高桩码头施工技术分析

高桩码头施工技术分析
摘要:随着我国社会经济发展,水运进出口贸易日渐增多,港口码头建设也得到了迅速发展。高桩码头建设应用数量逐步提高。本文将从高桩码头特点出发,阐述高桩码头在施工中的技术质量控制要点,改善高桩码头施工质量效果。
关键词:高桩码头特性、岸坡开挖、沉桩控制、上部结构施工技术
一、高桩码头特性
 高桩码头在我国现有港口中应用较为广泛,其主要组成部分为4部分:由上部结构、桩基、接岸结构和码头设备等部分组成。上部结构构成码头面并与桩基连成整体,直接承受作用在码头面的垂向及水平荷载,并将其传递给桩基。桩基主要起承重和传递荷载的作用,将上部结构及码头面的荷载传递到地基,对岸坡也有一定稳固效果。接岸结构作为码头桩台与港区陆域连接部分,常用的形式为斜坡接岸形式,该种形式能够与码头地基的软弱性相适应,也可以避免由于陡坡挤压或滑坡导致码头和桩基发生破坏性位移损坏等问题,具体施工中,可采取削坡、局部换填砂层、压实等手段增加岸坡的整体稳定性。为减少接岸结构和码头之间
鄞州区的不均匀沉降问题,可以在接岸结构与码头连接缝处设置支座,以便实现斜坡和码头间的稳定过渡。上部结构通常分为梁板式结构、墩式结构和板式结构,还可以根据制作方法分为预应力安装结构、非预应力现浇结构。
桩基分类基本上主要是PHC桩、预应力混凝土方桩、钢管桩、大管桩、非预应力混凝土方桩和灌注桩等,在实际码头建筑工程结构中通过直桩与斜桩混合布置共同组成受力体系。
高桩码头结构形式通常为透空结构,该种形式具有结构较轻,可以节省大量材料用量,受水流波浪影响小。高桩码头适用于适合沉桩的各种地基,特别适用软土地基,在岩基上可以采用嵌岩桩,且具有较小的位移沉降、实际使用效果较好和建造成本较为低廉等优点,受到广泛应用。 但是高桩式码头在使用过程中的缺点也较为明显,首先来说高桩码头结构单薄、自重轻,受外荷载能力不高,自身整体稳定性、使用耐久性较差,施工工序较为繁复,技术要求较高,运营期维修保养成本高等。
二、高桩码头施工技术要点
    1.岸坡开挖控制
 岸坡施工通常采用水上抓斗和铲斗式挖泥船进行,在码头岸坡施工过程中保证岸坡稳定性是关键,具体可采取以下几点控制措施 1)岸坡开挖施工应严格按照设计要求坡度进行,不得反挖,即不得掏挖“神仙土”;若设计无要求时,根据土层的物理力学性质及岸坡总高度,并结合施工经验放坡,自上而下分层开挖;2)对于不同土质交界处,可视实际情况修筑过渡台阶或做成折线型边坡,严控分级坡高,下级边坡应缓于上级,避免整体滑塌;3)岸坡开挖期间,严禁在坡顶预计滑裂面内堆放施工材料设备等荷载,4)应做好施工技术和物资准备,保证岸坡开挖的连续性;5)岸坡开挖完成后,可采取在坡脚位置抛填块石的护脚措施,6)整个岸坡开挖过程中,应严密监测坡顶位移,随时分析监测数据,当发生失稳迹象时,可采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。7)此外,还应严格控制其他工序施工的扰动,尤其是沉桩震动对岸坡稳定的不利影响,较为合理的工序的安排能够在很大程度上有利于增加岸坡稳定性。
沉桩后进行回填或抛石前,先清除回淤浮泥和塌坡泥土。抛填过程中,宜定时施测回淤量。如遇异常情况,如大风暴、特大潮等过后,必须及时施测回淤,必要时,应再次清淤。清淤后应及时进行抛填,应做到随清随抛。抛填时,应由水域向岸分层进行,在基桩处,沿桩周对称抛填,桩两侧高差不得大于1m。
  2.沉桩控制
亚洲动物保护基金会 桩基作为码头重要的受载传力结构,期施工质量影响了码头的功能性安全性和耐久性,主要从准备工作、设备选型、沉桩高程、偏位和桩身承载能力、桩身破损等方面加以控制,方能保质期施工质量。形而上学唯物主义
准备工作;利用工程测量网在沉桩前复测岸坡地形,分析打桩对岸坡稳定和邻近建筑物安全的影响,制订岸坡保护措施,对施工区域有碍沉桩的地下管线、水下管线、沉排或抛石棱体等障碍物进行探摸和处理,还应结合沉桩允许偏差,校核各桩是否相碰;结合沉桩区原始泥面高程绘制平面图和断面图,根据桩位平面布置图,结合工程要求和施工条件,合理布置沉桩顺序;
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设备选定:结合工程规模、施工环境、水文地质、桩长桩径以及工期要求等条件,选定合适的打桩船,打桩船常用的有全旋式和半旋式两种,船体为钢箱结构,甲板上设有打桩架控制斜桩的倾斜度,锤型的选择应根据地质、桩身结构强度、桩的承载力和锤的性能,并结合试桩确定,常用组合锤击设备有起重机加振动锤、液压振动锤、 电动式振动锤和柴油动力式,振动锤上设有加紧装置。
沉桩定位控制:a.沉桩平面定位,直桩的平面定位通过2~3台经纬仪,用前方任意角或直角交会法进行,斜桩定位需2~3台经纬仪和一台水准仪配合,沉桩时桩的倾斜度由打桩架来保证,目前采用GPS定位系统也在实际施工中得到了广泛应用;b.沉桩高程定位 沉桩时,在岸上用水准仪高程测量法对桩顶标高进行控制,桩尖应落在设计规定的标高上,以保证基桩承载力满足设计要求,桩尖标高是通过桩顶的标高测量实现的。
沉桩施工控制:施工中应对桩身偏位、桩的承载力和桩的裂损情况加以严格把控。
A.偏位控制:沉桩时要保证桩偏位不超过规定,偏位过大,给上部结构预制件的安装带来困难,也会使结构受到有害的偏心力。为了减少偏位,偏位控制主要包括应采取以下措施:在安排工程进度时,避开在强风盛行季节沉桩,当风、浪、水流超过规定时停止沉桩作业;要防止因施工活动造成定位基线走动,采用有足够定位精度的定位方法,要及时开动平衡装置和松紧锚缆,以维持打桩架坡度、防止打桩船走动;掌握斜坡上打桩和打斜桩的规律,拟定合理的打桩顺序,采取恰当的偏离桩位下沉,以保证沉桩完毕后的最终位置符合设计规定,并采取削坡和分区跳打桩的方法,防止岸坡滑动。
B.桩的极限承载力控制:桩尖在黏性土中为端承摩擦桩,以标高控制为主贯入度作为校核;
桩尖在砂性土层或风化岩层为摩擦端承桩,以贯入度控制为主标高作为校核。具体控制措施为:桩沉完以后,应保证满足设计承载力的要求。一般是控制桩尖标高和打桩最后贯入度(即最后连续10击平均贯入度),最后10击累计贯入度应不大于20mm,即“双控”。另外在沉桩过程中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。在黏性土中沉桩,以标高控制为主,贯入度可作校核,桩尖在砂性土层或风化岩层时,以贯入度控制为主,标高作校核。当出现桩尖已达到并低于设计标高贯入度仍偏大,或沉桩已达到并小于规定贯入度而桩尖标高仍高出设计标高较多时,宜采用高应变检验(动测)桩的极限承载力并同设计研究解决。
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C.桩的裂损控制:锤击沉桩时,预应力混凝土桩不得出现裂缝,如出现裂缝应根据具体情况会同设计监理方共同研究处理。若为预制管桩,加强材料的进场验收制度,规避因制造和起吊运输上导致桩裂损,主要是由于沉桩过程打桩应力超过了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。在沉桩以前,要检查所用的桩是否符合规范规定的质量标准。在沉桩过程中,选用合适的桩锤、合适的冲程、合适的桩垫材料,要随时查看沉桩情况,如锤、替打、桩三者是否在同一轴线上,贯
入度是否有异常变化,桩顶碎裂情况等等。桩下沉结束后,要检查桩身完好情况。控制打桩应力是避免桩身裂损的重要措施。控制打桩应力须验算打桩拉应力和压应力[1]。打桩的拉应力和压应力验算:以施工中最常用预应力混凝土为例,①拉应力验算应满足:σsγs≤ft+σpc/γpc,式中σs为锤击拉应力标准值(MPa),根据锤能、锤击速度、桩垫材料、桩长和地质等因素确定,大管桩可取8~11Mpa,PHC桩可取6~11Mpa;ft为管桩轴心抗拉强度设计值,σpc为管桩有效预压应力值;γpc为混凝土预应力分项值,取1.0;②压应力验算应满足:σpγsp≤fc,γsp为锤击压应力分项系数,取1.1;σp为锤击沉桩总压应力标准值,包含预压应力和锤击压应力,锤击压应力标准值上限可取25Mpa;fc为管桩轴心抗压强度。此外,通过试桩后,还应控制总锤击数作为参考。
管秩沉桩结束后应及时夹桩,加强桩之间的连接,以减少桩身位移,改善施工期受力状态。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、和架、吊筋螺栓及其部件进行设计。
4.上部结构
 高桩码头中的上部结构施工对于高桩码头来说意义重大,因此需要在施工过程中不断优化
高桩码头施工工艺。
预制构件安装:以常用的预制梁板构件安装施工为例,在施工过程中需要做到以下几点:a.测设预制构件的安装位置线和标高控制点,并检查支撑结构的可靠性以及周围钢筋和模板是否妨碍安装;对预制构件的类型编号、外形尺寸、质量、数量、混凝土强度、预留孔、预埋件及吊点等进行复查;b.为使安装顺利进行,应结合施工情况,选择安装船机和吊索点,编制预制构件装驳和安装顺序图,按顺序图装驳及安装。C.预制构件与搁置面间应接触紧密,应逐层控制标高,当露出的钢筋影响安装时,不得随意割除,并应及时与设计单位研究解决,对安装后不易稳定及可能遭受风浪、水流和船舶碰撞等影响的构件,应在安装后及时采取夹木、加撑、加焊和系缆等加固措施,防止构件倾倒或坠落。

本文发布于:2024-09-24 06:30:58,感谢您对本站的认可!

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标签:施工   码头   结构   沉桩   控制   应力
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