大断面矩形钢呢筋混凝土板桩码头施工技术探讨

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：重力式方块结构（分两段：第一段长10m；第二段长30m）钢筋混凝土板桩结构（该段长262m）混凝土灌注桩结构（该段长309m），总长度611m。码头面高程+6.0 m（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900mm600mm，配筋22根28，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）地层自上而下主要分布为：淤泥混砂层； 粉砂层； 粉质粘土层 ；粗砂层 ；粘质粗砾砂层 ；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浮吊原岸壁-18.0325导桩原岸壁施工平台48护栏钢桥震动锤导向架32510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，900mm600mm，致使套筒断面尺寸较大。套筒外壁尺寸采用980mm680mm，壁厚分别采用14、12钢板，长度20.5m，自重达到7t多，震动下沉过程中进尺缓慢。且现岸壁是在原木桩码头的基础上修复的，经多年沉积，水下障碍物（旧钢缆、原码头施工丢弃的块石等）较多，致使套筒下沉过程中遇到障碍物。（4）矩形套筒内除泥较困难矩形套筒不同于圆形套筒，四个棱角处的粉质粘土很难清理掉，致使板桩在下沉过程中将此处的粘土挤压到板桩底部，造成沉放后标高达不到设计要求。需要反复用空压机吸泥器进行吸泥，很容易造成超吸，致使套筒底部砂砾层塌陷，造成板桩倾斜。3.3.2 改进措施鉴于上述问题和原因，我们采取了以下措施进行整改，取得了一定的成效。（1）解决海底杂物影响问题。在板桩插打前进行海底清淤，潜水员水下清扫，进行探摸，清理杂物，保证套筒插打过程中避免杂物的影响。（2）解决钢套筒内吸泥低潮时补水问题。钢套筒吸泥原先低潮时需要用水泵往筒内注水。为了提高工作效率，降低工程成本，项目技术人员又大胆提出了在钢套筒顶部以下3m处的两侧各开一个孔，使海水自流筒内的方案。为了保证钢套筒孔口处的强度，采取了孔口周边加焊钢板补强措施。实践证明，通过钢套筒两侧孔洞，迅速实现了筒内自动补水，从而保证了低潮时筒内吸泥工作正常进行，又节省了补水时间和费用。（3）解决钢套筒震打下沉变形裂缝问题。通过现场仔细观察和研究分析，采用加强钢套筒内角焊缝，将底部长边两侧用20cm宽钢板加固，将底口切薄磨光，形成刃角等措施，从而有效解决了钢套筒震打下沉变形裂缝问题。（4）解决钢套筒下沉效率问题。套筒插打前先用325无缝钢管，连接上震动锤，在需要插打套筒位置上震插，使海水进入粉质粘土层，降低该层的密实度。（5）解决矩形钢套筒内搅泥有死角的问题。钢套筒内除泥原来是使用立式钻具进行搅泥，只能形成圆形钻孔，不符合矩形套筒断面的要求，严重影响了施工效率和工程进度。先是利用现有装备设计了一台卧式钻具，但使用不到几天，因为齿轮小、钻杆细而损坏。我们组织有关技术人员先后经过三次设计、加工、改进，采取了立式、卧式钻具并举、电机加大、钻杆加粗、再用自行研制的配重砸泥器，先对套筒四个棱角上的残留粉质粘土进行冲砸，最后用空气吸泥器将套筒内的泥吸出等措施，使施工速度明显加快，效率提高了一倍多。由原来的每个有效作业日只能完成0.94根，最后达到1.52根。4 结束语由于本工程结构所采取的板桩断面尺寸在国内没有实施过，我们在前段时间的施工过程中走了不少弯路，现仍有很多技术问题，需要不断改进。同时我们通过摸索，积累了很多的成功经验，为国内类似工程的施工提供了宝贵的经验。下面是杜牧的阿房宫赋赏析，不需要的朋友可以下载后编辑删除！谢谢！阿房宫赋朝代：唐代作者：杜牧原文：六王毕，四海一，蜀山兀，阿房出。覆压三百余里，隔离天日。骊山北构而西折，直走咸阳。二川溶溶，流入宫墙。五步一楼，十步一阁；廊腰缦回，檐牙高啄；各抱地势，钩心斗角。盘盘焉，囷囷焉，蜂房水涡，矗不知其几千万落。长桥卧波，未云何龙？复道行空，不霁何虹？高低冥迷，不知西东。歌台暖响，春光融融；舞殿冷袖，风雨凄凄。一日之内，一宫之间，而气候不齐。(不知乎 一作：不知其；西东 一作：东西)妃嫔媵嫱，王子皇孙，辞楼下殿，辇来于秦，朝歌夜弦，为秦宫人。明星荧荧，开妆镜也；绿云扰扰，梳晓鬟也；渭流涨腻，弃脂水也；烟斜雾横，焚椒兰也。雷霆乍惊，宫车过也；辘辘远听，杳不知其所之也。一肌一容，尽态极妍，缦立远视，而望幸焉。有不得见者，三十六年。(有不得见者 一作：有不见者)燕赵之收藏，韩魏之经营，齐楚之精英，几世几年，剽掠其人，倚叠如山。一旦不能有，输来其间。鼎铛玉石，金块珠砾，弃掷逦迤，秦人视之，亦不甚惜。嗟乎！一人之心，千万人之心也。秦爱纷奢，人亦念其家。奈何取之尽锱铢，用之如泥沙？使负栋之柱，多于南亩之农夫；架梁之椽，多于机上之工女；钉头磷磷，多于在庾之粟粒；瓦缝参差，多于周身之帛缕；直栏横槛，多于九土之城郭；管弦呕哑，多于市人之言语。使天下之人，不敢言而敢怒。独夫之心，日益骄固。戍卒叫，函谷举，楚人一炬，可怜焦土！呜呼！灭六国者六国也，非秦也；族秦者秦也，非天下也。嗟乎！使六国各爱其人，则足以拒秦；使秦复爱六国之人，则递三世可至万世而为君，谁得而族灭也？秦人不暇自哀，而后人哀之；后人哀之而不鉴之，亦使后人而复哀后人也。 写翻译 写赏析 纠错 收藏评分：参考翻译 写翻译译文及注释译文六国的君主灭亡了，全国（为秦所）统一；蜀地的山（树木被砍尽，）光秃秃的，阿房宫建造出来了。它（面积广大，）覆压着三百多里地面，（宫殿高耸，）把天日都隔离了。它从骊山向北建筑，再往西转弯，一直走向咸阳。渭水、樊川浩浩荡荡的，流进宫墙里边。五步一座楼，十步一个阁，走廊如绸带般萦回，牙齿般排列的飞文言常识词类活用六王毕，四海一（毕，完结，指为秦国所灭；一，数词作动词，统一）骊山北构而西折（北、西，名词作状语，向北、向西 骊山，从骊山 ，名作状）长桥卧波，未云何龙？（云，名词作动词，出现了云；龙，名词作动词，出现了龙）复道行空，不霁何虹？（虹，名词作动词，出现了彩虹 ）辞楼下殿（下，名作动，走下）辇来译文及注释二译文六国的君主灭亡了，全国（为秦所）统一；蜀地的山（树木被砍尽，）光秃秃的，阿房宫建造出来了。它（面积广大，）覆压着三百多里地面，（宫殿高耸，）把天日都隔离了。它从骊山向北建筑，再往西转弯，一直走向咸阳。渭水、樊川浩浩荡荡的，流进宫墙里边。五步一座楼，十步一个阁，走廊如绸带般萦回，牙齿般排列的飞参考赏析 写赏析思想感情作者写阿房宫赋，是为了总结秦王朝灭亡的历史教训，讽谕朝政。但为什么写阿房宫被焚，却说“楚人一炬，可怜焦土”，这里作者流露了怎样的思想感情？分析：现代文中的“可怜”是“值得怜悯”的意思，但在文言中除解释“值得怜悯”外，还有可爱、可惜的意思。这里的“可怜”解释为“可惜”。作者用这二字，使无穷感慨充溢结构层次分析：全文四段可分两大部分。前部分铺排描写，后部分议论开掘。第一部分（第1、2段）由外到内，由楼阁建筑到人物活动，铺叙阿房宫建筑宏伟、豪华，极写宫中生活荒淫、奢靡。第1段：铺叙阿房宫建筑宏伟、豪华。一层（段首前12字）两句偶句，交待建宫背后的巨大耗资。二层（“覆压”“直走咸阳”）写宫之宏伟规模。赏析从内容结构上看，此赋可分为四段。第一段，写阿房宫的雄伟壮观。开篇先用四个三字短句领起，音节紧凑，气势不凡，达到了先声夺人的效果。这12个字，既写出了秦始皇一统天下的豪迈气概，也写出了阿房宫兴建营造的非同凡响，语言简练到不能删削分毫的程度，笔力千钧。接下来从全景到本体构筑，写阿房宫的雄伟壮观。“覆压三写作背景分析：阿房宫赋作于唐敬宗宝历元年，即公元825年，杜牧在上知己文章启中说：“宝历大起宫室，广声色，故作阿房宫赋。”唐敬宗李湛十六岁继位，善于击球，喜手搏，往往深夜捕狐，与宦官嬉戏终日，贪好声色，大兴土木，游宴无度，不视朝政，求访异人，希望获得不死之灵药，曾在长安洛阳有兴修宫殿的庞大计划。创作背景阿房宫赋写于唐敬宗（李湛）宝历元年（825），杜牧二十三岁。敬宗十六岁即位，昏愦失德，荒淫无度，闹得朝野疑惧，无不怀有危机感。于是杜牧写下阿房宫赋。杜牧在上知己文章启中说：“宝历大起宫室，广声色，故作阿房宫赋。”由此可见其写作目的，是在借秦始皇失败的教训，以警告最高统治者。写作特点这是篇典型的赋。赋是一种文体，讲究铺张叙事，重视辞藻押韵，本文体现了赋的特点。比如发端之辞“六王毕，四海一，蜀山兀，阿房出”，不仅有气势，而且含义尤丰，写尽秦王朝暴兴速灭的历史，其中“毕”、“一”、“兀”、“出”锤炼极佳。“毕”、“一”概括了六国互丧、天下为秦的史实，而“兀”、“出”，则形象说明“阿修辞手法在第2段中“明星荧荧”等四句话用了哪些修辞手法？这样写的好处在哪里？分析：“明星荧荧”，“开妆镜也”，是倒置式的暗喻。“明星荧荧”是比喻句的喻体，“开妆镜也”是本体。以璀璨晶亮的明星来比喻纷纷打开的妆镜，既贴切又形象。将喻体置放在前，先予以人鲜明的画面，令人惊奇，再出现本体，解释原因，读者印象更为强首句作用杜牧写这篇赋，既然是为了总结秦王朝灭亡的历史教训，借以讽谏时弊，为何开头要从六国覆灭下笔？分析：作者讽谏时弊，以秦王朝灭亡为借鉴；写秦朝覆灭，又以六国衰亡为铺垫。六国何以会灭？赋中说到“灭六国者六国也，非秦也使六国各爱其人，则足以拒秦”。可见，六国灭亡，是不能爱民的结果。从何看出六国之不爱民呢？立意杜牧主张：“凡为文以意为主，以气为辅，以辞彩章句为之兵卫。”，强调思想内容的重要性，认为形式要为内容服务。作者的用意是什么？分析：细读全文，不难看出作者旨在总结秦王朝灭亡的历史教训。第1段铺陈阿房宫的宏伟壮丽。第2段叙写宫中美女之众，珍宝之多。第3段夹叙夹议，点明：正是由于秦王朝的统治者骄奢淫逸，滥艺术感染作者描写阿房宫建筑的宏伟壮丽，仅用了一百多字，却给读者以鲜明的印象。作者描写阿房宫的的艺术感染力。分析：这一部分作者用的是总写和细写相结合的写法。总写部分，作者泼墨写意，粗笔勾勒。“覆压三百余里”，言其占地之广，“隔离天日”，状其楼阁之高；“骊山”两句，写其倚山傍水，气势非凡。细写部分，作者工笔重彩文章比较简要比较阿房宫赋与六国论、过秦论在写法上与本文的异同。注释：赋是介于诗和散文之间的一种体裁。赋这种形式，讲求字句的整齐和声调的和谐，描写事物极尽铺陈夸张之能事，而于结尾部分往往发一点议论，以寄托讽喻之意。所以它的文学色彩更浓一些，在行文上更注重描写、铺陈、夸饰等文学手法的运用，所以阿房描写分析从哪几个方面来极力描写阿房宫的？这样描写对表达中心有什么作用？分析；从三个方面来描写阿房宫：一是写阿房宫建筑之奇，二是写阿房宫美女之众，三是写阿房宫珍宝之多。写建筑，课文先展开广阔而高峻之全貌，进而细绘宫中楼、廊、檐、长桥复道、歌台舞殿之奇；写美女，述其来历，状其梳洗，言其美貌，诉其哀怨，绘声绘色，作者介绍杜牧杜牧（公元803约852年），字牧之，号樊川居士，汉族，京兆万年（今陕西西安）人，唐代诗人。杜牧人称“小杜”，以别于杜甫。与李商隐并称“小李杜”。因晚年居长安南樊川别墅，故后世称“杜樊川”，著有樊川