長江口深水航道治理工程燈樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

XX深水航道治理二期工程XX標(biāo)段燈樁基礎(chǔ)施工技術(shù)摘要：本文介紹了XXSⅡB標(biāo)段燈樁基礎(chǔ)施工工藝關(guān)鍵詞：XX燈樁基礎(chǔ)樁基承臺(tái)施工工藝一、工程概況XX深水航道治理二期工程XX標(biāo)位于XX南港北槽下游水域九段沙北側(cè)灘地上，距橫沙島施工基地約40～50km。XX標(biāo)段包括南導(dǎo)提S41+700～S48+077段及導(dǎo)堤北側(cè)S8、XX丁壩2座，共設(shè)有2座高樁承臺(tái)式燈樁基礎(chǔ)，分別位于導(dǎo)堤堤頭和XX丁壩壩頭，其中導(dǎo)堤堤頭燈樁基礎(chǔ)的中心里程為S48+052，XX丁壩壩頭燈樁基礎(chǔ)的中心里程為XXD2+375。每座燈樁基礎(chǔ)由4根φ1.5m、長度為43、45m的鋼管樁和一個(gè)8.0×8.0×3.5m（長×寬×高）的鋼筋混凝土承臺(tái)組成，承臺(tái)頂標(biāo)高均為+5.00米，底標(biāo)高均為+1.50m。燈樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式見圖1。圖1燈樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖二、工程特點(diǎn)導(dǎo)堤堤頭和XX丁壩壩頭的燈樁基礎(chǔ)，位于XX深水航道治理二期工程整治建筑物工程最外端，風(fēng)大、浪高、流急，常年受季風(fēng)、臺(tái)風(fēng)及涌浪的影響，施工條件極為惡劣。施工區(qū)受正規(guī)半日潮潮汐的影響，設(shè)計(jì)高水位4.12m，設(shè)計(jì)低水位0.02m，平均水位約1.89m。燈樁基礎(chǔ)位于軟基段，河床主要由粉砂、淤泥、淤泥質(zhì)粘土組成。三、施工總體思路兩個(gè)高樁承臺(tái)式燈樁基礎(chǔ)雖然工程量小，但工程施工難度較大，施工期臺(tái)風(fēng)頻繁，安全風(fēng)險(xiǎn)大，且受潮水的影響大，每個(gè)潮位的工作時(shí)間有限，因此項(xiàng)目部本著“安全第一、施工方便，盡量減少水工現(xiàn)場工作量”的原則，決定采用預(yù)制鋼筋混凝土套箱施工工藝。該套箱既是永久性承臺(tái)的一部分，又作為承臺(tái)現(xiàn)澆時(shí)的模板，根據(jù)起重船的起重能力，混凝土套箱的重量控制在200t以內(nèi)。在套箱內(nèi)設(shè)承重鋼梁，套箱安裝時(shí)承重鋼梁擱置在樁頂并與樁頂牛腿進(jìn)行焊接加固，套箱及現(xiàn)澆混凝土承臺(tái)約560t的重量通過承重鋼梁傳遞給樁基。承臺(tái)現(xiàn)澆混凝土分兩次施工，第一次澆筑高度為2.0m，第二次澆筑高度為剩余的1.5m。四、燈樁基礎(chǔ)施工工藝流程樁頭處理樁頭處理混凝土套箱安裝就位混凝土套箱加固底模板鋪設(shè)、加固護(hù)頂層鋼筋及預(yù)埋件制作安裝護(hù)混凝土套箱預(yù)制混凝土套箱船運(yùn)至現(xiàn)場拋填袋裝砂和碎石臨時(shí)夾樁鋼管樁打設(shè)施工準(zhǔn)備袋裝砂和碎石的裝、運(yùn)鋼管樁制作及運(yùn)輸樁芯鋼筋籠制作、安裝圖2燈樁基礎(chǔ)施工工藝流程圖五、燈樁基礎(chǔ)施工方法1、施工所需船機(jī)設(shè)備（1）主要施工船舶根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境要求，樁基施工采用“航工樁5”、套箱安裝采用三航局“起重11號”、承臺(tái)澆筑混凝土采用“航工砼1601”。（2）主要輔助船舶定位船一艘、運(yùn)樁船一艘、運(yùn)套箱船一艘、2640HP拖輪、500HP錨艇各一艘。2、燈樁基礎(chǔ)施工燈樁基礎(chǔ)分兩部分施工，先進(jìn)行樁基施工，再進(jìn)行承臺(tái)施工。（1）樁基施工①鋼管樁的制作運(yùn)輸導(dǎo)堤堤頭鋼管樁長43m，數(shù)量為4根，XX丁壩壩頭鋼管樁長45m，數(shù)量為4根，鋼管樁的材質(zhì)為Q345B、Q345C鋼，其結(jié)構(gòu)見圖3。鋼管樁制作后由運(yùn)輸船舶運(yùn)至施工現(xiàn)場。圖3鋼管樁示意圖②測量控制根據(jù)本工程的特點(diǎn)，沉樁測量控制采用GPS配合整平軟件的方法進(jìn)行定位控制。具體如下：在打樁船上設(shè)置兩臺(tái)GPS，根據(jù)GPS的天線位置以及船體尺度設(shè)置船型參數(shù)，根據(jù)樁的設(shè)計(jì)里程分別計(jì)算出各樁的中心坐標(biāo)及樁的方位角，設(shè)置出參考設(shè)計(jì)線，軟件根據(jù)其設(shè)置在電腦上顯示出樁的設(shè)計(jì)位置。測量定位時(shí)，根據(jù)樁的中心坐標(biāo)先編輯好里程，移動(dòng)打樁船，將打樁船的軸線移到與設(shè)計(jì)參考線重合，則樁的方位角達(dá)到設(shè)計(jì)要求。沿樁的軸線前后移動(dòng)到設(shè)計(jì)位置即：樁的平面位置的方向達(dá)到設(shè)計(jì)位置，可以下沉，在打樁過程中密切監(jiān)測樁的位置，發(fā)現(xiàn)偏移過大，及時(shí)糾正。樁的標(biāo)高用水位控制，根據(jù)GPS提供的高程計(jì)算出水面高程，再根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高至水面標(biāo)高之差計(jì)算出標(biāo)高控制讀數(shù)。③沉樁施工沉樁施工的主要過程為：移船取樁→吊、立樁入龍口→移船就位→調(diào)平船、調(diào)整龍口的斜度→GPS引導(dǎo)定位、收緊纜繩→樁自沉→測樁偏位、調(diào)整船和龍口→壓上錘和替打→測樁偏位、調(diào)整船和龍口→錘擊沉樁→滿足沉樁控制條件，停止錘擊→測樁偏位，完成沉樁。圖4打樁船、定位船、運(yùn)樁船現(xiàn)場定位示意圖④夾樁和拋填袋裝砂及袋裝碎石沉樁完畢立即用[20在樁頂聯(lián)樁進(jìn)行臨時(shí)加固，防止樁位發(fā)生變化，然后測定沉樁后的樁位，根據(jù)實(shí)際樁位確定預(yù)制套箱底板上的預(yù)留孔位。在樁周圍拋填第一層袋裝砂后，進(jìn)行潛水探摸，確定袋裝砂對樁周圍護(hù)底良好且有足夠的壓載后，再拋填第二層袋裝碎石，將排布和樁護(hù)好。⑤測出樁的實(shí)際樁位及頂面高程當(dāng)夾樁完成形成臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)后，測出每根樁的頂標(biāo)高并在樁上標(biāo)出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，供處理樁頭用。當(dāng)樁頭處理完畢后，測出每根樁頂在設(shè)計(jì)標(biāo)高處的實(shí)際中心坐標(biāo)，計(jì)算出樁頂偏位，再用吊線錘或其它方法，將樁頂向下1.5m處的樁中心A點(diǎn)引測樁頂處，測出其實(shí)際坐標(biāo)（即樁頂向下1.5m處的樁中心實(shí)際坐標(biāo)），通過頂口中心和A點(diǎn)的實(shí)測坐標(biāo)計(jì)算出樁的實(shí)際傾斜度和扭角。（2）承臺(tái)施工①施工前準(zhǔn)備A、樁頭處理鋼管樁樁頂標(biāo)高為+3.0m，伸入承臺(tái)1.5m，斜樁均需將樁頂切割呈水平狀態(tài)。施工時(shí)，先根據(jù)所測放標(biāo)高在切割面上標(biāo)出醒目的截樁線，并嚴(yán)格以此控制操作。鋼管樁切割使用電氣焊切割工藝。切割時(shí)，先將樁頭表面的防腐涂層用氣焊燒掉，再沿樁周緩慢切割。樁頭切割完后，需清除伸入承臺(tái)部分的鋼管樁外壁的防腐涂料和銹跡，以確?；炷僚c鋼管樁的粘結(jié)良好。B、底摸板和鋼筋籠的安放套箱底模板分樁內(nèi)和樁外兩塊，都采用6mm的鋼板再加焊槽鋼，根據(jù)套箱預(yù)留孔洞和樁的直徑，將其切割好，樁內(nèi)模板一般小于樁直徑2～3cm，樁外模板一般大于樁直徑3～4cm為宜。鋼筋籠加工在陸上進(jìn)行，根據(jù)承臺(tái)底標(biāo)高確定鋼筋籠長度進(jìn)行制作成型。根據(jù)鋼筋籠的長度，在鋼管樁內(nèi)焊好相應(yīng)的牛腿，并焊擱上支撐槽鋼，焊接完畢，對所有焊縫進(jìn)行外觀檢查，不得有裂紋、未融合、夾渣、未填滿弧坑等缺陷，利用定位船上吊機(jī)將樁內(nèi)底板擱在槽鋼上，再將鋼筋籠安放到底板上。樁外模板則用吊機(jī)將其套過樁頭，直接放到拋石河床上，再用鋼絲繩穿過板上吊爾掛在樁頭上，待將套箱安裝后再將其提起，用槽鋼將其與承重鋼梁焊接，形成底模板。②套箱預(yù)制及出運(yùn)套箱預(yù)制分兩層施工，在施工時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的樁位預(yù)留好孔位并控制好預(yù)埋承重鋼梁的位置。套箱的出運(yùn)利用半圓體出運(yùn)系統(tǒng)裝船，運(yùn)至現(xiàn)場。③套箱安裝套箱安裝前，用鋼板和型鋼制作導(dǎo)向裝置，焊安在樁頭上，便于鋼套箱安裝就位，并將所有妨礙安裝的臨時(shí)夾樁圍囹拆除。為保證套箱安裝質(zhì)量及其自身安全，每個(gè)套箱安裝工作必須在一個(gè)低潮位內(nèi)完成，且應(yīng)選擇天氣較好，風(fēng)浪較小時(shí)進(jìn)行，并盡可能在流速相對較低的小潮汛階段，設(shè)專人與氣象部門聯(lián)系，適時(shí)取得氣象資料，指導(dǎo)安裝施工。為充分利用低潮位，在樁頂露出水面+3.0m后即可開始安裝。再次漲潮到+1.5m時(shí)應(yīng)完成設(shè)計(jì)必須的加固工作。在+1.5m潮位時(shí)，安裝到位。根據(jù)參考資料和潮位預(yù)報(bào)，工作時(shí)間約4～5小時(shí)。套箱安裝由500t起重船“起重11號”實(shí)施。在套箱的上部內(nèi)撐上搭設(shè)操作平臺(tái)，以供放置套箱加固材料、氣割工具及操作人員行走用。起重船駐位后，運(yùn)輸套箱的駁船再駐位。安裝過程中，通過起重工指揮起重船移位、人工牽拉纜風(fēng)繩，使套箱就位，并利用手拉葫進(jìn)行微調(diào)，安裝位置必須精確，偏差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，否則須吊起處理，直至符合要求。④套箱和底模板的加固套箱安裝就位后先是承重鋼梁擱置于樁頂，此時(shí)起重船還不能脫鉤，須及時(shí)將承重鋼梁與樁頭焊接牢固后才可脫鉤，并在鋼管樁與套箱側(cè)板間用短型鋼設(shè)置支撐桿，以形成整體受力結(jié)構(gòu)，保證套箱和樁基的整體穩(wěn)定性。用定位船上的吊機(jī)將沉放在石頭上的底模板提起，用槽鋼將模板與套箱上的埋件及承重鋼梁焊接加固。⑤鋼筋加工安裝承臺(tái)頂層鋼筋、樁頂加強(qiáng)鋼筋、燈樁基礎(chǔ)定位板預(yù)埋件等在陸上加工好后，用船運(yùn)到施工現(xiàn)場，然后用定位船上吊機(jī)吊放到套箱內(nèi)進(jìn)行安裝。安裝時(shí)須注意保護(hù)層的設(shè)置，采用定制的保護(hù)層定位塊，安裝牢固，確保鋼筋保護(hù)層偏差滿足規(guī)范+10mm、-0mm的規(guī)定。承臺(tái)鋼筋綁扎時(shí)還需注意預(yù)埋件，位置和數(shù)量要準(zhǔn)確。⑥混凝土澆筑承臺(tái)位于水位變化區(qū)，為C30混凝土，在大潮汛承臺(tái)露底后進(jìn)行澆筑混凝土。每個(gè)承臺(tái)現(xiàn)澆混凝土150m３，分兩次澆筑完成，每次澆筑方量約為100m3，每次澆筑時(shí)間控制在2小時(shí)左右。采用混凝土攪拌船現(xiàn)場拌制，通過攪拌船自身配備的混凝土布料管進(jìn)行澆筑。承臺(tái)澆筑混凝土前，用淡水清洗套箱和鋼筋?；炷翝仓r(shí)階梯式分層布料，每層最大厚度不超過40cm，振搗采用插入式振搗器，要布點(diǎn)均勻，時(shí)間充分，不漏振或過振，確?；炷撩軐?shí)。澆筑完成后，嚴(yán)格進(jìn)行抹面操作。第一次混凝土澆筑時(shí)，表面要留集水坑。第二次混凝土澆筑前，要對施工縫進(jìn)行處理?；炷翝仓?，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并用塑料布覆蓋，整個(gè)養(yǎng)護(hù)期內(nèi)始終保持混凝土面處于潮濕狀態(tài)，杜絕出現(xiàn)干濕循環(huán)現(xiàn)象。由于承臺(tái)體積較大，為防止承臺(tái)混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。擬采用以下措施：A、優(yōu)化混凝土配合比。選用低熱水泥，最佳級配的骨料，摻適量粉煤灰和高效能減水劑等降低水泥用量來優(yōu)化混凝土配合比，以減少混凝土水化熱。B、混凝土澆筑晚上施工，確?；炷翝仓囟炔桓哂?0℃。C、控制分層澆注混凝土，分層厚度控制在20～40cm。D、混凝土澆筑后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。6、結(jié)束語XXXX標(biāo)段的兩座燈樁基礎(chǔ)工程量雖小，但由于施工區(qū)處在外海，海況復(fù)雜，又是在臺(tái)風(fēng)季節(jié)，且承臺(tái)的施工處在潮位變化區(qū)，每個(gè)潮位的有效工作時(shí)間有限，這就給我們現(xiàn)場的施工帶