灌注樁施工平臺在碼頭上部結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

黃偉強(qiáng)、崔力

（中交四航局第三工程有限公司，廣東湛江 524009）

0 引言

海上灌注樁施工平臺在碼頭灌注樁施工中是較為常規(guī)的施工工藝。施工平臺通常采用鋼管樁做支撐，以貝雷片和型鋼作為上部結(jié)構(gòu)搭設(shè)而成，完成后可滿足鉆孔設(shè)備的行走及施工需求。常規(guī)海上灌注樁施工平臺在碼頭樁基完成后隨著上部結(jié)構(gòu)施工作業(yè)結(jié)束而拆除，較少與碼頭上部結(jié)構(gòu)施工相關(guān)聯(lián)。碼頭上部結(jié)構(gòu)施工過程中仍然主要依賴于海上船舶設(shè)備。

在欽州港金谷港區(qū)金鼓江作業(yè)區(qū)某高樁工程項(xiàng)目的實(shí)施過程中，施工單位通過對平臺使用功能的深化設(shè)計(jì)，為碼頭上部結(jié)構(gòu)施工提供了便利的操作平臺，將常規(guī)的水上施工轉(zhuǎn)為陸上施工，提高了碼頭上部結(jié)構(gòu)的施工工效，降低了船舶設(shè)備的成本投入及船舶使用的風(fēng)險(xiǎn)。

1 項(xiàng)目概況

欽州港金谷港區(qū)金鼓江作業(yè)區(qū)某高樁工程項(xiàng)目主要包含1 個(gè)5 萬噸級泊位，長為300m，1 座接岸引橋，長為407.5m，系纜墩4 個(gè)，補(bǔ)償平臺1 個(gè)，綜合用房平臺1 個(gè)，為常規(guī)的接岸式高樁碼頭結(jié)構(gòu)，樁基均為灌注樁。為滿足灌注樁及上部結(jié)構(gòu)施工需要，從接岸處搭設(shè)一座9m 寬鋼棧橋作為施工主通道延伸至碼頭后沿，施工平臺則與碼頭后沿的鋼棧橋相連接。鋼棧橋及施工平臺采用釣魚法搭設(shè)，其典型斷面如圖1所示[1]。

圖1 碼頭鋼棧橋及灌注樁施工平臺典型斷面圖

2 平臺使用策劃

該項(xiàng)目灌注樁成孔要求采用旋挖鉆進(jìn)行，其施工平臺需求面積較大，承載力要求較高?？紤]到碼頭梁板安裝所需履帶吊的規(guī)格與旋挖鉆相近，為最大化利用施工平臺資源，提高施工平臺使用效率及使用效果，在進(jìn)行灌注樁施工平臺設(shè)計(jì)時(shí)同步考慮履帶吊使用工況。

同時(shí)，結(jié)合碼頭預(yù)制梁板的上部結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)化施工平臺結(jié)構(gòu)布置，調(diào)整輔助樁間距及貝雷片布置。根據(jù)預(yù)制梁板尺寸及安裝梁板設(shè)備的起重能力范圍，將平臺區(qū)域化（分塊化），中間位置單獨(dú)布置兩根輔助樁形成獨(dú)立平臺。待樁基施工后，可將兩側(cè)樁基部分平臺拆除，保留中間部分平臺為履帶吊提供操作空間進(jìn)行梁板安裝，以減少海上大型吊裝設(shè)備投入，攤低鋼平臺搭設(shè)費(fèi)用，節(jié)省成本[2]。

3 平臺設(shè)計(jì)

碼頭泊位長為300m，寬為26m，排架間距為10m，每排架布置5 根灌注樁，樁徑為1.3m，下橫梁寬為2.4m，橫梁間凈空為7.6m，預(yù)制縱梁單條重為18t，預(yù)制面板單塊重為8t。

施工平臺典型結(jié)構(gòu)采用φ630 鋼管樁做支撐，以雙拼45b 工字鋼作為主橫梁，上部依次為貝雷片、25a工字鋼分配梁，頂部為定型橋面板。

根據(jù)碼頭結(jié)構(gòu)布置情況，將施工平臺按每兩排樁整體布置，單個(gè)平臺寬為12m，按3m+6m+3m 的間距劃區(qū)，布置4 根輔助樁。兩側(cè)3m 范圍在灌注樁施工完成后可優(yōu)先拆除，拆除后滿足下橫梁施工空間。剩余中間6m 可作為獨(dú)立平臺使用，滿足85t 履帶吊的作業(yè)要求，作為后續(xù)預(yù)制梁板安裝的通道，如圖2 所示。

圖2 碼頭施工平臺示意圖

4 平臺及碼頭施工

4.1 平臺搭設(shè)及灌注樁施工

平臺搭設(shè)方式與鋼棧橋基本相同，排架標(biāo)準(zhǔn)間距為6m，采用釣魚法從后沿往前沿進(jìn)行搭設(shè)，輔助樁采用85t 履帶吊吊起振動錘后依次打入，施打完每個(gè)排架輔助樁后進(jìn)行相應(yīng)的剪刀撐焊接，然后依次布置主梁、貝雷片、分配梁，最后鋪設(shè)橋面板[3]。

平臺搭設(shè)完成后采用旋挖鉆進(jìn)行灌注樁鉆孔，旋挖鉆機(jī)在平臺中部通道內(nèi)行走，完成兩側(cè)樁基施工。

4.2 兩側(cè)平臺拆除及下橫梁施工

每個(gè)獨(dú)立平臺內(nèi)的灌注樁全部施工完成后即開始進(jìn)行兩側(cè)平臺的拆除。履帶吊此時(shí)行走至中間6m寬平臺內(nèi)進(jìn)行拆除工作，從上至下逐層進(jìn)行，直至拔除最外側(cè)輔助樁。

兩側(cè)平臺拆除完成后即可開始下橫梁施工，下橫梁為常規(guī)現(xiàn)澆水工結(jié)構(gòu)。此時(shí)中間平臺可作為鋼筋、模板及小型施工機(jī)具等的臨時(shí)堆放場地，同時(shí)可作為鋼筋綁扎的施工輔助區(qū)。從平臺處搭設(shè)爬梯，即可實(shí)現(xiàn)人員從平臺上下底模，無須通過水上交通，如圖3、圖4 所示。

圖3 下橫梁澆筑示意圖

圖4 下橫梁澆筑現(xiàn)場圖

4.3 預(yù)制縱梁安裝

下橫梁澆筑完成后進(jìn)入預(yù)制縱梁安裝環(huán)節(jié)，縱梁安裝采用85t 履帶吊進(jìn)行，可在12m 作業(yè)半徑內(nèi)安裝重量為18t 的縱梁，縱梁安裝分為兩部分進(jìn)行。首先進(jìn)行相鄰跨的縱梁安裝，此時(shí)可將85t 履帶吊行走至中間6m 寬平臺，運(yùn)梁車通過棧橋倒入中間平臺，吊機(jī)距離縱梁安裝位置跨度為10m，滿足吊裝距離，如圖5、圖6 所示。

圖5 相鄰跨縱梁安裝示意圖（單位：mm）

圖6 相鄰跨縱梁安裝現(xiàn)場圖

然后開始安裝中間平臺跨縱梁，此時(shí)需同步拆除中間平臺，拆除從端部開始，每拆除一個(gè)排架則安裝對應(yīng)位置的縱梁，中間平臺拆除至一半時(shí)暫停拆除，完成已拆除區(qū)域所有縱梁安裝，如圖7 所示。

圖7 平臺跨縱梁及面板安裝示意圖

4.4 上橫梁澆筑

考慮到預(yù)制面板重量為8t，85t 履帶吊僅可在22m范圍內(nèi)完成安裝，碼頭總寬為26m，故履帶吊無法在后沿棧橋上完成所有預(yù)制面板的安裝。上橫梁需分前后兩段進(jìn)行，分段設(shè)置在跨中負(fù)彎矩較小位置。首先澆筑前半段已安裝完成縱梁區(qū)域的上橫梁。

4.5 面板安裝

然后即可開始該區(qū)域的面板安裝，面板安裝時(shí)履帶吊位于中間剩余平臺處。前半段面板安裝完成后即可拆除后半段的中間平臺，此時(shí)履帶吊退至碼頭后沿棧橋，按上述施工步驟完成后半段的碼頭縱梁安裝、上橫梁澆筑及面板安裝[4]。

5 使用施工平臺進(jìn)行碼頭上部結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)勢

相比于傳統(tǒng)碼頭采用船舶水上施工的工藝，利用灌注樁施工平臺進(jìn)行碼頭上部結(jié)構(gòu)施工有以下優(yōu)勢。

第一，減少船舶使用，降低施工成本。如采用碼頭上部結(jié)構(gòu)梁板安裝，施工工期約為4 個(gè)月，需租賃起重船。用陸上履帶吊替代海上吊裝船舶的方式則可壓縮工期至2.5 個(gè)月，無須租賃海上設(shè)備，僅需考慮適當(dāng)延長平臺使用時(shí)間。在目前海上吊裝船舶較為緊缺、價(jià)格較高的情況下可有效節(jié)約施工成本。

第二，減少海況影響，加快施工進(jìn)度。常規(guī)海上起重船吊裝易受海況影響無法施工，改為陸上施工后則無須考慮常規(guī)水工施工受海況的影響，同時(shí)陸上設(shè)備使用較海上設(shè)備靈活，也更易于根據(jù)施工進(jìn)度情況進(jìn)行增減，可進(jìn)一步發(fā)揮設(shè)備使用工效。加之預(yù)制構(gòu)件的陸上運(yùn)輸效率遠(yuǎn)高于海上運(yùn)輸，使項(xiàng)目實(shí)施變得更加可控，可有效加快施工進(jìn)度，縮短作業(yè)時(shí)間。

第三，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提供施工便利。海上起重船安裝時(shí)易受涌浪影響出現(xiàn)較大幅度的晃動，出現(xiàn)起重傷害事故的風(fēng)險(xiǎn)較高，采用履帶吊進(jìn)行陸上吊裝則更加平穩(wěn)可靠。同時(shí)由于未使用船舶，常規(guī)碼頭施工時(shí)船舶防臺風(fēng)及碰撞等方面的高風(fēng)險(xiǎn)管控點(diǎn)則直接消除。加上保留平臺后為碼頭施工提供了更加便利的施工通道，從平臺至下橫梁施工作業(yè)面僅需設(shè)置爬梯即可實(shí)現(xiàn)，無須再采用水上交通船，降低了人員落水的風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語

結(jié)合高樁碼頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對灌注樁施工平臺進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并在施工過程中對分區(qū)使用進(jìn)行有效管控，可進(jìn)一步發(fā)掘施工平臺的使用價(jià)值。將傳統(tǒng)的水上施工轉(zhuǎn)變?yōu)殛懮鲜┕ぃ跍p少施工成本、降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，可進(jìn)一步提高施工工效，對海況較差的施工項(xiàng)目可以帶來更加明顯的效率提升。如EPC 項(xiàng)目，可在碼頭初步設(shè)計(jì)階段就結(jié)合鋼平臺的使用特點(diǎn)，對碼頭構(gòu)件尺寸、排架間距等進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步發(fā)揮其價(jià)值，創(chuàng)造更為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。