徐剛平 中交一航局第五工程有限公司

近年來水工市場不斷復蘇，水工建筑施工工藝得到了快速的發(fā)展，傳統(tǒng)高樁碼頭施工耗資耗時，已不能滿足當下快速發(fā)展的技術(shù)需求，為此，必須注重工業(yè)化為主的水工建筑技術(shù)，充分發(fā)揮裝配化優(yōu)勢，緊跟行業(yè)發(fā)展。傳統(tǒng)高樁碼頭施工主要采用以現(xiàn)澆樁帽或現(xiàn)澆下橫梁為支撐，其上安裝全斷面預制縱梁、軌道梁等，再現(xiàn)澆上橫梁，并將之與縱梁、軌道梁等裝配式梁體澆筑連結(jié)形成整體結(jié)構(gòu)的工藝。該工藝中，樁帽及下橫梁施工支架、模板投入量大，施工周期長，設備利用率低，且受氣候條件影響較大；而全斷面預制縱梁、軌道梁等梁體普遍重量較大，加之碼頭面寬較大，一般起重設備吊裝性能無法滿足，而大型起重設備作業(yè)效率較低、安全風險高、設備成本高。本文以孟加拉馬塔巴里超超臨界燃煤電廠項目配屬碼頭工程樁帽及預制梁為對象，基于傳統(tǒng)工藝缺陷，深入研究了高樁碼頭樁帽、預制梁等薄壁輕質(zhì)構(gòu)件的施工技術(shù)，并對該技術(shù)在高樁碼頭施工中的應用情況進行了說明與總結(jié)。

1.依托工程

孟加拉馬塔巴里超超臨界燃煤電廠項目配屬碼頭工程共有樁帽567塊，均為薄壁輕質(zhì)樁帽，共分三種型號，該類樁帽均采用預制安裝工藝，安裝后樁帽預留槽與樁芯混凝土一次澆筑，從而實現(xiàn)樁帽與樁基的固結(jié)。

此外，該碼頭施工無現(xiàn)澆縱、橫梁，所有梁體均為預制薄壁輕質(zhì)U型梁，共計857榀。根據(jù)U型梁寬度、高度不同，主要分為三種類型，但各類梁體因長度不同，又可分為不同規(guī)格。U型梁安裝后，分區(qū)域整體一次澆筑梁芯結(jié)構(gòu)，有效減少了梁節(jié)點豎向施工縫的數(shù)量，整體性較好。

2.薄壁輕質(zhì)預制構(gòu)件施工技術(shù)研究

薄壁輕質(zhì)預制構(gòu)件施工技術(shù)想要成功應用于現(xiàn)場施工，還需要解決及改進三個問題：如何確保預制樁帽安裝精度；如何解決雙孔乃至于多孔樁帽預留孔與樁位之間偏差的問題；如何解決薄壁預制梁內(nèi)側(cè)預留大量箍筋的問題，以及縱、橫梁節(jié)點處模板支拆效率提升的問題。針對上述問題，從樁帽定位控制、雙孔樁帽預留孔位置控制、薄壁梁預制及梁芯現(xiàn)澆效率提升等三方面入手進行開發(fā)應用，主要研究內(nèi)容包括薄壁預制樁帽安裝技術(shù)和薄壁U型梁施工技術(shù)。

2.1 薄壁預制樁帽安裝技術(shù)

薄壁預制樁帽安裝的原理是將樁帽預制為薄壁槽型結(jié)構(gòu)，預制時埋設支點，通過支點的支撐作用，將樁帽吊放在鋼管樁樁頭，再將樁芯結(jié)構(gòu)及樁帽預留槽同時澆筑形成整體。

薄壁預制樁帽安裝施工技術(shù)的主要目標在于安裝精度的控制，其主要包括預制樁帽支點的位置控制、樁基偏位調(diào)整空間的預留、安裝基面（鋼管樁定）標高及水平度控制、安裝方位控制等四方面內(nèi)容。樁帽安裝完成后，主要考慮進行樁芯及樁帽預留槽內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)的安全、快速施工即可。

2.1.1 樁帽支點預埋

薄壁樁帽預制時，底層圓形芯模、上層方形芯模及外模整體固定，避免混凝土澆筑時產(chǎn)生相對位移。圓形芯模分四段組合而成，相鄰兩段之間夾設5cm寬木條便于拆模，每段圓形芯模上開設支點預留孔，預埋支點鋼筋位置必須與樁帽軸線重合，支點底部距樁帽底部高度等于鋼管樁樁頂埋入混凝土深度，各支點安裝必須在同一水平面。

2.1.2 樁基偏位調(diào)整空間的預留

根據(jù)沉樁施工規(guī)范要求，碼頭直樁樁位偏差應控制在10cm以內(nèi)，單孔樁帽均設置在直樁樁頂。為減小可能因樁位偏差導致的樁帽安裝偏差過大，單孔樁帽預制時，預留的安裝孔洞直徑應大于管樁外徑10cm左右，便于安裝時進行偏差調(diào)整。

而斜樁樁位偏差一般應控制在15 cm以內(nèi)，斜樁樁帽均為雙孔樁帽。同一樁帽的兩根斜樁樁位相對偏差最大可達30cm，樁帽預制時預留的調(diào)整空間已無法滿足樁帽安裝位置的調(diào)整，若繼續(xù)增大調(diào)整空間，則會造成支點及樁帽結(jié)構(gòu)受力問題。目前所采用的解決措施主要是根據(jù)樁基實際位置，據(jù)實預制雙孔樁帽。

圖1 截樁定位抱箍安裝示意圖

2.1.3 安裝基面（鋼管樁定）標高及水平度控制措施設計

鋼管樁沉樁完成后，逐根測量標記樁頂標高位置，進行樁頭切割。為保證樁頭切割面平整，便于樁帽安裝標高控制，針對直樁及斜樁各設計發(fā)明了不同型式的定位抱箍，用于控制切割面平整度，消除了截樁時波浪對切口平整度的不利影響。

移除被切割的樁頭部分，在樁頂標出樁帽軸線位置，軸線兩側(cè)5cm范圍內(nèi)，打磨平整并用水平尺找平并重新標記軸線位置即可。

2.1.4 安裝方位控制措施設計

水上樁帽安裝無承臺等固定的作業(yè)平臺，主要借助于小型船舶或施工木筏等活動設施作為施工平臺，通常晃動較大，構(gòu)件安裝定位精度不易控制。設計了可拆卸的定位卡具（如圖2所示），安拆方便，可重復使用。使用時在鋼管樁樁頂任意兩個樁帽軸線標記位置安裝可，樁帽安裝時，將預埋的支點鋼筋放入定位卡卡槽內(nèi)，即可實現(xiàn)安裝方位的控制。

圖2 定位卡具加工及安裝圖

方位調(diào)正后，測量樁帽四角頂標高并微調(diào)（打磨支撐位置樁頂或支墊薄鋼板并焊接），將方位及標高調(diào)整好的樁帽支點與鋼管樁頂部焊接即可。

2.2 薄壁預制梁施工技術(shù)

薄壁預制梁相比于預制樁帽，其梁體安裝技術(shù)難度較小，僅需在已安裝完成的樁帽頂部彈線及砂漿找平，直接進行吊裝即可。其不同于傳統(tǒng)預制梁工藝的區(qū)別主要在于預制難度有所增加，同時增加了梁芯結(jié)構(gòu)的現(xiàn)澆施工。對于薄壁預制梁施工技術(shù)主要目的在控制預制梁內(nèi)大量預留箍筋處模板的安裝情況以及提升縱、橫梁現(xiàn)澆結(jié)點模板的安拆效率。

2.2.1 薄壁預制梁內(nèi)側(cè)模板設計

預制薄壁U型梁考慮與梁芯現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的整體受力，預制梁內(nèi)側(cè)底部及兩側(cè)面預留大量箍筋，其中底部預留箍筋不受模板支拆影響，兩側(cè)預留箍筋對模板的設計提出了很高的要求。

分析對比施工效率、模板周轉(zhuǎn)利用率，并結(jié)合預留箍筋形式，設計了“梳子”型定型鋼模板，在梁內(nèi)側(cè)模板對應箍筋位置處開孔，孔邊焊接壓片裝置，混凝土澆筑時采用可拆卸的薄鋼片封孔。實現(xiàn)了該類模板的快速安拆，提高了模板周轉(zhuǎn)率。

2.2.2 縱、橫梁現(xiàn)澆節(jié)點模板設計

縱、橫梁內(nèi)側(cè)梁芯結(jié)構(gòu)施工簡便，無需支架、模板，僅在梁頂綁扎頂層鋼筋即可。而提升梁芯結(jié)構(gòu)施工效率的關(guān)鍵在于縱、橫梁結(jié)點處的模板安、拆效率。為此，按角度設計定型鋼模板，僅通過螺母與已安裝的縱橫梁固定連接即可，模板用料少、重量輕、支拆簡便、快捷，可重復利用。

3.薄壁輕質(zhì)預制構(gòu)件施工技術(shù)應用

3.1 施工工藝流程

薄壁輕質(zhì)預制構(gòu)件均在預制場內(nèi)完成制作，構(gòu)件水上安裝就位，調(diào)平固定后，進行樁芯、梁芯施工的工藝。工藝流程如圖3所示。

圖3 工藝流程圖

3.2 工序控制要點

（1）薄壁輕質(zhì)樁帽預制施工時，預埋支點定位必須準確，支點標高控制在同一平面。

（2）樁頭切割平整度、樁帽安裝支點位置處水平度控制必須嚴格。

（3）樁帽安裝方位控制必須準確；雙孔樁帽需根據(jù)實際樁位預制。

（4）預制梁安裝位置嚴格按設計軸線控制。

4.應用效果分析

依托孟加拉馬塔巴里超超臨界燃煤電廠項目配屬碼頭工程，薄壁輕質(zhì)預制構(gòu)件施工技術(shù)在全裝配式鋼管樁高樁碼頭中累計應用1424次，經(jīng)驗證，薄壁預制樁帽安裝偏差、薄壁預制梁安裝及梁芯施工均滿足《水運工程質(zhì)量檢驗標準》的要求。在經(jīng)濟效益方面，薄壁輕質(zhì)預制樁帽的應用相較與傳統(tǒng)工藝方面，節(jié)約了底模及支架的投入，加快了樁帽施工進度，節(jié)約了工期，提高了設備利用率，就該碼頭項目樁帽成本對比，比同條件現(xiàn)澆樁帽節(jié)約成本約2倍；薄壁輕質(zhì)預制梁的應用，大幅縮減了構(gòu)件重量，按全斷面預制構(gòu)件，同條件下全斷面構(gòu)件重量如下表所示，就該碼頭項目而言，想要實現(xiàn)全斷面預制構(gòu)件安裝，需選用200T履帶吊進行構(gòu)件安裝，而薄壁輕質(zhì)預制梁的應用，僅依靠10 0t履帶吊就實現(xiàn)了碼頭預制梁的全部安裝。而薄壁梁的預制以及現(xiàn)澆梁芯結(jié)構(gòu)，因新模板的設計及應用，并未造成過多資源的投入，相反節(jié)約了梁體預制、運輸?shù)脑O備成本。

5.結(jié)論

依托孟加拉馬塔巴里超超臨界燃煤電廠項目配屬碼頭工程，以實現(xiàn)高樁碼頭全裝配化施工理念為目標，以提升項目本質(zhì)安全、保證項目質(zhì)量目標、實現(xiàn)項目降本增效為提前，創(chuàng)新應用截樁定位抱箍、樁頭定位卡具、封底抱箍、安全護欄、“梳子”型模板、定型角模等設施，有效解決了樁帽安裝精度控制難度大、薄壁梁預制芯模安拆難度大且效率低、現(xiàn)澆梁芯結(jié)點效率低等困難，彌補了薄壁輕質(zhì)預制樁帽及預制梁裝配化過程中的施工難點，大幅提高了項目經(jīng)濟效益，較少了重件吊裝、運輸?shù)陌踩[患，具有較高的借鑒意義和推廣價值。