談寶林

摘 要：文章以CAZ箱型鋼板樁在船塢改造中的應用研究為題，分析上海江南長興造船有限責任公司1#船塢接長改造工程中鋼板樁的應用，意在為同行業(yè)中相關工程提供經驗借鑒。

關鍵詞：CAZ鋼板樁;船塢改造;施工工藝

中圖分類號：U668? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）10-0108-03

當前，建筑市場中新的工藝以及材料不斷出現，在水工建筑行業(yè)中，由于其存在的特殊性，以及水文、地質等因素的影響，若施工過程中不按照相應的標準進行，便會導致工程事故。因此，施工必須因地制宜，并根據具體的施工情況來總結和探索更適合的施工工藝。鑒于此，文章總結分析了CAZ箱型鋼板樁在船塢改造中的實際應用，意在給相關工程提供參考，促進船塢改造的發(fā)展。

1工程概況

目前，上海江南長興造船有限責任公司有30萬噸級船塢兩座，并排布置在廠區(qū)西南側，南臨長江。其中，1#船塢位于西側，長520m，寬76m，深11.6m（頂標高4.8m，底標高-6.8m）;2#船塢長510m，寬106m，深11.6m（頂標高4.8m，底標高-6.8m）。在1#船塢的西邊和北邊，2#船塢的北邊和東邊，依次設置了1#～4#裝焊平臺。在兩座船塢上，均配置2臺600噸門式起重機，及若干門座式起重機。2座船塢共用中間塢墻及水泵房。

為使1#船塢滿足超大型集裝箱船半串聯建造要求，現將船塢接長至660m，并增加中間塢門，船塢原底板針對性地進行局部加固改造。

2船塢接長改造具體情況

此次工程主要是對1#塢進行接長改造，接長后船塢有效尺寸為660m×76m×11.6m。1#船塢接長工程：1#船塢向塢尾方向接長140m，并新增中間塢門，接長段船塢寬76m，塢深11.6m，原2#裝焊平臺相應縮短140m;兩側塢墻引船系統(tǒng)接長，塢尾新建絞車;新增200kN電動絞盤2個，550kN雙柱系船柱6個，登船塔2座。1#船塢原底板加固改造工程：原520m長塢室底板，針對超大型集裝箱船塢位布置受力情況，對原塢底板進行局部加固;原起重機軌道梁上增加錨碇基礎;相關改造拆除后相應恢復。

3 CAZ箱型鋼板樁在塢墻中的應用

3.1塢壁結構

塢壁采用CAZ箱型鋼板樁，其施工周期快，防滲效果好，質量易保證，塢壁結構整齊美觀。本改造工程采用CAZ20（材質S355GP）鋼板樁，樁長均為24.5m、樁頂標高1.00m，樁尖標高-23.5m。塢室內的鋼板樁一般直接作塢墻使用不設砼襯砌，但在有下塢樓梯處的6.9m長度范圍內通過在鋼板樁樁表面焊接錨筋，現澆厚度為424～860mm的鋼筋砼襯砌。鋼板樁防腐措施主要采用預留腐蝕裕量（腐蝕前截面模量不小于5221 cm3/m，四個面均考慮2.5mm腐蝕，腐蝕后截面模量不小于2865cm3/m）和防腐涂層相結合。鋼板樁預留腐蝕裕量考慮了涂層情況下的防腐蝕措施的設計保護年限20年的腐蝕裕量。鋼板樁-6.95m標高以上部分采用重防腐涂層，鋼板樁-6.95m標高以下部分側壁采用普通防腐涂層。

制作CAZ20鋼板樁的AZ20熱軋鋼板樁鎖口止水性能優(yōu)越，單根鋼板樁每米鎖口的滲透系數ρ≥10-7m/sec，相當于不透水土體，同時，水在流動中會帶入一部分雜物進入鎖口并慢慢沉積在鎖口中減少滲水。對于防水要求高的結構，可以在鎖口內部填充止水材料，也可將塢室底板以上的鎖口全部焊接密封，同時，在塢室底板中放置止水鋼片，并將其與鋼板樁焊接在一起，形成一個完整的封閉止水結構。船塢接長新老接頭連接處鋼板樁，在塢墻外側均布設高壓旋噴樁止水，塢墻內側采用異形鋼板將新老鋼板樁焊接聯接止水。

3.2承臺結構

塢壁上部高樁承臺采用現澆鋼筋混凝土箱型結構，兼作公用管線廊道，并作為塢壁結構的卸荷板使用。承臺頂標高為廠區(qū)地坪標高4.80m，底板底標高0.00m;承臺底板寬度為9m。承臺下新增二排Ф600PHC管樁，樁頂標高0.1m，樁間距為3.6m，樁長為35.5m。西塢壁原32t樁基，截短至承臺底標高上0.1m。承臺廊道內分為水、動力廊道和電氣廊道兩部分，其中水、動力廊道位于內側;廊道表面還設有兩條通長的縱向動力明溝。廊道承臺頂面布置有眾多的公用接頭箱，另外還布置有引船小車軌道。

3.3錨碇墻結構

錨碇墻中心線距離板樁塢壁邊線一般為30m，采用鋼筋混凝土板樁加現澆胸墻結構。鋼筋混凝土板樁采用預制，錨碇板樁寬490mm、厚450mm、長10.80m。板樁頂部用現澆鋼筋混凝土胸墻聯成整體，胸墻采用倒“T”型端面，底標高0.00m、底寬0.9m、高度2.50m，胸墻前采用拋石壓頂增加被動土抗力，拋石厚度3.6m，頂寬4.5m。在標高0.50m的地方設置一道Φ90@1600的鋼拉桿，拉桿的長度為24m，伸到塢壁高樁承臺拉桿應當使用型鋼2[25a進行錨固，錨碇胸墻的導梁部分通常使用錨栓于外部進行錨定[1]。

4施工前的準備

4.1加工樁帽圍檁

首先，選擇合適的異型樁帽和送樁管，樁帽和送樁管與鋼板樁頂有效接觸，并設計相應的榫頭作為導向，這樣可優(yōu)化鋼板樁的受力狀態(tài)，保持其受力均勻。其次，設計導向圍檁，采用型鋼加工制作，長度10-15m，內徑凈寬與鋼板樁的寬度相比，稍大2cm。最后，設計限位樁，采用φ609mm的鋼管樁制得，長6m，輔之以牛腿，可有效提高圍檁的穩(wěn)定性[2]。

4.2測量放線

根據測量控制網，按設計圖紙進行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時標志，放樣定位后進行測量復核，復核驗收確認無誤后進行鋼板樁施工。施工過程結合船塢的尺寸，為確保塢室土方開挖后鋼板樁邊線與塢室外邊線的設計凈距，鋼板樁施打前預留10cm位移量。

4.3鋼板樁的卸樁及堆放

把鋼板樁運輸到施工場地后，使用履帶吊機對其進行卸載。堆放前應當整理好場地，同時設置相應的排水溝，需在鋼板樁的底部鋪設10cm×10cm的方木，間距為3m～5m，不得進行多層堆放，并保證鋼板樁間凈距大于20cm。另外，卸樁及堆放時應當做好相應的保護工作，盡量避免損壞情況[3]。

4.4鋼板樁驗收

鋼板樁進場應進行逐根驗收，拼組鋼板樁樁端部應平齊，其平整度及平面傾斜小于5mm;組裝后鋼板樁總高度允許誤差△h：10mm;組裝后的鋼板樁，在脫離胎架后自由狀態(tài)時，應具有足夠的平面度，在長度方向鋼板樁正向的撓度就應小于0.12L%，側向撓度就小于0.1L%（L為鋼板樁長度）;另要求組合樁兩側帶鎖口的翼緣板在同一橫斷面上的不平整不超過10mm;焊制成的箱形鋼板樁鎖口必須平直通順，互相咬合，用2m標準段雌雄鎖口各一只，插入組合鋼板樁兩端鎖口內，往返兩次順利通過為標準進行檢查[4]。

4.5鎖口涂刷止水材料

CAZ鋼板樁兩側鎖口需涂刷止水材料。涂刷止水材料前，清除鎖口內泥土、灰塵，并保持干燥。止水材料使用調制好的黃油拌木屑，涂膜必須均勻，粘附力強，無漏涂，流持等現象。涂刷止水材料應有專人負責，在涂刷止水材料前后要進行檢查。要根據沉樁的施工進度控制好涂刷時間，以防因過早涂刷而影響固結質量，同時要做好防水措施，時刻關注天氣情況，遇到雨天要提前用彩條布對涂刷好的鋼板樁進行覆蓋，防止止水材料遇水失去作用。

5 鋼板沉樁

5.1打設導樁圍檁

在沉樁前，測放導樁樁位，采用打樁架打入兩根Ф609導樁，距離為圍檁長度，導樁打至距泥面約3米時停錘。在導樁離地面50cm處焊接牛腿，并保證兩側牛腿基本在一個水平面上，用以固定圍檁。兩根圍檁架設牛腿上，安放時用經緯儀在牛腿上放出圍檁位置定位線，準確架設導向圍檁，兩根圍檁用槽鋼卡板卡牢。導向圍檁架設后進行校核，滿足要求后方可進行打樁。圍檁固定后，沿圍檁長度方向做好方格網，以保證CAZ鋼板樁定位準確。

5.2打設起始樁

在起始限位樁處打入第一根CAZ鋼板樁，鋼板樁吊運采用300噸吊機，吊點位于距樁頂10cm，兩側翼緣7cm處，Φ50mm的吊裝孔;起吊時，采用一臺50噸吊車輔助抬吊，吊點位于距樁底7m處。在吊機起吊就位后，采用兩部經緯儀成90度角，保證垂直度，經確認，用振動錘緩慢沉樁，下沉過程中仍應用經緯儀隨時觀測，若發(fā)現偏移及時用吊機進行糾偏，直至振沉至泥面以上5m標高。

5.3鋼板樁插、沉樁施工

在樁身就位后，調整樁垂直度，使鋼板樁鎖口在軸線中心位置并垂直于地面。啟動振動錘，用經緯儀進行校正，隨時注意調整樁的垂直度，同時保證樁定位于方格網之內，做好沉樁記錄。若發(fā)現有微量偏移，應及時停止振動錘，用吊機糾偏;若發(fā)現偏移過大，不得強行糾偏。需拔出鋼板樁，重新插樁，當鋼板樁沉至距地面以上5m時，停止沉樁。以此類推，直至該組鋼板樁插樁完畢，拆除圍檁，在第二組鋼板樁位置重新打入限位樁固定圍檁，循環(huán)施工。

5.4鋼板樁送樁施工

鋼板樁的送樁施工工藝有三種：逐根打樁法、屏風式打樁法及逐根跳打沉樁法。逐根打樁法即將板樁一根根地打入土中，適用于松散的土和短樁施工。逐根打樁法施工速度快，樁架高度相對可以低一些。對于密實砂土和高粘性土，建議采用屏風式打樁法。屏風式打入法可以保證樁墻具有良好的垂直度，并減少沉樁中可能遇到的困難或散樁。對于難以打樁的土，建議采用屏風式逐根跳打沉樁法進行施工。

每組鋼板樁插樁完成后，拆除導向圍檁，樁機行走于鋼板樁一側，轉90度角與履帶垂直，安裝好送樁桿。采用屏風逐根跳打沉樁法，每組鋼板樁送樁順序為1、3、5，然后6、4、2，每組最后一根樁作為后一組的定位依據，起控制限位作用。送樁時要觀測沉樁過程中的變化情況，并控制好樁頂標高。為防止送樁過程中相鄰樁被帶下，先送樁的樁頂標高以上限偏差控制，后送樁的樁頂標高以下限偏差控制。

6結語

綜上，目前我國船舶工業(yè)發(fā)展迅猛，船塢工程也在逐漸擴大，對于CAZ箱型鋼板樁的應用要求也越來越高。鑒于此，文章從各個角度分析了上海江南長興造船有限責任公司在進行船塢改造過程中對CAZ箱型鋼板樁的應用，給同行業(yè)提供參考的同時，促進船舶業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]章祝君，高加云，李小軍.大型并列船塢岸壁結構變形時空效應分析及控制[J].水運工程，2017，（6）：51-56.

[2]馬永平，黃海云，錢玉奇.鋼板樁在國外某深厚中粗砂層地基船塢工程中的應用[J].建筑技術開發(fā)，2019，46（13）：1-3.

[3]張偉，董承贊，王思維.天津臨港修造船基地造船塢圍堰鋼板樁施工技術[J].港工技術，2018，55（4）：92-95.

[4]宋博.船塢口大跨度雙排鋼板樁圍堰工程[J].廣州航海學院學報，2017，25（1）：9-12.