◎齊鵬 中交二航局第一工程有限公司

在近海高樁碼頭工程建設(shè)中，潮汐是影響施工進度及施工質(zhì)量的關(guān)鍵控制因素之一。碼頭橫梁作為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，在近海高樁碼頭設(shè)計中，往往處于潮間帶之間，其施工安全及質(zhì)量受潮汐影響尤其明顯。本文依托江門碼頭項目，針對不規(guī)格半日潮條件下碼頭橫梁現(xiàn)澆施工中的安全及質(zhì)量控制難題展開研究分析，提出適應(yīng)于不規(guī)格半日潮潮間帶碼頭橫梁施工方法及措施，以期為類似工程項目提供參考與借鑒。

圖1 碼頭平面示意圖

1.工程概況

依托項目平面上呈“Π”型布置，為離岸式高樁梁板碼頭結(jié)構(gòu)，碼頭平臺長480m，寬20m，設(shè)置兩座引橋，上游引橋長167.9m，下游引橋長188.7m，寬度均為8.0m。碼頭及引橋橫梁總計110榀，中橫梁為“倒T”型結(jié)構(gòu)，邊橫梁為上部長懸臂結(jié)構(gòu)；引橋橫梁底標高為1.85m，碼頭橫梁底標高為1.75m。

項目位于江門新會，施工現(xiàn)場潮汐屬不規(guī)格半日潮，不規(guī)則半日潮是指在一天之中有兩次高潮和低潮，且兩次高潮或低潮的幅度不等，漲潮和落潮的時間也不一樣。當(dāng)?shù)爻蔽环秶鸀?.12m～2.91m。

（1）橫梁位于潮間帶間，現(xiàn)澆混凝土施工受不規(guī)則半日潮影響，有效施工時間短，且存在較多時候夜間施工，施工安全及質(zhì)量控制難度大。

（2）碼頭為離岸式結(jié)構(gòu)，距岸陸較遠，橫梁現(xiàn)澆混凝土輸送不便，距離遠，對澆筑質(zhì)量影響大。

2.總體施工思路

碼頭橫梁在樁基施工完成后開始，由岸側(cè)向海側(cè)從兩端引橋依次向前推進。橫梁整體上分為下橫梁及上橫梁兩部分，采用兩次澆筑成型。第一次澆筑下橫梁，下橫梁達到設(shè)計強度后安裝預(yù)制縱梁，待預(yù)制梁安裝完成后，進行上橫梁澆筑施工[1]。

3.關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 潮間帶碼頭橫梁現(xiàn)澆底模支撐系統(tǒng)設(shè)計

3.1.1 下橫梁支撐系統(tǒng)

現(xiàn)澆橫梁底模支撐系統(tǒng)由鋼抱箍（鋼牛腿）、主橫梁、次梁及底模面板組成。

1）鋼抱箍及鋼牛腿。碼頭樁基有灌注樁及PHC樁兩種結(jié)構(gòu)形式，灌注樁上采用鋼牛腿作為支撐焊接于鋼護筒上。鋼牛腿采用16mm鋼板組拼，選擇低潮位時焊接固定于鋼護筒上[2]。

PHC管樁采用鋼抱箍作為支撐錨固于管樁上，鋼抱箍設(shè)計為兩個半圓結(jié)構(gòu)，高30cm，抱箍板厚12mm，兩側(cè)牛腿長45 cm。鋼抱箍在安裝之前對其質(zhì)量進行檢查，安裝時在PHC 管樁與鋼抱箍之間鋪設(shè)一層5mm厚橡膠以增大摩擦阻力。兩個半圓形抱箍安裝后采用12個M24的高強螺栓連接固定，并測力扳手檢測螺栓緊固力是否滿足設(shè)計要求以確保抱箍承載能力滿足要求。

2）主橫梁及底模設(shè)計。底模支撐系統(tǒng)主梁采用工32a型鋼，主梁沿橫梁方向安裝于布置在樁身兩側(cè)的鋼牛腿或鋼抱箍的牛腿上。與牛腿接觸面焊接固結(jié)，并將樁身兩側(cè)的兩組工字鋼主梁利用φ16拉桿進行對拉連接，確保主梁的側(cè)向穩(wěn)定性。單根主梁長度21.5m，海側(cè)挑出前沿線0.3m，岸側(cè)挑出后沿線1.2m，主梁上鋪設(shè)100×100×4000方木作為底模次梁，間隔30cm；間隔1.5m以[10槽鋼替代木方以方便安裝固定護欄，方木上鋪15mm竹膠板作為底模面板。

3）底模支撐系統(tǒng)抗浮設(shè)計。底模支撐系統(tǒng)位于潮間帶，受潮汐影響，需設(shè)置抗浮措施以防止底模支撐系統(tǒng)在潮水作用下失穩(wěn)。

①底模支撐系統(tǒng)主梁與牛腿焊接并使用拉桿對拉，使主梁緊緊夾著PHC管樁或鉆孔灌注樁鋼護筒，次梁木方間增加槽鋼，使次梁與主梁形成可靠連接，增強整體穩(wěn)固性。

②用鐵絲將次梁木方緊緊與主梁成背帶式綁扎，防止木方因潮汐作用左右晃動。

③面板與木方用鐵釘連接，每條木方上鐵釘?shù)拈g距不大于1m。

3.1.2 上橫梁支撐系統(tǒng)

圖2 鋼牛腿結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 抱箍結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 傳統(tǒng)斜支撐體系示意圖

碼頭橫梁截面形狀一般分為兩種形式，中間部橫梁分為倒“T”形結(jié)構(gòu)，上橫梁寬度較下橫梁窄，上橫梁施工以下橫梁為支撐。碼頭平臺兩端橫梁一般設(shè)計為懸臂式結(jié)構(gòu)，上橫梁向碼頭外側(cè)方向延伸處下橫梁范圍。

圖5 鋼框架結(jié)構(gòu)在長懸臂橫梁中的應(yīng)用示意

圖6 鋼凳式安全通道示意圖

圖7 上橫梁操作平臺示意圖

圖8 下橫梁模板立面圖

圖9 下橫梁模板截面圖

碼頭端橫梁中的上橫梁一般設(shè)計為懸臂式結(jié)構(gòu)，在端橫梁懸臂施工時，一般是在下橫梁上預(yù)埋埋件設(shè)置支撐體系，并在PHC樁上安裝雙抱箍設(shè)置斜支撐受力點。該方法施工工效低下，且受潮位影響大。針對本工程工期緊、受潮位影響的特點，設(shè)計了一種鋼框架式架構(gòu)支撐體系，該框架結(jié)構(gòu)由工字鋼I22在陸域焊接拼裝，船運至現(xiàn)場直接安裝固定，大幅度縮短了現(xiàn)場加工安裝時間，同時有效解決了潮位對支撐體系安裝的影響，保證了結(jié)構(gòu)安全。

3.2 潮間帶碼頭橫梁現(xiàn)澆底施工通道設(shè)計

本工程橫梁標高位于潮間帶間，且潮汐為不規(guī)格半日潮，施工作業(yè)窗口期短。施工通道及作業(yè)平臺的設(shè)計很大程度上決定了施工的安全性及經(jīng)濟性。綜合現(xiàn)場潮位情況，提出了裝配式施工通道及施工平臺設(shè)計的理念[3]。

3.2.1 下橫梁施工通道設(shè)計

橫梁施工期間施工通道沿引橋及碼頭平臺后沿設(shè)置，橫梁現(xiàn)澆期間，施工道道以橫梁現(xiàn)澆底模支撐系統(tǒng)為支撐，考慮潮水影響，在底模支撐系統(tǒng)主梁外挑部分安裝鋼凳，在鋼凳上安裝裝配式施工通道，鋼凳用于抬高施工通道標高，避免在高潮位時安全通道被淹沒，施工通道同時作為混凝土輸送泵管安裝支撐。

3.2.2 上橫梁施工操作平臺設(shè)計

上橫梁施工時因橫梁外擱置平臺寬度僅20-25cm，施工操作平臺布置困難。在本工程中設(shè)計掛籃式操作平臺作為臨邊防護。操作平臺結(jié)構(gòu)采用Ф10圓鋼及Ф48×3鋼管加工，利用Ф48×3鋼管作為掛梁，掛籃兩處掛鉤置于鋼管端側(cè)0.5m處，上橫梁側(cè)模板吊籃鋼管放置在縱梁上；端模安拆時，鋼管穿入梁頂鋼筋固定，吊籃插入前鋼管固定。該操作平臺重量較輕，單個工人即可搬移，提高了施工效率。

3.3 潮間帶碼頭橫梁現(xiàn)澆施工及質(zhì)量控制措施

3.3.1 鋼筋、預(yù)埋件安裝

鋼筋、預(yù)埋件等均在陸上下料加工，由船運至現(xiàn)場綁扎安裝。鋼筋綁扎要求橫平豎直，各節(jié)點上梅花狀綁扎鉛絲，鉛絲綁扎扎頭彎向梁內(nèi)，其扎絲頭不得伸入砼保護層內(nèi)。根據(jù)設(shè)計圖紙要求，橫梁底面保護層厚度為120mm，側(cè)面、頂面均為70mm。鋼筋綁扎完后按豎向間距50cm、橫向間距100cm布置保護層墊塊。預(yù)埋件與鋼筋安裝同時進行，側(cè)模安裝前，檢查預(yù)埋件是否遺漏，標高、點位、數(shù)量、型號等是否準確，檢查無誤后方可安裝側(cè)模，并在砼澆筑前進行復(fù)檢[4]。

3.3.2 側(cè)模安裝

下橫梁側(cè)模采用鋼制模板，側(cè)模面板厚5mm，橫肋采用單［10通長設(shè)置，標準間距300mm，豎肋采用雙［10槽鋼，間距1000mm布置，雙［10之間留出4cm的間隙便于拉桿穿過，豎肋上口外伸0.15m，下口外伸0.23m，在其上下兩端分別安裝兩條對拉螺桿φ20；側(cè)模兩端用L80×8的角鋼護邊并設(shè)置螺栓孔，用于模板對接時螺栓固定。

3.3.3 混凝土澆筑

本工程為離岸高樁碼頭，砼需進行長距離泵送，拖泵布置于引橋岸側(cè)防洪堤上，以下橫梁施工通道為輸送通道，作為人員流動及泵管布設(shè)線路至待澆筑橫梁處，每一跨設(shè)置一個澆筑點，以均勻布料。

砼采用商品混凝土，為確保混凝土輸送安全及順利進行，對混凝土輸送管道進行加固。干管每隔1.5m用支架或臺墊固定，以便于排除堵管、裝拆和清洗管道，配管不得直接支承在鋼筋、模板及預(yù)埋件上。

3.3.4 樁芯砼澆筑

為保證樁芯砼澆筑質(zhì)量，樁芯砼與橫梁砼分開澆筑。在橫梁底模支撐系統(tǒng)安裝完成后，選擇低潮位將PHC樁內(nèi)部水抽至樁芯底面以下后安裝樁芯底模。為提高現(xiàn)場施工效率，預(yù)先將樁芯鋼筋籠在岸上綁扎成型，待樁芯底模安裝完成后再將綁扎好的樁芯鋼筋籠安裝到位。選擇退潮時澆筑樁芯混凝土，并采用振搗棒振搗密實。

3.3.5 橫梁砼澆筑

1）橫梁澆筑分兩次進行，先進行下橫梁澆筑施工，上橫梁待預(yù)制梁安裝完成后再澆筑。

2）澆筑混凝土選擇在退潮后進行，保證在潮位上漲之前完成混凝土澆筑并完成初凝，防止未完成初凝砼受潮水沖刷。

3）橫梁嚴格按照規(guī)范要求分層澆筑，分層厚度不超過50cm，振動棒在振搗時移動間距不得超過50cm，與側(cè)模保持5～10cm的距離，振動時插入下層混凝土5～10cm，對每一振動部位必須振動到該部位混凝土密實為止，振動完畢后應(yīng)邊振動邊徐徐提出振動棒，振動棒在振動時避免碰撞模板、鋼筋。

4）混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進行，如因故必須間斷時，其間斷時間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時間，當(dāng)超過時需預(yù)留施工縫，施工縫的處理按照施工技術(shù)規(guī)范要求進行。

4.結(jié)束語

不規(guī)則半日潮區(qū)離岸高樁碼頭施工中，受施工窗口期影響，現(xiàn)澆橫梁施工是整個工程的關(guān)鍵控制因素。本文依托江門項目的特點及當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，在施工過程中，采取有效的趁潮施工及抗浮措施，并采用裝配式操作平臺、框架式鋼結(jié)構(gòu)支撐體系等裝配式臨時結(jié)構(gòu)，縮短了現(xiàn)場施工時間，提高了施工工效，降低了施工安全風(fēng)險，確保了工程的施工質(zhì)量，在施工安全、質(zhì)量、進度及創(chuàng)造效益等方面效果顯著，為以后類似項目提供借鑒。