杜偉 劉鵬

摘 要：連云港港徐圩港區(qū)防波堤工程東、西八字段在國內(nèi)外首次采用了一種新型桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為防波堤堤身，單個桶體上筒體擋浪板間存在一定縫隙，由于后期吹填的需要，需要對桶間縫隙進(jìn)行封堵，防止吹填淤泥從桶體間溢出增加吹填流失率。本文介紹了一種“模袋+鋼管樁”堵縫結(jié)構(gòu)型式及施工工藝，并檢驗(yàn)了縫隙封堵效果，為類似工程提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：桶式結(jié)構(gòu) 堵縫 模袋 施工工藝

1.工程概述

連云港港徐圩港區(qū)防波堤工程東、西八字段在國內(nèi)外首次采用了一種新型桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為防波堤堤身，桶式結(jié)構(gòu)為無底結(jié)構(gòu)，通過排氣排水負(fù)壓下沉插入淤泥中，將軟土封閉在桶體中，由蓋板和軟土共同承受上部荷載，下桶體間距1m，上筒擋浪板間距30cm，因堤內(nèi)回填淤泥的需要，需要對相鄰?fù)绑w上筒間的縫隙進(jìn)行縫堵處理。與傳統(tǒng)沉箱間采用倒濾層不同，桶式結(jié)構(gòu)接觸面積僅為一個擋浪板，內(nèi)外側(cè)均沒有插板作為憑依，無法采用傳統(tǒng)的倒濾層結(jié)構(gòu)，需要針對新型桶式結(jié)構(gòu)研究一種全新的堵縫結(jié)構(gòu)型式。

2.堵縫結(jié)構(gòu)型式

經(jīng)過研究，采用了一種“鋼管樁+模袋混凝土”堵縫結(jié)構(gòu)，在桶體接縫處先施打直徑600～1200mm的鋼管樁作為支撐結(jié)構(gòu)，在鋼管樁上掛設(shè)模袋，再在模袋里面充灌混凝土，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，底部拋填2m高袋裝碎石棱體，如圖1、圖2所示。

3.桶間堵縫施工工藝

鋼管樁由起重船用振動錘施打，模袋岸上加工，袋體上設(shè)置圓環(huán)，以此從鋼管樁穿設(shè)下落，然后用攪拌船澆筑混凝土，鋼管樁直徑和模袋大小根據(jù)現(xiàn)場縫隙大小進(jìn)行調(diào)整（圖3）。

3.1鋼管樁施打

3.1.1鋼管樁直徑選擇

鋼管樁樁長為2 2 m，壁厚為16mm，直徑根據(jù)安放后桶間間隙和軸線錯位確定，與兩側(cè)下層桶桶壁間距之和小于10cm。根據(jù)首個堵縫施工經(jīng)驗(yàn)，鋼管樁直徑選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：

桶縫大于1000mm時，內(nèi)口采用2根600mm鋼管樁，如圖4所示；

桶縫大于700mm、小于1000mm時，內(nèi)口、外口各采用一根600mm鋼管樁；

桶縫小于700mm時，內(nèi)口采用一根600mm鋼管樁；

桶體軸線錯位小于400mm時，兩桶中心位置采用100mm小樁插入桶縫中心；

當(dāng)軸線錯位大于400mm時，兩桶中心位置采用400mm鋼管樁插入桶縫中心。

3.1.2鋼管樁施工設(shè)備選擇

鋼管樁位于桶體邊緣，常規(guī)打樁船無法進(jìn)場施工，因此，采用起重船吊振動錘打設(shè)。經(jīng)對桶縫測量，堵縫用鋼管樁直徑主要為600mm、400mm和1200mm，入土深度約10m。

鋼管樁打設(shè)需要克服土的摩阻力，經(jīng)查看東直立堤地質(zhì)勘察報(bào)告，打設(shè)區(qū)域主要為淤泥層，實(shí)測標(biāo)貫試驗(yàn)擊數(shù)一般為<1～1擊，根據(jù)《樁基施工手冊》式5.8-2計(jì)算土的摩阻力如下：

FR =fUL

其中f為土層動摩擦力，經(jīng)查詢表5.8-1為10kN/m2

U為樁的周邊長度，ф6 0 0為1.884m，ф400為1.256m，ф1200為3.768m

L為樁的入土深度

因此，土層摩阻力計(jì)算可得：

ф600：FR=10×1.884×10

= 188.4KN

ф400：FR =10×1.256×10

= 125.6KN

振動錘激振力要求大于土的摩阻力，因此，ф600以下鋼管樁采用DZ50型振動錘、ф1200鋼管樁采用DZ90振動錘施工可滿足要求。

3.1.3鋼管樁施工

（1）鋼管樁拼接

根據(jù)現(xiàn)場條件，樁節(jié)借助出運(yùn)碼頭平臺進(jìn)行卸車、拼接，在碼頭平臺上用1臺25t和80t汽車吊配合進(jìn)行兩節(jié)樁（15m+7m）的拼接。拼接前先將焊接平臺清理干凈，底部加工鋼馬凳，每6m旋轉(zhuǎn)一個，保證樁在水平和垂直位置均符合規(guī)范要求。樁焊接頭按規(guī)范要求采用坡口焊，必須由專業(yè)焊工進(jìn)行操作，要求焊縫飽滿、均勻、不漏焊少焊，無氣泡、無焊瘤，相鄰兩節(jié)樁錯位≦2mm。焊接完成后，運(yùn)輸至沉樁部位，并將樁定位、吊振動錘沉樁到合適位置。

（2）鋼管樁吊放沉樁

鋼管樁起吊采用50t浮吊，捆樁鋼絲繩采用兩根粗為24.5mm，長度為8米的鋼絲繩，鋼管樁起吊以后先放入要施工的桶縫中心，待樁穩(wěn)定后再起吊振動錘，把樁夾緊后調(diào)整樁與桶縫之間的位置，控制樁與桶的距離為45cm左右，待樁穩(wěn)定、位置正確并垂直后，再振動下沉，鋼樁每下沉1～2m左右，停振檢測樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差，及時糾正。

直徑600mm鋼管樁施工完成后，在鋼管樁左右位置插入直徑100mm小樁，如圖5所示，小樁有兩個作用：①與鋼管樁連接，使鋼管樁保持穩(wěn)定；②固定模袋頂口拉環(huán)，使模袋頂口保持穩(wěn)定。鋼管樁頂部加固采用HRB400 25mm鋼筋與鋼管樁焊接，另一端與桶體連接，下口通過擋浪板上預(yù)留PVC管穿過與鋼管樁連接，模袋澆筑完成后通過上口預(yù)留PVC管與鋼管樁連接。

3.2模袋混凝土施工

3.2.1模袋制作

采用機(jī)織布兩層，機(jī)織布規(guī)格為：190g/m2、1.2m*0.5m*13m，每個模袋間隔4m布置一個加筋帶和鋼筋環(huán)，在模袋底部采用混凝土塊加重，如圖6所示，混凝土塊規(guī)格：50cm*30cm*25cm；鋼筋環(huán)直接套在鋼管樁上，鋼筋環(huán)規(guī)格：φ800、HPB335、φ18鋼筋，如圖7所示。