《高桩码头施工》PPT课件.ppt

第七章 高桩码头施工 第一节 高桩码头的基本组成 （一）桩 钢筋砼桩 u 普通钢筋砼桩； u 预应力（抗裂性能好）钢筋 砼桩（空心或实心）； u 大直径钢筋砼管桩（外海深 水）。 大直径钢筋砼管桩 钢管桩 u 开口桩（无桩尖）：容易 沉桩，形成土塞后承载力 足够。最终承载力比同直 径的闭口桩少20%。 u 半封闭尖桩 u 全半封闭尖桩 钢管桩螺旋焊缝 灌注桩 钢桩 （二）纵梁、横梁: 预应力钢筋砼矩形梁或倒T形梁 （三）面板： u 单向板； u 双向板； u 悬臂板。 （四）桩帽 （五）靠船构 件等。 施工过程 第二节 预制桩的施工方法 一、桩的制作 （一）钢筋砼桩 u 先张法 u 后张法 一般在专设的预制厂，非预应力桩也可现场制作（若工地 离预制厂远） 后张法预应力管桩，可先用离心法在工厂预制成管桩等。 在工地现厂穿高强度钢丝，通过施加预应力进行拼接。 （二）钢管桩 一般在专门工厂生产成单节管桩 ，运倒工地后拼接焊接，加固 桩顶及桩尖，并进行防腐蚀处 理。 尽量采用螺旋形焊接，分段拼接 时必须在接头内侧加焊衬套， 以确保接头牢固、平直、可靠 。 二、桩的吊运、堆存 桩从制成到沉桩，中间要经过吊运和堆存。注意 不要使桩产生损伤和变形。 桩是对称配筋的，应使桩身产生的正负弯距相等 ，并且在安全范围内。 两点吊：钢筋砼桩长不超过20m的一般采用两点吊 。 吊索垂直桩柱： M0.2130qL2 吊索不垂直桩柱：（桩不浸水）M0.2130qL2 （桩浸水）M0.2451qL2 q桩单位长度重力KN/m 港口工程施工手册： 水平吊运：M0.0215aqL2 (存疑？) ， a=1.3 吊立： M0.0250aqL2 ， a=1.1 a动力系数 （A型桩，即等断面桩） （一）吊运 四点吊：(20m以上用三点或四点吊) 吊索垂直桩柱： M=0.0774qL2 吊索不垂直桩柱：L=30m,M0.1598qL2 30m=L36m,M0.1686qL2 吊绳与构件水平面所成夹角45，吊点位置偏差 200mm，钢丝绳捆绑时，用麻袋或木块衬垫。 （二）堆存 支垫点必须在吊点位置处。 作好排水工作（养护水，雨水） 地基有足够承载力、整平。 最多桩放三层。 （三）出运 起重机（汽车）驳船 工地 先用放上，后用放下，逐层装（船、车）， 同一层内先 放两侧，后放中间。 支垫点与堆存时相同，并注意行车平稳。 三、沉桩 （一）沉桩方式 打桩船水上打桩（目 前最常用方式，我国 目前能力打到70 80m深），要求水流 、波浪条件较好，水 深足够 升降式平台船的“ 水”上沉桩（实 际方法同陆上） 吊机“陆”上 沉桩方式（ 当打桩船和 升降台都不 能使用时） ，边打桩， 边铺面板前 进，打下一 个桩。 （二）沉桩方法 锤击法（常用）、震动法、 射水法、压入法。 1、锤击法 利用锤的断续冲击，使桩 周围土体不断受挤压， 剪切破坏，使桩逐步下 沉的沉桩方法。 锤的种类：蒸汽锤、柴油锤、液压锤 1）蒸汽锤 u单动锤：冲击部分的上升由蒸 汽推动，下降为自由下落f=5080 次/min u双动锤：上升和下降都有蒸汽 作用。f=100200次/min。 打桩效率低、设备笨重、成 本高。 优点：锤质量大，使用稳定 可靠。单动锤，锤芯3.6t和 4.5t、6.6t。冲程0.40.6m 。 2）柴油锤 工作原理类似内燃机。 优点：构造简单，使用方 便，不需供气设备，使 用费用低。 柴油锤 o 缺点：低温时启 动困难，软土上 打桩时贯入度大 ，不易反弹，往 往不能连续工作 ，打击力不易控 制，残油飞溅。 一般为筒式柴油锤。f一般3560次/min，锤芯重2 10t。 锤击能近似计算： 打直桩时 E=1.2WH W锤重； H落距（12m） 打斜桩时 桩轴线和垂直线的夹角 活塞与气缺的摩擦系数 3）液压锤 一种新式的桩锤，对 桩顶的瞬间冲击力 小，桩不易破坏， 压桩力作用在桩头 上的持续时间长， 能量利用率高，可 水下打桩。 缺点：构造复杂，造价 高。 桩架： 起吊桩、桩锤、替打等的支架，并作为沉桩时导向之用。 打桩架高度： HH1+H2+H3+H4-H5 H桩架有效高度（从水面或地面算起 ） H1桩长 H2桩锤和替打高度 H3滑轮组高度 H4安全高度（富裕水深）,水上打桩1 2m，陆上0.30.5m。 H5施工水深，陆上H50 我国目前最大80m，一般40m左右。 替打和桩垫 替打（木制）：主要起缓冲作 用，保护桩头，也起送桩作 用。 伸出龙口长度不超过替打长度 的 1/22/3，以保证锤、替 打和桩三者轴线在一条直线 上。桩垫（厚1520cm）， 起缓冲作用，使打击力量均 匀。一般牛皮纸叠的。（也 有木制） 2、震动沉桩法 高压水，冲击破坏土壤结构，使桩在锤击和自重作用下下沉。 对砂性土效果最好。 3、射水锤击法 内冲内排法（空心桩） 内冲外排法 外冲外排法（实心桩） 4、压入法 第三节沉桩定位 高桩码头基桩多，其施工控制测量和细部测量，与其他类 型相 比较为复杂。包括高程控制和平面控制点。 一、测量基线的设置 1）基线尽可能与码头纵横轴线平行。 2）通视条件好，视线短。地基条件好，不易沉陷和移动 。如码头承台较宽，可随施工进展，将基线移设于已建 成的承台上。 3）基线的构造可为木板。板下设短木桩，或在夯实的地 基上现浇砼板。 4）当条件不允许做平行于码头纵横轴线的基线时，可用前方任意角 交汇进行细部测量。此时若码头轴线与设计采用坐标不平行，为 了简化细部测量点的坐标值计算，应建立与码头轴线相平行的施 工坐标系。 施工坐标系原点的选择，应使码头平面处于第一象限内，有利于校 核，简化计算。 平面控制点的位置和数量，宜使细部测量点的前方交汇角在80 130之间，以提高测量精度。发展方向是GPS定位或全站仪测控 。 第四节 沉桩 一、沉桩前准备 1、查阅地质勘察报告。着重注意“透镜体”的分布范围、 厚度、土质以及设计桩尖标高处上、下土层性质的变化 。 2、在基桩平面布置图上，标出各设计阶段钻孔的位置，设 计桩尖处土层的标高、厚度、N值。在地质剖面图上， 标出与其相邻近基桩的位置 3、查阅挖泥竣工图，了解挖泥分层厚度和局部超深情况 4、核算打桩船架高。 5、在基桩布置平面图上，校验打桩船驻位和锚缆设置，能 否沉全部基桩，并安排沉桩顺序（桩列、数量多时，可 分层分段）。 二、沉桩程序 移船取桩（方驳）吊立入龙口移船就位 调平船、调整龙口的垂直度（直桩）或斜度（ 斜桩）定位，收紧缆绳 桩自沉测桩偏位、调整船和龙口 压上锤与替打再测偏位，调整和龙口 小冲程锤击沉桩 正常锤击沉桩 满足沉桩控制条件，停止锤击 估测桩偏位起吊锤和替打估测桩偏位移 船取桩 三、沉桩注意事项 1）斜坡上下桩定位，适当偏向坡定方向定位下沉 （提前量）。 2）锤、替打和桩始终保持一条直线，以免偏击和 蹩劲沉桩。 3）自沉或压上锤和替打后，纠偏只能“微”调船位 和龙口，尤其对钢筋砼桩，防止桩蹩断、裂。 4）随潮水涨落松紧缆，保持船位不变，防止个别 锚缆受力过大。 5）沉桩记录要准确，尤其是停锤前几阵的贯入度 和锤冲击部分的反跳高度。 6）沉桩要连续，不要中断，以免土壤恢复增加沉 桩阻力。 7）监测岸坡的稳定和已沉桩的变位，发现问题及 时处理。 8）水深流急或浪大，应对已沉桩夹桩加固，防止 偏位增大或破坏，风力大于6级或波高0.5m ，或水流流速1.5m/s，应停止沉桩作业。 四、沉桩控制条件 锤击沉桩的控制条件有标高和贯入度（通常控制最后贯入 100mm或最后锤击的3050击，平均每击的下沉量） 应满足设计承载力的要求： 桩侧摩擦力 桩尖阻力 贯入度（反映）沉桩阻力反映桩尖处土层情况一定 程度上反映了承载能力。 控制桩尖标高保证桩尖落在持力层上。 一般情况下 粘性土中，以标高控制为主，贯入度作校核。 桩尖落在砂性土或风化岩层中时， 应以贯入度控制为主，标高控制作校核。 具体：1、一般粘性土，桩顶标高允许偏差 10.0cm 0.0cm 2、硬塑状粘土 （1）桩尖已达到设计标高，贯入度仍较大，且设计对贯入度 有要求时应继续锤击，使贯入度接近控制 贯入度。但一 般1m。 （2）当桩尖离设计标高尚较大，而贯入度已较小且沉桩困难 时，应继续锤击10cm（或3050击），其平均贯入度不应 大于 控制贯入度，但桩尖离设计标高不宜超过12m。 3、桩尖标高处为中密以上砂土层，老粘土层、风化岩层，应 以贯入度为主，标高校核。（同第2条第（2）项处理）。 4、沉桩不能满足上述要求时，应会同设计单位研究处理。 5、控制贯入度由试桩或当地实践确定。 五、偏位控制 偏位难以避免，与桩身质量，风浪流影响。地形 地质条件有关（及沉桩操作）。 直桩桩顶偏差10cm 斜桩桩顶偏差15cm 离岸式码头的大直径砼管桩和钢管桩，直桩可允 许25cm 斜桩30cm 桩轴线斜偏差1%。 六、桩的裂损控制和缺陷处理 u 沉桩时随时检查桩锤，替打和桩身轴线是否一 致。 u 注意贯入度有无异常变化。检查桩顶破碎程度 。预应力桩不应出现裂痕。 u 沉桩完毕，必须及时夹桩，方木顶撑或拉条固 定。严禁在沉好的桩上系缆靠船。设立警示牌 和灯光，防止船碰撞。 为为防止偏位： 1）检查检查 复核施工基线线，采用有足够够精度的定位方 法。 2）风风浪流较较小的情况下沉桩桩。 3）及时时开动动平衡装置和松紧锚缆紧锚缆 ，防止船位走 动动，维维持打桩桩架规规定的倾倾斜度。 4）掌握在岸坡上打桩桩滑移规规律。 5）沉桩过桩过 程中应经应经 常用经纬仪检查桩经纬仪检查桩 位及轴线轴线 倾倾斜情况，及时纠时纠 正。若偏位过过大，则应补则应补 桩桩。 u 桩头若破裂、打烂，应部分凿去，再浇桩帽或 接高。 u 若沉桩不久遇孤石等障碍物，应拔桩，清理障 碍物。 u 打入较深的管桩，可灌砼（先清除管桩内泥土 ） 七、接桩和截桩 1）接桩桩顶低于设计标高，不论是砼还是钢 桩，均须除去锤击损坏部分，再接高。 除去的方法： 钢砼桩在夹桩支承系统和底横完成后，用风铲 凿除，焊接受力筋，支模板浇砼。在拟凿除的 下边缘用木或钢箍箍桩，先用凿子凿槽。 o 钢桩用磁力切割器截除，焊接接高（加内垫 板） 2）截桩桩顶高于设计标高。 截除方法同上， 截断时应注意主筋在设计标高以上需保留满足 锚固的长度，并不少于50cm。 第五节 上部结构施工 （梁、板、靠船构件） 一、桩帽施工 上部结构为预制安装时， 基桩上多设有桩帽。 单桩桩帽 双桩桩帽 叉桩桩帽 簇桩桩帽 一般顺序： 1、安支承系统 夹桩式 一至三层夹桩木 ，支承能力小（且不 准确），但操作方便 。 悬吊底模式 由平面钢框架 ，螺栓吊杆，主次 钢梁组成。支承力 计算准确。但用钢 量大，费用高。多 用于钢桩的双桩、 叉桩和簇桩等重量 较大的桩帽。 悬吊侧、底模式支承系统 须用钢侧模和钢楞 。适用于平面尺寸大和 重量重的（钢桩）桩帽 。 2、底模和侧模 底模木板、木楞或型钢作楞。 侧模组合式钢模或木模。也可用组合式钢砼板模，作 为桩帽结构的一部分。 3、浇筑砼 现场绑扎钢筋或安 装预制钢筋骨架。 若上部节点现浇， 则锚固筋位置要求不 高。 若上部为预制构件 ， 则锚固筋要对准预 留孔。 松木岛单桩桩帽钢筋骨架 4、预制桩帽 当采用吊机“陆”上沉桩时，为给逐档推进创造有利条件，可 采用预制钢桩帽或钢砼一钢管混合桩帽。 二、预制构件安装前准备 1、核对桩的偏位、梁（板）搁置长度不满足最小值，加长 、缩短预制构件。 2、校对预制件的尺寸、数量、预制质量、预埋件等。 3、准备吊装设备位置（陆上（轮胎式起重机）、水上（起 重量大，吊臂能旋转的起重船）起重设备），增加起重 效率。 4、合理安排吊装顺序。 5、以段为单元，绘制预制构件安装图。标出构件名称和编 号。 6、控制施工标高。桩帽顶，梁顶，板底，面层顶的标高。 （每一 步都要控制标高） 三、梁安装 按支承情况的不同，可分为两点、三点、和四点 支承的梁。 u （两点支承）简支架后方承台支架 u 两点梁：前方承台门机梁、连系梁等纵向连续 梁使用时分段先后浇砼形成连续梁 u 三点、四点梁：前方承台的横向连续梁（一般 称为前方横梁或横梁） （一）简支梁安装： 在桩帽顶面和侧面分别标 出梁的端线和边线。 在桩帽上用水泥砂浆安稳 水泥砂浆垫块，块顶即为所 需控制标高。 在垫块上安4mm左右薄木板 ，以木板顶为准满铺水泥砂 浆，取去薄木板。 在梁的预留孔内插 导向管，吊梁就位， 用钩镰枪使锚固筋对 准导向管安装。 取出导向管，用水 湿润预留孔壁，向孔 内灌砼。 检测和记录梁的侧 向倾斜度和两端搁置 长度。 （二）两点、三点和四点支承梁安装 两点、三点、四点支承的梁，安时都是两点支承（俗称为“硬 支点”） 安装前，在桩帽上用水泥砂浆稳安细石砼垫块做成硬支点 o 三点、四点支承梁的硬支点位置，由设计者按 计算决定。 安装后，其余支点用硬木楔支顶，待接头砼或填充砼 浇筑后，取出硬木楔，遗留下的孔用水泥砂浆填堵。 o 安装连续梁，梁在桩帽上的搁置长度无最小值要求 ，梁端下的垫块和砂浆主要起控制标高和防止梁倾 斜的作用，只需满足施工条件的强度要求，传递荷 载主要靠接头砼。 四、板安装 板按安装时支承情况的不同，可分为两边、四点 和多点支承的板。 两边支承板：梁板式后方承台简支板 前方承台连续板 四点和多点支承板：无梁板式的双向连续板。 （一）两边支承板的安装 简支板安装同 简支梁的安装。用 短钢筋将板接头处 的数对外露钢筋， 采用搭接焊进行连 接。 洋 山 港 码 头 面 板 接 缝 钢 筋 搭 接 长兴岛码头面层悬吊模板 连续板安装。所垫水泥砂 浆“外高，内低”，高处厚 为34cm，比控制标高高 1cm。 连续板至少两侧有外伸环 形接头钢筋。为避免环形 筋碰撞，板与板之间宜相 对错开34cm（1.52倍 钢筋直径） （二）四点和多点支承板的安装 为减少因板底不平 整，或垫块安设标高 不准所引起的安装应 力，一般采用牛油盘 根法。 牛油盘根 1622mm浸牛油的 棉绳盘成，直径8 1