無(wú)掩護(hù)海域潮水淹沒(méi)區(qū)碼頭樁帽高質(zhì)量施工措施

馬禮明 中交二航局第三工程有限公司

曹佃衛(wèi) 中國(guó)港灣工程有限責(zé)任公司

1.工程概況

越南沿海海港工程煤碼頭為高樁梁板結(jié)構(gòu)碼頭，碼頭位于離岸約1k m處，由921m長(zhǎng)引橋與陸地相連。該煤碼頭共有現(xiàn)澆樁帽92個(gè)，按照結(jié)構(gòu)尺寸可分為4 類，即A類23個(gè)（4m×2.5m×1.2m），B類28個(gè)（4m×2m×1.2m），C類37個(gè)（4.8m×2.0m×1.2m），D類4個(gè)（12.85×2×1.2m）。根據(jù)項(xiàng)目總進(jìn)度要求，需在東北季風(fēng)過(guò)后的3個(gè)月內(nèi)完成樁帽施工，這樣才能保證碼頭總體施工能夠下一個(gè)東北季風(fēng)來(lái)臨前完成，進(jìn)而確保卸船機(jī)等在東北季風(fēng)期來(lái)之前上岸投運(yùn)。

2.施工條件分析

2.1 無(wú)掩護(hù)外海域施工條件分析

該項(xiàng)目位于越南南部，屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候，每年10月至翌年3月為東北季風(fēng)期，施工海域海況極為惡劣，基本無(wú)法施工，而4～10月則為西南季風(fēng)期，海況相對(duì)較好，故碼頭施工安排在4～10月份。該工程碼頭施工期間，南、北防波堤正在建設(shè)中，而碼頭離岸約1km，處于敞開(kāi)的海域。即使是在海況相對(duì)較好的西南季風(fēng)期，施工海域仍有25～50cm的浪高，還伴有涌浪及洋流，且每月有約7～10d間歇性的大風(fēng)浪天氣，月有效施工時(shí)間約20d。

2.2 潮水淹沒(méi)區(qū)施工條件分析

該項(xiàng)目施工區(qū)域潮型為不規(guī)則半日潮，每天小潮和大潮各兩次。根據(jù)相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)，大潮時(shí)潮差3m，小潮時(shí)潮差為1.8m，潮位標(biāo)高變化范圍為約+1.0～+4.8m，而本項(xiàng)目碼頭樁帽底標(biāo)高為+3.6m，頂標(biāo)高為+4.8m，處于潮水淹沒(méi)區(qū)內(nèi)。為確定每日有效作業(yè)時(shí)間，根據(jù)施工海域臨近的水文站發(fā)布潮位表及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)對(duì)潮位的修正，繪制了每日潮位-時(shí)間變化曲線，本項(xiàng)目落潮時(shí)潮位降低至樁帽底標(biāo)高到漲潮時(shí)淹沒(méi)過(guò)底標(biāo)高時(shí)間差約6h，即可利用的低潮位施工時(shí)間約6h。

2.3 海工結(jié)構(gòu)混凝土施工質(zhì)量要求高

該項(xiàng)目為海工工程，采用歐美規(guī)范，質(zhì)量要求高，特別是處于潮間帶、浪濺區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)施工質(zhì)量要求嚴(yán)格。樁帽在施工過(guò)程中，鋼筋、混凝土等需要注意防止被海水污染的質(zhì)量問(wèn)題。此外，在無(wú)掩護(hù)海域現(xiàn)澆混凝土?xí)r，當(dāng)模板、鋼筋設(shè)置完畢而未澆筑混凝土前或者已澆筑混凝土但未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，會(huì)因風(fēng)浪沖擊、震動(dòng)的影響而造成模板、鋼筋損壞，或影響混凝土質(zhì)量。

3.施工措施

3.1 優(yōu)化混凝土配合比

根據(jù)海水環(huán)境下混凝土抗氯離子滲透等耐久性要求以及確保在潮水淹沒(méi)樁帽前混凝土有一定強(qiáng)度以抵抗波浪的沖擊，本項(xiàng)目樁帽混凝土特別采用了含硅粉及早強(qiáng)劑的配合比設(shè)計(jì)，具體如表1所示。

3.2 采用抗波浪能力強(qiáng)的整體鋼模系統(tǒng)

為滿足現(xiàn)場(chǎng)潮水淹沒(méi)、抗擊波浪沖擊，設(shè)計(jì)了一套整體鋼材質(zhì)模板系統(tǒng)。

3.2.1 底模系統(tǒng)

（1）底模支撐為雙鋼抱箍，可提供足夠支撐力。底模主梁采用工35型鋼，型鋼與鋼抱箍焊接，可將多個(gè)樁帽連成一個(gè)整體排架，以提高整體穩(wěn)定性及抗波浪沖擊能力。

表1 樁帽混凝土配合比

（2）底模主梁上均布C15槽鋼，且與主梁型鋼焊接，均布槽鋼之上再鋪設(shè)5mm鋼板。底模主梁型鋼以及均布槽鋼連接，使得底模支承系統(tǒng)構(gòu)成鋼絎架體系，有更高的穩(wěn)定性。

（3）主梁型鋼與抱箍，均布槽鋼與主梁型鋼等之間均采用點(diǎn)焊連接，在保證一定的抗波浪沖擊的能力的同時(shí)便于后續(xù)拆除。

（4）底模鋼板鋪設(shè)時(shí)，在樁位處預(yù)留孔洞，預(yù)留孔能大大減少涌浪對(duì)整個(gè)底模系統(tǒng)的沖擊力，避免損毀。在綁扎鋼筋、澆筑混凝土前，利用兩塊“凹”形鋼板對(duì)拼，非?？旖?。

3.2.2 側(cè)模系統(tǒng)

（1）側(cè)模板面為厚1cm鋼板,外側(cè)為橫縱向間隔50cm厚1cm鋼板肋帶。模板為根據(jù)樁帽尺寸定制，便于吊裝拼接，具有足夠的強(qiáng)度、剛度以及抗波浪沖擊能力。

（2）立模時(shí)分塊吊裝，拼縫處采用D16螺栓連接，可以節(jié)省安裝時(shí)間且便于拆卸。外側(cè)用C100槽鋼，上下用對(duì)拉螺桿拉緊夾住側(cè)模，對(duì)拉螺桿從模板底及混凝上部通過(guò)，不穿過(guò)混凝土；另用松緊螺栓與上口對(duì)拉，以便于調(diào)直模板。側(cè)模上口帶線后加鋼管支撐，或打槽鋼斜撐固定，模板整體性較好，有一定的抗波浪沖擊能力。

（3）側(cè)模設(shè)計(jì)頂標(biāo)高比樁帽高約0.8m，以避免混凝土澆筑完成后，漲潮時(shí)海水倒灌或者波浪沖擊而濺入海水。

3.3 工序的優(yōu)化及組織銜接

3.3.1 合理劃分工藝流程

樁帽施工工藝流程如下：根據(jù)潮水變化以及相關(guān)工序需在低潮時(shí)間段內(nèi)完成的特點(diǎn)，可將上述完整工藝流程劃分為三階段。第一階段為鋪設(shè)底模及其之前的工序，第二階段為鋼筋綁扎、側(cè)模安裝、混凝土澆筑，第三階段為澆筑后的工作。第一階段，可趁低潮位期盡可能多的安裝好底模系統(tǒng)，形成工作平臺(tái)。第二階段所有工序在一個(gè)低潮位期內(nèi)完成，更利于質(zhì)量控制，對(duì)于部分因尺寸大、異形的樁帽，無(wú)法在一個(gè)低潮位時(shí)間內(nèi)完成，鋼筋綁扎可在前一個(gè)低潮位期完成，并在緊鄰的一個(gè)低潮位期內(nèi)完成側(cè)模安裝和混凝土澆筑。第三階段為養(yǎng)護(hù)、拆模等收尾工作。據(jù)上面工序劃分，第二階段工作內(nèi)容多，時(shí)間緊，是施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵，需重點(diǎn)注意第二階段各工序的優(yōu)化及銜接組織。

3.3.2 重點(diǎn)工序優(yōu)化和組織

（1）鋼筋綁扎。①以樁帽為單位的確定鋼筋需求數(shù)量（配有一定余量），預(yù)先下料配齊，通過(guò)浮排轉(zhuǎn)運(yùn)至樁帽附近，6人一個(gè)班組，潮水低于底模前，準(zhǔn)備就位。一旦水位低于樁帽，工人立馬開(kāi)展鋼筋綁扎，每批次對(duì)應(yīng)一個(gè)樁帽，針對(duì)性強(qiáng)，響應(yīng)迅速，避免出錯(cuò)。②針對(duì)鋼筋綁扎耗時(shí)最多，綁扎前安排工人反復(fù)熟悉圖紙并先在岸上進(jìn)行試驗(yàn)綁扎，摸清綁扎時(shí)長(zhǎng)，并提升工人綁扎熟練度。按照6個(gè)人一個(gè)班組固定，分配指定的樁帽，確保各班組對(duì)樁帽鋼筋熟悉程度和彼此配合默契度。

（2）側(cè)模安裝。模板安裝班組同樣以6人一組且固定。吊裝前，浮吊船就位，側(cè)模為定制鋼膜，分類、編號(hào)堆存在起重船上，鋼筋綁扎后可以實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)吊裝。

（3）混凝土澆筑。采用攪拌船澆筑工藝，備料齊全，混凝土供應(yīng)有保證，方便靈活，質(zhì)量可控。澆筑前可拖至相應(yīng)樁帽附近待命即可，條件具備，可立馬澆筑。

（4）通過(guò)上面各工序時(shí)間優(yōu)化和嚴(yán)密的組織銜接，對(duì)于無(wú)預(yù)埋件、矩形形狀的61個(gè)B、C類樁帽，單樁帽鋼筋綁扎耗時(shí)約3h，側(cè)模安裝約1h，混凝土澆筑0.5h，合計(jì)約4.5h，可在一個(gè)低潮期內(nèi)完成。另23個(gè)含預(yù)埋件且“T”字形狀的A類樁帽、4個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸稍大的D類樁帽，因鋼筋量大、綁扎難度大，預(yù)埋件安裝等耗時(shí)稍長(zhǎng)，無(wú)法保證鋼筋綁扎、側(cè)模安裝、混凝土澆筑在一個(gè)低潮位期內(nèi)完成，故在前一個(gè)低潮位內(nèi)完成鋼筋綁扎，并在緊鄰的一個(gè)低潮位完成側(cè)模安裝、混凝土澆筑。

4.其他注意事項(xiàng)

（1）施工過(guò)程中鋼筋、模板等防止海水污染，在轉(zhuǎn)運(yùn)和堆存中注意遮蓋，如有污染，用清水進(jìn)行沖洗[2]。

（2）對(duì)于無(wú)法在一個(gè)低潮位期內(nèi)完成鋼筋綁扎到混凝土澆筑的樁帽，須確保鋼筋綁扎與潮混凝土澆筑在緊鄰兩個(gè)潮位進(jìn)行，以盡量減少鋼筋受海水浸泡時(shí)間。

（3）混凝土初凝后覆蓋麻袋并灑水養(yǎng)護(hù)。拆模時(shí)間盡量延后，本項(xiàng)目拆?？刂圃跐仓瓿?2h之后，一是保證混凝土足夠的強(qiáng)度，二是保證混凝土盡可能晚一點(diǎn)受海水浸泡。

5.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述一系列措施，項(xiàng)目克服了涌浪、潮水淹沒(méi)影響等諸多困難后，前后歷時(shí)80個(gè)晝夜，高質(zhì)量完成了碼頭樁帽的施工，為碼頭后期上部結(jié)構(gòu)的施工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。