汪洋 中交第三航務工程局有限公司廈門分公司

1.工程概況

中交三航局阿爾及利亞貝賈亞港25#碼頭設計為6 萬噸級集裝箱兼散貨碼頭，舊有灘涂改擴建成鋼板樁結(jié)構(gòu)碼頭，呈L 型，順岸長170m，寬78m，轉(zhuǎn)角長30m，前沿設計泥面高程-12.5m，碼頭采用單錨鋼板樁結(jié)構(gòu)，前帷幕采用A Z20-700+HZ1180MA-12組合鋼板樁型式，后帷幕錨定系統(tǒng)采用AZ40-700型錨定鋼板樁，通過鋼拉桿與前帷幕鋼板樁連接；碼頭后方寬度35m及碼頭前沿15m處采用直徑φ800mm碎石樁地基加固處理，處理深度為25m和15m，其它陸域區(qū)域換填1m厚T VC大塊石，面層采用30cm厚混凝土結(jié)構(gòu)；碼頭前后軌道梁采用φ100cm旋挖灌注樁，樁長40m，碼頭港池需進行164萬m的疏浚施工。鋼板樁碼頭斷面結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 鋼板樁碼頭斷面結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

2.地質(zhì)情況

貝賈亞25#碼頭鋼板樁施工區(qū)域土層地質(zhì)自上而下分別為：①既有土層：該層一般為礫石、碎石和塊石組成，較為密實，標高約為+1～-3m；②黏質(zhì)海砂：該層為海砂，有時為灰褐色粘質(zhì)，粒徑均勻，密實度松散，標高約為-3～-6m；③褐色砂質(zhì)低塑性黏土：該層為砂質(zhì)低塑性黏土，軟塑，標高約為-6～-12m；④灰褐色粘質(zhì)細砂：該層為細砂，質(zhì)勻，飽和，松散，標高約為-12～-17m；⑤灰黑色低塑性黏土：該層為灰黑色低塑性飽和黏土，含有殼狀碎屑，偶見砂質(zhì)黏土，一般為硬塑，標高約為-17～-29m；⑥淡黃色小礫石的低塑性黏土：該層表現(xiàn)為低塑性黏土，有時含有砂質(zhì)小礫石，黃灰色，呈巖層狀，一般為硬塑-堅硬-29～-45m。

本工程鋼板樁力學性能滿足表1要求，并符合NF A45-020規(guī)范的要求。

表1 鋼板樁主要力學性能指標表

根據(jù)本工程地質(zhì)特點以及鋼板樁主要力學性能指標，本工程采用AZ20-700+HZ1180MA-12組合鋼板樁作為碼頭擋土前沿能有效穩(wěn)固碼頭陸域區(qū)土體。

3.鋼板樁施工工藝

本工程鋼板樁采用AZ 20 -700+H Z1180M A-12 組合鋼板樁作為碼頭擋土前沿，前帷幕主樁HZ1180MA樁長27.25m，合計95根，設計樁底標高-26.4 m，輔樁AZ20-700樁長22.25m，合計94根，設計樁底標高-21.4m，主輔鋼板樁分別由RZD18、RZU18型鎖扣拼裝而成，形成組合鋼板樁；30m轉(zhuǎn)角護岸前墻結(jié)構(gòu)同碼頭前墻；后帷幕錨定系統(tǒng)采用AZ40-700N型錨碇鋼板樁，錨碇板樁長15m，合計111根，設計樁底標高-14.4m；前、后帷幕鋼板樁采用M105×6（名義直徑90mm）鋼拉桿連接，前墻拉桿高程1.0m，錨碇點高程0.0m，拉桿凈長44m，間距1.927m。鋼板樁總計1995t。HZ—AZ組合鋼板樁示意圖如圖2所示。

圖2 HZ-AZ型組合鋼板樁示意圖（單位：mm）

鋼板樁施工為關鍵工序及關鍵節(jié)點工程，采用陸上施打工藝，陸上施打包括170m前墻及30m轉(zhuǎn)角護岸、后方170m后帷幕錨碇墻。轉(zhuǎn)角護岸采用斜拉板樁結(jié)構(gòu)形式，前墻結(jié)構(gòu)同170m碼頭，斜拉樁采用HZ1180MA型鋼板樁，樁長30m，樁傾角為20°，共6根。鋼板樁施工沿碼頭前沿線先開始施工HZ主樁及輔樁AZ樁，HZ鋼板樁施打采用高頻液壓振動錘施打至導向架頂面，導向架一次可施工5片，AZ鋼板樁初打至HZ鋼板樁同一標高，之后使用柴油錘復打跳打HZ鋼板樁、AZ鋼板樁至設計標高。

4.鋼板樁施工工藝流程圖

施工工藝流程圖如圖3所示。

圖3 鋼板樁施工工藝流程圖

5.鋼板樁主要施工方法

5.1 施工測量

施工測量利用全站儀等測量設備對鋼板樁的起始樁和終點樁坐標進行定位，并施打穩(wěn)固，以此作為整排鋼板樁動態(tài)施工的參照，確保垂直度及偏移量滿足設計要求。

5.2 導向架的制作

在整個HZ-AZ型組合鋼板樁施工體系中，HZ型鋼板樁的施打是關鍵，其施工后的軸線、垂直度偏差直接影響整個鋼板樁體系的外觀質(zhì)量。因此，在施打HZ型鋼板樁之前，需要制作一個精度高的輔助導向裝置，即導向架，如圖4所示。導向架必須有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。施工過程中，樁的傾斜度和軸線偏差利用導向架的限位板控制。導向架為長13.5m，寬1.2m，高3.5m的雙層桁架結(jié)構(gòu)，主要用HM600×300a鋼導梁和HW30×300a型桁架加工而成，一個導向架可以滿足插打5根HZ樁的需要。導向架制作加工好后，利用導向架對鋼板樁進行試驗樁施工，并須通過專職質(zhì)檢人員驗收，以保證鋼板樁施工時的限位偏差在規(guī)范標準的允許范圍內(nèi)，當試驗樁驗收通過后方能投入使用。

圖4 導向架制作圖

5.3 鋼板樁沉樁

（1）沉樁機械設備。HZ型鋼板樁先使用150t履帶吊機掛ICE84C型液壓振動錘進行插樁，然后使用80t履帶吊機掛D80柴油錘分段復打至設計標高。

（2）鋼板樁試驗及試驗樁。鋼板樁進場安排專職質(zhì)檢人員和監(jiān)理工程師檢查驗收外觀質(zhì)量及質(zhì)量保證書，并見證取樣送試驗室進行力學試驗，合格后，進行鋼板樁試驗樁施打，根據(jù)試驗樁成果收集和調(diào)整施工參數(shù)。

（3）鋼板樁的施工。HZ-AZ組合鋼板樁體系施工的步驟如下：①根據(jù)起始鋼板樁和終點鋼板樁的坐標限位安裝導向架；②先采用ICE84C液壓振動錘跳格插打HZ型鋼板樁至樁頂標高+5.5米，然后插打HZ型鋼板樁之間的AZ型鋼板樁，施工至樁頂標高+5.5米；③拆除導向架，移至下一施打單元重復第①、②項步驟，直至前帷幕鋼板樁全部施工至高程約+5.5m；④最后采用D80柴油錘復打送樁，將HZ-AZ型組合鋼板樁送樁至設計標高。

5.4 鋼板樁施工注意事項

導向架的制作安裝：導向架制作安裝精度直接影響著HZ-AZ型組合鋼板樁施工精度（軸線偏位及傾斜度），安排專職測量人員使用DS3級水準儀及DJ2經(jīng)緯儀對在導向架制作過程中進行測量控制，保證導向架的制作精度。HZ-AZ型組合鋼板樁施工中，先用全站儀定位測量出起始樁的樁位坐標并拉出軸線，然后根據(jù)起始樁坐標安裝導向架，導向架安裝好以后，安排兩個測量員分別進行換手復測工作。定位樁和導向架的平面位置偏差按照設計及規(guī)范標準要求控制在10mm以內(nèi)，垂直度偏差控制在0.5%以內(nèi)。安裝時，先將4根8m長的HM600×300a型鋼插入土層固定，作為導向架的四個角，用DS3級水準儀在H型鋼上測出標高+0.5米和+5米并做標記，再將H600×300a的H型鋼加工成橫梁安裝在已標記+0.5米和+5米處的H型鋼上，最后在橫梁上焊接固定好限位鋼板。

5.5 沉樁過程質(zhì)量控制要點

（1）導向架安裝：導向架制安除了滿足強度、剛度、穩(wěn)定性要求外，還需滿足精度要求，垂直于板樁墻縱軸線方向和沿板樁墻縱軸線方向的垂直度均必須控制在0.5%以內(nèi)。

（2）插樁：插樁施工順序由一端向另一端隔樁跳打的方式進行。當一個單元的樁均插打至約+5.5米標高后，移開導向架，在HZ型鋼板樁無導向架約束狀態(tài)下逐根查驗沉樁偏差并做記錄，與設計和規(guī)范值做對比，若不符合設計和規(guī)范要求，則拔出重新插打。

（3）復打時，為了防止錘擊過程中對樁頂?shù)钠茐模跇跺N和鋼板樁之間制作安裝專用樁帽替打并采用重錘低落距的方式進行。

（4）在沉樁前對樁位及導向架安放位置進行測量和復核，沉樁過程中實時測量、密切監(jiān)視鋼板樁、樁帽、樁錘位于同一垂直軸線上，發(fā)現(xiàn)問題動態(tài)糾偏，以防止出現(xiàn)偏心沉樁情況。

（5）沉樁過程中，為減少沉樁阻力，導向架限位鋼板鎖口處應均勻涂抹專用潤滑劑或機油。沉樁后在距離樁位1米位置拉隔離彩旗、貼反光標識、設立警示標志，防止碰撞。

（6）在用樁機送打鋼板樁時，應先跳隔將AZ型鋼板樁兩側(cè)的HZ型鋼板樁送打到設計標高，再將AZ型鋼板樁送打到設計標高，以防帶樁。

（7）拉桿收緊施初始應力應在胸墻混凝土達到設計強度之后進行，拉桿安裝收緊時，要對胸墻位移進行監(jiān)測，以防前沿線偏移。

5.6 鋼拉桿安裝

當HZ型鋼板樁和AZ型鋼板沉樁到設計標高，且后帷幕成型后，及時開展鋼拉桿安裝施工，鋼拉桿安裝的順序依次為：土方開挖→碎石墊層鋪設→按圖進行拉桿組裝→拉桿調(diào)平張緊→包裹瀝青玻璃布→拉桿驗收→場地回填。

鋼拉桿安裝要求如下：

（1）拉桿連接鉸的轉(zhuǎn)動軸線位于同一橫向水平面上。

（2）只有在前帷幕鋼板樁樁頂?shù)默F(xiàn)澆胸墻混凝土達到設計強度的85%及后帷幕鋼板樁回填完成后，方可張緊拉桿。

（3）張緊拉桿施工時，先給拉桿墊砂袋保持拉桿平直，再用千斤頂給拉桿施加2t的起始應力，使每節(jié)段拉桿受力均勻。

（4）拉桿的螺母全部旋進，并有2～3個絲扣外露。

（5）拉桿安裝完成后，安排專職質(zhì)檢人員對防護層進行檢查，發(fā)現(xiàn)防護涂料缺漏和磨損之處，立即人工修補。

（6）拉桿安裝允許偏差：拉桿間距偏差≤+100mm；標高偏差≤+50mm。

（7）拉桿安裝完成后，張拉完畢及時回填GNT，施工下一道工序。

6.結(jié)語

在阿爾及利亞貝賈亞25#碼頭工程鋼板樁施工中，采用導向架定位對HZ-AZ型組合鋼板樁的施工技術(shù)，不僅施工順利實施，而且一次性通過了國際監(jiān)理的驗收，以高質(zhì)量高精度完成本次施工，同時，本項目工程被評為中交三航局局優(yōu)質(zhì)工程，表明了該技術(shù)具有施工速度快、施工安全可靠、質(zhì)量容易控制等優(yōu)點，適合于板樁碼頭的建設施工。