摘要:随着社会的发展与进步,重视港口工程桩基设计及施工特点对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍港口工程桩基设计及施工特点的有关内容。
关键词 :港口工程;桩基设计;施工特点; 中图分类号:u65文献标识码: a 文章编号: 引言
近年来,土木工程行业发展迅速,桩基础在各领域的应用取得了一系列民足进展。桩基具有多种功能:①承受轴向压应力作用,如应用在房屋上的桩基础;②承受轴向拉应力作用;③承受水平荷载作用,如栈桥前的靠船桩;④承受上述几种荷载的叠加组合,如码头桩基。对于上部结构物而言,其桩基础设计与施工质量的好坏将直接影响到整个工程项目。只有掌握桩基础的分类、承载力特点及适用范围,一能在设计和施工过程中更好地发挥各类桩基的优势,合理选择适宜的桩基础,以确保上部结构物能安全、经济并高效地使用。笔者主要概括了港口工程桩基础设计与施工方而的部分特点,并与工民建工程、桥梁工程做对比,为不同领域工程项目的具体实施过程提供参考。 一、工程简介
神华黄骅港液体化学品码头工程位于神华黄骅港一期东围埝以东800米处,于2004年8月30日开工,并于2004年12月30日竣工。该工程为液体化学品装卸码头,为高桩墩台结构,工程主要
包括:引桥1座,工作平台1座,靠船墩2座,系缆墩6座,连系桥支墩10座,各敦台之间采用预应力空心板连接做为人行通道。 除引桥为高桩梁板结构外,各墩台均为预应力钢筋砼桩基墩台结构,桩基断面为0.65х0.65m2。
由于工作平台体积大,且桩基均为预应力钢筋砼桩,桩距大,斜桩多,靠件安装复杂,质量难以保证,这种结构墩台为公司近些年来非常少见的大型墩台,码头工作平台为现浇砼墩台,砼标号为c30f300,平面尺寸50×20m2,高2m,桩基础为预应力钢筋砼方桩,排架间距6.7m,共8排,每排桩共5根,靠后沿桩为单排直桩,前沿和中间各为两对叉桩,桩横向间距为6.9m。前沿设4个靠件。 二、港口工程桩基础
水运工程中杭基础的应用极为广泛,尤其是高杭码头,杭不仅是基础,同时也是承受荷载的主体结构,其功能是通过杭基将作用在上部结构的荷载传到地基深处,这也同样有利于稳固岸坡。杭基布置不仅影响整个码头结构受力情祝,在码头结构的造价中也占有相当大的比重。合理的杭基设计应该让所有的杭充分发挥其承载力,目_使同一杭台下的各杭受力尽量均匀,使码头的不均匀沉降较小,令整个码头结构更经济,目_应该考虑 桩基施工的可能与方便的布置原则[}z}
由于开挖港池和打桩过程中会削弱岸坡稳定性,港口工程桩基设计时应考虑该如何使岸坡更加稳定,工程实际中通常可采用“砍头”、“束腰”和“压脚”等方法来达到目的。同时,也应该考虑桩
所产生的负摩擦力、群桩效应以及桩的抗拔性的影响。
高桩码头设计中,桩型主要根据工程实地的地质情况、码头排架所承受的船舶撞击力、作用在码头上部结构上的荷载大小及工程总投资等因素所确定,目前在港口工程中主要采用钻孔灌注桩、预制钢筋混凝十桩及钢管桩等。
预应力混凝十管杭通常是由工厂预制生产得到,其生产工艺包括先张法和后张法。先张法预应力管杭的杭身质量稳定可靠,承载力高,适应性强,耐久性好,最适宜在基岩埋藏深、强风化岩层和风化残积十层厚的地质条件下使用。后张法预应力混凝十管杭为大直径管杭,
又称为大管杭,它与钢管杭相比耐久性好,使用寿命长。 我国研究生产的后张法预应力大直径钢筋混凝十管杭,是采用拼装的方式,将标准民度为4m的预制管节连接起来。预制管节被运送至工地后,按照施工图设计所需,用可调性接杭小车进行接杭。为增加接缝的强度,管节的端而需要磨平,并目_应将边缘做成lcm的倒角,之后采用环氧树脂hc7结剂将两预制管节连接起来。为使得混凝十与环氧树脂更好地连接,在预制管节端而往往需要涂以机偶联剂
在沉杭过程中,通常利用外力将预应力混凝十杭沉人地基中,而锤击沉杭是最常用的方法。锤击法的设备主要包括打杭锤、打杭架及附属设备。对于高杭码头的预应力混凝十管杭通常是由打杭船在水上实施作业;而如果岸边水浅,由于打杭船无法靠近岸边但离岸
距离较
小,贝日可吊龙口施打。其杭锤常用的形式包括:蒸汽锤、柴油锤和液压锤。杭锤应尽可能通过试杭选择,而目_须满足克服沉杭阻力和保证沉杭速度和质量两个要求,这样既可以保证桩身完整,又可以使得沉桩效率高。 三、施工工艺 3.1工艺流程
码头工作平砼台采取分层现浇工艺,第一部浇筑600mm,第二部浇筑1300mm,第三部浇筑100mm面层砼。 3.2码头工作平台底模板结构
使用10×15cm木方夹桩,桩顶上采用双根φ40螺栓吊双[32工字钢梁,吊梁上布置双45#工字钢梁形成主梁,在双45#工字钢梁上间隔50cm布置[32a#次梁,次梁上间隔50cm铺设8×12cm木方及3cm木板形成墩台底模(见附图1)
吊安底板过程中,要逐层控制标高,底肋与次梁采用铅丝连接,防止高潮漂走,吊安底板使用一艘方驳吊机组进行,人工配合 3.3现浇墩台钢筋绑扎
墩台钢筋分二步绑扎完成,由方驳吊机组将已下料成型的钢筋吊放到已铺好的底模板上,低潮位时,人工现场绑扎钢筋骨架,钢筋底部及两侧要垫好垫块,确保保护层厚度,顶面外伸钢筋位置要准确,并用电焊固定,防止砼振捣时产生位移。
侧模采用定型组合钢模板拼装。 [10做立柱和横向围柃,上下设
三道对穿螺栓紧固,模板在陆地上拼装完毕后,用方驳吊机组进行安装,陆地拼成6米一片,现场采用m12х35螺丝连接。为防止接缝流浆形成砼缺陷,在接缝位置焊一条2.5х2.5角钢。 侧模板支立完成后,顶部挂线调直和调平,确保下横梁或横梁边线顺直,标高准确,然后紧固对穿螺栓并用支撑加固,确保侧模在浇注砼过程中稳定不变形(见附图2)。
浇注墩台砼采用砼罐车供灰,泵送砼的施工工艺。砼分层下灰,分层振捣,阶梯状向前推进。 四、施工特点
4.1每排架桩轴线不在一条直线上,夹桩困难。
4.2斜桩受垂直荷载后,易产生弯度变形,所以每对叉桩桩顶之间必须进行支撑。
4.3排架之间及桩之间距离大,夹桩吊底材料所需断面大。 4.4预制靠船构件固定困难,安装难度较大。 五、解决办法
5.1采取先吊吊梁,再吊主梁,主梁安放次梁的吊底工艺。每对叉桩或单桩设一对吊梁,吊梁横向夹桩,主梁置于吊梁上,纵向布置,次梁置于横梁上,纵向布置。
5.2为便于安装靠件,在安装靠件位置设临时砼桩帽一个,可将靠件稳固地安装在桩帽上,然后进行墩台砼的施工。 结束语
桩基在工程中应用极为广泛。在港口工程中,相对于重力式结构
等实体基础,桩基的应用可有效减少水下施工工程量。此外,桩除了作为码头结构的深基础之外,同时也是结构物的重要组成构件,承受各种外部荷载,并且能够有效防止结构物的变形。在工民建工程、桥梁工程当中,由于地质条件、地貌形态以及结构功能要求等各方而原因,不同工程项目的桩基础,其设计与施工过程与港口工程桩基础既有相同,也存在着差异。故在具体设计施工过程中,应针对各种不同条件下桩基础自身的特点,保证其上部结构物的整体稳定和综合质量,做到安全、适用和耐久,实为整个工程关键之所在。 参考文献
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