海上施工中混凝土板桩研究范文

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摘要：

先张法U型预应力混凝土板桩在国内海上工程应用尚无先例，缺乏施工经验。本文以舟山某围海工程为背景，对先张法U型预应力混凝土板桩海上施工进行了研究，总结出先张法U型预应力混凝土板桩海上施工方法，为类似工程积累了经验。

关键词：

先张法；U型预应力混凝土板桩；施工方法；初探

1引言

先张法U型预应力混凝土板桩（以下简称U型板桩）是一种新型的预应力混凝土基础型工法，成桩质量效果良好，能广泛适用于各种地质条件和施工环境。板桩的启口之间还可以根据止水要求预埋橡胶止水胶条，同时还可根据要求注浆密封，能够满足有止水要求工程的需要，主要应用于河道护坡治理、航道整治、港口码头、围海促淤、市政管道工程、城市基坑支护等工程。目前，国内U型板桩在海上工程应用尚无先例，缺乏施工经验。

2工程概况

舟山某围海工程位于浙江省舟山市，主要通过海堤、护岸、水闸以及船闸连接两个小岛凤凰岛及皇地基岛，使其形成封闭水域。凤凰岛和皇地基岛之间海堤共2条，总长930.38m，其中西侧海堤A堤长303.24m，顶宽5m，东侧海堤B堤长627.14m（不包括水闸），顶宽9.6m。皇地基岛外护岸长858.2m，长峙岛谢家山护岸长321m（如图1所示）。本工程水闸共两座，具有挡潮及调节内港池水位等功能。其中西侧水闸位于皇地基岛西南侧护岸上，为2孔闸孔并靠，孔口尺寸为1.4m×1.4m（长×宽）；东侧水闸布置在东侧海堤靠皇地基岛内港池进出口航道处，为3孔闸孔并靠，孔口尺寸为1.4m×1.4m。在西侧海堤紧靠凤凰岛处建相同规模船闸2座，平行并靠，船闸级别为Ⅶ级，规模为双线6×23×2.1(m)（口门宽度×闸室有效长度×槛上水深）。本工程U型板桩主要应用于海堤和护岸，单根桩长18～27m，共1567根。板桩位于海上，需在海上进行施工。本工程设计水位如下：设计高潮位：+3.28m多年平均高潮位：+1.22m多年平均潮位：+0.22m多年平均低潮位：-0.83m设计低潮位：-2.3m本工程U型板桩设计顶标高+2.6m，桩身入土主要为淤泥和淤泥质粉质粘土，设计以标高控制为主，贯入度控制为辅。

3U型板桩海上施工方法

U型板桩海上施工具有定位难，沉桩质量受风浪影响大等特点，其施工方法需着重考虑板桩定位及沉桩质量控制。

3.1板桩定位系统

3.1.1定位系统结构

为保证U型板桩平面位置准确、线条平顺、接缝紧密，施打板桩时采用定位系统辅助。板桩定位由辅助定位桩、钢围檩、限位梁、限位拉紧装置等组成。定位桩采用直径40cm，壁厚8mm，长18m的钢管桩（定位桩以保证定位系统稳定，根据单桩承载力及地质情况计算桩长），每根钢管桩均设桩尖，桩尖夹角35°。桩顶加工抱箍，用于支撑钢围檩主梁，抱箍用1cm厚钢板加工，内径39cm，两侧支腿长40cm，抱箍高度15cm，每侧支架采用2根18mm螺栓紧固。主梁为20工字钢加20槽钢组合，两端用10个槽钢对拉固定。首桩限位由10个槽钢固定，后续板桩通过手拉葫芦和限位滚轮调整位置和间隙。定位系统结构图如图3和图4所示。第一排桩施打完成后，钢围檩架只需一根定位桩，另一端利用已打好的板桩固定。在弧形结构段，根据弧度减少定位桩间距，使板桩轴线在弧形段完美过渡。

3.1.2定位系统安装

（1）打定位桩定位桩拟先通过振动锤夹住定位沉桩，振动锤无法沉入时，再用柴油锤击打，直至将桩固定。定位桩共加工2根，板桩打至定位桩处，拔定位桩至下一桩位，循环利用。测量定位方法：在合适位置架设全站仪，用免162016•2棱镜偏心测量方式确定定位桩中心，施打过程中实时监测定位桩的垂直度，测量人员通过对讲机与船上人员实时沟通调整，全站仪为南方NTS-312R+免棱镜精度为2+2ppm，满足定位要求。定位桩允许偏差：平面位置±10cm，垂直度偏差＜1/100。

（2）安装限位架定位桩打设好后，安装钢抱箍，钢抱箍由施工人员在小船上安装，钢抱箍安装好后，利用起重船吊装钢围檩主梁，主梁顶标高+2.2m，略低桩顶标高0.4m。主梁两端用10个槽钢对拉固定，首根桩在端头安装限位槽钢。在定位桩顶部放置木板，用全站仪放样出定位桩中心，再根据定位桩中心对围檩进行精确调整，水平位置采用水准仪确定。

3.2插打板桩

3.2.1吊桩插桩

起重设备采用50t吊机船，吊臂长33m。U型板桩通过安装在桩顶的吊耳和钢丝绳起吊。U型板桩顶部设置有4个黄锌锚栓孔位，预埋直径30mm带内螺纹的套筒，用于套接螺栓连接固定吊具，桩身预埋有两吊耳，起吊时为桩顶桩身三个吊点。吊具采用3cm厚钢板加工，所有孔洞均钻孔形成，不得气割。吊耳与底座连接处利用角焊连接，采用二氧化碳保护焊。27m长U型板桩自重14t，拟采用2根直径28mm，公称抗拉强度为1550N/mm2的6×19交互捻钢丝绳作吊索，该钢丝绳单根破断拉力总和为449KN。卡环采用型号2.1的D型卡环。U型板桩起吊时通过吊耳对称穿两根钢丝绳，吊勾下用卡环卡紧。板桩起吊后通过人工协助放入限位架内，依靠桩自身重力下沉，插桩时测量人员控制桩位和垂直度，第一根桩紧靠端部限位槽钢下放，第二根桩紧靠第一根桩下放，依次类推，每次下桩后用手板葫芦拉紧限位滚轮，将两根桩挤紧。吊桩插桩如图5所示。

3.2.2柴油锤沉桩

板桩吊入限位架后，依靠自重溜桩下沉，待限位装置拉紧后，打桩船移位，将送桩器套入桩顶，待送桩器与桩顶吻合后，将打桩船前后锚缆带紧，防止打桩过程中船移位。开始锤击时，应调小油门，重锤轻打，同时测量人员观测桩偏位，实时调整限位装置的松紧程度，确保桩垂直、紧靠下沉，待桩身进入土层一定深度后，开始用重锤击打。锤击过程中，测量人员适时观测板桩贯入度和标高，达到设计沉桩标准后停锤。沉桩如图6所示。

4小结

本文以舟山某围海工程为背景，介绍了U型板桩海上施工方法，本方法通过辅助定位系统进行海上板桩定位，能较好的控制沉桩质量，板桩之间隼口连接紧密，桩顶标高符合设计和规范要求（±10cm），通过10%小应变检测，单桩承载力符合设计要求，为U型板桩在海上施工积累了经验。U型板

参考文献：

[1]张后禅,杨末丽,等.U型预应力混凝土板桩在海洋护岸工程中的应用及探索研究[J].混凝土与水泥制品,2012（06）.

[2]孙蓓.U型预应力混凝土板桩在直立式护岸工程中的应用[J].中国水运,2013（7）.

作者:戴龙华 陈绪义 单位:长江宜昌航道工程局