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高桩码头改扩建施工工艺分析

 论文栏目:施工工艺论文     更新时间:2018/6/15 15:33:34   

摘要:随着贸易的不断发展,人们对于高桩码头的要求逐渐提高,因而有关技术必须得到改造和升级。文章结合某地高桩码头改造升等工程,说明码头拆除之后在该地沉桩的技术,同时在沉桩周围存在复杂建筑环境的情况下采用震动锤和柴油锤联合沉桩的技术进行工程操作,希望给有关的沉桩施工提供借鉴。

关键词:高桩码头;改建;沉桩;施工技术

1前言

现在贸易发展迅速,船只数量急剧增长,尤其是大型船只的停靠对于港口的要求更高,因而人们对于港口通航的技术要求越来越高,很多水上码头需要得到改建或者扩建。近年来南京至上海深水航道进行整治之后进行改造升等的码头也多了起来,很多施工项目受到原有建筑物的影响而十分难以进行,这给区域性沉桩施工带来了很大的问题。文章结合了目前某泊位升等改造的项目,通过老码头之间排架中沉桩技术和复杂地质条件下的联合沉桩技术进行分析。

2沉桩施工特点

某港口原有2.5万吨级泊位,需要经过升等改造成为7万吨级泊位以适应市场需求,其中一个泊位需要整体拆除重建成两个分段,另一个泊位进行局部改造,新设置五个钢管桩桩基的系靠船墩。根据施工之前做的地质调查可知码头上游的沉桩区域主要地质是灰绿色粉质的粘土组成,而另一个沉桩区域主要地质为褐黄色粉质粘土层,且该区域当中很多桩已经属于强风化层。

2.1工程特点

第一个泊位的上部结构做整体拆除处理,在老码头原桩的地面进行施工,将泥土下埋藏的桩保留,然后在排架之间重新建立码头并进行沉桩操作。这对于沉桩过程的质量控制要求很高。第二个泊位建立在老码头的两个排架之间,因此在建造过程中会收到已经有的建筑结构很大程度上的限制,具体表现为打桩船无法进入进行正常的沉桩工艺施工,与此同时地质条件的复杂性也导致了沉桩的难度进一步加深。

2.2老码头的方桩测量

出于减小由于方桩的桩顶形状不规则带来的测量误差以及桩中心的偏差,因此采用了全站仪对于每个方桩的三个点进行测量,然后取测量得到的三点坐标来确定桩中心平面垂心所在的具体位置。由于采用的是斜桩,因而需要对斜桩斜率进行测量,具体措施采用的是吊垂线测量法,这种方法对于人员测量的精度有一定要求,为了保证所得数据的精确度因而每根桩测量至少三次,去除偏差较大值之后取平均值。然后进行斜桩的扭角测量,首先测量三个点,用坐标具体精确到一定程度后反映在CAD绘图软件当中,形成三边线的投影线,然后所得到投影线和横梁的轴线之间的夹角就是所要求得的扭角。通常方桩三边不是绝对规则的,同时测量过程也具有一定的误差,因而三条边扭角不总是相等的,在这一条件下想要减少测量所得数据的误差就需要对算得扭角取平均值然后绘制出来。在获得了老码头桩基的桩位斜率以及长度等因素之后,结合新桩的一系列数据绘制出CAD三维立体模型图。如果在计算过程中发现新桩和老桩之间位置有冲突,则应当首先满足桩受力条件的合理性,然后重新计算新桩排列位置和斜率扭角,若依然不能解决问题则可以采取震动法来对个别方桩进行特殊处理拔出后再计算。当扭角、垂直度和桩位均符合要求时,桩工班长指挥降主钩下桩。下桩时,测量班和桩工班跟踪观测,随时掌握桩位和垂直度变化,并根据实际情况随时调整,确保桩位和垂直度满足要求。

2.3第二片地区沉桩技术

老码头的排架之间沉下钢管桩然后再架设墩台是目前十分常见的一种对于码头进行改造加固的方法。这一过程中首先考虑到桩的长度直径以及施工地区的土质,随后结合各种计算来设计出最有效的控制方法,进而选出合适锤型的打桩机。在这种情况下打桩船不能应用,因而只能采用陆上打桩机,而陆上打桩机的高度是固定的,无法直接满足施工要求,因而分节沉放桩体,然后再将桩的上下部分进行焊接。要完成这种方式就要在预制桩的时候就考虑这种情况,在接口位置进行加工,然后根据桩顶的平面位置坐标来确定出桩的孔位,随后设计出最有效的斜率进而开出长方形孔洞以确保下桩后对于斜率的调整工作。在这一过程中共沉桩数十根,每根桩都有约五十米的长度和一米二的直径,由于沉桩区域中具有十分复杂的地质条件,所以通过调查研究发现单一使用振动锤根本无法进行理想化的施工,这也成为了施工前期面临的最大问题。经讨论采用柴油锤再次沉桩的方案来对超高的桩进行再次锤打沉桩施工。在施工过程中充分考虑了现场的实际情况以及桩锤重量等多种因素,采用了柴油锤与振动锤联合沉桩的施工工艺,最终所有桩均进行了合乎标准的沉桩操作。有一种很常见的沉桩方案即在改造区增加设置的桩来对老码头进行改装以提高其靠泊力。在这一方案当中最常用的就是陆上打桩机沉桩法以及振动锤沉桩法,这两种方法都存在了一定的局限性,陆上沉桩工艺需要足够承重的作业平台来支持打桩机工作,同时沉重的打桩机对于码头结构有着很大的影响,同时打桩机桩锤有着大小限制,不能完成一部分施工。同时振动锤需要通过震动来液化土壤,因此该工艺很难在复杂土质环境中施用。

3沉桩工艺比较

常见的施工工艺可以分为陆上打桩机沉桩。导向架配合振动锤沉桩以及柴油锤与振动锤联合沉桩。

3.1陆上打桩机沉桩

陆上打桩机沉桩具有成本低,操作简单等优势,通常用于在施工要求低难度小的老码头下沉桩的过程中,在施工的过程中利用老码头的地面作为施工的平台,但是一旦面临较复杂或者较高、带有斜率的沉桩施工就无法解决问题。3.2导向架配合振动锤沉桩导向架配合振动锤沉桩应用范围比较广,对于斜率性桩来说具有很好的辅导意义。这种方法主要通过振动来液化土壤,进而进行沉桩操作。但是桩一般会受到来自土质和地质的影响。除此之外振动锤沉桩尤其是在沉斜桩的时候不能同时做出应变动测,因而具有一定的局限性。

3.3柴油锤与振动锤联合沉桩

柴油锤与振动锤联合沉桩在沉桩过程中具有非常大的锤击能量,可以有效的应对振动锤无法沉桩到指定位置的桩位,也可以通过大量做工来解决复杂条件下的斜桩沉桩施工过程。但是因为这是柴油锤与振动锤联合进行的施工过程,吊笼和桩锤具有十分大的自重,所以通常需要水上浮吊加以配合才能实现有效的工作。

4结束语

老码头排架之间进行沉桩施工首先需要对于老桩桩位的精确测量以及桩的走向,然后通过三维建模以及有关计算确认出新桩位的最佳位置,可以有效的解决在沉桩过程中新桩可能会撞到老桩的问题。码头进行改造施工的过程中因为码头本身会有一定的建筑结构保留下来,所以不能使用打桩船,所以很难采用常规工艺进行沉桩。因此考虑采用文章中介绍的柴油锤与振动锤联合沉桩法来解决在实际施工过程中遇到的问题,解决了单一沉桩工艺无法解决的部分沉桩任务,这体现出了联合沉桩法的优势。

参考文献:

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作者:郝伟力 单位:上海三航奔腾建设工程有限公司

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