高桩码头施工技术

港口与航道工程专业技术之高桩码头施工高桩码头是通过桩基将码头荷载传递到地基深处的持力层上的结构形式;适用于软土层 较厚的地基。一、结构特点和施工程序A高桩码头类型B 高桩码头组成序号分部工程名称:分项工程名称1基槽与岸坡开挖某槽与岸坡开挖i2桩基顼制桩（混凝引方脏、管桩，钢管桩）.预制桩沉桩、灌注栋等上部结构现深混;疑土结构（祉帽，梁、梁格，板），预制安装结何预制 梁、板、靠船构件,梁、报、靠船拘件安囊,钢梁、钢桥制作， 钢梁、钢桥安装构件接缝）变形缝.混摄土面层等i4接岸结构与 回填地基处理砂垫房、塑料排水板，砂桩、碎石桩搅拌桩，抛石 基床），挡土墙L现浇挡土墙，浆砌石挡土墙），倒滤层，上石 方回填，岸坡抛石护面，块体护面）、抛石护底等5轨道起电装卸机械、火车轨道安装,车挡与地锚等停靠船与防护系船柱，护催，系船环与系网环，护轮炊，铁梯.栏杆等 nrC 高桩码头施工 施工内容 :部lT 川孕宜|忡芝些匚T |一还厂牌福E|矛幻如；顷安厂四头Fm也;一|杉二h宾也工一-箱心将顽下业卸他匚施工现场施工顺序施工准备水下挖泥制桩+桩基施工码头下岸坡抛填桩帽施工接岸挡土墙施工上部构件施工码头后面回填Q附属设施施工场地面层施工交工验收二、桩基施工A沉桩1）沉桩方式陆上桩陆上沉桩； 水位变动区（水深浅）搭栈桥（或筑岛）陆上打桩； 陆上现浇桩水上桩（水深够）般水上沉桩，海况恶劣、离岸且有条件时可采用海上自升式施工平台配打桩架进行沉桩打桩船按桩架的形式分为类：前后仰俯式、吊龙式、旋转式、平台式。振动沉桩、静力压桩、水冲沉桩特点：振动沉桩、静力压桩、水冲沉桩特点：振动沉桩（噪音小、无废气污染、沉桩速度快、施工简便、操作安全、主要适应砂 性土壤，不适应粘土或砾石土）静力压桩（无噪音无振动、节约材料（无锤击应力）、施工质量高、速度快、预估 单桩承载力；主要适应软弱土地基和压直桩）水冲（射水）沉桩锤击沉桩工艺特点桩身预制、运桩、沉桩。预制桩身质量有保证、机械化程度 高、施工速度快、不受气候条件影响、桩身规格较多、适应地质条件差。2）沉桩准备校核是否碰桩;根据船机性能、桩长、水位、泥面标高等检查是否符合沉桩要求；检查沉桩区有无障碍物；分析沉桩对邻近建筑物的影响，必要时进行岸坡稳定分析；确定沉桩顺序等。沉桩顺序的确定1、考虑所有桩都能施打 在桩位图上 用统一比例的打桩船纸模模拟出打桩顺序；2、考虑水位、水深和风、浪、流的影响 打 桩船的吃水和抛锚定位方法；3、考虑工程分段一般以结构段来分段；4、考虑土壤 变形的影响群桩（桩距3D）通常采用阶梯形推进；5、减少沉桩对岸坡稳定的影响 一 由岸边向外逐排打设，采用间隔沉桩法；6、尽量减少打桩船移架、移锚的次数提 高打桩效率；考虑施工水域船舶锚缆的布置使之取桩方便，缆绳对桩不产生侧力。3）沉桩定位 沉桩平面定位：根据桩位图计算各桩沉桩施工放样方位角；直桩：2-3台经纬仪前方 任意角或直角交会法；斜桩需另加1台水准仪配合。桩的竖向倾角由打桩架控制。 沉桩高程控制：桩尖标高是通过桩顶的标高测量来实现的。目前已广泛采用GPS进行沉桩的平面定位和高程控制。 沉桩定位与记录。1、海工工程GPS远距离打桩定位技术1）概述传统经纬仪或全站仪进行沉桩定位仅适用于12公里测距范围，对于远海打桩工 程，无论是定位精度还是定位时效性上都存在问题。随着远海打桩工程不断出现，要求研制 适用于远海工程施工的打桩定位系统，以适应工程建设需要。GPS有了很大发展。目前，GPS的实时相位差分技术（RTK）已使1020公里的测 量定位精度达到厘米级，数据采集率和测量成果实时性都很高。因此，利用GPS技术，辅助 以其它测量手段和计算机技术，开发了适用于远海工程施工，且具有一定自动化程度的精密 的“海工工程GPS远距离打桩定位系统” （2002年研制）。其基本定位原理是：以GPS作为基本定位仪器对打桩船进行定位控制，配合辅助测 量设备对施打桩的桩位实施进一步的控制，以提高系统的定位精度。系统具有如下六个主要 功能： “系统”能实现离岸（或离GPS参考台）20公里左右的工作距离。 “系统”工作的坐标系统可根据需要进行坐标系统的转换。如平面为北京54系， 高程为当地大地水准面系统；或平面和高程均为独立的坐标系统等。“系统”可将GPS归 算的WGS84大地坐标系精密换算到设计的施工坐标系统之中。 实现定位过程中数据自动化处理，即打桩定位桩中心平面位置的定位、桩顶标 高的控制及贯入度的计算等实时定位信息的处理均由“系统”自动完成。 定位过程将原来由岸上测量人员来指挥船上驾船人员进行移船操作，改为船上 移船操作人员直接根据计算机屏幕的显示或提示自行完成移船定位操作，减少定位过程的中 间环节，提高移船定位操作的直观性和便利性。计算机屏幕能同时以图象及数字的形式反映出施打桩的设计位置及该桩的主要 设计参数（包括设计的桩中心坐标，桩顶标高，平面扭角，竖向倾角），以及停锤标准（包 括标高控制标准和贯入度控制标准）和当前施打桩的实时位置及主要实时参数（如桩中心坐 标偏差、桩顶标高偏差、平面扭角偏差、实时倾斜度、实时贯入度等），便于操作人员进行 对照比较，调整船位，准确定位。 “系统”具有较高的定位精度。根据理论估算，“系统”的平面定位精度可达5 厘米，满足规范对相应条件下打桩定位允许偏位的要求。 打桩结束后，计算机将能提供一份标准格式的打桩记录表。4）沉桩控制 偏位控制：偏位过大，给上部结构预制构件的安装带来困难，也会使结构受到有 害的偏心力。为减少偏位，应采取的措施安排施工作业时，避开风浪流等不利作业条件； 采用有足够定位精度的方法，合理布置打桩船锚缆；掌握斜坡上打桩和打斜桩的规律，拟定 合理打桩顺序，斜坡上打桩，采取恰当的偏离桩位下沉，并采取削坡和分区跳打桩的方法， 防止岸坡滑动。 桩的极限承载力控制：一般是控制桩尖标高和打桩最后贯入度，即“双控”。另外还要仔细掌握贯入度的 变化和及时掌握桩下沉的标高情况。锤击沉桩控制应根据地质情况、设计承载力、锤型、桩型和桩长综合考虑。粘性土（标高为主、贯入度校核）或砂性土地基（贯入度为主、标高校核）的一 般控制标准；有问题，宜采用高应变检测桩的极限承载力并会同设计研究解决。 桩的裂损控制：桩裂损产生，除了制造和起吊运输，主要是沉桩过程中打桩应力超过桩的允许 应力所造成。裂损控制就是要采取措施控制打桩应力，消除 产生超允许拉应力的条件。沉桩前，检查桩的质量；沉桩过程中，选用合适的桩锤、合适的冲程、合适的 桩垫材料，查看沉桩情况如锤、替打、桩三者是否共线、贯入度是否有异常、桩顶碎裂情况 （三合适三检查）等。沉桩结束，检查桩身完好情况。吊桩过程中产生拉应力，沉桩过程中产生锤击压应力。锤击压应力超过了混凝土的极限抗压强度，混凝土桩就发生破坏（横裂和纵裂） 裂损的产生裂损控制就是要采取措施控制打桩应力，消除产生超允许拉应力的条件。沉桩过程中，选用合适的桩锤、合适的冲程、合适的桩垫材料。桩垫材料有：水泥纸袋、尼龙绳、麻绳等。B夹桩1、沉桩结束后应及时夹桩，加强基桩基桩之间的连接，以减少桩身位移，改善施工期 受力状态。（夹桩目的）2、应根据受力情况进行夹桩设计，必要时应作现场加载试验。（夹桩要求）3、当有台风、大浪和洪峰等预报时，必须检查夹桩设施是否牢固可靠，并采取必要的 加固措施。（夹桩要求）4、当施工荷载较大，可采用吊挂式夹桩，桩距较大且桩顶标高距施工水位较小时，可 采用钢梁或上承式桁架结构。并应根据施工荷载，对钢梁、桁架、吊筋螺栓及其部件进行 设计。（夹桩方式与要求）沉桩施工流程备吊 桩套替打施与检 贯查桩船桩 基 临就 位与压 机机打入标 度高锤移 位时固定三、构件预制吊运和安装A预制1）选择临时预制场地的要求：宜靠近施工现场，陆域交通方便，邻近水域，便于构件出运；岸坡稳定，地基承载力满足要求；2）预制混凝土桩的质量要求桩身表面的干缩裂缝，宽度不得超过0.2mm、深度不得超过20mm、长度不得超过1/2 桩宽；桩身缺陷允许值：蜂窝、麻面和气孔的深度不超过5mm且在各面上面积和不超过该面 积 0.5%；边沿棱角破损的深度不超过5mm且每10m长的边棱角上只有一处破损，在一根桩上 边棱破损总长度不超过500mm；3）后张法预应力管桩管节质量要求管节外壁面不应产生裂缝，内壁面干缩的微细裂缝一宽度不得超过0.2mm、深度不 宜超过10mm、长度不宜超过60mm；管节混凝土表面应密实，不得出现露筋、空洞和缝隙夹渣等缺陷；管节表面的蜂窝、麻面、砂斑面积、砂线长度和构件尺寸应控制在允许偏差范围内。 B吊运1）构件的吊运 吊运时的混凝土强度应符合设计要求。 采用绳扣吊运时，其吊点位置偏差不应超过设计规定位置200mm；用钢丝绳扣吊 运，应用麻袋或木块做衬垫。 吊运时应使各点同时受力，防止构件扭曲；吊绳与构件水平面所受夹角不应小于45 ,2）构件存放 预制构件的存放规定：存放场地应平整；按两点吊设计的预制构件，可用两支点存放；三点以上设计的预制构件，应采用 多点支垫存放。不同规格的构件应分别存放。 多层堆放时其堆放层数应根据构件强度、地基承载力、垫木强度和存放稳定性确定， 各层垫木应位于同一垂直面上，其位置偏差不应超过土200mm。构件堆放层数的规定：桩不超过三层；叠合板不超过五层；空心板和无梁板不超过 三层；绗架不超过两层。 岸坡坡顶堆放应防止滑坡位移或发生有害沉降 驳船装运预制构件时应符合：甲板上均匀铺设垫木，构件对称摆置；各层垫木应在 同一垂直面上，位置偏差不超过土200mm。 驳船装运构件，宜采用宝塔式和对称的间隔方法装驳。 水上长途运输时应采取的措施：船体安全检查，如有风浪应水密封舱；构件装驳后 应采取加撑、加焊和系绑等措施，防止构件倾倒或坠落； 陆上运输应防止过猛振动和滑落。C安装1）安装前的工作： 测设构件安装的位置和高程； 对预制构件的类型编号、外型尺寸、质量、混凝土强度、预留孔、预埋件及吊点等 进行复查； 检查现场安装的条件 编制安装施工方案。2）预制构安装时应满足的要求 搁置面要平整，预制构件与搁置面间应接触紧密； 应逐层控制标高； 当外露钢筋影响安装时，不得随意割除，应及时与设计单位研究解决。 构件安装后及时采用夹木、加撑、加焊和系缆等加固措施，防止构件倾倒或坠 落。3）用水泥砂浆找平预制构件搁置面的规定： 不得在砂浆硬化后安装构件； 水泥砂浆找平厚度宜取1020mm，超过20mm应采取措施； 应做到坐浆饱满，安装后略有余浆挤出缝口为准，缝口处不得有空隙，并在接缝 处应用砂浆嵌塞密实及勾缝。4）构件的稳固 梁搁置安装后，立即把节点处的钢筋焊接起来； 叠合板在安装就位以后，要将接缝处伸出的钢筋焊接起来； 靠船构件安装时，重心向外，上部外倾，常用二根带张紧器的临时拉条稳住，使 之符合设计位置和保持其垂直度，后将其伸出钢筋与横梁钢筋焊接。D节点管桩与桩帽的连接1-桩帽（横梁）；2-桩芯钢筋笼；3-桩芯混凝土； 4-管桩接岸结构和岸坡施工（1）码头施工区挖泥要求：1）挖泥前，测量挖泥区水深断面。2）按设计或施工要求进行阶梯形分层开挖。3）挖泥完毕后，复测开挖范围的水深断面是否符要求。（2）岸坡施工沉桩后进行岸坡回填或抛石前，先清除回淤浮泥和塌坡泥土。如遇大风暴、特大潮 等异常情况，必须及时实测回淤，清淤后及时抛填。抛填时，应由水域向岸分层进行，在桩基处，沿桩周对称抛填，桩两侧高差不得大 于1m。（由水域向岸抛石、沿桩周对称抛填）（3）接岸结构施工1）岸坡填筑不宜由岸向水域方向倾倒推进的施工方法。2）采用挡土墙时，其基础回填土或抛石均应分层夯实或碾压密实。3）采用板桩时，回填时首先应回填锚碇结构前的区域；回填应按设计要求 分层夯实； 板桩墙后回填应在清淤后从水域向陆域方向进行。4）采用深层水泥搅拌加固地基时，应查明加固区土层分布和软土层厚度、拟 加固深度范围内有无硬夹层。对现场水质进行调查，查明pH值、易溶盐、海水污染程度 和原因以及对水泥搅拌体的侵蚀性。对海底土特性进行调查分析，应进行土层化学分析 和矿物组成分析。（4）沉降、位移观测点的要求1）施工期间对可能受影响的建筑物或岸坡定期进行沉降、位移观测。2）在浇筑码头面层时，埋置固定的沉降、位移观测点，定期进行观测，并作好记录。3）固定的沉降、位移观测点、应在竣工平面图上注明，交工验收时一并交付使用单 位。