長江航道船舶基地碼頭水上鉆孔樁施工探討

◎ 田賀 康平縣自然資源保護(hù)與行政執(zhí)法中心

長江航道的船舶基地碼頭數(shù)量眾多，在推動(dòng)沿線城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，其中比較聞名的港口碼頭包括蘇州港、鎮(zhèn)江港、杭州港、武漢港、徐州港和重慶港等。隨著近年來國內(nèi)外貿(mào)易量的增加，長江航道沿線的各個(gè)船舶基地碼頭均先后開展了碼頭的新一輪建設(shè)，其貨物吞吐量得到較大程度的提升。為推動(dòng)長江航道沿線的各個(gè)船舶基地碼頭水上鉆孔樁施工有效的開展，對(duì)其水上鉆孔樁施工技術(shù)要點(diǎn)和策略進(jìn)行深入的分析探討十分必要。

1.長江航道某船舶基地碼頭的施工概況

某船舶基地碼頭項(xiàng)目從2018年開始立項(xiàng)，經(jīng)過全面的地質(zhì)地形勘查和設(shè)計(jì)最終于2019年5月開始施工，截止目前已經(jīng)完成大體的施工內(nèi)容，取得了良好的施工效果。本項(xiàng)目所包括的施工內(nèi)容有：①涉水區(qū)域建設(shè)直立式碼頭和1座引橋，直立式碼頭的平面尺度設(shè)計(jì)為67m×18m；②利用碼頭現(xiàn)有的躉船建設(shè)2座浮碼頭；③因碼頭貨物量急劇增多，因而擬在陸域建設(shè)堆場、維修車間和必要的通行道路；④根據(jù)船舶基地碼頭建設(shè)情況，合理確定車間工藝設(shè)備、消防系統(tǒng)、照明通信、供水供電及環(huán)保綠化等配套設(shè)施。經(jīng)過多次技術(shù)研討會(huì)議最終決定，直立式碼頭的平臺(tái)長度控制為67m，寬度控制為18m，頂面高程經(jīng)實(shí)地測定顯示為176.7m。碼頭平臺(tái)以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)選擇梁框架，鋪設(shè)面板形成平臺(tái)，而后進(jìn)行附屬設(shè)施和軌道的安裝工作。經(jīng)過分析計(jì)算，本次碼頭平臺(tái)樁所用樁基共計(jì)36根，前沿2.0m處的樁基共計(jì)10根，后三排1.5m處的樁基共計(jì)26根。

2.水上鋼平臺(tái)施工技術(shù)應(yīng)用

本項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際施工特點(diǎn)將鋼平臺(tái)的搭設(shè)分為兩部分來完成，即鋼棧橋（用于施工通道）和碼頭水工樁基施工鋼平臺(tái)。碼頭水工樁基施工鋼平臺(tái)的長度為68m，寬度為18m，并在水工鋼平臺(tái)岸側(cè)方面搭設(shè)長度為6m的棧橋，長度以可以完全貫通鋼平臺(tái)為準(zhǔn)。具體的施工技術(shù)要點(diǎn)包括以下：①棧橋施工：因?yàn)槭艿绞┕l件的影響，最終決定采用50t履帶吊機(jī)以逐跨架設(shè)的方式施工，施工過程中先將一跨螺旋鋼管樁振沉，而后立即進(jìn)行棧橋搭設(shè)，而后履帶吊機(jī)達(dá)到已經(jīng)搭建好的另一跨，反復(fù)完成棧橋施工；②鋼管樁下沉施工：所有的鋼管樁均預(yù)先在廠家完成制造，直徑50-80cm，長度控制為6-12m，為確保運(yùn)輸過程中鋼管樁不腐蝕，均在表面涂抹油漆等防水層。下沉施工前，先由測量人員進(jìn)行施工放樣，根據(jù)測量數(shù)據(jù)制定管樁插打根數(shù)、部位、方向及頂面標(biāo)高，采用震動(dòng)錘震動(dòng)捶打，鋼管樁一次性下沉；③棧橋上部結(jié)構(gòu)安裝施工：利用吊車將縱梁吊裝至設(shè)計(jì)位置，而后安裝分配梁，待使用工字鋼完成布置橫梁的任務(wù)后即可鋪上面板，最終焊接鋼面板和分配橫梁；④棧橋下部結(jié)構(gòu)安裝施工：待棧樁基礎(chǔ)鋼管樁施工完成后，立即進(jìn)行樁頂縱橫梁施工和樁間的平聯(lián)等施工，借助電焊機(jī)進(jìn)行橫梁與小縱梁、牛腿與小縱梁、牛腿與鋼管樁的焊接。

3.水上鉆孔樁施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 鉆機(jī)就位

根據(jù)本項(xiàng)目施工特點(diǎn)，最終選擇型號(hào)為GPS10的鉆機(jī)，施工方式為正循環(huán)回旋法。安裝鉆機(jī)過程中為確保鉆機(jī)的絕對(duì)穩(wěn)定，先將底架墊平，確保底架不會(huì)出現(xiàn)任何的位移或沉陷，鉆孔樁中心與鉆尖中心的偏差控制在2cm以內(nèi)。正式施工前對(duì)鉆機(jī)各個(gè)部位的工作性能進(jìn)行檢查，查看工作狀態(tài)是否正常，尤其是要對(duì)鋼絲繩及其錘頭之間的連接進(jìn)行檢查，并做好后期保養(yǎng)工作。

表1 鋼筋籠允許誤差

3.2 鉆孔與清孔施工要點(diǎn)

鉆孔施工需要重點(diǎn)把控以下要點(diǎn)：①首次開動(dòng)鉆機(jī)應(yīng)對(duì)鉆進(jìn)速度進(jìn)行控制，待導(dǎo)向部位和鉆頭全部進(jìn)入地層后方可加速。鉆進(jìn)開動(dòng)后保證連續(xù)運(yùn)行，不得中斷；②鉆進(jìn)過程中及時(shí)對(duì)鉆機(jī)的平整度進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)存在傾斜現(xiàn)象立即進(jìn)行調(diào)整。本項(xiàng)目部分鉆進(jìn)施工在粘土層進(jìn)行，要求施工人員及時(shí)對(duì)泥漿比重進(jìn)行檢查，將泥漿比重控制為1.2-1.3，泥漿黏度控制為16-22s，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿黏度未能符合標(biāo)準(zhǔn)則立即進(jìn)行調(diào)整；③如果需要升降鉆頭則務(wù)必保證平穩(wěn)性，當(dāng)鉆頭提出孔口時(shí)務(wù)必注意速度，避免對(duì)護(hù)筒護(hù)壁和鉤掛護(hù)筒產(chǎn)生破壞；④待鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度后停止鉆進(jìn)工作，并及時(shí)組織技術(shù)人員對(duì)孔徑、孔斜率和孔深度三點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行檢查評(píng)估，并送至監(jiān)理單位進(jìn)行復(fù)核，合格后進(jìn)行排渣和清孔操作。

清孔選用換漿法進(jìn)行，施工過程中對(duì)泥漿比重和含砂率進(jìn)行檢測。清孔停止標(biāo)準(zhǔn)：孔底、孔中和孔口的泥漿測量值與換入泥漿相近且泥漿比重在1.1-1.2、含砂率＜4%、黏度在18-24s。如果清孔過程中發(fā)現(xiàn)時(shí)間過長則可以定時(shí)提動(dòng)錘頭確保沉淀物可以順利懸浮至泥漿中，以確保沉淀層的厚度可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.3 鋼筋籠制作與安裝要點(diǎn)

鋼筋籠的制作尺寸、焊接質(zhì)量均嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，待制作完成后均進(jìn)行標(biāo)號(hào)。為確保鋼筋籠混凝土澆筑質(zhì)量，要對(duì)鋼筋籠的頂面進(jìn)行固定，并要防止鋼筋籠在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)位移或傾斜。如表1，鋼筋籠允許誤差。

鋼筋籠的安裝要點(diǎn)包括以下：①鋼筋籠運(yùn)輸和吊裝過程中為避免發(fā)生變形，在鋼筋籠上設(shè)置十字撐，起吊方式用兩點(diǎn)吊，將一點(diǎn)設(shè)置在鋼筋籠的下方，第二點(diǎn)設(shè)置在鋼筋籠總長度的中點(diǎn)；②正式起吊時(shí)先提起第一點(diǎn)，確保鋼筋籠離開平面一定距離，而后同時(shí)提起第一點(diǎn)和第二點(diǎn)，徹底吊起后不再起吊第一點(diǎn)，繼續(xù)提升第二點(diǎn)。當(dāng)鋼筋籠方向和地面呈垂直狀態(tài)后停止起吊，鋼筋籠高度達(dá)成設(shè)計(jì)標(biāo)高后使用吊筋將孔口護(hù)筒和鋼筋籠體進(jìn)行連接，避免產(chǎn)生掉籠或浮籠。在完成鋼筋籠安裝工作后即可開展導(dǎo)管的安裝工作，導(dǎo)管安裝前必須進(jìn)行水密試驗(yàn)，入孔前需要對(duì)接頭外的密封墊、絲扣進(jìn)行二次檢查，確保無異常情況時(shí)再進(jìn)行徹底的安裝，確保導(dǎo)管下端口距離孔底20-40cm。

3.4 混凝土澆筑施工要點(diǎn)

混凝土澆筑前需要進(jìn)行水密試驗(yàn)，必須對(duì)所有的導(dǎo)管進(jìn)行檢查，確保導(dǎo)管內(nèi)壁光滑且順直，所有導(dǎo)管的內(nèi)徑偏差不得超過2mm。混凝土澆筑時(shí)嚴(yán)格檢查和控制導(dǎo)管的埋置深度，本項(xiàng)目將導(dǎo)管埋入混凝土中的深度嚴(yán)格控制為2-6m，并確保澆筑工作的連續(xù)性，嚴(yán)禁中途停止施工。

4.結(jié)語

本項(xiàng)目因?yàn)樗幍牡刭|(zhì)地形情況較為復(fù)雜，施工河段多為山區(qū)的河道河床，河型河勢不易受到外界因素的影響而發(fā)生變化，因而所開展的水上鉆孔樁施工也較為成功。在開展船舶基地碼頭水上鉆孔樁施工時(shí)，要重點(diǎn)做好鉆孔與清孔施工、鋼筋籠制作與安裝及混凝土澆筑施工等工作，嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案與施工原則，以此確保施工質(zhì)量?？偟膩碚f，本項(xiàng)目施工取得了良好的效果，也為其他地區(qū)的碼頭建設(shè)積累了經(jīng)驗(yàn)。