大断面矩形钢筋混凝土板桩码头施工技术探讨

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1、大断面矩形钢筋混凝土板桩码头施工技术探讨□中国人民解放军72711部队李占臣孙锡杰摘要：简述青岛大港五号码头岸壁修复工程预应力钢筋混凝土板桩施工工艺。并在原设计方案的基础上，进行优化和补充，保证沉桩质量，为类似工程提供了施工经验。关键词：大断面矩形混凝土板桩钢套筒筒内除泥沉桩技术1工程简介青岛大港五号码头岸壁修复工程是在原有五号码头的基础上扩建，向外扩出5.5m。原五号码头结构型式为木桩结构，已建成并使用多年。扩建码头有三种型式：①重力式方块结构（分两段：第一段长10m；第二段长30m）②钢筋混凝土板桩结构（该

2、段长262m）③混凝土灌注桩结构（该段长309m），总长度611m。码头面高程+6.0m（以黄海高程为基准，下同），港池底标高为-7.6～-7.8m。本文主要介绍钢筋混凝土板桩段的施工。板桩截面尺寸为900mm×600mm，配筋22根Φ28，板桩砼强度等级C40F250，板桩数量：20.35m长240根，19.85m长16根。桩顶标高2.25m，设计低水位0.37m，设计高水位4.34m。由于距离工程所在地附近有某工程公司预制场，所以板桩均在预制场预制，方块采用现场预制。2地质情况拟建码头（包括港池）地层自上而

3、下主要分布为：①淤泥混砂层；②粉砂层；③粉质粘土层；④粗砂层；⑤粘质粗砾砂层；⑥强风化安山岩。且各地层在沿板桩方向起伏较大，呈波浪形分布。3试桩3.1施工方案在预制场按设计要求预制好板桩并检验合格后→拖船方驳运桩→沟槽开挖→移船定位→承台桩插打→定位架搭设→定位、收紧缆绳→钢套筒自沉→测套筒偏位、调整船位→接短管、替打和振动锤→再次测套筒偏位、调整船位→钢套筒插打→达到设计标高，停止插打→复测套筒偏位和筒顶标高→起吊短管、替打和振动锤→套筒内除泥→预应力板桩沉放→测定板桩偏位和桩顶标高→钢套筒拔出→再次测定板桩

4、偏位和桩顶标高→进行下一根桩的施工。3.2主要问题在试桩过程中，由于国内没有类似此大断面矩形板桩施工的先例，我们只能参考JTJ292-98《板桩码头设计与施工规范》和《港口工程施工技术规范》中相关标准的要求执行，采用低频振动锤（90型）。但从第一根桩的施工情况看，主要存在如下问题：（1）当测定桩位、插打钢套筒沉至粉砂层（高程约为-13.0m）时，套筒都能保持垂直，套筒间的间距也能基本符合设计要求；但进入粉质粘土层后，贯入度明显减少，桩锤回弹明显加高，电流大幅度提高，套筒间距加大，并开始滑移和扭曲，采取改变吊船吊

5、距和变幅同时减慢吊钩下降速度的方法控制套筒间距和轴线位置，但松开吊索后，套筒间的缝隙还是比较大，并且滑移和扭曲比较明显。（2）板桩的截面较大，同时港区码头前沿地质条件复杂，杂物较多，导致套筒打不下去或多次施打。完成一根板桩需打钢管、搭承台架、打套筒、筒内除泥、插板桩、拔套筒等6道工序和环节，一个环节出现问题就影响全盘，施工工效低。每根套筒的振打时间都比较长，最长的达6个小时，以致套筒顶部焊缝开裂，连接螺栓多次断裂，且筒底部四周变形明显。立面图平面图▽6.1钢套筒▽-8.0钢套筒插打情况示意图50T浮吊50T浮吊

6、原岸壁▽-18.0φ325导桩原岸壁施工平台φ48护栏钢桥震动锤导向架φ325×10导桩施工平台板桩轴线（3）套筒内除泥工艺不成熟，由于需要穿过较厚的粉质粘土层，该层相当密实，开始采用自制的双向旋转搅泥器，空气吸泥器配合向外吸泥，当吸到粗砂层（-17.5m）标高比较难控制，但套筒周边四个角部位的粘泥很难清理。（4）在套筒插打前由于基槽扫海不彻底，海底杂物较多，致使套筒在下沉过程中容易遇到杂物，很难插打。需要潜水员从套筒内下去清理，又是需要非潜水人员下去进行气割。所以套筒在起初插打过程中周边没有开孔，在有人员下到

7、套筒内时套筒内外压力差较大，造成套筒变形。（5）由于套筒内除泥不彻底，造成在沉放预应力钢筋混凝土板桩后标高和板桩间缝宽很难达到设计要求。上述原因造成套筒插打、筒内除泥时间较长，震动锤使用频率较高，损害较大。3.3分析原因及改进措施3.3.1分析原因针对试桩中出现的问题，提高沉桩效率和质量，我们邀请了有关专家到现场召开了技术研讨会，专家认为造成试桩问题主要原因有：（1）地质情况较为复杂由于拟建码头（包括港池）地层沿钻孔方向，地质起伏变化较大，呈波浪形分布，特别是粉质粘土层表现尤为突出，而且该层较厚，达到4m多。从

8、而导致套筒进入该层后贯入度很小，致使振打时间过长，套筒损坏。（2）地质情况与原地质报告有差别，套筒插打产生偏移由于地质勘探报告取孔间距较大，大约60m一个。实际施工过程中通过取样看，与原地质情况有差别，造成套筒下沉过程底部变形较严重，且遇到较硬土层套筒产生偏移。（3）板桩断面尺寸较大，900mm×600mm，致使套筒断面尺寸较大。套筒外壁尺寸采用980mm×680mm，壁厚分别采用δ1