小潮差海域靠船平臺工程現澆墩臺施工技術

廖永波 中國交通建設股份有限公司總承包經營分公司

徐振坤 東營港經濟開發區管委會

賈效亮 東營港建設投資有限責任公司

1.引言

東營港北防波堤靠船平臺工程為高樁墩臺結構形式，是常見的碼頭設計結構，在高樁碼頭上部為墩臺結構的施工中，支撐系統通常采用夾樁式或懸吊底式，或者兩者組合使用，在安裝支撐系統和底模時，乘潮施工。東營港潮汐類型以正規全日潮為主，由于靠近渤海灣的無潮點，本海域潮汐強度弱，潮差小，平均潮差61cm，實測施工區域潮差長期約40cm，另外由于墩臺底標高為0.8m，無法利用潮差實現夾樁和安裝鋼梁，所以只能采用懸吊底式施工。在懸吊底施工中，同樣由于平臺底標高較低，潮差小，主梁次梁位于水面以下，受波浪、潮流、水位影響，難以安裝。所以如何設置懸吊支撐系統，鋪設模板成為本工程施工的重點難點。為此經過研究，通過將模板系統逐件加工安裝設計為懸吊支撐和底模組合后整體安裝，完成靠船平臺混凝土澆筑施工。

2.工程概況

靠船平臺位于東營港經濟開發區北防波堤堤頭背海側，戧臺位置，為堤頭燈配套工程，用于小型船舶停靠及堤頭燈日常維護管理。采用高樁墩臺結構，下部結構為5根φ1200mm大管樁，四周拋石圍護，同時形成防波堤斷面，上部結構為現澆混凝土平臺，頂標高2.5m，底標高0.8m，平面為不規則多邊形，面積73.2m2。平臺后方設30t-40t踏步塊形成上堤通道。

表1 潮位特征值

3.水文條件

3.1 潮汐

（1）當地平均海平面與理論最低潮面的關系

理論最低潮面相對56黃海平均潮面低66cm，相對當地平均海面低73cm。

（2）潮汐性質

東營港為正規日潮。其 K=(HK1+HO1)/HM2=24.0。

（3）潮位特征值，見表1。

（4）設計水位

設計高水位：1.54m，設計低水位：-0.10m，極端高水位：2.99m，極端低水位：-1.62m。

3.2 波浪

根據黃河海港海洋站1985年4月～11月（-14m水深）資料統計：常浪向為S向，頻率為12.0%，次常浪向為E向，頻率為7.74%，強浪向為NE向和NNE向，該向大于1.2m頻率分別為2.57%和2.46%。實測H1/10波高為4.4m，對應周期為7.9s，波向為NE向。

4.工程平面圖及斷面圖。

見圖1，圖2。

5.工程施工難點及采取的施工措施

（1）靠船平臺底標高低于平均潮位，底模以下長時間位于水下，無法乘潮安裝支撐系統和鋪設底模，可采用陸地拼裝后整體安裝的施工方案，此方法施工難度較大，對模板設計和加工、拼裝精度，要求較高，在拼裝前需充分做好現場樁位測量，各類鋼材，構件的下料和焊接精度，并便于移動安裝和調試。采取的施工措施為：在平臺樁基打設完成并夾樁后，測量隊進行了數次測量，核對樁位穩定無變化后，技術人員根據樁位數據繪制模板加工圖紙，并在平板駁船拼裝場地上按1:1比列畫出樁位，以便核對模板加工和安裝精度。在安裝前對進行截樁，要確保各樁頭截樁后標高在同一平面。

（2）安裝底模及側模后模板形成箱體，需考慮水的浮力及波浪的拍打側壓力。采取的施工措施為：在安裝完成后在底模上方采用抱箍進行夾樁，保證在高潮期間浮力作用下懸吊系統的穩定；靠船平臺位于防波堤內側，為減少波浪影響，工序上先施工防波堤斷面，形成掩護后再施工靠船平臺上部結構。

（3）設計標高低，潮差小，模板及鋼筋安裝后部分將受潮水浸泡，可乘潮施工作業時間短。采取的施工措施為：混凝土澆筑前需使用淡水沖洗鋼筋及模板，澆筑時必須保證混凝土供應，一次連續澆筑達到高潮位以上，不被淹沒，需充分做好施工組織。

（4）整個墩臺所需混凝土方量較少，不需要考慮溫度應力及采取降溫措施。

（5）靠船平臺下方需拋石和安裝扭王字塊，支撐系統及底模難以拆除。采取的措施為：經過綜合衡量拆除費用、施工安全及后期使用情況，決定將側模及底模超出平面位置部分進行拆除或截斷，平臺正下方部分由于全部淹沒在水中，拆除安全風險大，且不影響使用和結構安全，不予拆除。

6.模板設計和安裝

6.1 靠船墩平臺底段模板支立

靠船平臺底段模板體系由底模、九片側模板組成。

6.2 懸吊系統設計

圖2 工程斷面圖

主梁通過懸吊系統支撐，承受上部載荷，傳遞給樁。靠船平臺每根樁樁上部設置2根I28a作為懸挑梁，采用2根Ф25精軋螺紋鋼懸吊主梁。

6.3 底段模板主梁設計

經核算，靠船平臺樁兩側主梁為40c#工字鋼，沿排架方向，每排樁的兩側各設一組主梁。

靠船平臺底模次梁選擇20b#工字鋼次梁，布置間距500mm，并與主梁點焊固定，并交織成網相互點焊固定，次梁上部鋪設10mm鋼板作為底模板。

靠船平臺側模板采用9片定型鋼模板。下部和次梁連接，并且使用頂絲配合調正位置，上部用對拉桿加固模板，對拉桿選用Ф24對拉桿。

6.4 主梁、次梁、底模加工組合和安裝

主梁采用精軋螺紋鋼懸吊安裝，安裝時通過精軋螺紋鋼上部螺母調整主梁頂標高一致。

次梁選用20#工字鋼，布置間距500mm，并與主梁點焊固定，并交織成網相互點焊固定。因支立模板需要次梁上焊接頂絲臺座，防止底腳變形漏漿，臺座使用厚度為10mm的鋼板焊接制成，下部使用鋼板與次梁焊接，在連接板上焊接兩片10#槽鋼。

在次梁上鋪設10mm厚鋼板作為底模板，鋼板與次梁采用點焊焊接固定。將墩臺邊線測量定位于底板上。

在平板駁上將主梁、次梁及底模按照設計組合進行焊接，形成整體，設置4個吊點，焊接φ28mm圓鋼做吊環。組合完成后運輸至海上吊裝施工，采用方駁吊機組配合吊裝到位。

6.5 側模安裝

模板安裝采用“底托幫”支模方式，側模下方采用止漿措施防止漏漿，側模板使用方駁吊機進行吊裝。

模板支立之前，清凈底模上方的雜物，由測量人員在底模上放出模板里邊線的位置。模板由起重船吊至安裝位置的上方，施工人員使用晃繩等配合方駁吊機將模板安放到位。模板頂口形成對拉，底口使用頂絲加固。模板使用緊張器調整模板垂直度。

7.結論

實踐證明，在東營港潮汐強度弱，潮差小，平臺底標高低于平均潮位，支撐系統位于水下，無法乘潮安裝支撐系統和鋪設底模的情況下，通過將支撐系統加工成整體，然后吊放安裝到位并加固的施工方法，不但解決了無法乘潮安裝模板的問題，縮短了模板架設時間，加快了施工進度，而且減少了模板單獨暴露在海域的時間，將風浪對模板結構損毀的風險大大降低，保證了安全施工。