熊煥平

（中交二航局第三工程有限公司 江蘇鎮(zhèn)江 212000）

太倉港環(huán)保發(fā)電廠碼頭沉樁施工技術(shù)

熊煥平

（中交二航局第三工程有限公司 江蘇鎮(zhèn)江 212000）

本文對太倉港環(huán)保發(fā)電廠一、二期碼頭沉樁施工中幾個關(guān)鍵問題：測量平臺布設(shè)、沉樁控制、沉樁常見問題解決辦法等作一介紹。

一、二期碼頭；引橋；測量平臺；沉樁；控制

1 概述

本工程位于江蘇省太倉市境內(nèi)長江南岸楊林口下游，工程點上游約4.6km處為已建的太倉中遠(yuǎn)城碼頭，下游約2～3km處為長江石化碼頭和美孚石化碼頭，地處長江流域與東部沿海的交會點，所在水域為中等感潮河段，其水位既受潮汐影響，又受長江枯洪水影響，累年平均潮差2.17m。

2 工程概況

本工程是為緩解華東地區(qū)電力緊張而由私營企業(yè)投資建造的環(huán)保發(fā)電廠工程的一個重要組成部分，分為一期碼頭工程和二期碼頭工程。其中：一期碼頭工程主要包括一座長1536m的高樁墩式、空心大板結(jié)構(gòu)引橋，一座長45.7m×寬20m的工作平臺和一座長250m×寬24m的高樁梁板式碼頭泊位，共計沉方樁632根，施工期為2002年4月28日至2002年9月20日。二期碼頭工程主要包括一座大件碼頭和一座煤碼頭，其中：大件碼頭包括一座長117m×寬10～40m的高樁全現(xiàn)澆梁板引橋，一座長65m×寬20m的高樁梁板結(jié)構(gòu)碼頭泊位；煤碼頭包括一座長1553m的高樁墩式鋼結(jié)構(gòu)引橋，一座長49m×寬41m的高樁梁板式工作平臺和一座長280m×寬28m的高樁梁板式碼頭泊位，共計沉方樁798根，施工期為2003年5月28日至2003年11月30日。

3 工程特點

一方面本工程引橋較長，引橋1500多米，又位于長江主航道邊且地處長江出?？?，風(fēng)大、浪急、潮汐落差大，沉樁施工困難；另一方面本工程項目多，工期緊，能否順利完成沉樁任務(wù)是本工程成敗的關(guān)鍵。

4 碼頭沉樁施工

4.1 一期碼頭沉樁施工

一期測量平臺布設(shè)：

（1）布設(shè)方案。

根據(jù)《港口工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》中“無掩護(hù)近岸水域沉樁”規(guī)定：直樁允許偏差15cm，斜樁允許偏差20cm，若按實際沉樁施工控制誤差10cm、沉樁控制點離目標(biāo)600m考慮，則在測站允許的測角誤差為：β= 0.1×180/（600×π）=34″，一般有經(jīng)驗的測量人員能滿足上述要求。根據(jù)以上原則，從經(jīng)濟(jì)和滿足使用的要求考慮布設(shè)三個測量平臺，第一個測量平臺PT1設(shè)在離岸線約600m、位于引橋上游離引橋中心約200m處，第二個測量平臺PT2設(shè)在離岸線約900m，位居引橋上游離引橋中心線30m處，第三個測量平臺PT3設(shè)在離岸線1100m，位置引橋上游離引橋中心線300m處（見圖1）。

另在堤岸上設(shè)立三個沉樁控制點：即在引橋中心線對應(yīng)岸線位置設(shè)立一個控制點S2，在其上、下游約250m各設(shè)一個控制點S1、S3（見圖2），由于岸線三個控制點S1、S2、S3直接控制引橋600m處附近沉樁，目標(biāo)不太清晰，特別是有霧天氣控制更加困難，因此考慮利用岸側(cè)三個點S1、S2、S3控制岸側(cè)至引橋450m內(nèi)沉樁，利用測量平臺PT1、岸側(cè)控制點S1、S2控制引橋450～600m位置沉樁。根據(jù)控制點分布情況，沉樁控制分別在450m處和600m處交會角最差（近岸四個排架為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)），經(jīng)計算可知：450m處沉樁交會角為29°02′，600m處沉樁交會角分別為22° 37′和67°06′，均能滿足規(guī)范和施工需要，因此是可行的。

測量平臺控制點PT1、PT2、PT3控制江心600～1200m的引橋排架沉樁，PT1、PT2互為后視，PT1、PT3互為后視。現(xiàn)計算其兩端遠(yuǎn)點沉樁交會角度（見圖3），由計算可知，引橋600m附近其沉樁交會角分別為59°05′和84°28′，1200m附近其沉樁交會角分別為53°12′和65°56′，都能滿足規(guī)范和施工要求。

圖1

由于PT1測量平臺離引橋1200m以外排架及碼頭泊位排架樁太遠(yuǎn)，無法利用PT1測量平臺控制，因此在施工安排上考慮先施打岸側(cè)至江心600m引橋，然后從引橋1200m往600m施打，這樣施打引橋1200m以外樁時，引橋1200m附近的下橫梁已經(jīng)澆注好，于是可在下橫梁設(shè)立沉樁控制點L1，利用PT2，PT3測量平臺和下橫梁控制點L1便可控制引橋1200m以外墩臺及碼頭泊位排架樁（見圖4）。由于受條件限制，引橋1200m至碼頭泊位部分樁位控制時，PT2與L1之間夾角太小，且PT2離碼頭前沿較遠(yuǎn)，起校核作用不大，但由于施打引橋1200m至碼頭泊位樁時，引橋1200m以內(nèi)排架樁已沉完且引橋排架結(jié)構(gòu)相同，故樁船在施打1200m以外至碼頭泊位樁時，樁船指揮人員應(yīng)根據(jù)前面已沉排架樁粗略檢查擬沉樁位置是否有誤。這樣碼頭泊位上游端頭便成為控制條件最差的地方。經(jīng)計算其交會角分別為24°37′和40°56′，但都能滿足規(guī)范和施工要求。

（2）測量平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

測量平臺基礎(chǔ)采用三根0.6m×0.6m×50m的混凝土方樁，其樁頂高度考慮當(dāng)?shù)刈罡叱蔽缓惋L(fēng)浪影響，取高于最高潮位2m作為樁頂標(biāo)高，并在樁頂上澆注約40cm厚，長3m×寬3m的鋼筋混凝土平臺，在混凝土上用鋼管、木板搭設(shè)一個約2m高的遮陽棚，并在其出口掛有爬梯，平臺中部布置測量控制點。

（3）沉樁控制測量

①平面控制

利用業(yè)主提供的平面控制點G1、G2，用布導(dǎo)線的方法把S1、S2、S3、與碼頭控制點G1、G2聯(lián)測，PT1、PT2、PT3、L1與S1、S2聯(lián)測，其測量成果經(jīng)內(nèi)業(yè)平差，作為沉樁控制成果，用以沉樁平面控制。沉樁控制具體操作方法前面已講過，這里不再詳述。

②高程控制

根據(jù)業(yè)主提供的高程控制點BM1，建立一條經(jīng)過碼頭高程控制點BM1、S2、PT1、PT2、PT3的閉合水準(zhǔn)路線，其測量成果經(jīng)內(nèi)業(yè)平差作為沉樁高程控制點成果。沉樁控制時，先用DS1水準(zhǔn)儀測出儀器視線高，根據(jù)樁位斜率計算出理論樁頂高程，再用經(jīng)緯儀卡樁上理論讀數(shù)來控制沉樁標(biāo)高。

4.2 二期碼頭沉樁施工

圖2

圖3

圖4

4.2.1 大件碼頭和煤碼頭工作平臺沉樁施工

根據(jù)業(yè)主要求大件碼頭需先投入使用，故首先安排施打大件碼頭和煤碼頭工作平臺的基礎(chǔ)樁。由于大件碼頭引橋長117m，在岸上設(shè)立三個間距約100m的控制點，采用任意角交會法，其交會角約為35°左右，完全能夠達(dá)到規(guī)范要求；工作平臺緊鄰一期碼頭引橋，且其平面尺寸為長49m×寬41m，沉樁施工時，在一期碼頭泊位下游側(cè)及引橋下游側(cè)設(shè)立三個測量控制點，采用任意角交會，能夠達(dá)到規(guī)范要求。兩者沉樁控制方法為常規(guī)沉樁控制，這里不再敘述。

4.2.2 煤碼頭引橋沉樁施工

由于一期碼頭引橋與二期碼頭引橋平行且中心間距為10.6m，因此在一期碼頭引橋下游側(cè)（離護(hù)輪坎約50cm）且位于二期引橋排架中心線延長線上，設(shè)立一排平行于二期引橋中心線的沉樁控制點，并使之與碼頭平面控制點聯(lián)測。某排架Tn沉樁采用沉樁控制點Cn-1、Cn、Cn+1，三點采用任意角交會可控制沉樁（見圖5）。由于T1-T7為鉆孔樁基礎(chǔ)，除T44-T45，T45-T46排架由于取水口的原因間距不同外，T8-T58排架間距都為27m，故T8-T43、T47-T58所用沉樁平面控制數(shù)據(jù)相同，T43-T47采用常規(guī)任意角前方交會法平面控制。引橋沉樁高程控制方法和一期碼頭沉樁高程控制方法相同。

圖5

4.2.3 碼頭泊位沉樁

（1）沉樁控制點的布設(shè)

由于二期碼頭泊位與一期碼頭泊位成條狀相交，相交線只有28m的長度，除靠近一期下游附近的幾個排架可以利用一期碼頭和二期碼頭工作平臺設(shè)沉樁控制點外，第八個排架下游以外必須考慮設(shè)置測量平臺PT4。根據(jù)現(xiàn)場情況和本著節(jié)省資金、保障精度的原則，在二期引橋下游約300m、二期碼頭前沿向岸側(cè)300m設(shè)立測量平臺。利用一期碼頭近前沿下游側(cè)（離護(hù)輪坎約50cm）設(shè)立一個沉樁控制點M1，二期碼頭工作平臺下游岸側(cè)邊沿處設(shè)立一個沉樁控制點P1，這樣根據(jù)點位分布情況可利用M1、P1、PT4三點（經(jīng)與碼頭平面控制點聯(lián)測，結(jié)果經(jīng)過平差），采用任意角交會的方法可控制1-20排架的沉樁（P1點只能做較核用，其計算過程略），20-42排架的沉樁控制可利用引橋C52（引橋T52排架沉樁控制點）（見圖6）。因碼頭最下游T42排架的沉樁控制角度最差，現(xiàn)計算其沉樁控制交會角條件較差的42排架的沉樁交會角，因通視原因，M1、PT4互為后視，C52、PT4互為后視，M1、P、PT4三點采用任意角交會，經(jīng)計算其交會角為51022′和93039′，能達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求，因此是可行的。高程控制同一期碼頭控制方法。

圖6

5 常遇到的問題及解決辦法

（1）在二期碼頭泊位沉樁時，碼頭局部樁在壓錘過程中貫入度很小，基本上不下樁，但一開錘就出現(xiàn)溜樁，一般溜樁深度在15m左右。為此，項目部及時會同設(shè)計、業(yè)主和監(jiān)理共同研究，并一致認(rèn)為是因為地質(zhì)勘探孔稀少，未能完全反映地質(zhì)變化情況，該碼頭泊位局部有鐵板砂夾層。并迅速作出在上述區(qū)域沉樁直接施打改為水沖錘擊沉樁，即在樁尖處配以水沖穿透砂層后再改錘擊沉樁，本工程共有119根樁采用此法實施，有效解決了施工區(qū)域地質(zhì)對沉樁的影響，通過大、小應(yīng)變抽測，樁基承載力均滿足設(shè)計要求。

（2）由于測量平臺受水流、潮位、風(fēng)力等諸因素影響，測量平臺穩(wěn)定性較差，特別是5～6級的時候平臺晃動較為明顯，且本地區(qū)5～6級風(fēng)很常見，受潮汐、水流影響天天有，而本工程工期相當(dāng)緊，這就要求沉樁控制人員要有高度的責(zé)任心，并不斷總結(jié)水流、潮汐、風(fēng)力對沉樁的影響規(guī)律，以及樁船指揮人員隨時根據(jù)已沉排架樁校核欲沉樁樁位，以便不斷提高沉樁正位率和沉樁速度。

6 結(jié)束語

經(jīng)過太倉港環(huán)保發(fā)電廠一、二期碼頭沉樁施工，我們總結(jié)出在遠(yuǎn)離岸線的碼頭沉樁施工中應(yīng)注意以下幾點：

（1）根據(jù)引橋、碼頭泊位位置情況，精心計算測量平臺的布置位置，充分考慮不同位置樁位在沉樁控制時可能會出現(xiàn)的情況，做到既能保證沉樁精度又能節(jié)省開支、減少施工成本；

（2）充分考慮施工受水流、潮汐、及風(fēng)浪影響，及時分析并總結(jié)水流、潮汐及風(fēng)浪影響規(guī)律，以及樁船船員應(yīng)將已沉樁作為參考，指揮樁船快速就位以提高船舶工作效率和沉樁正位率（太倉二期碼頭沉樁施工過程中創(chuàng)造了日沉樁18根的二航局日沉樁紀(jì)錄）；

（3）定期對施工區(qū)域的平面及高程控制點、沉樁控制點進(jìn)行復(fù)測，并認(rèn)真檢核和計算，做到對施工區(qū)域的控制點進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控。

U655.54

A

1004-7344（2016）05-0134-03

2016-2-2

熊煥平（1964-），男，工程師，本科，主要從事水工工程施工項目管理工作。