王 偉，袁扣峰

（中交三航局第二工程有限公司，上海 200032）

引言

近年來，隨著船舶需求量擴(kuò)大和噸位加大，造船行業(yè)快速發(fā)展，帶動多個造船廠適應(yīng)性接長擴(kuò)建了船塢。船塢是造船廠的核心資源，在船塢接長改造項目中，需采取措施保障原船塢能正常生產(chǎn)，或盡可能減少原船塢的停產(chǎn)時間。

外高橋2#船塢向塢尾方向接長200 m。改造接長段塢墻每段長20 m，采用鋼板樁錨拉體系，由塢壁鋼板樁（含廊道）、錨碇結(jié)構(gòu)、錨拉桿組成。錨碇結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土板樁結(jié)構(gòu)與L型錨碇胸墻結(jié)合組成，錨碇板樁間通過凹凸榫緊密連接形成排體。錨碇板樁+錨拉桿是船塢工程中應(yīng)用較廣的空間維護(hù)結(jié)構(gòu)體系，具有較大的側(cè)向剛度，可以有效限制塢壁變形位移，具有施工方便快捷、位移可控、投資少等特點。在國內(nèi)外多個船塢工程中均采用了這一結(jié)構(gòu)。[1-3]

傳統(tǒng)的錨拉體系施工工藝為：錨碇板樁沉樁，鑿除樁頭混凝土剝出主筋后錨入錨碇墻底板，澆筑錨碇墻，待廊道側(cè)也施工完成后安裝錨拉桿，在錨碇墻墻后進(jìn)行端部張拉，形成錨拉結(jié)構(gòu)。此工藝施工周期長，所需施工作業(yè)面大，已不能適應(yīng)目前船塢改造項目工期節(jié)點安排緊湊、場地有限的特點。

1 設(shè)計方案

本工程原設(shè)計的塢墻施工工藝為：提前完成塢壁樁基和錨碇板樁沉樁→塢墻基坑圍護(hù)→開挖塢墻作業(yè)區(qū)→施工廊道和錨碇墻→安裝錨拉桿→在錨碇墻后進(jìn)行錨拉桿張拉→塢墻回填→塢墻基坑圍護(hù)周轉(zhuǎn)?；訃o(hù)材料為拉森鋼板樁。

圖1 塢墻設(shè)計

錨碇板樁寬0.5 m，厚0.5 m，樁長13.2 m，其中有效樁長為下部的12.45 m。錨碇墻開挖施工時，鑿除錨碇板樁頂部0.75 m混凝土后外露0.75 m主筋與錨碇墻底板錨固。

圖2 錨碇墻結(jié)構(gòu)

樁頂混凝土一般由人工持風(fēng)鎬鑿除，鑿除難度大，耗時長，增加了基坑暴露時間和基坑圍護(hù)周轉(zhuǎn)時間[5]。根據(jù)以往類似工程經(jīng)驗，樁頭鑿除后，樁頂容易出現(xiàn)混凝土破裂以及外露樁基主筋扭曲變形等質(zhì)量問題，且鑿樁過程中容易引起揚(yáng)塵，從而破壞廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境。

原設(shè)計墻錨拉體系采用端部張拉工藝：錨碇墻和塢壁廊道混凝土澆筑完成且滿足設(shè)計強(qiáng)度要求后，安裝錨拉桿，在錨碇墻墻后進(jìn)行張拉。錨拉桿材料采用Q460，直徑85 mm，間距一般為1.40 m。拉桿伸入廊道底板的部分采用槽鋼2[32錨固，在錨碇墻側(cè)為墻后螺母緊固。

造船廠通常布局緊湊、生產(chǎn)繁忙，廠區(qū)內(nèi)可利用的加工區(qū)及堆場區(qū)場地較少，全斷面開挖塢墻，同時施工錨碇墻和塢壁廊道需要占用大量空間。且塢壁廊道工序復(fù)雜，通常需分3次澆筑，施工周期遠(yuǎn)長于錨碇墻，導(dǎo)致錨碇墻區(qū)域基坑回填速度也相應(yīng)延遲。

為此，應(yīng)開發(fā)出一種新的錨碇板樁結(jié)構(gòu)形式和錨碇板樁沉樁工藝，同時研究新的錨拉桿連接方式，有效提高錨拉結(jié)構(gòu)施工速度和錨碇墻基坑回填速度。

2 優(yōu)化實施

1）簡化錨碇板樁施工流程，將沉樁后鑿除樁頂混凝土露出主筋的工藝改為預(yù)制時外露主筋直接沉樁，免去鑿除樁頂混凝土的流程。沉樁時以“設(shè)計高程-0.75 m”控制樁頂高程。

2）由于不再鑿除樁頂混凝土，對傳統(tǒng)樁帽結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，既要保證沉樁過程中樁身整體穩(wěn)定、適應(yīng)鋼筋外伸并不碰撞主筋，又要保證樁頂受力均勻，避免樁頂破碎。

3）采用錨拉桿中間張拉工藝，錨拉桿分節(jié)安裝，最終在中間位置進(jìn)行張拉。碇墻側(cè)或塢壁側(cè)任一側(cè)先澆筑完成，均可在預(yù)埋半幅拉桿后，進(jìn)行墻后回填，待另一側(cè)也澆筑完成后，將拉桿在中間位置連接。靈活性高，提高了塢墻施工組織效率。

2.1 錨碇板樁沉樁

將錨碇板樁頂部0.75 m混凝土取消，直接外露主筋，修改后的板樁頂部增加箍筋，防止打樁時頂部混凝土碎裂。預(yù)制時采用定型鋼模板，頂部模板根據(jù)外露主筋位置精確開孔。

采集錨碇板樁外形尺寸和外伸鋼筋位置數(shù)據(jù)制作定型樁帽，樁帽由2cm鋼板焊接成型，在外伸鋼筋位置留出一道槽口。樁帽限位板位置的錨碇板樁應(yīng)根據(jù)樁帽尺寸收窄，使錨碇板樁安裝樁帽后的外尺寸略小于板樁樁身尺寸，否則樁帽限位板會磕碰相鄰錨碇板樁。

確實，在宋代理學(xué)家群體中，只有朱熹對石刻表現(xiàn)出了一種與眾不同的態(tài)度。但是，鮑鼎對朱子金石之學(xué)的闡釋猶未達(dá)一間。朱熹不僅喜愛金石收藏，精于金石之學(xué)，“證經(jīng)考史”“極其能事”，而且開拓了石刻的文化用途，提升了石刻的文化意義，成功實現(xiàn)了石刻文化角色的轉(zhuǎn)化。那么，他是如何做到這一點的呢？他的這種學(xué)術(shù)取向和文化自覺來自何處，又有怎樣的文化史意義呢？

打樁過程中，先用吊車配合樁架將錨碇板樁放倒，板樁略傾斜于水平面，人工配合安裝定型樁帽。樁帽四角焊有小吊耳，與錨碇板樁外伸鋼筋通過卡扣進(jìn)行固定后再將錨碇板樁提至樁錘下方，防止樁帽在高空掉落，同時也可避免錨碇板樁與樁帽間產(chǎn)生相對滑移導(dǎo)致打樁時樁頂破損。

圖3 樁帽實物

由于樁頂不再鑿除，打樁過程中必須采取措施保護(hù)樁頂。常規(guī)做法為在樁帽內(nèi)放置盤起的鋼絲繩、硬木方等作為樁墊，實際操作時效果不佳，樁頂碎裂嚴(yán)重。經(jīng)多次試驗，在樁帽內(nèi)固定一定厚度（不小于10 cm）的橡膠板隔離樁帽和樁頂混凝土，能有效避免樁頂碎裂。也可根據(jù)PHC管樁施工經(jīng)驗，預(yù)制時在錨碇板樁頂部增加鋼端板。

錨碇墻基坑開挖時，開挖至錨碇板樁位置時應(yīng)用人工配合開挖，避免挖機(jī)碰彎錨碇板樁樁頂外伸鋼筋。

2.2 錨拉桿中間張拉

傳統(tǒng)錨拉桿采用端部張拉工藝，錨拉桿各分節(jié)之間采用連接鉸進(jìn)行連接。為實現(xiàn)錨碇墻基坑快速回填、基坑臨時支護(hù)材料快速周轉(zhuǎn)，將傳統(tǒng)錨拉桿端部張拉優(yōu)化成中間張拉工藝。

實現(xiàn)中間張拉的關(guān)鍵在于中間張拉裝置。前期，根據(jù)變形計算采用30 mm厚度鋼板焊接成框架結(jié)構(gòu)，在中間位置將拉桿分節(jié)，套入鋼框架中，利用千斤頂將兩個分節(jié)拉桿向中間位置進(jìn)行張緊，分節(jié)拉桿端部有螺紋，隨千斤頂張拉同步擰緊配套螺母。

圖4 框架型中間張拉裝置

此裝置對鋼框架的整體剛度要求非常高，否則鋼框架一旦變形，鋼拉桿的預(yù)應(yīng)力即會消散，因此，設(shè)計的鋼框架非常笨重，既不便于工人搬運(yùn)操作，用鋼量也較大。

將鋼框架結(jié)構(gòu)改良為套筒形式，兩端分節(jié)向中間張拉后，直接旋轉(zhuǎn)套筒即可達(dá)到張拉效果，原理類似于鋼筋直螺紋套筒。套筒形式的中間張拉裝置用鋼量節(jié)約20 %，且更不易變形，能有效提高張拉質(zhì)量。

錨碇墻同條件試塊及實體回彈均滿足設(shè)計要求后，進(jìn)行墻前墻后對稱回填，回填土分層壓實。拉桿上方設(shè)置防壓罩（石塊砌槽、覆沙或砂性土），使錨拉桿能伸縮活動，以保證張拉效果。錨碇墻前和墻后回填時，錨拉桿僅安裝了半幅。為與廊道側(cè)半幅拉桿能精準(zhǔn)對接，需設(shè)置定位標(biāo)識。施工過程中拉桿被碰觸移位，可根據(jù)標(biāo)識進(jìn)行恢復(fù)。

安裝時，通過20 t汽車吊將拉桿吊裝到位。拉桿下方砌筑磚墩，墊塊間距不大于4 m，以保證拉桿各節(jié)段在同一平面上，防止鋼拉桿在連接鉸處彎折，張拉力隨著連接鉸處轉(zhuǎn)動變形而消散。

中間張拉位置張緊器采用正反絲牙的套筒，通過中間張拉工裝將兩側(cè)鋼拉桿向中間伸長，同步擰緊套筒，達(dá)到張拉效果。為確保錨拉桿張拉引伸量，分節(jié)拉桿之間預(yù)留4 cm間隙。分節(jié)拉桿在螺紋根部尺寸放大，用于固定中間張拉工裝。根據(jù)錨拉桿預(yù)緊力的要求選取相應(yīng)的液壓千斤頂，采用兩個單動式空心柱塞手動液壓千斤頂。錨拉桿張拉采用分級張拉：0-30 %-65 %-100 %，每到達(dá)一級別后需暫停張拉，觀測錨拉桿及中間張拉工裝的狀態(tài)。張拉過程中，最少需配備兩名工人，一名工人控制手壓式液壓泵并同時觀測壓力表，另一名工人負(fù)責(zé)旋緊套筒張緊器，同時現(xiàn)場需由一名技術(shù)人員統(tǒng)一指揮。張拉過程中油壓應(yīng)緩慢、平穩(wěn)，并且邊觀察液壓表數(shù)值邊擰緊套筒。張拉到指定數(shù)值后，將套筒張緊器旋緊，拆除張拉工裝。

圖5 套筒型張緊器及中間張拉工裝

張拉完成后，在錨拉桿上貼應(yīng)力測試傳感器，每2天測試一次應(yīng)力。由于采用中間張拉，而中間位置可以不回填，一旦監(jiān)測到鋼拉桿應(yīng)力值損失可立即進(jìn)行復(fù)拉，直至監(jiān)測數(shù)值滿足要求[7]。

3 結(jié)語

1）錨碇板樁實施效果

錨碇板樁開挖后樁頭完整，僅需人工鏟除挖機(jī)無法清理的樁頂余土，即可進(jìn)行錨碇墻施工，加快了施工速度，也避免了原樁頂混凝土的浪費(fèi)和鑿除時的揚(yáng)塵、噪音污染。

2）中間張拉實施效果

中間張拉工藝的使用，實現(xiàn)了錨碇墻側(cè)和塢壁廊道側(cè)的分幅施工。外高橋2#塢接長段錨碇墻側(cè)施工時，廊道側(cè)暫不施工開挖，作為運(yùn)輸通道；錨碇墻側(cè)施工完成，回填恢復(fù)通道后，再施工開挖廊道側(cè)，使老船塢運(yùn)輸通道始終保持暢通，在改造的一年半時間里未受到接長段施工影響，繼續(xù)以每2至3個月一次的速度組裝船舶出塢，維持高周轉(zhuǎn)造船生產(chǎn)。

采用中間張拉形式，在錨碇墻及廊道回填后，仍可進(jìn)行復(fù)拉，確保錨拉桿不出現(xiàn)松弛。因此，計14段塢墻（476 m）錨拉效果均超出預(yù)期，塢壁位移量最大值為73 mm，小于設(shè)計給出的100 mm預(yù)估位移值，應(yīng)用取得了成功。

表1 塢墻最終位移量

本技術(shù)的成功應(yīng)用，對于今后中國沿海地區(qū)船塢塢墻錨碇體系乃至一些運(yùn)用錨碇體系的港口、碼頭等港工建筑物的相關(guān)施工具有一定的參考意義。