【文章內(nèi)容簡介】 島內(nèi)回填 島內(nèi)路面施工 水上打格形鋼板樁 格內(nèi)回填碎石現(xiàn)澆胸墻砼安放扭工字塊 18 插工藝中尚未解決的技術(shù)難題。 在水流較緩的水域進(jìn)行插打一個(gè)格體樁需要6 天時(shí)間；在流速較急或潮差大于 2m 的潮汐水域進(jìn)行插打格體樁， 樁 體易受波浪潮流沖擊而傾斜，使鎖口扭絞以致增加打樁難度，一個(gè)格體的插打樁作業(yè)時(shí)間因而延長，甚至導(dǎo)致格體樁安裝不理想而不得不返工。 圖 32 馬耳他干船塢水上拼插工 藝 整體吊裝施工工藝是格形鋼板樁結(jié)構(gòu)施工中機(jī)械化程度高、施工質(zhì)量好、施工速度快的先進(jìn)施工工藝，其特點(diǎn)是將格形鋼板樁閉合的難點(diǎn)從水上 19 轉(zhuǎn)移到陸上，避免了潮流和風(fēng)浪的影響，使格體拼插能一次性完整閉合。由于陸上組拼樁位易控制， 索 扣的松緊度及 吊 運(yùn)過程中鋼板樁處于自然狀態(tài)，給水上打樁打下良好基礎(chǔ)。同時(shí)，陸上組拼與水上沉放格體是兩個(gè)施工作業(yè)面， 陸上拼裝一個(gè)格體約需要 2 天，一個(gè)格體的定位安裝和沉樁約需要 2 天，可平行流水作業(yè)，因此施工進(jìn)度快 ，在鹽田一期工程中使用整體吊裝施工工藝曾創(chuàng)造了月打 14 個(gè)格體的最高紀(jì)錄 。 整體吊裝工藝 除具備水上插打格體樁方案所需的設(shè)備外，還須具有拼裝場地、塔吊和足夠起重力的 起重設(shè)備 (包括起重船機(jī)及吊具 )。 首先需制作一整套吊 運(yùn) 索具，以保證格體在起吊、運(yùn)輸、安放過程中的整體穩(wěn)固及每根樁位置的相對固定。其次，要求設(shè)備起重能力 大 （一般 500t 以上），而且起吊高度和幅度也要求高。 圖 33 鹽田一期五萬噸級碼頭整體吊裝工藝 綜上所述 ， 整體吊裝工藝具有機(jī)械化程度高、施工質(zhì)量好、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是對起重設(shè)備的技術(shù)性能要求很高，特別是格體直徑大，板樁長度長時(shí)，起重設(shè)備的技術(shù)性能就成為選擇這一工藝的最大障礙 。水上拼插工藝具有對施工設(shè)備的技術(shù)性能要求低，通用性好；對格體直徑和鋼板 20 樁長度的變化適應(yīng)性強(qiáng)；不用或少用施工陸域等優(yōu)點(diǎn) 。 因而施工籌備期短，工程上馬快 ， 易于業(yè)主單位接受 ， 最突出的缺點(diǎn)就是受潮流、風(fēng)良影響很大，格體的完整閉合尚未妥善解決，使施工質(zhì)量和施工進(jìn)度得不到確切的保證。對處于流速較急或潮差大于 2m 的大型格型結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量采用陸上拼裝格體，并選擇流速較緩的高潮或低潮平潮期進(jìn)行安裝。 選擇和評定施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)是施工質(zhì)量好、施工速度快、施工綜合造價(jià)低。通過新沙與鹽田工程的實(shí)踐，整體吊裝工藝的施工質(zhì)量好、施工速度快 ，已為建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工各方所共識。雖然，大型起重船舶的費(fèi)用高，如果善于管理，合理安排大型起重船舶的進(jìn)、退場時(shí)間，由于施工速度快、施工效率高，仍能降低施工綜合造價(jià) ， 使建設(shè)與施工單位獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。因此 ， 在能合理解決起重設(shè)備的前提下，整體吊裝工藝應(yīng)為最優(yōu)選擇。 格形鋼板樁施工工藝流程 圖 34 格形鋼板樁工藝流程圖 鋼圍囹就位 鋼 板樁拼插 格體起吊 格體吊運(yùn) 格體的定位 鋼板樁沉樁 格體填砂 (一 ) 鋼圍囹吊出 格體填砂 (二 ) 拼裝場建設(shè) 鋼圍囹 制作 鋼 板樁驗(yàn)收 吊具制安 樁鎖扣清理 限位器及平衡塊安設(shè) 測量基線布設(shè) 基床清淤 21 鋼板樁拼裝場地 拼裝場地 選址 及設(shè)施 鋼板樁拼裝場地 初步選址在桂山島， 需經(jīng)現(xiàn)場考察確定。 桂山島由桂山島、中心洲島和牛頭島組成，因?yàn)槭瘓鲩_ 發(fā)， 島間已由道路連通。桂山島為鎮(zhèn)級編制，島上有兩個(gè)村莊，有基本的鎮(zhèn)級市政配套編制，并有已建桂山島碼頭。 鋼板樁拼裝場 需建臨時(shí)碼頭 40m，用于接卸鋼板樁和出運(yùn)組拼好的格體，在臨時(shí)碼頭后方需 10000m2鋼板樁存放和組拼場地，組拼臺座設(shè)兩個(gè)，以及現(xiàn)場小臨設(shè)施。 圖 35 桂山島位置圖 22 圖 36 桂山島平面圖 拼裝場 地設(shè)計(jì)要求 (1)拼裝場 地水域條件應(yīng)滿足起重船的吊運(yùn)作業(yè)要求，地面標(biāo)高不宜過高，應(yīng)綜合考慮水位變化和起重船起吊高度以及吊幅的限制。 拼裝場在 進(jìn)行平整處理后，于其上修建鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo) 向圍 囹 架， 并 設(shè)置供操作人員上下鋼圍囹的腳手架。 導(dǎo)向圍 囹 架分為上下兩部分，上部導(dǎo)向圍 囹 架和下部導(dǎo)向圍 囹架 做 成脫離的或可拆卸的形式，在下部導(dǎo)向圍 囹 架上設(shè)有承托鋼板樁的托座 ，臺座 基礎(chǔ)應(yīng)滿足駁岸整體穩(wěn)定的要求，其平面尺寸應(yīng)由格體的設(shè)計(jì)直徑和地基承載力確定 ， 基礎(chǔ)的厚度應(yīng)考慮拼插鋼板樁時(shí)的沖擊力。 (2)拼裝臺座 配備有用于鋼板樁吊立、拼插作業(yè)的塔吊及輔助的起重機(jī) ，同時(shí)現(xiàn)場尚應(yīng)配備具整體吊運(yùn)鋼板樁格形能力的大型起重船。 (3)鋼圍 囹 和塔吊基礎(chǔ)都應(yīng)設(shè)置防臺錨 碇 設(shè)施。格體環(huán)形基礎(chǔ)表面的每根鋼板樁樁位處還應(yīng)設(shè)置預(yù)埋鐵件，以便在 臺風(fēng)襲擊時(shí)鋼板樁底部與預(yù)埋件臨時(shí)焊接錨固。 23 需解決問題： (1) 現(xiàn)場考察選址。 (2) 臨時(shí)碼頭、組拼臺座、 鋼板樁 堆放場地平面及 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)。 (3) 組拼用塔吊選型（研究報(bào)告推薦 900t178。 m）。 (4) 場地輔助吊機(jī)選型，用于堆放場地鋼板樁裝卸。 鋼板樁檢查 及吊運(yùn) 存放 鋼板樁檢查 (1)在格型結(jié)構(gòu)開始安裝之前，檢查鋼板樁的直線度、鎖口形狀、鋼板樁形狀和疊層裂紋。如果這項(xiàng)檢查工作不認(rèn)真仔細(xì)，那么在插樁時(shí) 會(huì)發(fā)生 樁插不下或在打樁時(shí)把樁打出了鎖口。 因此用 2m 長同樣形狀的鎖口，通 過每一根鋼板樁的鎖口來檢查鋼板樁的直線度，并報(bào)廢沿鋼板樁鎖口局部有扭結(jié)、或過分彎曲或翹曲的鋼板樁。每一個(gè)鋼板樁鎖口必須干凈無雜物，噴砂除銹和噴涂防護(hù)油漆施工時(shí)所粘帶的鐵砂和油漆必須清除干凈。 (2)用卡尺抽檢鋼板樁鎖口尺寸的容許誤差。這個(gè)檢查是要保證鎖口的拇指不太大或太小，以及拇指和手指之間開口也不太寬或太窄。滿足測量容許誤差的鎖口，能較好地提供所必須的鎖口強(qiáng)度，并給格型結(jié)構(gòu)相連樁之間最大角度的搖擺和密封度。合適的鋼板樁鎖口容許誤差為：拇指寬度最大 33mm， 最小 25mm， 槽開口最大 20mm,最小 15mm。 (3)進(jìn)行疊層裂紋檢查， 疊層裂紋肉眼很難看見 ,它常以一條黑線或開口裂紋的形式在樁的端部、吊孔、鎖口范圍出現(xiàn) ， 雖然當(dāng)疊層裂紋平行板寬時(shí)它并不降低鋼板樁的強(qiáng)度，但是，有疊層裂紋的鋼板樁，因其疊層裂紋可能橫跨板寬或與板寬成一角度，在格型結(jié)構(gòu)荷載的作用下會(huì) 影響 抗拉 強(qiáng)度 ，所以發(fā)現(xiàn) 疊層裂紋的鋼板樁 一律 報(bào)廢。 (4)檢查每一根異形樁的尺寸和連接。當(dāng)異形樁通過焊接制作而成時(shí)，要仔細(xì)檢查焊接質(zhì)量，防止格型結(jié)構(gòu)在回填填充料后在焊接異形樁處 拉 24 壞 。 (5)鋼板樁檢驗(yàn) 進(jìn)行鋼板樁的化學(xué)成份及機(jī)械性 能檢驗(yàn)、 Y形連接樁縱向彎曲矢高的檢驗(yàn)、 Y形連接樁及異形樁的焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)、鎖口拉力試驗(yàn)以及鋼板樁長度、寬度、腹板厚度、端部直角差、彎曲矢高、重量等的檢驗(yàn)。 鋼板樁的吊運(yùn)與堆存 由于直線形板樁本身剛度小 , 存放中除嚴(yán)格控制場地的地基處理 , 按規(guī)定設(shè)置墊木外 , 其堆放高度不宜超過 ,墊木間距不超過 3m，每排鋼板樁之間的凈距大于 30cm。使用時(shí)起吊 , 因 樁長 不大于 18m,可利用予留吊樁孔單點(diǎn)起吊。鋼板樁在單根或成組吊運(yùn)與堆存時(shí)，不得使鋼板樁損壞或產(chǎn)生永久變形，且應(yīng)存放在排水及通風(fēng)良好的地方。當(dāng)使用 拖車運(yùn)輸時(shí)，車長應(yīng)滿足支承點(diǎn)的間距要求，否則應(yīng)用托架支承。 施工導(dǎo)架、吊具 鋼圍囹 (1)鋼圍囹用于將鋼板樁準(zhǔn)確地安裝在格型結(jié)構(gòu)中。鋼圍囹的外徑要比格體的內(nèi)徑小 50cm，以給鋼板樁的插樁提供足夠的搖擺和旋轉(zhuǎn)空間，以及振動(dòng)錘夾頭通過的空間，同時(shí)也避免格體安裝完畢吊出鋼圍囹時(shí)碰撞格體樁。 (2)鋼圍囹有 4個(gè)或更多的定位井，使承力管樁可穿過定位井，在鋼圍囹或格體精確定位后，將承力管樁打至一個(gè)堅(jiān)固的持力層以承擔(dān)鋼圍囹的重量。 鋼圍囹和定位管樁的連接采用千斤頂抱箍和鋼鍥吊擔(dān)兩種雙重保險(xiǎn)傳力機(jī) 構(gòu)。鋼鍥吊耳即傳力桿是可活動(dòng)的螺栓桿，可以調(diào)整鋼鍥至鋼圍囹的距離以適應(yīng)定位管樁可能打到不同的深度。千斤頂抱箍能在格體基礎(chǔ)不很平整的情況下保證鋼圍囹的精確定位， 鎖緊裝置的液壓千斤頂?shù)倪x型，根據(jù)鋼圍囹 自重和鋼圍 囹 吊出時(shí)的最大上拔力確定 ， 液壓千斤頂采用中央控制臺集中 25 操 作 ， 鋼鍥吊擔(dān)在千斤頂可能因長時(shí)間作業(yè)而回油或因電力問題時(shí)，將鋼圍囹的重量傳給定位管樁 ， 管樁 直徑和壁厚應(yīng)由計(jì)算確定 ， 且直徑不宜小于600mm，壁厚不宜小于 12mm，支腿在基槽中的埋深根據(jù)計(jì)算確定，支腿在主骨架頂面以上的外伸長度不小于 5m。 圖 37 馬耳他 30 萬噸級干船塢 水上拼插工藝 圍囹結(jié)構(gòu) 圖 (3)鋼圍 囹 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮水流力、波浪力和風(fēng)壓力等荷載的最不利組合，并應(yīng)按 組 拼、吊運(yùn)、定位、沉樁和上拔的工況特點(diǎn)分別計(jì)算 。 26 圖 38 鹽田一期 整體吊裝工藝 固定式圍囹結(jié)構(gòu)圖 (4) 鋼圍 囹 上、下導(dǎo)環(huán)的距離可取外直徑的 ～ ，且不小于 4m；鋼圍圖上導(dǎo)環(huán)的頂標(biāo)高應(yīng)不妨礙沉樁夾具及替打順利通過為限 。 (5)在鋼圍 囹 頂面 設(shè)置 工作平臺，應(yīng)不影響測量定位的通視和振動(dòng)沉樁作業(yè) 。 副格 導(dǎo)架 副格 導(dǎo)架是 由已安裝好后的格體樁支承的。付弧導(dǎo)架應(yīng)考慮兩個(gè)格體的 4根 Y形樁可能的偏位而在格體縱軸方向留有 30~40cm的空間。 格體吊具 采用陸上拼裝格體方案必須用一個(gè)吊具把每一根格體樁連同鋼圍囹一起吊運(yùn)至安裝地點(diǎn)。 27 圖 39 格體吊運(yùn)示意 圖 (1)主格體的吊具見圖 39所示。上吊具應(yīng)保證起重船主鉤、下吊具吊索和鋼圍 囹 吊索三者準(zhǔn)確、牢固的 連 接。下吊具應(yīng)使格體中的鋼板樁處于自然懸垂?fàn)顟B(tài)，使格體不承受水平力，并保證格體的設(shè)計(jì)幾何尺寸 。 (2)下吊具的直徑應(yīng)與格體的直徑相同，下吊具吊耳 的中心與格體每根鋼板樁的中心一一對應(yīng) 。 (3)吊索的長度應(yīng)保證格體起吊時(shí)鋼圍 囹 和鋼板樁之間不產(chǎn)生相對錯(cuò)動(dòng)，吊索的制作應(yīng)確保索長的誤差在設(shè)計(jì)允許范圍以內(nèi) ， 鋼板樁吊索應(yīng)與每根鋼板樁一一對應(yīng)，吊索長度不小于 。 需解決問題 (1)鋼圍囹 、鋼管樁 及吊具的設(shè)計(jì)。 (2)鋼圍囹、定位管樁、格形鋼板樁組成整體時(shí)，在組 拼、吊運(yùn)、定位、沉樁和上拔 等不同 工況 下的穩(wěn)定驗(yàn)算。 格形鋼板樁陸上組拼 28 圖 310 格體陸上拼裝示意 圖 格形鋼板樁陸上組拼 (1)下部導(dǎo)向圍囹固定在臺座上，上部導(dǎo)向 圍囹隨格形鋼板樁整體吊運(yùn) ，如圖 39所示 。首先將上圍囹安裝在下圍囹上并固定， 在 鋼板樁托座上 按格體的拼裝直徑放出格體線，在鋼圍囹上環(huán)上按格體樁數(shù)放出格體的方向位置 ， 樁位應(yīng)與格體沉放定位時(shí)的方位一致。 (2)先安裝四根 Y 形樁， 用 Y 形樁作定位樁，用經(jīng)緯儀校正樁位和垂直度后， 通過在 Y形樁上預(yù)先焊好的螺帽用螺栓把 Y形樁準(zhǔn)確固定在鋼圍囹上，Y 形樁底部要對準(zhǔn)地上所標(biāo)明的樁位置。安裝好四根 Y 形樁后 ， 以 Y 形樁為起點(diǎn) 拼 插其余的格體樁， 在條件允許