板樁碼頭修復改造項目施工組織探討

孫有超 劉天濤

摘 要：板樁碼頭修復改造項目較之新建項目除常規的沉樁、錨碇和上部結構等施工外，還需要面對舊有板樁碼頭結構的改造與拆除工作。本文將結合尼日利亞瓦里港某舊板樁碼頭修復改造項目實例，探討在施工組織中如何通過充分利用舊有結構達到改善施工條件，方便作業，并減少其他施工措施投入進而節約成本等目的。

關鍵詞：板樁碼頭 修復改造 施工組織 舊有結構利用

1.引言

鋼板樁碼頭結構以其結構簡單、造價低、建造周期短的特點，在國內、國際的內河、海灣、近海等位置多有應用。但樁身的鋼結構受防腐措施及當地水環境影響，整體結構存在易腐蝕、耐久性差的缺點。常見的修復升級方式主要集中于鋼板樁結構部分，在評估原有的鋼板樁工作性能的基礎上選取方案。由于原有碼頭鋼板樁結構銹蝕情況嚴重無法繼續利用，或碼頭需停泊更大噸位船型，前沿水域需要進一步浚深，進行修復升級時將需要重新沉設新鋼板樁形成新的碼頭結構。較之新建項目，除常規各施工環節外，還需要面對舊有板樁碼頭結構的改造與拆除。工作科學組織和策劃，精心施工對于該類項目創造效益尤為重要。本文將結合尼日利亞瓦里港某舊板樁碼頭修復改造項目實例，探討在施工組織中如何通過充分利用舊有結構達到改善施工條件，方便作業，并減少其他施工措施投入進而節約成本等目的。

2.工程簡介

本項目位于尼日利亞瓦里港，該修復工程是在舊碼頭前沿線位置前推形成新岸線401m與兩側碼頭形成整體連成直線，需新建鋼板樁長度共437 m，采用型號HZ880MC+AZ14-770-10/10組合鋼板樁（樁長22m+16m）為前沿基礎和擋土結構，錨碇結構為AU25鋼板樁（樁長5m），錨固體系為D70mm錨桿結構，錨桿長約28m。上部結構為2m×1.8m鋼筋混凝土帽梁。鋼板樁施工完畢后新、舊板樁間進行回填，以及碼頭后方回填形成陸域。碼頭平面及結構斷面見圖1、圖2。

原有結構鋼板樁在水位線以下出現銹蝕穿孔的情況，部分地方甚至連成通孔。銹蝕位置受水流淘刷，致使碼頭面以下出現空洞。部分碼頭面由于空洞過大，受荷后出現破損，并有不斷擴大的趨勢。許多位置梁板損壞嚴重，明顯露筋情況的比例較大。主要集中在第一及第二個面層分塊區域，約距舊碼頭前沿線12m內。

3.原有碼頭面利用

本項目沉樁施工采用履帶式吊機吊液壓振動錘振動插打組合鋼板樁。過程中先將組合鋼板樁HZ型主樁插入已精確定位的臨時導向架中，樁身在導向滑輪限位內下沉至穩樁，振動錘振動將其施打到導向架上方。如此導向架內一組主樁先后插入后吊離導向架，在主樁間插入AZ板樁，組合樁交替打設到位。

鑒于原有碼頭面前沿線往回12m范圍以后的結構仍比較完整，未出現較大安全隱患，本項目在規劃沉樁方案時考慮充分利用原有碼頭面達到鋼板樁陸上施打的目的。

首先對原有結構進行評估，主要考慮其承載能力，進而可以確定設備選擇和使用范圍。通過液壓破碎錘對碼頭面板孔洞周邊進行破碎，明確了下方空洞邊界，根據下方空洞情況劃定警戒區域及設備可正常行走區域。

沉樁施工過程中，需要采用履帶吊將全長22m的HZ型主樁吊高超過導向架頂端，吊樁用的鋼絲繩及掛扣長度為1.5m，凈空要求達到26.7m以上。根據吊機在警戒區域外可安全行走的位置與沉樁軸線間水平距離，且液壓振動錘加油管的重量就達到7T，主樁的重量也相近，選擇采用150T履帶吊機配備42m吊臂長度能夠滿足吊重與吊距需要。

通過利用原有碼頭結構沉樁，減少水上設備如駁船的投入，減少吊機上下駁時間對進度影響及降低因此帶來的安全風險；且陸上施工對于沉樁定位精度控制更容易，進而提高了作業效率。同樣原因，在本項目的高樁結構部分，利用破除原梁板結構后的破碎殘渣和在板樁結構破碎的梁板混凝土渣進行回填，形成臨時平臺施打該位置的轉角鋼板樁。該平臺在進行鋼拉桿錨碇結構時挖除。

舊鋼板樁結構一般水下部分銹蝕情況相對較水位變動區慢，若非出現大面積缺失，則一般不會出現整體失穩的情況。對部分位置需要擴大使用范圍的，需要選取合適的材料如塊石、破碎混凝土塊等進行回填，并考慮是否在舊板樁位置前進行相應的防護措施，如對銹蝕孔焊接加強或增加擋墻結構。在類似項目策劃時，現有設備資源的限定必須加固利用原有結構，或是在綜合考慮加固成本后選擇更大參數的設備，這些情況都可能出現，需要結合多方面因素考量舊板樁結構的利用方案。

4.舊鋼板樁結構利用

本項目錨碇系統為下斜型式，拉桿水平夾角為5.57°，通過圍柃錨拉于后沿AU25鋼板樁墻上。因此舊有板樁結構除后沿鋼板樁需拔除外，前沿鋼板樁也對拉桿按照存在阻礙。為利用前沿鋼板樁進行擋水保證干地施工錨碇系統拉桿，采取了在舊前沿鋼板樁上開孔使拉桿通過后進行封堵的措施，使施工效率大大提升。

但由于新舊碼頭前沿線不平行（見圖1碼頭平面圖），隨著新碼頭鋼板樁軸線與舊板樁軸線距離的增大，進行拉桿安裝時，拉桿與舊前沿板樁交叉位置高程越低（見圖2碼頭斷面圖），進行開孔時，受前沿水位影響越大。為盡可能避免河水對施工的影響，實施過程中，根據水位漲落規律，利用低潮時開孔，拉桿穿過舊樁后連接已施打好的主樁，完成錨碇系統拉桿前半部分安裝，并及時用砂袋將穿孔位置進行封堵。在拉桿位置調整好后，對舊板樁開口后方位置回填砂進行部分覆蓋，起到堵水的效果。需要注意的是，砂袋僅需填充至1/3到1/2的位置，則可利用其柔性充分包裹拉桿周圍，填滿拉桿與開孔間空隙。砂袋間貼緊密實，可以起到反濾作用，在新舊板樁間未回填砂之前達到良好的阻水效果。

但部分區段，由于開孔位置太低，低水位仍無法對舊板樁進行氣割開孔，需要抽水降低水位。此時就要通過形成封閉水域，利用大流量水泵在較低水位時持續抽水降低水位，達到預定位置后重復上述相同的開孔、穿拉桿、封堵及回填步驟。本項目為形成封閉水域，使用了未施打的AZ鋼板樁。在新舊板樁距離較近的位置打入，形成方形空間，并通過在該空間中回填砂，堵口封閉。為防漏砂，在填砂前利用土工布將四角的接縫蓋滿，用砂袋固定位置，后再回填砂壓緊。經抽水驗證，堵水效果良好。選擇堵口位置時，需同時考慮抽水設備效率、需要的工作水位及施工窗口時長，以最經濟、措施最少（即進行一次堵口能完成所有工作為佳）、滿足抽水時間最短、耗費資源最少為原則綜合考慮。

5.結語

本項目在利用原碼頭結構方便施工所采取的措施，如對于原碼頭面的利用及舊鋼板樁結構的利用，提高了施工的效率，也產生了較好的效益。且這些措施對于需要重新沉設新鋼板樁形成新的碼頭結構的鋼板樁碼頭修復升級項目來說具有一定的普遍性，可以作為借鑒與參考。但是各個項目情況不同，前期宜以盡可能陸上、干地施工；減少船機使用；力求設備在各階段可通用原則，深入評估現場條件因地制宜，精心策劃充分挖掘潛力，從而為項目創造更大效益。

參考文獻：

[1]汪正榮等，建筑施工簡易計算.北京：機械工業出版社出版2008.