高樁碼頭下方土工布鋪設(shè)施工研究

李英，丁占起

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

1 工程概況

巴新萊城港發(fā)展項(xiàng)目潮汐碼頭護(hù)岸工程的土工布設(shè)計(jì)的依據(jù)為英標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，單位面積質(zhì)量大（550g/m2），單幅長度長（77m），鋪設(shè)區(qū)域水深深（最大深度達(dá)18m），水下有暗流，且鋪設(shè)范圍內(nèi)密布鋼樁。該項(xiàng)目潮汐碼頭區(qū)域土工布鋪設(shè)范圍長77m，寬240m，理論鋪設(shè)面積18 480m2。土工布鋪設(shè)范圍大致可分為2 個區(qū)域：（1）碼頭下方有鋼管樁的區(qū)域，該區(qū)域岸坡坡度為1∶2.5，坡上密布鋼管樁；（2）從碼頭前沿線向海側(cè)延伸30m 寬度的區(qū)域，該區(qū)域?yàn)槠教沟幕?，沒有樁基。該碼頭為高樁梁板碼頭形式，樁基共包含387 根鋼樁，樁徑1067mm，全部為直樁，樁基共分A～H 8 個排架，共77 列。每列樁中心線間距為6300mm（見圖1）。B 排和H 排為軌道梁樁基礎(chǔ)，相鄰樁中心線間距縮小為3150mm，因此，鋼管樁將護(hù)坡土工布分割為若干條帶，且各條帶尺寸不同，導(dǎo)致土工布的鋪設(shè)難度很大。

2 施工工藝

2.1 施工工藝比選

本工程土工布鋪設(shè)有2 種工藝：（1）先鋪設(shè)土工布后沉樁工藝；（2）先沉樁后鋪設(shè)土工布工藝。先鋪設(shè)工藝為在岸坡及基槽開挖完成后，鋼管樁沉樁之前鋪設(shè)土工布，土工布采用鋪排船大面積鋪設(shè)；后鋪設(shè)工藝為本文中提到的工藝，基槽和邊坡開挖完成后，先進(jìn)程樁基沉樁施工，待樁基施工完成后，再進(jìn)行土工布鋪設(shè)。

2.1.1 先鋪設(shè)土工布后沉樁工藝

優(yōu)點(diǎn)：鋪設(shè)效率高，施工進(jìn)度快。缺點(diǎn)：（1）水上沉樁作業(yè)船舶所需作業(yè)面大，沉樁作業(yè)受土工布鋪設(shè)速度制約，需土工布沿岸坡鋪設(shè)寬度完成150～200m 后方可進(jìn)行沉樁作業(yè)；（2）土工布從鋪設(shè)完成到拋石壓載時間間隔長，土工布被海底水流沖散，岸上水面以上的土工布長時間受太陽照曬，容易老化；（3）沉樁時，樁尖穿透土工布后方能沉入泥面下，該過程容易發(fā)生土工布滑動、撕破等；（4）沉樁時，當(dāng)樁位剛好位于壓布的袋裝碎石或其他壓布石料上時，容易發(fā)生樁位偏位。

2.1.2 先沉樁后鋪設(shè)土工布工藝

優(yōu)點(diǎn)：可有效解決先鋪布工藝的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：施工效率低。經(jīng)過綜合比選，本工程采用后鋪布工藝進(jìn)行土工布鋪設(shè)。

2.2 土工布鋪設(shè)的機(jī)具

2.2.1 土工布鋪設(shè)船機(jī)

本次用到的鋪布船共有3 艘：1 艘1000t 的定位方駁；1 艘簡易浮筒船；1 艘小型拖船。方駁作為定位船使用；浮筒船主體為2 個吹泥管線浮筒，2 個浮筒間用槽鋼/工字鋼等型材焊接連接穩(wěn)固，浮筒用于安放自制卷軸，將土工布卷在浮筒上；拖船為30m3的小型開底駁，用來將浮筒拖到定位方駁處并運(yùn)輸壓土工布用的沙袋以及作為作業(yè)人員拋沙袋的作業(yè)平臺。

2.2.2 土工布鋪設(shè)卷筒

在鋪設(shè)土工布的簡易浮筒船上安裝1 根長度為6m、直徑為10cm 的鋼管作為土工布卷筒，卷筒上裝有手搖柄和制動裝置，用以控制土工布卷布和鋪放的速度及長度。卷布滾軸需使用無縫鋼管，兩端各焊接一個軸承，軸承焊接在用型鋼焊接的支架上，支架焊接在定位浮筒上，支架高度約為1.3m，在滾軸兩端各焊接一圓形鐵板作為布卷的限位板，限位板間距6m。

2.3 土工布制作和卷布

根據(jù)碼頭鋼樁樁位布置、雇主的要求以及對搭接寬度的要求，將土工布分為2 種尺寸制作：（1）奇數(shù)排架間的布卷，每幅寬6m、長77m；（2）相鄰兩幅6m 寬的布卷處的搭接布卷，每幅寬2.3m、長77m。土工布在廠家定做，用防雨、防紫外線的包裝袋包裝，運(yùn)輸至現(xiàn)場。

土工布運(yùn)輸至現(xiàn)場后，將布卷在地面展開，根據(jù)圖紙尺寸預(yù)先在B 排、H 排偶數(shù)樁位處割一直徑1.2m 的圓孔（6m 寬的布卷），然后將布一端用2 根20m 長的尼龍繩套將2 個角拴牢，繩套另一端系在卷布的滾軸上，然后勻速緩慢轉(zhuǎn)動卷布滾軸，將布整齊的卷在滾軸上。

2.4 鋪布

2.4.1 6m 寬土工布鋪設(shè)

卷布完成后，將浮筒用拖船拖至碼頭前沿定位方駁處駐位，浮筒平行駐位方駁，方駁用4 根錨纜固定，錨纜呈八字布置。定位完成后，用1 根50m 長的尼龍繩將布端頭2 個角拴牢，鋪布人員乘坐拖船將繩子送至岸上，岸上的鋪布人員將布卷拖至岸側(cè)，并將碼頭后沿陸上部分的土工布展平、壓好。鋪布人員乘坐小船將預(yù)先割好的圓孔套在B 排和H 排樁上，使布卷平展在水面上。為防止布卷下沉過程中收縮、打卷，展布完成后，在布與鋼樁接觸處用細(xì)尼龍繩繞鋼樁1 圈，繩的兩端與土工布上的標(biāo)記部位拴牢，尼龍繩套與鋼樁留有20～30cm的間隙，以免布卷下沉過程中繩套卡在鋼樁上,造成土工布下沉困難或無法下沉。

將布拴好后，開始碼頭區(qū)域鋼樁部分的土工布下沉，首先在鋼樁處將約25kg 的沙袋系在土工布上，然后將沙袋放在樁帽上，當(dāng)所有鋼樁處的沙袋都系好后，從陸側(cè)向海測依次將沙袋推入水中，使土工布緩慢下沉，直至水底。

鋼樁處土工布鋪設(shè)完成后，進(jìn)行碼頭前沿線靠海測30m寬的土工布的鋪設(shè)，鋪設(shè)時，緩慢向海測移動定位船，鋪布人員緩慢松動卷布滾軸，定位船每向后移動2m，鋪布人員在土工布上系一排沙袋，將布緩慢沉入海底，鋪布過程中要保持土工布始終處于拉緊狀態(tài)。全部土工布卷沉入海中后，繼續(xù)向后移動定位船，一邊移船一邊松卷在滾軸上的尼龍繩套，直到土工布完全沉入海底，將繩套解開，抽出。鋪布過程中，潛水員在水下觀察土工布的鋪設(shè)情況，對有收縮的地方及時展平，用沙袋壓好。整幅布卷鋪設(shè)完畢后，鋪布人員乘坐拖船在已鋪設(shè)的土工布上隨機(jī)向海內(nèi)拋沙袋壓布。

2.4.2 2.3m 寬搭接土工布鋪設(shè)

相鄰兩塊6m 寬的土工布鋪設(shè)完成后，進(jìn)行搭接幅土工布鋪設(shè)。將鋼樁部分的土工布裁剪成設(shè)計(jì)尺寸，然后將土工布用沙袋沉入水底，潛水員將土工布在水下展開并用沙袋壓好，碼頭前沿靠海側(cè)30m 寬的搭接幅鋪設(shè)與6m 寬的布幅施工方法相同。

3 機(jī)械設(shè)備及人員配置

船機(jī)設(shè)備配置和人員配置如表1 和表2 所示。

表1 船機(jī)設(shè)備配置

表2 人員配置

4 效率分析

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況，每日工作8h 計(jì)，每日可鋪設(shè)6m寬的土工布3 幅，計(jì)1386m2；2.3m 寬搭接幅3 幅354.2m2，合計(jì)每臺班鋪設(shè)土工布1740.2m2。

5 結(jié)語

本工程通過采用鋼樁上套尼龍繩套和用鋪布滾軸將布拉緊的措施，較好地解決了鋪設(shè)土工布時如何控制布卷的平整度的問題，對類似工程具有一定的指導(dǎo)意義。