海上施工中混凝土板樁研究范文

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摘要：

先張法U型預應力混凝土板樁在國內海上工程應用尚無先例，缺乏施工經驗。本文以舟山某圍海工程為背景，對先張法U型預應力混凝土板樁海上施工進行了研究，總結出先張法U型預應力混凝土板樁海上施工方法，為類似工程積累了經驗。

關鍵詞：

先張法；U型預應力混凝土板樁；施工方法；初探

1引言

先張法U型預應力混凝土板樁（以下簡稱U型板樁）是一種新型的預應力混凝土基礎型工法，成樁質量效果良好，能廣泛適用于各種地質條件和施工環境。板樁的啟口之間還可以根據止水要求預埋橡膠止水膠條，同時還可根據要求注漿密封，能夠滿足有止水要求工程的需要，主要應用于河道護坡治理、航道整治、港口碼頭、圍海促淤、市政管道工程、城市基坑支護等工程。目前，國內U型板樁在海上工程應用尚無先例，缺乏施工經驗。

2工程概況

舟山某圍海工程位于浙江省舟山市，主要通過海堤、護岸、水閘以及船閘連接兩個小島鳳凰島及皇地基島，使其形成封閉水域。鳳凰島和皇地基島之間海堤共2條，總長930.38m，其中西側海堤A堤長303.24m，頂寬5m，東側海堤B堤長627.14m（不包括水閘），頂寬9.6m。皇地基島外護岸長858.2m，長峙島謝家山護岸長321m（如圖1所示）。本工程水閘共兩座，具有擋潮及調節內港池水位等功能。其中西側水閘位于皇地基島西南側護岸上，為2孔閘孔并靠，孔口尺寸為1.4m×1.4m（長×寬）；東側水閘布置在東側海堤靠皇地基島內港池進出口航道處，為3孔閘孔并靠，孔口尺寸為1.4m×1.4m。在西側海堤緊靠鳳凰島處建相同規模船閘2座，平行并靠，船閘級別為Ⅶ級，規模為雙線6×23×2.1(m)（口門寬度×閘室有效長度×檻上水深）。本工程U型板樁主要應用于海堤和護岸，單根樁長18～27m，共1567根。板樁位于海上，需在海上進行施工。本工程設計水位如下：設計高潮位：+3.28m多年平均高潮位：+1.22m多年平均潮位：+0.22m多年平均低潮位：-0.83m設計低潮位：-2.3m本工程U型板樁設計頂標高+2.6m，樁身入土主要為淤泥和淤泥質粉質粘土，設計以標高控制為主，貫入度控制為輔。

3U型板樁海上施工方法

U型板樁海上施工具有定位難，沉樁質量受風浪影響大等特點，其施工方法需著重考慮板樁定位及沉樁質量控制。

3.1板樁定位系統

3.1.1定位系統結構

為保證U型板樁平面位置準確、線條平順、接縫緊密，施打板樁時采用定位系統輔助。板樁定位由輔助定位樁、鋼圍檁、限位梁、限位拉緊裝置等組成。定位樁采用直徑40cm，壁厚8mm，長18m的鋼管樁（定位樁以保證定位系統穩定，根據單樁承載力及地質情況計算樁長），每根鋼管樁均設樁尖，樁尖夾角35°。樁頂加工抱箍，用于支撐鋼圍檁主梁，抱箍用1cm厚鋼板加工，內徑39cm，兩側支腿長40cm，抱箍高度15cm，每側支架采用2根18mm螺栓緊固。主梁為20工字鋼加20槽鋼組合，兩端用10個槽鋼對拉固定。首樁限位由10個槽鋼固定，后續板樁通過手拉葫蘆和限位滾輪調整位置和間隙。定位系統結構圖如圖3和圖4所示。第一排樁施打完成后，鋼圍檁架只需一根定位樁，另一端利用已打好的板樁固定。在弧形結構段，根據弧度減少定位樁間距，使板樁軸線在弧形段完美過渡。

3.1.2定位系統安裝

（1）打定位樁定位樁擬先通過振動錘夾住定位沉樁，振動錘無法沉入時，再用柴油錘擊打，直至將樁固定。定位樁共加工2根，板樁打至定位樁處，拔定位樁至下一樁位，循環利用。測量定位方法：在合適位置架設全站儀，用免162016•2棱鏡偏心測量方式確定定位樁中心，施打過程中實時監測定位樁的垂直度，測量人員通過對講機與船上人員實時溝通調整，全站儀為南方NTS-312R+免棱鏡精度為2+2ppm，滿足定位要求。定位樁允許偏差：平面位置±10cm，垂直度偏差＜1/100。

（2）安裝限位架定位樁打設好后，安裝鋼抱箍，鋼抱箍由施工人員在小船上安裝，鋼抱箍安裝好后，利用起重船吊裝鋼圍檁主梁，主梁頂標高+2.2m，略低樁頂標高0.4m。主梁兩端用10個槽鋼對拉固定，首根樁在端頭安裝限位槽鋼。在定位樁頂部放置木板，用全站儀放樣出定位樁中心，再根據定位樁中心對圍檁進行精確調整，水平位置采用水準儀確定。

3.2插打板樁

3.2.1吊樁插樁

起重設備采用50t吊機船，吊臂長33m。U型板樁通過安裝在樁頂的吊耳和鋼絲繩起吊。U型板樁頂部設置有4個黃鋅錨栓孔位，預埋直徑30mm帶內螺紋的套筒，用于套接螺栓連接固定吊具，樁身預埋有兩吊耳，起吊時為樁頂樁身三個吊點。吊具采用3cm厚鋼板加工，所有孔洞均鉆孔形成，不得氣割。吊耳與底座連接處利用角焊連接，采用二氧化碳保護焊。27m長U型板樁自重14t，擬采用2根直徑28mm，公稱抗拉強度為1550N/mm2的6×19交互捻鋼絲繩作吊索，該鋼絲繩單根破斷拉力總和為449KN?？ōh采用型號2.1的D型卡環。U型板樁起吊時通過吊耳對稱穿兩根鋼絲繩，吊勾下用卡環卡緊。板樁起吊后通過人工協助放入限位架內，依靠樁自身重力下沉，插樁時測量人員控制樁位和垂直度，第一根樁緊靠端部限位槽鋼下放，第二根樁緊靠第一根樁下放，依次類推，每次下樁后用手板葫蘆拉緊限位滾輪，將兩根樁擠緊。吊樁插樁如圖5所示。

3.2.2柴油錘沉樁

板樁吊入限位架后，依靠自重溜樁下沉，待限位裝置拉緊后，打樁船移位，將送樁器套入樁頂，待送樁器與樁頂吻合后，將打樁船前后錨纜帶緊，防止打樁過程中船移位。開始錘擊時，應調小油門，重錘輕打，同時測量人員觀測樁偏位，實時調整限位裝置的松緊程度，確保樁垂直、緊靠下沉，待樁身進入土層一定深度后，開始用重錘擊打。錘擊過程中，測量人員適時觀測板樁貫入度和標高，達到設計沉樁標準后停錘。沉樁如圖6所示。

4小結

本文以舟山某圍海工程為背景，介紹了U型板樁海上施工方法，本方法通過輔助定位系統進行海上板樁定位，能較好的控制沉樁質量，板樁之間隼口連接緊密，樁頂標高符合設計和規范要求（±10cm），通過10%小應變檢測，單樁承載力符合設計要求，為U型板樁在海上施工積累了經驗。U型板

參考文獻：

[1]張后禪,楊末麗,等.U型預應力混凝土板樁在海洋護岸工程中的應用及探索研究[J].混凝土與水泥制品,2012（06）.

[2]孫蓓.U型預應力混凝土板樁在直立式護岸工程中的應用[J].中國水運,2013（7）.

作者:戴龍華 陳緒義 單位:長江宜昌航道工程局