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八、高桩码头施工技术     P95-102 P233  P316

高桩码头建筑物是一种常用的码头结构形式，它是通过桩基将码头上部荷载传递到地基深处的持力层上，适用于软土层较厚的地基。

高桩码头主要由下列几部分组成：基桩、上部结构、接岸结构、岸坡和码头设备。

施工顺序：水下挖泥-----基桩施工-----节点施工-----上部结构施工-----附属设施施工

                    码头下面抛填-----挡土墙施工-----码头后面回填-----场地面层施工

(一)沉桩

1、沉桩方式：沉桩有陆上沉桩及水上沉桩两种方式。对于临近岸边较远的陆上桩基，采用陆上打桩；对于临近岸边的桩基工程，可以采用搭设栈桥由陆上打桩架打桩或者在水深足够时用打桩船进行水上打桩；对于远离岸边的水上沉桩作业，一般情况下采用打桩船沉桩的方式，若施工地点风浪大，打桩船有效工作时间少，工期将会拖得很长。有条件时，可以考虑采用海上自升式施工平台上设置打桩架或起重机进行沉桩作业，完全避免气候不利影响。

2、沉桩前应进行下列工作：(1)结合桩基允许偏差，校核各桩是否相碰；(2)根据选用船机性能、桩长和施工时水位变化情况，检查沉桩区泥面标高和水深是否符合沉桩要求；(3)检查沉桩区有无障碍物；(4)沉桩区附近建筑物和沉桩施工互相有无影响。

3、沉桩定位：

沉桩平面定位：(1)定位前，根据设计的桩位布置图，布置好施工基线，计算出基线上控制点与桩连线的方位角；(2)直桩的平面定位通过2~3台经纬仪，用前方任意角或直角交会法进行；(3)斜桩定位需2~3台经纬仪和一台水准仪配合；(4)沉桩时桩的坡度由打桩架来保证。

沉桩高程控制：桩尖应落在设计规定的标高上，以保证基桩承载力满足设计要求，桩尖标高是通过桩顶的标高测量实现的，沉桩时，在岸上用水准仪高程测量法对桩顶标高进行控制。

除上述传统的方法外，在港口与航道工程中已广泛应用GPS进行沉桩的平面定位和高程控制。

4、沉桩控制

沉桩控制包括偏位控制、承载力控制和桩的裂损控制。

(1)偏位控制：沉桩时要保证桩偏位不超过规定，偏位过大，给上部结构预制件的安装带了困难，也会使结构受到有害的偏心力。为了减少偏位，采取以下措施：

A、在安装工程进度时，避开在强风盛行季节沉桩，当风、浪、水流超过规定时停止沉桩作业；

B、要防止因施工活动造成定位基线走动，采用足够定位精度的定位方法，要及时开动平衡装置和松紧锚缆，以维持打桩架坡度、防止打桩船走动；

C、掌握斜坡上打桩和打斜桩的规律，拟定合理的打桩顺序，采取恰当的偏离桩位下沉，以保证沉桩完毕后的最终位置符合设计规定，并采取削坡和分区跳打桩的方法，防止岸坡滑动。

(2)桩的极限承载力控制：桩沉完以后，应保证满足设计承载力的要求。一般是控制桩尖标高和打桩最后贯入度(最后一阵，即最后的连续10击，平均每击下沉量)，即“双控”。另外在沉桩过程中还要仔细掌握贯入度的变化和及时掌握桩下沉的标高情况。

锤击沉桩控制应根据地质情况、设计承载力、锤型、桩型和桩长综合考虑。

在黏性土中沉桩，以标高控制为主，贯入度可作校核，桩尖在砂性土层或风化岩层时，以贯入度控制为主，标高作校核。当出现桩尖已达到并低于设计标高贯入度仍偏大，或沉桩已达到并小于规定贯入度而桩尖标高仍高出设计标高较多时，宜采用高应变检验(动测)桩的极限承载力并同设计研究解决。

(3)桩的裂损控制：锤击沉桩时，预应力混凝土桩不得出现裂缝，如出现裂缝应根据具体情况研究处理。

桩裂损的产生，除了制造和起吊运输上的原因以外，主要是由于沉桩过程打桩应力超过了桩的允许应力所造成。裂损控制就是要采取措施控制打桩应力，消除产生超允许拉应力的条件。在沉桩以前，要检查所用的桩是否符合规范规定的质量标准。在沉桩过程中，选用合适的桩锤、合适的冲程、合适的桩垫材料，要随时查看沉桩情况，如锤、替打、桩三者是否在同一轴线上，贯入度是否有异常变化，桩顶碎裂情况等等。桩下沉结束后，要检查桩身完好情况。

(二)夹桩

1、沉桩结束后应及时夹桩，加强基桩之间的连接，以减少桩身位移，改善施工期受力状态。

2、应根据受力情况进行夹桩设计，必要时应作现场加载试验。

3、当有台风、大浪和洪峰等预报时，必须检查夹桩设施是否牢固可靠，并采取必要的加固措施。

4、当施工荷载较大，可采用吊挂式夹桩，桩距较大且桩项标定距施工水位较小时，可采用钢梁或上承式批架结构。并应根据施工荷载，对钢梁、行架、吊筋螺栓及其部件进行设计。

(三)构件预制

1、预制场地

(1)选择临时性预制场地时，应满足下列要求：

①宜靠近施工现场，有贮存场地，周围道路畅通，临近水域，便于出运构件；②岸坡稳定，地基有足够承载力，且不宜产生有害的不均匀沉降，必要时应对地基加以处理；③不宜受水位变化和风浪的影响，并利于排水；④利用原有码头面作预制场地时，构件及施工机械的荷载不应超过码头的设计荷载。

(2)港口与航道工程中，高桩码头的构件多为预应力构件，一般都在基地预制场中利用预应力张拉台座进行预制。对于非领应力钢筋混凝土构件大部分在工地附近的预制场预制。

2、预制混凝土桩的质量要求

(1)桩身表面由于干缩产生细微裂隆，其裂缝宽度不得超过0.2mm；深度不得超过20mm，裂缝长度不得超过1／2桩宽。

(2)破身缺陷的允许值应符合下列要求：

①在桩表面上的蜂窝、麻面和气孔的深度不超过5mm，且在每个面上所占面积的总和不超过该面面积的0.5％；②沿边缘棱角破损的深度不超过5mm，且每10m长的边棱角上只有一处破损，在一根桩上边棱破损总长度不超500mm。

3、后张法预应力混凝土管桩管节质量要求

(1)管节的外壁面不应产生裂缝，内壁面由于干缩产生的微细裂缝，其缝宽不得超过0.2mm，深度不宜大于10mm，长度不宜超过60mm；

(2)管节混凝土表面应密实，不得出现露筋、空洞和缝隙夹碴等缺陷；

(3)管节表面的蜂窝、麻面、砂斑面积、砂线长度和构件尺寸应控制在允许偏差范围内。

(四)构件的吊运

1、构件的吊运

(1)预制构件吊运时的混凝土强度应符合设计要求。如需提前吊运，应经验算。

(2)预制构件采用绳扣吊运时，其吊点位置偏差不应超过设计规定位置±200mm。如用钢丝绳捆绑时，为避免钢丝绳损坏构件棱角，吊运时宜用麻袋或木块等衬垫。

(3)预制构件吊运时应使各吊点同时受力，并应注意防止构件产生扭曲。吊绳与构件水平面所成夹角不应小于45°。

(4)预制构件吊运时应徐徐起落，以免损坏。

(5)吊运桥架时应有足够的刚度，必要时采用夹木加固。

(6)对有特殊吊运要求的构件，应根据设计要求，结合施工情况采用必要的特制工具或其他吊运及加固措施，以保证施工质量。

2、构件存放

(1)预制构件存放符合下列规定：

①存放场地宜平整；②按两点吊设计的预制构件，可用两点支垫存放，但应避免长时间两点堆置，致使构件发生挠曲变形。必要时可采用多点势或其他方式存放。按三点以上设计的预制构件，宜采用多点支垫存放。垫木应均匀铺设，并应注意场地不均匀沉降对构件的影响；③不同规格的预制构件，宜分别存放。

(2)多层堆放预制构件时，其堆放层数应根据构件强度、地基承载力、垫木强度和存放稳定性确定。各层垫木应位于同一垂直面上，其位置偏差不应超过上200mm。

混凝土构件堆放层数应符合下列规定：①桩不超过三层；②叠合板不超过五层；③空心板和无梁板不超过三层；④桁架不超过两层。

(3)在岸坡顶部堆放预制构件时，应加强观测，必要时应采取措施，防止岸坡滑坡位移或发生有害沉降。

(4)预制构件存人储存场后，仍应按规定进行养护，以保证混凝土质量。

(5)用驳船装运预制构件时，符合下列规定：①驳船甲板上均匀铺设垫木，并适当布置通楞。垫木项面应保持在同一平面上，并用木楔调整垫实，预制构件宜均匀对称地摆置在势木上，保持驳船本身平稳；②按支点位置布置垫水时，其位置偏差不得超过土200mm；③装运多层预制构件时，各层垫木应在同一垂直面上。

(6)驳船装运预制构件时，应注意甲板的强度和船体的稳定性，宜采用宝塔式和对称的间隔方法装驳。吊运构件时，应使船体保持平稳。

(7)驳船装预制构件长途运输时，应采取下列措施：

①对船体进行严格检查，采取必要的加固措施；②如有风浪影响，应水密封舱；③预制构件装驳后应采取加撑、加焊和系绑等措施，防止因风浪影响，造成构件倾倒或坠落。

(8)在陆上运输预制构件时，各支点位置应符合设计要求，并防止过猛的振动。在斜坡上运送时，滑道应平整以保持构件的平稳。

(五)构件安装

1、预制构件安装前，应进行下列工作：

(1)测设预制构件的安装位置线和标高控制点；

(2)对预制构件的类型编号、外形尺寸、质量、数量、混凝土强度、预留孔、预埋件及吊点等进行复查；

(3)检查支承结构的可靠性以及周围钢筋和模板是否妨碍安装；

(4)为使安装顺利进行，应结合施工情况，选择安装船机和吊索点，编制预制构件装驳和安装顺序图，按顺序图装驳及安装。

2、预制构件安装时，应满足下列要求：

(1)搁置面要平整，预制构件与搁置面间应接触紧密；

(2)应逐层控制标高；

(3)当露出的钢筋影响安装时，不得随意割除，并应及时与设计单位研究解决；

(4)对安装后不易稳定及可能遭受风浪、水流和船舶碰撞等影响的构件，应在安装后及时采取夹木、加撑、加焊和系缆等加固措施，防止构件倾倒或坠落。

3、用水泥砂浆找平预制构件搁面时，应符合下列规定：

(1)不得在砂浆硬化后安装构件；

(2)水泥砂浆找平厚度直取10～20mm，超过20mm应采取措施；

(3)应做到坐浆饱满，安装后略有余浆挤出缝口为准，缝口处不得有空隙，并在接缝处应用砂浆嵌塞密实及勾缝。

4、构件的稳固

构件就位后，要立即采取措施予以稳固。

(1)纵梁及吊车梁，安装就位搁置在横梁上以后，立即在节点将两根相接的梁底部伸出的钢筋焊接起来；

(2)叠合板在安装就位以后，要将接缝处伸出的钢筋焊接起来；

(3)靠船构件安装时，重心向外，上部外倾，常用两根带张紧器（花篮螺丝）的临时拉条稳住，并加以调整，使之符合设计位置保持其垂直度，然后将伸出的钢筋与横梁的钢筋焊接起来；

5、节点、接缝和接合面混凝土浇筑

预制构件安装就位稳固以后，可用陆上或水上浇筑法，在节点或接缝处浇筑混凝土，将构件连接成整体。

(六)接岸结构和岸坡施工

施工工艺和施工程序应符合码头岸坡稳定的设计要求，如不符合，应进行岸坡稳定验算。

1、码头施工区挖泥

应按下列要求进行：(1)挖泥前，测量挖泥区水深断面。(2)应按设计或施工的开挖要求进行阶梯形分层挖泥。(3)挖泥完毕后，复测开挖范围的水深断面是否符合要求。

2、岸坡施工

沉桩后进行回填或抛石前，先清除回淤浮泥和塌坡泥土。抛填过程中，宜定时施测回淤量。如遇异常情况，如大风暴、特大潮等过后，必须及时施测回淤，必要时，应再次清淤。清淤后应及时进行抛填，应做到随清随抛。

抛填时，应由水域向岸分层进行，在基桩处，沿桩周对称抛填，桩两侧高差不得大于lm。如设计另有规定，应满足设计要求。

3、接岸结构施工

(1)在接岸结构岸坡回填土和抛石时，不宜由岸向水域方向倾倒推进的施工方法。

(2)采用挡土墙时，其基础回填土或抛石均应分层夯实或辗压密实。

(3)采用板桩时①回填顺序应符合设计要求。回填时首先应回填锚碇结构前的区域，待拉杆拉紧后再回填板桩墙后区域。②锚碇结构前回填时，应按设计要求分层夯实。③板桩墙后回填前应清除回淤后的淤泥。水下回填宜从板桩墙向陆域方法进行。

(4)采用深层水泥搅拌加固地基时①应逐层做标准贯入等试验，查明加固区土层分布和软土层厚度、拟加固深度范围内有无硬夹层。尽量查明妨碍搅拌施工的孤石及异物等。经上述调查后，若施工中仍遇有异常或发现异物，应由有关方面另行商定解决。②对现场水质进行调查。查明PH值、易溶盐、海水污染程度和原因以及对水泥搅拌体的侵蚀性等。③对海底土特性进行调查分析，应进行逐层土的化学分析和矿物组成分析。查明拟加固土的腐殖质含量、土的PH值，有机质含量及活化反应特性，以判定在该地区实施深层水泥搅拌法的有效程度，供选择水泥品种和确定掺量。

4、沉降、位移观测点的要求

施工过程中，根据设计要求，结合现场施工条件设置沉降和位移观测点，并应符合下列要求：

(1)施工期间，对正在施工部位以及附近受影响的建筑物或岸坡定期进行沉降及位移观测，并作好记录。

(2)在浇筑码头面层时，埋置固定的沉降、位移观测点，定期进行观测，并作好记录。

(3)固定的沉降、位移观测点，应在竣工平面图上注明，交工验收时一并交付使用单位。

【工程建设标准强制性条文】中《高桩码头设计与施工规范》（JTJ 291—98）对施工期验算岸坡稳定的要求、对预制构件安装的要求3.49.1、12.0.2条。

一、对施工期验算岸坡稳定的要求

3.49.1施工时期应验算岸玻由于挖泥、回填土、抛填块石和吹填等对稳定性的影响，并考虑打桩振动所带来的不利因素。施工时期按可能出现的各种受荷情况，与设计低水位组合，进行岸坡稳定性计算。

二、对预制构件安装的要求

12.0.2预制构件安装时，应满足下列要求：对安装后不易稳定及可能遭受风浪、水流或船舶碰撞等影响的构件，应在安装后及时采取加固措施。

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