樁設(shè)計(jì)的間隙，棧橋和碼頭連接為整體，碼頭隨之平移，造成所有抱箍與定位樁擠靠緊密，產(chǎn)生很大的摩擦力，棧橋、碼頭浮箱不能整體隨水位變化通過(guò)抱箍上下浮動(dòng)，不能正常使用。采用高壓水槍配合高壓空氣沖刷、掏空樁傾斜反方向樁周泥土，樁頂端施加反傾斜方向水平拉力，將樁扶正。樁周圍泥土固結(jié)后，定位樁滿足使用要求。

關(guān)鍵詞：游艇碼頭；定位樁；糾偏；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U655.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）5-0066-04

由于施工定位控制、外力作用等原因，直樁的垂直度設(shè)計(jì)有要求，當(dāng)垂直度超過(guò)一定限度，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用和安全。三亞鹿回頭游艇碼頭后續(xù)項(xiàng)目施工時(shí)，由于不可避免的滑坡，原浮碼頭定位樁發(fā)生較大傾斜，抱箍不能按設(shè)計(jì)要求自由上下滑動(dòng)，浮碼頭不能正常使用。根據(jù)工程量的大小、施工條件，合理選用高壓水槍切割樁周圍泥土、高壓空氣上循環(huán)浮運(yùn)松散泥土、樁頂端施加反傾斜方向水平拉力，將樁扶正。樁周圍泥土固結(jié)后，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。此工藝簡(jiǎn)單易行，效率高，成本低。

1 工程概況

三亞鹿回頭廣場(chǎng)游船游艇碼頭工程項(xiàng)目位于三亞市鹿回頭廣場(chǎng)西側(cè)，臨春河入海口處，其中護(hù)岸起點(diǎn)位于榆亞路跨河橋（潮見(jiàn)橋）東側(cè)橋頭處。工程規(guī)模包含兩部分：浮體碼頭及護(hù)岸結(jié)構(gòu)。

本工程浮體碼頭工程包含：河道清淤約72000方，海上定位鋼管樁37根，單根樁長(zhǎng)17m。游艇碼頭泊位22個(gè)，系船柱20個(gè)，2M*12M活動(dòng)引橋4座。碼頭結(jié)構(gòu)：鋁合金浮體碼頭結(jié)構(gòu)。浮體及碼頭主要由浮箱、受力鋁合金結(jié)構(gòu)及塑木面板組成，堤岸與碼頭之間使用活動(dòng)引橋連接，引橋與護(hù)岸處鉸接，在浮橋處滑動(dòng)連接，浮碼頭各結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)螺栓連接。浮碼頭分別使用鋼導(dǎo)軌、樁和撐桿定位，與鋼導(dǎo)軌、定位樁之間采用滑動(dòng)連接。護(hù)岸結(jié)構(gòu)斷面詳見(jiàn)圖1：

2 施工中出現(xiàn)的問(wèn)題

三亞鹿回頭廣場(chǎng)游船游艇碼頭定位為三亞市的一個(gè)碼頭運(yùn)營(yíng)地點(diǎn)，為了盡快投入運(yùn)營(yíng)使用，建設(shè)單位要求現(xiàn)場(chǎng)先進(jìn)行河道清淤及浮體碼頭部分的施工，便于盡快投入運(yùn)營(yíng)。所以施工現(xiàn)場(chǎng)就按照建設(shè)單位的要求進(jìn)行相應(yīng)施工。

護(hù)岸結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分需要打設(shè)鋼筋混凝土板樁474根，最大長(zhǎng)度18m，最小長(zhǎng)度17m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，樁側(cè)及樁尖為凹凸槽結(jié)構(gòu)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)方案比選，選用柴油錘式打樁機(jī)進(jìn)行護(hù)岸部分的沉樁工作。由于板樁沉樁過(guò)程中的振動(dòng)擠土效應(yīng)，對(duì)岸坡影響很大，20米范圍內(nèi)震動(dòng)感強(qiáng)烈，坡肩后10米左右范圍內(nèi)水平面出現(xiàn)裂縫、下沉，出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。

坡腳附近的原浮碼頭棧橋定位樁在滑坡影響范圍內(nèi)的，由于深度小，沒(méi)有被斷，判定滑動(dòng)面以下的樁在滑坡土體水平分力的作用下產(chǎn)生傾斜。定位樁離坡腳距離的遠(yuǎn)近不同，傾斜的程度也不同，距離最近的D5樁，垂直度最大達(dá)到4.5%。樁頂位置偏移超過(guò)300mm。垂直度觀測(cè)資料見(jiàn)表1：

由于棧橋和碼頭連接為整體，棧橋定位樁偏移量超過(guò)了設(shè)計(jì)的間隙，碼頭隨之平移，造成所有抱箍與定位樁擠靠緊密，產(chǎn)生很大的摩擦力，棧橋、碼頭浮箱不能整體隨水位變化通過(guò)抱箍上下浮動(dòng)，低水位時(shí)棧橋、碼頭浮箱懸掛在空中，變形嚴(yán)重，不能使用，不得已臨時(shí)拆除抱箍與浮箱的連接，調(diào)整棧橋定位樁垂直度后再安裝。見(jiàn)圖2、圖3、圖4。

3 方案比選

通過(guò)開專題會(huì)討論，考慮了兩種方案。兩種方案比較結(jié)果如下：

方案一：將傾斜定位樁拔起，直立護(hù)岸完成后重新按設(shè)計(jì)位置沉樁。

由于定位樁已沉樁1年以上，樁周泥土固結(jié)穩(wěn)定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，抗拔力很大，現(xiàn)場(chǎng)用75噸吊機(jī)試拔，不能成功，需要150噸以上的起重船。重新沉樁，需要進(jìn)場(chǎng)打樁船及附屬錨艇、交通船等，現(xiàn)場(chǎng)水域狹窄，游船通行頻繁，干擾大，效率低。大量的船機(jī)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，定位樁只有14根進(jìn)行處理，高昂的調(diào)遣費(fèi)造成攤銷過(guò)高。

結(jié)論：采用此方案存在明顯的不合理性，不予采用。

方案二：岸上設(shè)地錨，通過(guò)施加反傾斜方向水平拉力，將樁拉直調(diào)正。

岸上設(shè)地錨，通過(guò)倒鏈在樁頂施加反傾斜方向水平拉力，同時(shí)將反傾斜方向樁周圍的固結(jié)土部分?jǐn)_動(dòng)、掏空，減小樁拉直過(guò)程中的被動(dòng)土壓力造成的阻力，施加較小的水平力，將樁調(diào)正，連續(xù)張拉5天以上，樁周泥土因拉動(dòng)造成的擾動(dòng)固結(jié)消除后，放張，定位樁穩(wěn)定，調(diào)正工作完成。

結(jié)論：此方案經(jīng)施工檢驗(yàn)，簡(jiǎn)單易行，效率高，成本低。

4 工藝流程及施工方法

4.1 工藝流程

準(zhǔn)備工作→倒鏈?zhǔn)┘永Α邏核畼屒型粒邏嚎諝飧∵\(yùn)松土→調(diào)整倒鏈拉力，測(cè)量控制定位樁垂直度調(diào)整到設(shè)計(jì)要求，停止高壓水槍→靜置5天后放張，完成調(diào)整工作。

4.2 施工設(shè)備及方法簡(jiǎn)述

4.2.1 施工設(shè)備

此方案簡(jiǎn)單易行，倒鏈、地錨現(xiàn)有，主要設(shè)備見(jiàn)表2。

4.2.2 施工方法

為了扶正定位鋼管樁，主要采用在定位樁傾斜背面清除及擾動(dòng)土體，以解除作用在定位樁上的主動(dòng)土壓力，依靠鋼管樁自身的彈性恢復(fù)力，使其達(dá)到垂直的效果。由于不能完全解除主動(dòng)土壓力，樁身的彈性恢復(fù)力也有限，故而需要在樁頂施加反傾斜方向水平拉力。由于樁周泥土已固結(jié)穩(wěn)定，用水平力將樁整體拉直，土內(nèi)樁體需克服極大的被動(dòng)土壓力。為了確保鋼管樁不出現(xiàn)“S”形，倒鏈最大拉力不超過(guò)20噸，樁在泥面位置的彎矩不超過(guò)160t.m，即不超過(guò)鋼管的極限承載力。

以5號(hào)定位樁為例進(jìn)行典型施工。采用支撐擋墻模板的混凝土錨定塊作倒鏈的錨定樁，用現(xiàn)場(chǎng)的75t履帶吊倒運(yùn)錨定塊就位，倒鏈跟地錨、定位樁頂部采用鋼絲繩連接，高壓水泵、空壓機(jī)就位接電，高壓水管、空氣管連接，高壓水噴頭和高壓空氣噴頭組合成一體。高壓空氣出口在上方200mm左右。向5號(hào)定位樁頂部逐漸施加水平力，同時(shí)開啟高壓水泵和空壓機(jī)，強(qiáng)行清除樁周反傾斜方向的泥土，測(cè)量人員及時(shí)進(jìn)行定位樁垂直度的測(cè)量計(jì)算。當(dāng)定位樁垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，保持倒鏈拉力，同時(shí)在樁周回填砂。回填砂的厚度不低于原泥面高度，然后將振搗棒插入定位樁周圍的回填砂中進(jìn)行振動(dòng)密實(shí)，加強(qiáng)樁周砂土的固結(jié)力。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，保持斜拉鋼絲繩張拉狀態(tài)小于3天時(shí)，定位樁容易回彈傾斜，垂直度超過(guò)1%的設(shè)計(jì)要求。但張拉5天后放張樁身的垂直度趨于穩(wěn)定。施工方法詳見(jiàn)圖5：

5 施工工藝效果

5.1 倒鏈?zhǔn)┘永?/p>

人工拉倒鏈，施加預(yù)定的10t拉力，這時(shí)鋼管樁懸臂部分產(chǎn)生撓度，測(cè)量撓度的數(shù)值，作為最后調(diào)整時(shí)的回彈參數(shù)。可反復(fù)張拉、放松幾次，保證撓度的準(zhǔn)確性。最后施加10t拉力，進(jìn)行下一步工作。

5.2 高壓水槍切土，高壓空氣浮運(yùn)松土

組合噴頭綁扎在鍍鋅管上，長(zhǎng)度滿足作業(yè)人員站在浮箱（臨時(shí)拆除的浮棧橋）噴頭能達(dá)到定位樁的低標(biāo)高。作業(yè)人員站在浮箱上，將鍍鋅管連同噴頭垂直插入樁反傾斜方向裝的外壁附近。

同時(shí)開啟高壓水泵和空壓機(jī)，高壓水開始切割固結(jié)土，由于流量小，不能將松土循環(huán)浮運(yùn)出，高壓空氣輔助完成循環(huán)浮運(yùn)的工作。噴頭會(huì)有反沖力上浮，人工下壓鍍鋅管，保持噴頭在泥面，提高切割效率。調(diào)整噴頭位置，分層切割樁反傾斜方向樁周固結(jié)土，分層厚度200mm左右。詳見(jiàn)圖6：

5.3 調(diào)整倒鏈拉力，測(cè)量控制定位樁垂直度調(diào)整到設(shè)計(jì)要求

當(dāng)樁后固結(jié)土沖切、掏空到一定深度，樁身受的被動(dòng)土壓力阻力和倒鏈?zhǔn)┘拥乃嚼_(dá)到平衡臨界，調(diào)整倒鏈拉力，測(cè)量控制定位樁垂直度調(diào)整到設(shè)計(jì)要求。拉緊倒鏈，保持預(yù)定的10t拉力，期間需要連續(xù)高壓水槍切土，高壓空氣浮運(yùn)松土工作，測(cè)量樁垂直度情況，當(dāng)樁頂反向偏位等于實(shí)測(cè)的撓度值時(shí)，關(guān)停高壓水泵和空壓機(jī)。然后將振搗棒插入定位樁周圍的回填砂中進(jìn)行振動(dòng)密實(shí)，加強(qiáng)樁周砂土的固結(jié)力，在斜拉鋼絲繩的作用下穩(wěn)定樁身的垂直度。詳見(jiàn)圖7：

5.4 靜置5天后放張，完成調(diào)整工作

由于樁身還存在拉力和阻力的作用，樁周圍的土被擾動(dòng)，未固結(jié)前樁位會(huì)發(fā)生變化。靜置5天后，撤除倒鏈拉力，鋼管樁懸臂部分回彈至自由狀態(tài)，測(cè)量樁的垂直度，如不合格，重新上述工序，直至垂直度滿足要求的1%以內(nèi)。

5.5 實(shí)施效果驗(yàn)證

鋼管定位樁糾偏施工自始至終，人員、設(shè)備安全無(wú)事故，無(wú)環(huán)境污染隱患。需調(diào)整的13根棧橋定位樁用20天的時(shí)間全部調(diào)整完成，浮碼頭重新安裝后，使用正常。連續(xù)定期觀測(cè)3個(gè)月，根據(jù)記錄的沉降位移觀測(cè)記錄表，所有糾偏的定位樁傾斜率都在設(shè)計(jì)規(guī)定允許范圍之內(nèi)，沒(méi)有影響浮橋的正常使用，達(dá)到了預(yù)期目的。

6 效益論證

針對(duì)兩種施工方案，從機(jī)械、單價(jià)、相關(guān)措施費(fèi)及工期等方面考慮，評(píng)估對(duì)比見(jiàn)表3。

從工期上看，方案二比方案一長(zhǎng)3個(gè)月，但是大部分時(shí)間是糾偏后的測(cè)量觀測(cè)時(shí)間，不影響后續(xù)施工。

從成本上看，方案二比方案一節(jié)約成本140萬(wàn)元。同時(shí)，混凝土錨定塊和倒鏈在后期工程中可以重復(fù)利用，成本可以進(jìn)一步減少。

7 結(jié)論

本工程由于岸坡沉樁過(guò)程中的振動(dòng)擠土效應(yīng)，出現(xiàn)下沉、滑坡現(xiàn)象。導(dǎo)致浮碼頭棧橋定位樁在滑坡土體水平分力的作用下產(chǎn)生傾斜。若不及時(shí)對(duì)定位樁進(jìn)行糾偏，大有愈演愈烈之勢(shì)，直接影響到浮碼頭的正常使用。通過(guò)對(duì)常規(guī)工藝進(jìn)行整合運(yùn)用，采用樁頂施加拉力、高壓水切割鋼管樁周圍固結(jié)土、高壓空氣輔助循環(huán)浮運(yùn)松土的工藝解決了定位樁傾斜問(wèn)題。

本項(xiàng)目定位樁糾偏施工方案，工藝簡(jiǎn)單易行，體現(xiàn)了因地制宜的原則。沒(méi)有影響航道通航及碼頭的正常運(yùn)營(yíng)，安全性得到保證，節(jié)省了施工成本，滿足了設(shè)計(jì)要求，贏得了業(yè)主肯定。同時(shí)對(duì)有岸坡、水上施工，工期緊張的類似項(xiàng)目也有一定的借鑒作用。