集裝箱碼頭樁基工程水下混凝土的施工技術(shù)

張宇 張兵 中國(guó)港灣工程有限責(zé)任公司

1.工程概況

某集裝箱碼頭工程的主要建設(shè)內(nèi)容有2個(gè)6萬(wàn)噸級(jí)油碼頭泊位及1座工作船泊位。其中，1#、2#泊位均采用的是高樁墩式結(jié)構(gòu)，呈蝶形布置。碼頭總長(zhǎng)650m，工作船泊位平面尺寸為長(zhǎng)80m、寬12m，為高樁連片式結(jié)構(gòu)，下部配套灌注樁基礎(chǔ)，以維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.施工方案

1#作業(yè)面的建設(shè)內(nèi)容有1#棧橋、拖輪碼頭及1#、2#系船墩，灌注樁總量為266根。以臨時(shí)鋼棧橋上吊機(jī)為主要施工設(shè)備，周轉(zhuǎn)搭設(shè)樁基鋼平臺(tái)，配套鉆機(jī)等相關(guān)機(jī)械。待施工平臺(tái)建設(shè)成型后85t履帶吊就位，在平臺(tái)上吊裝振動(dòng)錘，提供作用力，打設(shè)鋼護(hù)筒，后續(xù)利用棧橋上吊機(jī)吊裝鉆機(jī)以及預(yù)制成型的鋼筋籠等相關(guān)設(shè)備或結(jié)構(gòu)將其安裝到位。1#工作面棧橋灌注樁施工中應(yīng)保證該樁體進(jìn)入砂層28m；對(duì)于拖輪泊位相配套的樁，深入砂層的量需達(dá)到23m；在1#、2#系船墩施工中，樁入砂層深度為26m。

2#作業(yè)面的建設(shè)內(nèi)容有1#、2#碼頭泊位、工作樓平臺(tái)及剩余棧橋，灌注樁總量為198根。水上船機(jī)搭設(shè)施工鋼平臺(tái)，于成型的平臺(tái)上安裝鉆機(jī)及相關(guān)配套設(shè)備，水上船吊、攪拌船協(xié)同配合，組織灌注樁的施工作業(yè)。各樁進(jìn)入砂層的深度各異，分情況考慮，具體為：2#工作面棧橋的樁的深入量按28m設(shè)置，工作平臺(tái)的樁按30m設(shè)置，碼頭泊位的樁按20m設(shè)置，系船墩的樁按26m設(shè)置。沖擊錘成孔，鋼筋籠預(yù)制成型后，履帶吊和船吊協(xié)同作業(yè)將其吊裝到位，制備質(zhì)量達(dá)標(biāo)的混凝土，泵送施工。

3.導(dǎo)管的制作及質(zhì)量檢驗(yàn)

3.1 導(dǎo)管的制作

以無(wú)縫鋼管為基礎(chǔ)材料制作導(dǎo)管，要求其內(nèi)壁光滑、圓順，接頭處設(shè)置2 道密封圈，以免產(chǎn)生連接縫隙。導(dǎo)管下放前全面檢查，要求其具有暢通、潔凈的特點(diǎn)，接頭處的密封圈應(yīng)具有完整性。以工作平臺(tái)的高度和孔深為準(zhǔn)，合理控制導(dǎo)管的長(zhǎng)度，緩慢下放導(dǎo)管，距孔底40cm處停止。遵循緩慢、勻速的原則，盡可能避免鋼筋籠與導(dǎo)管的法蘭盤(pán)碰撞，為全面保證導(dǎo)管的穩(wěn)定性，需利用活動(dòng)卡盤(pán)對(duì)導(dǎo)管采取固定措施。

3.2 導(dǎo)管的質(zhì)量檢驗(yàn)

全面檢查導(dǎo)管的質(zhì)量，包含承壓性、水密性、接頭的穩(wěn)定性等。水壓為承壓試驗(yàn)過(guò)程中的關(guān)鍵控制指標(biāo)，不可低于管壁可承受的最大內(nèi)壓，在水密性試驗(yàn)中，該值需達(dá)到最大內(nèi)壓的1.3倍或更多。水密性試驗(yàn)時(shí)向?qū)Ч軆?nèi)注入足量的水，對(duì)導(dǎo)管兩端采取封閉措施，連接出水管與水泵，此后開(kāi)啟水泵，以便向?qū)Ч軆?nèi)注入足量的壓力水，此過(guò)程中密切觀察水泵的壓力，隨著該值的提升，當(dāng)其達(dá)到導(dǎo)管可承受的最大壓力時(shí)暫停注水，安排10min的觀察時(shí)間，期間若導(dǎo)管的接縫和接頭無(wú)滲漏則表明導(dǎo)管的質(zhì)量較佳，可以滿(mǎn)足要求。

4.水下混凝土施工

4.1 導(dǎo)管的設(shè)置

水下混凝土的灌注采用的是螺牙式導(dǎo)管，內(nèi)徑250mm、單節(jié)長(zhǎng)度2.5m，并配套適量長(zhǎng)度為1m和0.5m的節(jié)段，以便靈活調(diào)整管長(zhǎng)。導(dǎo)管連接時(shí)宜設(shè)置密封圈，緊固連接盤(pán)，以免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。吊放施工過(guò)程中，保證導(dǎo)管所處位置居中且軸線(xiàn)維持順直的狀態(tài)，不可與鋼筋籠或孔壁發(fā)生磕碰。導(dǎo)管安裝到位后組織二次清孔（主要考慮到第一次清孔后未及時(shí)投入使用，期間孔內(nèi)易堆積雜物，若未再次清孔會(huì)影響施工質(zhì)量），確保孔底沉淀土厚度不超過(guò)5cm，泥漿含砂率不宜超過(guò)4%，粘度17s～20s，相對(duì)密度1.03～1.1。

4.2 水下混凝土的拌制及灌注

（1）按設(shè)計(jì)要求拌制混凝土，加強(qiáng)對(duì)坍落度、和易性等質(zhì)量指標(biāo)的檢測(cè)。

（2）配套混凝土漏斗，堵塞漏斗管口，隨著灌注作業(yè)的持續(xù)開(kāi)展，若儲(chǔ)料斗、漏斗內(nèi)的混凝土量滿(mǎn)足第一次下料后埋管深度達(dá)1m以上的混凝土用量要求，則剪斷封堵的球塞，開(kāi)始正式灌注混凝土。導(dǎo)管底口與孔底的距離應(yīng)控制在40cm～50cm，導(dǎo)管埋深至少達(dá)到1m。混凝土灌注施工如圖1、圖2所示。

圖1 樁基混凝土澆筑

圖2 樁頭鑿毛

（3）灌注過(guò)程中加強(qiáng)檢查，明確埋管情況，以便及時(shí)組織導(dǎo)管的拆卸作業(yè)；避免混凝土從漏斗頂部溢出的情況，且不可從漏斗外掉入孔內(nèi)。

（4）每次提升導(dǎo)管時(shí)均要做好灌注方量、孔內(nèi)混凝土面高標(biāo)及導(dǎo)管埋深的檢測(cè)與數(shù)據(jù)記錄工作，將實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求展開(kāi)對(duì)比分析，給后續(xù)施工提供參考依據(jù)，以免因誤測(cè)超拔導(dǎo)管而斷樁。在拆除導(dǎo)管后應(yīng)確保其埋深達(dá)到2m以上。

（5）混凝土灌注應(yīng)具有連續(xù)性，否則會(huì)影響結(jié)構(gòu)的完整性。灌注過(guò)程中小幅度上下串動(dòng)導(dǎo)管，減小混凝土內(nèi)的空隙量，提高密實(shí)性，同時(shí)可避免混凝土凝固而導(dǎo)致導(dǎo)管無(wú)法順利拔出的情況。以設(shè)計(jì)灌注樁樁頂標(biāo)高為參照基準(zhǔn)，要求樁頂?shù)膶?shí)際高度超過(guò)該值1.0m以上。分階段鑿除樁頭，待混凝土發(fā)生初凝后清除至樁頂標(biāo)高以上0.2m處；加強(qiáng)對(duì)樁基混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)，若實(shí)測(cè)值超過(guò)設(shè)計(jì)值的70%則將剩余的樁頭鑿除干凈。

5.質(zhì)量控制措施

5.1 制度的建立及運(yùn)行

制度能夠給工作的開(kāi)展提供導(dǎo)向，具有“標(biāo)桿”作用。對(duì)此，以項(xiàng)目建設(shè)情況為準(zhǔn)，結(jié)合行業(yè)規(guī)范建立質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度，并在各層級(jí)人員的共同配合下將其落實(shí)到位。定期考核，對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)異者予以適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)，以調(diào)動(dòng)工作氛圍，發(fā)揮出此類(lèi)員工的帶動(dòng)性作用，而對(duì)于表現(xiàn)欠佳者則進(jìn)行適度的懲罰，并加強(qiáng)引導(dǎo)，以便可積極參與到后續(xù)工作中。

5.2 技術(shù)保證措施

項(xiàng)目部經(jīng)理接收到業(yè)主的正式施工圖后，由總工為牽頭者，會(huì)同工程師組織圖紙會(huì)審，生成客觀的意見(jiàn)，將其匯報(bào)給業(yè)主、設(shè)計(jì)、業(yè)主。在得到經(jīng)過(guò)論證的施工圖后組織技術(shù)交底，使設(shè)計(jì)單位、承包單位等參與主體均能夠領(lǐng)會(huì)施工意圖，精準(zhǔn)把控施工要點(diǎn)。

以施工圖為主要依據(jù)，綜合考慮施工規(guī)范、項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案，作為施工的指導(dǎo)，提高施工作業(yè)的規(guī)范性。此外，全面落實(shí)三級(jí)交底制度，減小信息溝通誤差。

5.3 加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的控制

物資部的主要工作在于采購(gòu)工程施工所需的材料，工作人員應(yīng)以物資計(jì)劃為準(zhǔn)，結(jié)合原材料市場(chǎng)行情編制專(zhuān)項(xiàng)物資采購(gòu)計(jì)劃。為確保該項(xiàng)計(jì)劃具有可行性，需提前展開(kāi)市場(chǎng)調(diào)查，從質(zhì)量、采購(gòu)便捷性、成本等方面做綜合對(duì)比分析，經(jīng)優(yōu)中選優(yōu)后確定合格的供應(yīng)商，與之形成合作關(guān)系，采購(gòu)相應(yīng)的材料。

加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制，要求每批材料均附帶合格證等相關(guān)資料；進(jìn)場(chǎng)時(shí)抽檢，滿(mǎn)足要求后方可進(jìn)場(chǎng)，否則予以退場(chǎng)處理，并根據(jù)施工需求及時(shí)采購(gòu)新的材料。

混凝土是樁基工程中的關(guān)鍵材料，其包含水泥、砂等多類(lèi)原材料，因此需組織試驗(yàn)，確定合適的配合比以及拌制工藝（攪拌時(shí)間、溫度等），再將其應(yīng)用于混凝土的生產(chǎn)中。

6.結(jié)語(yǔ)

樁基是集裝箱碼頭工程中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，會(huì)對(duì)工程的整體質(zhì)量帶來(lái)影響，因此需切實(shí)提高樁基的施工質(zhì)量。通過(guò)本文的分析，提出樁基水下混凝土施工技術(shù)，闡述實(shí)際操作中應(yīng)當(dāng)重視的技術(shù)要點(diǎn)，希望可為類(lèi)似工程提供參考。