[工作精品论文]旧码头改造沉桩施工技术总结

中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集旧码头改造沉桩施工技术总结诸炳强（中交四航局二公司招商港务有限公司10泊位改造工程项目部广东深圳518054）摘要在旧码头改造的施工中，对原构筑物的保护是施工的难点与重点。针对新问题，实事求是，对原构筑物进行有效的测量与探摸，改进施工方案，制定有效的施工措施，成功解决了在旧码头改造沉桩施工中对原构筑物特别是旧码头斜桩保护的难题。关键词斜桩测量探摸桩位调整沉桩旧斜桩避让岸坡稳定1工程概况本工程位于深圳蛇口南康路，施工区域毗邻招商港务9与11泊位，原属南海救助局旧码头。本次改造将原岸线往外延伸与9、11平齐，原码头主体结构基本不变，拆除原码头的前沿部分的结构（靠船构件、水平撑、护舷、系船柱、梁头、板），新建码头为高桩梁板式码头，与旧码头连成一体（见图1）。桩基除6根灌注桩外，其他均为1200MM预应力砼大管桩，共133根（直桩117根，斜桩16根）。桩基分为A、B、C三个结构段，排架间距有10M和75M两种。设计桩长为327389M，设计桩顶标高为236M，斜桩斜率为101。设计桩尖标高为2933M，桩基进入的持力层为强风化岩层，桩尖标贯击数5060击。图1码头结构断面图作者简介诸炳强（198112），男，广东河源人，助理工程师，从事港口施工管理专业。661中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集2施工重点及难点首先，本工程的后轨两排桩与原斜桩很近，很有可能与原救捞局码头的斜桩相碰（见图2）。因旧码头的竣工资料不齐，无法确定原斜桩的扭角、斜率及桩长，且原斜桩在最低水位时，露出水面部分仅有1M左右，这为测量增加了不少难度。因此保护旧斜桩是本工程施工的重点及难点之一。图2部分桩沉桩平面布置图其次，沉桩离旧码头很近，沉桩的震动可能引起原旧码头护岸边坡的失稳，这也是本工程施工的重点之一。3原旧码头斜桩水下测量31施测流程加长棱镜杆制作测量平台铺设下棱杆（潜水员水下探摸定位）观测棱杆垂直度定位读数数据处理32加长棱杆制作棱杆制作材料既要保证杆的刚度，又要保证其轻便易拿。加长杆采用长度12米，内径3CM的合金管，套入现有棱镜杆的一端加以固定，原棱镜杆可以伸缩12M（见图3）。棱杆底端安装一个90小卡具（见图4）以利于棱杆端点与桩的直角边角的水下定位。棱镜杆加工完成后，可在陆地上检测其顺直度，检验合格后方使用。图3特制加长棱镜杆示意图662中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集图4棱镜杆底部俯视图33测量平台铺设331测量平台码头面凿除完成后，可在排架之间架一木桥形成简易的测量平台（见图5），测量时以供扶持的棱镜的人员站立。图5测量平台示意图34测量及探摸方法341测量方法为提高测量精确度，斜桩测量安排在挖泥后进行，因为挖泥后斜桩露出泥面的桩较多。由潜水员将加长的棱杆水下定位于斜桩边上，由2台经纬仪直角交汇法观测棱杆的垂直度，同时扶杆者调整棱杆的居中水泡，在棱杆垂直的情况下由全站仪读出该点的坐标及高程（见图6、7）。由潜水员下水探摸定位分别施测桩的泥面处与上部，测点数量不少于5点。663中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集图6测量示意图图7斜桩测量立面图342探摸方法在斜桩测量之前，乘低潮测量出旧码头前排直桩的位置。探摸与斜桩测量同时进行，潜水员带尺在水下直接量测直桩与斜桩虚交点处（该虚交点位于泥面上）的垂直距离并做好记录（见图8），通过这个距离校核用棱杆测量的数据是否准确。664中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集图8探摸平面示意图35测量数据的处理由于加长棱杆至13M，棱杆的垂直度对测量误差有较大影响，如倾斜05度，其平面位置偏差LLSIN（05）130000009113MM。为提高测量的准确度，保证误差在5CM内，在处理数据时必须对测量结果在AUTOCAD平面图上进行拟合得出斜桩的平面扭角并绘出其投影图（见图9），然后量测出其边线与原斜桩虚交点的垂直距离与潜水员实测的数值比较，如相差较大应重测。部分数据见表1。表1部分斜桩测量数据数值XYXYXYXY坐标1119023198870355111965479887879811214648989044811121796498906553高程坐标1119037698870155111966159887866211214967989042461121784498906605高程坐标1118916798871547111967059887858011214821989045121121775398906641高程坐标11189330988714661119513598879915989043991121683198906974高程坐标1118934598871181111951779887983111214960989041441121694698906899高程坐标111952959887975311215543989033731121707298906958高程坐标111955479888011011215432989035031121707598906955高程坐标1119561798880017高程斜率2613112613317695718073581866165568572534062507566709118642374635777335098811621925138542971511桩号681415部分斜桩测量数据序号1234点号1221519425017102037189109450681774图9拟合示意图665中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集4测量之后的桩位调整根据测量出来的旧码头斜桩的平面扭角及斜率，考虑沉桩的允许偏差参照原码头第一排直桩桩位调整新沉后轨两排直桩的桩位。后轨桩调整后的桩位绝大部分与原斜桩的距离在保持50CM70CM，个别为30CM左右（详见图10）。后轨第二排桩部分有可能碰到斜桩桩尖的调整成为斜桩（即改变了桩尖位置）。图10调整后的桩位平面图5施工工艺流程施工准备桩船定位吊桩测量定位锤击检测停锤驳船就位管桩出运6主要施工方法61桩船、方驳就位打桩船于沉桩区抛锚（带缆）就位，锚缆设置艏艉各一对八字锚缆，前后各一中锚缆。本工程属近岸水域沉桩，头锚可系带地龙扣，其他锚都需要进行水抛，受地形限制时，可利用9泊位与11泊位的系船柱。水抛锚要根据锚地的不同地质条件，确定足够的抛锚长度，以免沉桩过程中发生走锚。因沉桩施工水域毗邻正常作业的9泊位与11泊位，且大船进出港频繁，桩船的锚需抛入其港区，对沉桩作业有很大影响。因旧码头岸线与9、11泊位的岸线形成凹字形，受地形的限制，桩船的布置较特殊，边桩施打桩船平行于前沿线布置，其他垂直于前沿线布置，其布置见图11、12。666中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集图11沉桩船舶布置示意图图12沉桩船舶布置示意图62吊桩621吊点的布置本工程砼大管桩长度在36M38M之间，桩采用4点吊桩。吊点位置分布采用预应力砼方桩A型（等截面桩）四点吊吊点位置。622吊索、卡环的选用因砼大管桩重量大，吊桩立桩定位时，只有主钩两点吊索受力，通过验算，采用475MM的优质钢丝绳制做吊索。卡环根据桩的重量，主钩选用两个50T卡环，副钩选用两个35T卡环。为便于人工搬动，一般选用重量较轻的进口优质“U”型卡环。63沉桩定位631粗定位本工程沉桩采用前方交汇法。大管桩吊起立桩进入龙口后，慢慢移船到桩位，通过正、侧面仪器交会指挥桩船进行桩位粗定位。632细定位通过粗定位桩的上下偏位达到规范要求范围内，开始稳桩，观测桩的偏位情况，再通过微移桩船，使桩正位。如稳桩后偏位较大，不能用移船纠偏，则要把桩提起，667中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集重新定位，直到桩位正位为止。633精细定位桩正位后，进行压锤。压锤后桩位无明显变化，解除主钩绑扣，再次复测桩位，在确定桩位和倾斜度正位情况下，才能响锤沉桩。沉桩过程中，测量要全过程跟踪，随时通报桩的偏位和倾斜度变化情况。64锤击沉桩本工程采用D12513柴油锤沉桩，采用麻绳桩垫。沉桩以贯入度控制为主，标高控制为辅。在沉桩位置的陆岸，架设一台水准仪，对桩自沉、压锤、施打的全过程进行监控，随时提供桩尖高程、入土深度及桩顶高程，并测定最后10击平均贯入度及桩尖最终高程，设计桩尖标高持力层为强风化花岗岩。沉桩按设计停锤标准停锤，按设计要求进行动测检测，遇到异常情况的桩也按设计意见进行动测检测承载力达到要求才停锤。7针对旧斜桩的技术措施虽然测量出斜桩的平面扭角，新桩位与原斜桩也有一定安全距离，但有个别桩还是很有可能碰到斜桩的（见图13），因此为确保万无一失沉桩过程的监控尤其重要，特别是下桩的过程。沉桩前，我们通过测量出来的原斜桩的斜率计算出与新沉桩的交点范围（即碰桩点）为72M123M区间（见图14），鉴于原抛石棱体坡脚处为原码头的基槽边坡，其土质为淤泥夹砂。新沉大管桩（1200MM）自重达40T，显然在该土质上是会自沉的，因此我们密切注意在72M123M约4M范围内的下桩情况，如果桩缓缓自沉能穿过该范围，说明桩碰到斜桩的可能性很少，可以继续沉桩，否则，应将桩拔起重新下桩。图13局部桩位图668中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集图14局部断面图经实践证明，后轨桩的下桩情况如我们所料，该方法可行，当在危险范围内桩无法自沉时，我们估计是有以下两种可能性，第一桩尖碰到了斜桩，第二因为该部位离旧码头护岸棱体很近，桩尖很有可能存在棱体滚落的少量块石。如果是第二种情况，我们通过几次重新下桩，大部分桩是能穿透该区域，至于不能穿透的情况，我们还是坚持“保桩不保位”的原则，调整桩位避开斜桩。经过精心的组织，所有后轨桩均成功避开了旧码头的斜桩（其结构见表2），但由于受避斜桩的影响，后轨桩的偏位较不理想，后经设计确认该部分桩的桩帽采取加大措施、个别采取帽梁代替桩帽的措施以解决该问题。669中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集表2后轨桩沉桩综合记录表纵向横向12992009121826B112003609253033766271848352508039291002009122676B11200302725292738518845118680040301012009122673B112003027252929192015016253004040211022009122461B112003027252929710197711109808039311032009122648B11200340925306312922275112230004032104200912266B1120034092530631285227711102203040221052009122471B11200302725292899199491693506039201062009122357B112003027252927981994014283060初动39231072009122459B1120030272529263851783713665090初动39331082009122675B11200302725292358515358080250406109200912162B112003027252926786181391304230220试桩、复动398110200912173B112003027252928685201481168250603924111200912254B1120030272529255851746954704039251122009122560B1120030272529265851841129980304026113200912251B112003027252928191914810515015040341142009122672B112003027252926185176498291001004071152009121623B11200360925313128722550102780103991162009121725B112003427253130598207508736012039101172009121724B1120034272530331924150118650803911118200912175B1120034182530321923143758808039271192009122554B1120034272530329102296482312025040281202009122544B112003427253031110211489512101203917121200912243B11200342725303399524467122940703918122200912252B112003427253033910239699641001203921232009121414B1120036092530293920353684400350试桩、复动3919124200912253B1120034272530342752676711478012039131252009121945B1120034272530347276298510012039141262009121942B1120036092530336924657104830020039151272009121910B112003609253033695241491117180039161282009121913B112003609253033510235491287120303931292009121513B112003418253032810228711029150803941302009121515B1120036092530334102341007248020复打3951312009121511B11200360925303371023747786350150395513220101216B11200360925336333924377793250503911332009121335B112003418253