王为启 张海涛

摘 要：文章以巴拿马科隆港集装箱码头三期二阶段旧码头拆除改建工程为例，针对现有码头及新建区为陆域的特点进行分析，采取陆上打设钢管桩后水上施工纵横梁的施工工艺，较好地完成了在旧码头拆除后新建码头的施工，形成了一套较为完成的工艺总结。

关键词：高桩码头 陆上打桩 轻型钢

1.工程概况

为了满足新巴拿马型船舶靠泊要求，国际航运巨头长荣集团再投资4000万美元将原有5万t级的2#泊位拆除改建成深水港池，扩建原有3#码头以满足同时停靠2艘巴拿马型船舶。新建3#泊位一部分区域位于陆域，一部分区域位于拆除码头区域，需在拆除部位新建泊位。新建泊位长140m，其中40m位于拆除旧码头区域，码头桩基为钢管桩结构，上部结构为现浇混凝土纵横梁、安装预制面板后现浇面施工。

2.方案比选

主要施工内容包括桩基、纵横梁、面板等，其中桩基和纵横梁是施工的关键。

常规工艺为全部水上施工即使用挖泥船进行基床开挖后进行水上打设钢管桩、施工纵横梁结构，然后进行后续施工。

根据项目的特点，打桩区域部分为陆域，部分为现有需要拆除码头结构。可以进行陆上打桩也可进行开挖完后进行水上打桩施工。如表1所示为打桩工艺比较表。

根据现场现实情况，如果调遣水上打桩设施，调遣期长，费用较高，故最终选定陆上打桩后开挖施工。

3.施工技术应用

3.1总体施工流程

码头施工时首先进行老码头拆除，以尽快为新建码头打桩提供作业面，打桩施工采取陆上打桩的方式进行，打桩完成后进行开挖、抛石施工，纵横梁主要采取焊接牛腿法水上施工的方式进行，面板采用预制场预制后安装方法，最后施工混凝土面层及安装其他靠船构件。

码头下方挖泥施工主要使用履带吊配抓斗的方式进行主体开挖，对于部分无法清理开挖到的位置采用采用徐工XE900配30m长臂进行疏浚开挖。待部分上部结构拆除完成后，150t履带吊机配合3方重型抓斗将桩间土进行开挖，开挖后由陆上采用自卸车将开挖料运输至对方现场，对于桩基周围吊机无法开挖到的部位。

陆上区域施工流程如下：桩基施工→桩间土开挖→水上施工纵横梁→抛石施工→面板（预制）安装→面层→附属设施安装。

拆除码头结构部分施工流程如下：拆除→排码头结构→挖泥施工→陆上打桩→水上施工纵横梁→抛石施工→面板（预制）安装→面层→附属设施安装。

3.2桩基施工

该项目桩基均为钢管桩，且为直桩，根据打设需满足入岩深度和贯入度的要求。桩基要求需满足：

（1）桩的承载力为320t

（2）动态打桩公式计算的桩承载力（极限承载力Ru）要≥640t

（3）每根桩的打设长度需满足承载力和桩长的要求

对于陆地区域桩基直接进行陆上打桩即可，对于原有码头区域桩基，则需要进行边拆除边施工，方法为拆除上部结构纵横梁后，以现有桩基为支撑设置桩基定位钢结构，然后进行吊打施工。

施工过程中采用吊打的施工方式，施工步骤主要如下：施工场地清理→钢护筒打设、气举法清砂→100t履带吊立桩（护筒内/纵横梁单元格内）→100t履带吊配合震动锤插桩→150t履带吊配合液压锤沉桩→停锤、验收→进行下一根钢管桩打设。

（4）钢护筒打设、清砂

采用振动锤夹桩直接起吊，易造成振动锤夹具磨损且起吊后振动锤与钢管桩不在同一条直线上，无法直接振动沉桩，因此采用打设钢护筒，后利用气举法清砂，清沙后在护筒内立桩的方式。钢护筒需根据地质情况进行打设，钢护筒长度L=10.5m，壁厚t=8mm，直径φ=1.2mm。

（5）插桩

100t履带吊吊振动锤将护筒内钢管桩夹起，缓慢向桩位点移动，使用两台经纬仪采用前方直角交汇定位法对钢管桩进行测量控制。沉桩初期采用低激振力，吊车操作手根据钢管桩偏差微调主臂，随钢管桩入土深度增加不断减少主钩吊重，待钢管桩位置稳定后采用大激振力沉桩，打入深度15m。

（6）液压冲击锤沉桩

振动锤插桩完成后，150t履带吊配合液压冲击锤进行吊打沉桩。

沉桩前确保桩帽中心与钢管桩中心处于同一直线，然后压锤，沉桩初期液压冲击锤使用手动挡并采用较小冲程进行锤击，当沉桩稳定在冲程0.6m，贯入度20cm/击左右时，冲击锤由手动挡调成自动挡。根据岩層探测结果与贯入度变化，判断钢管桩入岩，之后使用预定冲程进行沉桩，直至满足停锤标准。

（7）钢管桩打设停锤标准

液压冲击锤的停锤标准采用动力打桩公式中的海利公式，其在国外特别是香港、澳门等地区广泛使用。本项目停锤标准需入岩达到3m以上，根据国外广泛用于液压打桩锤桩基工程测试的海利公式（1）演算。

3.3桩间土开挖

桩间土开挖采用挖掘机长臂挖机开挖和履带吊配抓斗的方式进行施工。

开始陆上部分使用挖掘机进行开挖，开挖至水下3m后使用吊机配抓斗施工，部分区域使用长臂挖掘机进行施工。

抓斗选型：当码头上部结构拆除后，需使用抓斗抓取桩间土，以满足桩基拆除标高。拆除区域斜桩的桩间距最小为3.1m，其余大部分桩间距约4m左右。根据现场实际施工状况，为了提高开挖效率，项目部联系厂家定制了两部3方重型抓斗。

该抓斗自重6t，满载总重12t，抓斗开口后最大长度约3.8m，最大宽度为2.0m，抓斗可从桩间正常下落。在挖泥过程中履带吊大钩采用双抽钢丝绳主要进行抓斗闭合及提升作业，小钩钢丝绳为单抽主要辅助抓斗抛泥作业，履带吊钢丝绳为35×7-IWRC.型26mm钢丝绳，最小破断力为67t，在抛泥过程中小钩最大瞬间受力12t，其小钩系统最大规定工作荷载13.5t>12t，满足要求。

3.4水上施工纵横梁

（1）施工工序

牛腿焊接、找平、加固→底模板支设→钢筋绑扎→侧模板支设→预埋件安装、伸缩缝设置→底层砼浇筑→模板拆除→（面板安装后）→二层模板支设→二层砼浇筑。

（2）牛腿焊接及底模支设

模板支设采取焊接牛腿法，即直接在钢管桩上焊接牛腿来支撑底模，然后进行底模的铺设。牛腿使用2cm钢板进行焊接，工字钢横梁采用双肢50工字钢，上面铺轻型铝合金钢材，方木上方铺2cm竹胶板做板面。

（3）侧模板支设

钢筋绑扎完成后进行模板支设，纵横梁侧模板主要采取木模板，橡胶护舷墩处采用钢模板。在模板底部和顶部均设置通长拉条，拉条间距为70cm。

（4）混凝土浇筑

混凝土由拌和站提供，使用混凝土罐车运输，现场使用泵车进行混凝土浇筑。

浇筑前填写混凝土浇筑通知单，通知单内容包括浇筑时间、部位、混凝土类型、方量、浇筑方式等。提前安排泵车站位，准备好施工器具，混凝土到位后即进行浇筑。混凝土到场时由试验工程师测量混凝土的温度、塌落度、取样。合格后使用泵车浇筑。混凝土的温度现浇构件≤32℃。

浇筑底层时，混凝土分层振捣后厚度为40cm+40cm+30m，新浇筑混凝土与底层混凝土衔接时间≤1h，采取阶梯型方式进行浇筑。使用Φ50插入式振捣棒进行振捣，振捣时注意振捣棒不要碰触到钢筋、模板及预埋件。

4.结束语

综上所述，本工程主要的创新点为针对在拆除码头区域建设新码头采取边拆除边新建的工艺，较好地节省了水上打桩等的船机设备，也节省了成本；采用吊机抓斗进行桩间土的开挖施工，能节省船机设备；水上施工纵横梁采用轻型钢材料，达到了节能减排的作用，为后续旧码头改造新码头施工提供一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]JTS144-1-2010.港口工程荷载规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]JTS167-4-2012.港口工程桩基规范[S].北京：人民交通出版社，2012.