花山码头喇叭口钢平台施工技术

摘要：本文主要介绍花山码头喇叭口钢平台搭设方案的确定、施工方法及施工中的一些建议。

关键词：喇叭口 钢平台搭设

一、概述

武汉新港白浒山港区花山码头一期工程由码头平台、引桥和变电所平台组成，码头结构型式为高桩梁板式结构。其中引桥及变电所平台桩基均采用φ1000mm钻孔灌注桩。1#、2#引桥喇叭口原设计为14根φ800PHC桩，因项目开工时长江水位为枯水期，打桩船需进行挖泥施工，为减少挖泥作业量，业主、设计、监理、施工共同讨论后，将喇叭口桩基由φ800PHC桩更改为φ1000钻孔灌注桩。

二、现场施工条件

码头平台PHC桩沉桩施工完毕后，根据钻孔灌注桩施工内容及现场实际情况，对上下游喇叭口区域进行了回填筑岛施工，计划回填至地梁底标高位置，由于受1月底-2月中旬阴雨天气影响，回填土饱和状态，难以压实，设备出入困难，回填速度慢，施工时间难以控制，考虑到长江水位3月份开始涨水，若在4月下旬水位上涨到可施工水位以前无法完成此部位施工，则施工只能等到下半年低水位时进行，码头整体工期将无法保证。筑岛施工已满足不了施工工期要求，为满足总工期要求，计划在已回填施工基础上，在上下游喇叭口位置搭设钢结构钻孔平台，以满足灌注桩施工要求，根据对06、07、08、09年3月、4月平均水位分析比较，确定将钢平台搭设的平台顶标高控制为+16m。

三、搭设方案确定

考虑到钢平台搭设只为满足喇叭口灌注桩短期施工要求，且施工时间短，任务重。为方便平台的拆除，考虑到钢平台的施工投入及材料后期周转使用，以及周边的施工材料的采购，必须尽快完成钢平台的搭设，满足喇叭口位置钻孔桩的施工需要，在水位上涨到+16m之前完成此处桩基施工。采用12m长φ426mm的钢管桩作为辅助桩，壁厚6mm，每个喇叭口配备一台50T吊车配合振动锤施打，并由50T吊车对钻机进行移位以及配合钢筋笼下放施工。使用工32和工25作为钢平台施工的主梁及次梁（工25可作为后期码头走道梁，工32可做支撑系统），底部焊接加固，上面铺设木板，以满足钻机施工要求。

3.1结构形式

喇叭口钢平台结构如下图所示：

3.2荷载布置

为满足灌注桩施工要求，每个平台两台钻机同时施工，平台在使用过程中，首先应保证两台钻机不会同时在相同两根I32上钻孔，防止受力集中。

3.3结构内力计算

3.3.1 I25纵向分配内力

GPS150钻机自重10t，结构尺寸为5m*2.85m。按本方案施工，每台钻机均施工时由4根I25工字钢受力。考虑钻机工作时振动荷载，安全系数取2.0，按均布荷载考虑，则q1=17.6KN/m

Mmax= ql2/8=17.9 KN.m

选用I25，则w=401.6cm3

σ=M/W=17.9/0.401=44.6MPa

3.3.2 I32横向分配内力

每台钻机均在2根I32工字钢受力。考虑钻机工作时振动荷载，安全系数取2.0，按均布荷载考虑，则q2=20KN/m

Mmax2=ql2/8=20×5×5/8=32.5KN.m

选用I32则 W=694cm3

σ=M/W=32.5/0.694=46.8MPa

满足强度要求。

3.4钢管桩承载力计算

3.4.1单桩最大需承力

辅助钢管桩采用壁厚为6mm的φ426，长度为12m。打桩机工作时钢管桩所承受的压力考虑作用在一侧钢管桩时，此时该侧桩的承载力

最大：

q=9.65kN/m

最不利荷载Qb=0.6761*q*l=32.6kN

则：最大承载力P

按单桩承载力32.6kN 计算

3.4.2桩的嵌固点

T= 1.3m

其中m = 6000kN /m4

I=1.56×103m4

Z =ηT = 2.02 × 1.3= 2.63m

取桩嵌固点深度为2.7m

3.4.2钢管桩入土深度

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》

式中：u―周长 u=1.34m

k―安全系数，取k=2

αi ―影响系数，对于锤击沉桩取1.0

τ―极限侧磨阻力

A― 桩的截面积，A=0.14m2

σ R ―桩尖承载力 σ R 1500kPa

λ P ―开口桩桩尖承载力影响系数，取λ =0.696

查看地质资料，若按照本工程原定计划沉桩12m直径426mm钢管，则本平台钢管桩基最上层3.5穿过回填土，侧摩阻力基本为0，3.5m后进入粉质粘土层，则取极限侧磨阻力25，且不考虑桩尖承载力则有：

=1.34×1.0×H×25/2

≥32.6

则H≥1.95m

固钢管桩深入土层1.95+3.5=5.45m既可。

所以按照本方案平台钢管桩基本深入土层8m满足要求。

四、施工工艺流程

五、施工准备

本项施工包括的前期准备主要有：测量放线、物资设备准备、临时便道施工。

5.1测量准备

根据现场实际情况，按业主提供的平面和高程控制网点进行基线和水准点布置，采用全站仪精确测量放线放出引桥喇叭口钢平台辅助桩位置及各钻孔灌注桩桩位。

5.2物资设备准备

根据施工需要，准备充足的电缆、配电箱等，以保证施工现场电路畅通。需配备回旋钻机4台，每个喇叭口2台，反铲挖掘机两台，配合地表平整， 50t汽车吊两台， 60振动锤1套，钢护筒300m，工32、工25及20mm钢板若干，直流焊机6台，交通船两艘。

5.3临时便道施工

在总平面布置图引桥临时施工便道的基础上，根据现场实际需要，为满足50T履带吊道路要求，先用挖机进行平整、修坡处理，进行大致找平，然后在已回填的引桥下坡路段采用人工铺设两层袋装土，上面铺设钢板的方式确保施工设备能够进出，每个喇叭口投入8m*1.6m钢板6块，铺设于袋装土上，用于设备行走，上面焊接16mm螺纹钢，间距20cm，防止履带吊行走时产生滑移，下坡路段计划铺设4m宽道路，平台前侧履带吊转弯位置铺设6m宽道路。

六、钢平台搭设

6.1辅助桩沉桩施工

在临时道路施工完毕，满足设备进出的情况基础上，在喇叭口三排灌注桩靠近中心位置施打三排12m长的∮426钢管桩作为辅助桩，壁厚为6mm，桩顶标高15.31m，桩顶焊接20mm厚的钢板（详见钢平台平面布置图一），沉桩施工采用50T履带吊挂60振动锤进行施打，采用挖掘机配合履带吊对钢管桩进行吊立，用履带吊吊起振动锤后利用夹口夹紧辅助桩，移动到沉桩位置测量定位、沉桩，严格控制桩顶标高。

6.2工字钢铺设

沉桩完成后在桩顶设置2cm厚的钢板对桩顶进行封盖焊接，在钢板上焊接工32进行纵向连接，作为主梁，使桩基纵向形成整体排架，共7排，横向采用工25进行连接，作为次梁，使钢管桩成为整体刚性连接，每排钢管桩桩中心间距内计划焊接4根工25，具体布置详见平台平面布置图，对工字钢进行整体连接形成钢平台后，对四周桩基采用20mm螺纹钢进行斜拉加固，防止平台产生倾斜。在上面满铺5cm厚的木板，用8#铁丝绑扎牢固，平台搭设完成后，用50t履带吊将回旋装机吊上平台，回旋钻机使用走道梁行走到位，开始钻孔施工。

本工程喇叭口28根灌注桩原计划4月26日前施工完毕，由于长江水位异常及天气影响，1#引桥喇叭口未能按时完成。

7、结束语

长江沿线高桩码头喇叭口灌注桩施工多采用筑岛施工，筑岛施工具有投入费用少，施工方便的特点，但随着码头开工的不确定性，以及施工用地及天气影响的增加，投标时应考虑筑岛施工同钢平台结合施工的理念。同时施工中应尽量考虑使用材料的可周转性，因设计勘测测孔距离较远，对钢平台后期使用的安全性产生较大影响，施工中应加强钢平台的使用的观测，同时对四周应进行加固处理，加强上游漂浮物的清理，防止堆积物过多，冲击力增大，造成倾覆。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看