贝雷架沉桩平台工艺在海外高桩码头中的应用

2023-05-11荀明智中交广州航道局有限公司

珠江水运 2023年8期

◎荀明智中交广州航道局有限公司

厄瓜多尔波索尔哈多用途码头桩基施工，采用招标要求的南美区域传统的CANTITRAVEL平台沉桩工艺。后续施工过程中，钢管灌注桩桩长加长导致码头前沿排架吊机起重能力不足。为加快施工进度，研究制定了贝雷架沉桩平台实施方案，前沿区域利用贝雷梁的强抗剪能力，自行设计装配式悬臂贝雷架平台，以浇筑完成的钢管灌注桩为基础，搭设贝雷架平台至码头前沿排架，有效解决了码头前沿钢管灌注桩无法沉设的难题[1]。贝雷架沉桩平台具有重量轻、安装方便、适应性强，沉桩精度高等优点，可以推广至高桩灌注桩及高桩钢管桩码头施工，尤其是海况差、受长周期波影响、施工水域小，水上起重作业船舶无法停靠施工作业的工程[2]。

1.工程概况

厄瓜多尔波索尔哈多用途码头项目，距离瓜亚基尔市约120公里，码头总长240m，码头面宽36.43m，采用钢管砼灌注桩基础，共320根，桩径分1.016m和0.914m两种，排架间距6.3m，单个排架5根钻孔灌注桩。

码头陆侧E/D/C轴使用CANTITRAVEL桩基施工平台进行沉桩，由于地质情况变化，海测A/B轴区域桩长增加，吊机驻位CANTITRAVEL平台吊重能力不足，需采用新的施工工艺沉设海测A/B轴区域。为加快施工进度，研究制定海测区域沉桩实施方案，其中E/D/C轴采用MINICANTITRAVAL平台，已实施12排桩，A/B轴采用贝雷架沉桩平台。

2.贝雷架沉桩平台工艺

2.1 工艺研究比选

厄瓜多尔波索尔哈多用途码头海测A/B轴区域沉桩初定两种方案：常规的打桩船沉桩工艺和贝雷架沉桩平台工艺[3]。

打桩船沉桩工艺：公司在智利中部某项目有一艘打桩船，能够满足钢护筒的沉设要求，但参考其在智利项目的情况，受南美长周期波的影响，打桩船工艺有效作业天数少，且打桩精度无法满足设计要求。

贝雷架沉桩平台：不受潮水影响，吊机移动方便。组合式贝雷片主桁，拆卸方便，沉桩平台高度集成化可满足护筒沉设、钻机成孔、混凝土灌注施工等涉及的供电、供水系统[4]。沉桩精度高，效率快。

综合比选，选用贝雷架沉桩平台，按12m宽设计,设计荷载为75t履带吊、振动锤、混凝土罐车、正循环钻机等。平台采用多跨连续梁方案，面宽12m，最大跨径为9m，根据受力情况其中履带吊履带板下设单层三榀贝雷梁，护筒两侧使用单层双榀贝雷梁，上铺设I25 @366mm工字钢、作为平台次梁，外侧泵车支腿位置单层双榀贝雷梁。

2.2 方案工艺原理、工艺流程及操作要点

（1）方案工艺原理。利用贝雷梁的强抗剪抗弯能力，自行设计装配式悬臂贝雷架平台，基础采用新建钢管灌注桩。现有已浇筑完成的桩基作为基础支撑桩，施工平台由陆侧向海侧延伸。同时利用贝雷架将钢管灌注桩有效连接成整体，贝雷架沉桩平台基础钢管灌注桩形成群桩效应，提高桩基的抗剪能力和平台稳定性。

（2）工艺流程。贝雷架沉桩平台施工工艺流程图见图2。

图1 码头断面图

图2 贝雷架沉桩平台施工工艺流程图

（3）操作要点。贝雷架沉桩平台的设计采用4组贝雷桁架与型钢加工而成，其中履带吊履带板下设单层三榀贝雷梁，泵车支腿两侧使用单层双榀贝雷梁。贝雷架与主梁次梁焊接成为一个整体，具有良好的横向抗剪能力和稳定性。次梁上部用钢板铺设人行通道，通道两侧安装防护栏杆。

2.3 工程的关键技术研究

（1）横向施工平台结构形式（履带吊行走方向）。E/D/C轴横向采用I40a工字钢作为平台主梁，主梁上安装贝雷架，履带吊履带板下设单层三榀贝雷梁，护筒两侧使用单层双榀贝雷梁，贝雷架上铺设I25 @366mm工字钢作为平台次梁,平台面层采用8mm钢板。

（2）横向推进施工方法。利用已完成沉设E/D/C轴的钢管灌注桩,在钢管灌注桩+3.95m位置处对称焊接2块50cm长的I40a牛腿，E/D/C轴牛腿焊接完成后，上方安装I40a的主梁工字钢，如图3所示，将主梁工字钢与牛腿焊接起来。

图3 钢护筒焊接牛腿

图4 焊接主梁

主梁焊接过程中，在码头陆侧区域距离E轴桩基9m位置处平整地面，考虑到涌浪的冲刷影响，基础外侧护坡采用C10混凝土浇筑，使基础表面块石粘结一起，基础上铺设1cm厚钢板，安装3块单层三榀贝雷梁作为陆域基础。同时使用I25a工字钢将基础贝雷架与主梁连接，防止陆域堆场回填造成陆域贝雷架向海侧方向产生移位。焊接完成之后搭设贝雷梁履带吊钢平台，使用130t履带吊将组装好的贝雷架安装在工字钢之上。如图5所示，贝雷架组装至C轴后，铺设I25a工字钢次梁，间距为366mm，上部铺设面层板、钢板网，护栏等设施。

图5 贝雷架安装

图6 次梁安装

图7 辅助桩施工

图8 RCD钻机A轴台座安装

图9 纵向A轴限位架安装

图10 纵向B轴限位架安装

75t履带吊由陆侧沿沉桩平台行至D/C 轴间，安装C/B 轴钻机打桩架。C/B轴间跨距9m，贝雷架及沉桩架悬挑不能满足RCD钻机受力要求，在距离C轴4.5m位置沉设2根辅助钢管桩。

在沉设完成辅助桩+3.95m焊结2块I40a牛腿，其上安装I40a主梁，主梁安装完成后，将贝雷架安装至辅助桩位置，安装RCD打桩架。

RCD打桩架焊接固定完成后，履带吊沉设B轴钢护筒，安装RCD钻机成孔。

混凝土浇筑完成6 小时后拆除RCD钻机台座，切割护筒，安装桩帽进行灌浆。桩帽安装时需在桩帽底部安装止水管，防止灌浆料外泄。

桩帽灌浆完成6小时后在钢护筒上焊接焊接I40a工字钢，利用已浇筑完成的桩基作为支撑平台，安装中部贝雷架轴线外3m，安装RCD钻机打桩架，沉设2根钢护筒。

（3）纵向施工平台（垂直履带吊行走方向）。将RCD钻孔平台使用螺栓连接起来，放置到B轴位置，调节限位架打设钢护筒，成孔灌注（施工同横向）。

完成贝雷架沉桩平台外侧桩基后，A轴桩帽已达到100%强度，将RCD钻机平台吊放于A轴桩帽上方，完成A轴桩基的成孔灌浆。完成此区域桩基施工后，根据A轴周边的设计断面进行抛石，施工过程中可根据贝雷架上吊机使用状况，完成抛石工作后进入下一排架沉桩平台的搭设。贝雷架沉桩平台下方主梁相邻纵向桩基固定连接，通过贝雷桁架将陆域、EDC轴横向桩基有效的连接，贝雷桁架下方桩基连成整体，可有效抵抗由于履带吊在平台上方移动产生的水平方向的动荷载。