第七章高桩码头施工.ppt

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1、第七章 高桩码头施工,第一节 高桩码头的基本组成 （一）桩 钢筋砼桩 普通钢筋砼桩； 预应力（抗裂性能好）钢筋砼桩（空心或实心）； 大直径钢筋砼管桩（外海深水）。,大直径钢筋砼管桩,钢管桩 开口桩（无桩尖）：容易沉桩，形成土塞后承载力足够。最终承载力比同直径的闭口桩少20%。 半封闭尖桩 全半封闭尖桩,钢管桩螺旋焊缝,灌注桩,钢桩,（二）纵梁、横梁: 预应力钢筋砼矩形梁或倒T形梁,（三）面板： 单向板； 双向板； 悬臂板。 （四）桩帽 （五）靠船构件等。,施工过程,第二节 预制桩的施工方法,一、桩的制作 （一）钢筋砼桩 先张法 后张法 一般在专设的预制厂，非预应力桩也可现场制作（若工地离预制厂

2、远） 后张法预应力管桩，可先用离心法在工厂预制成管桩等。 在工地现厂穿高强度钢丝，通过施加预应力进行拼接。,（二）钢管桩,一般在专门工厂生产成单节管桩，运倒工地后拼接焊接，加固桩顶及桩尖，并进行防腐蚀处理。 尽量采用螺旋形焊接，分段拼接时必须在接头内侧加焊衬套，以确保接头牢固、平直、可靠。,二、桩的吊运、堆存,桩从制成到沉桩，中间要经过吊运和堆存。注意不要使桩产生损伤和变形。 桩是对称配筋的，应使桩身产生的正负弯距相等，并且在安全范围内。,两点吊：钢筋砼桩长不超过20m的一般采用两点吊。 吊索垂直桩柱： M0.2130qL2 吊索不垂直桩柱：（桩不浸水）M0.2130qL2 （桩浸水）M0.2

3、451qL2 q桩单位长度重力KN/m 港口工程施工手册： 水平吊运：M0.0215aqL2 (存疑？) ， a=1.3 吊立： M0.0250aqL2 ， a=1.1 a动力系数 （A型桩，即等断面桩）,（一）吊运,四点吊：(20m以上用三点或四点吊),吊索垂直桩柱： M=0.0774qL2 吊索不垂直桩柱：L=30m,M0.1598qL2 30m=L36m,M0.1686qL2 吊绳与构件水平面所成夹角45，吊点位置偏差200mm，钢丝绳捆绑时，用麻袋或木块衬垫。,（二）堆存 支垫点必须在吊点位置处。 作好排水工作（养护水，雨水） 地基有足够承载力、整平。 最多桩放三层。 （三）出运 起重

4、机（汽车）驳船 工地 先用放上，后用放下，逐层装（船、车）， 同一层内先 放两侧，后放中间。 支垫点与堆存时相同，并注意行车平稳。,三、沉桩,（一）沉桩方式 打桩船水上打桩（目前最常用方式，我国目前能力打到7080m深），要求水流、波浪条件较好，水深足够,升降式平台船的“水”上沉桩（实际方法同陆上）,吊机“陆”上沉桩方式（当打桩船和升降台都不能使用时），边打桩，边铺面板前进，打下一个桩。,（二）沉桩方法,锤击法（常用）、震动法、射水法、压入法。 1、锤击法 利用锤的断续冲击，使桩周围土体不断受挤压，剪切破坏，使桩逐步下沉的沉桩方法。,锤的种类：蒸汽锤、柴油锤、液压锤,1）蒸汽锤 单动锤：冲击部

5、分的上升由蒸汽推动，下降为自由下落f=5080次/min 双动锤：上升和下降都有蒸汽作用。f=100200次/min。 打桩效率低、设备笨重、成本高。 优点：锤质量大，使用稳定可靠。单动锤，锤芯3.6t和4.5t、6.6t。冲程0.40.6m。,2）柴油锤,工作原理类似内燃机。 优点：构造简单，使用方便，不需供气设备，使用费用低。,柴油锤,缺点：低温时启动困难，软土上打桩时贯入度大，不易反弹，往往不能连续工作，打击力不易控制，残油飞溅。,一般为筒式柴油锤。f一般3560次/min，锤芯重210t。 锤击能近似计算： 打直桩时 E=1.2WH W锤重； H落距（12m） 打斜桩时 桩轴线和垂直线

6、的夹角 活塞与气缺的摩擦系数,3）液压锤,一种新式的桩锤，对桩顶的瞬间冲击力小，桩不易破坏，压桩力作用在桩头上的持续时间长，能量利用率高，可水下打桩。 缺点：构造复杂，造价高。,桩架： 起吊桩、桩锤、替打等的支架，并作为沉桩时导向之用。,打桩架高度： HH1+H2+H3+H4-H5 H桩架有效高度（从水面或地面算起） H1桩长 H2桩锤和替打高度 H3滑轮组高度 H4安全高度（富裕水深）,水上打桩12m，陆上0.30.5m。 H5施工水深，陆上H50 我国目前最大80m，一般40m左右。,替打和桩垫 替打（木制）：主要起缓冲作用，保护桩头，也起送桩作用。 伸出龙口长度不超过替打长度的 1/22

7、/3，以保证锤、替打和桩三者轴线在一条直线上。桩垫（厚1520cm），起缓冲作用，使打击力量均匀。一般牛皮纸叠的。（也有木制）,2、震动沉桩法,高压水，冲击破坏土壤结构，使桩在锤击和自重作用下下沉。 对砂性土效果最好。,3、射水锤击法,内冲内排法（空心桩） 内冲外排法 外冲外排法（实心桩）,4、压入法,第三节沉桩定位,高桩码头基桩多，其施工控制测量和细部测量，与其他类型相 比较为复杂。包括高程控制和平面控制点。 一、测量基线的设置 1）基线尽可能与码头纵横轴线平行。 2）通视条件好，视线短。地基条件好，不易沉陷和移动。如码头承台较宽，可随施工进展，将基线移设于已建成的承台上。 3）基线的构造可

8、为木板。板下设短木桩，或在夯实的地基上现浇砼板。,4）当条件不允许做平行于码头纵横轴线的基线时，可用前方任意角交汇进行细部测量。此时若码头轴线与设计采用坐标不平行，为了简化细部测量点的坐标值计算，应建立与码头轴线相平行的施工坐标系。,施工坐标系原点的选择，应使码头平面处于第一象限内，有利于校核，简化计算。 平面控制点的位置和数量，宜使细部测量点的前方交汇角在80130之间，以提高测量精度。发展方向是GPS定位或全站仪测控。,第四节 沉桩,一、沉桩前准备 1、查阅地质勘察报告。着重注意“透镜体”的分布范围、厚度、土质以及设计桩尖标高处上、下土层性质的变化。 2、在基桩平面布置图上，标出各设计阶段

9、钻孔的位置，设计桩尖处土层的标高、厚度、N值。在地质剖面图上，标出与其相邻近基桩的位置 3、查阅挖泥竣工图，了解挖泥分层厚度和局部超深情况 4、核算打桩船架高。 5、在基桩布置平面图上，校验打桩船驻位和锚缆设置，能否沉全部基桩，并安排沉桩顺序（桩列、数量多时，可分层分段）。,二、沉桩程序,移船取桩（方驳）吊立入龙口移船就位 调平船、调整龙口的垂直度（直桩）或斜度（斜桩）定位，收紧缆绳 桩自沉测桩偏位、调整船和龙口 压上锤与替打再测偏位，调整和龙口 小冲程锤击沉桩 正常锤击沉桩 满足沉桩控制条件，停止锤击 估测桩偏位起吊锤和替打估测桩偏位移船取桩,三、沉桩注意事项,1）斜坡上下桩定位，适当偏向坡

10、定方向定位下沉（提前量）。 2）锤、替打和桩始终保持一条直线，以免偏击和蹩劲沉桩。 3）自沉或压上锤和替打后，纠偏只能“微”调船位和龙口，尤其对钢筋砼桩，防止桩蹩断、裂。 4）随潮水涨落松紧缆，保持船位不变，防止个别锚缆受力过大。,5）沉桩记录要准确，尤其是停锤前几阵的贯入度和锤冲击部分的反跳高度。 6）沉桩要连续，不要中断，以免土壤恢复增加沉桩阻力。 7）监测岸坡的稳定和已沉桩的变位，发现问题及时处理。 8）水深流急或浪大，应对已沉桩夹桩加固，防止偏位增大或破坏，风力大于6级或波高0.5m，或水流流速1.5m/s，应停止沉桩作业。,四、沉桩控制条件,锤击沉桩的控制条件有标高和贯入度（通常控制

11、最后贯入 100mm或最后锤击的3050击，平均每击的下沉量） 应满足设计承载力的要求： 桩侧摩擦力 桩尖阻力 贯入度（反映）沉桩阻力反映桩尖处土层情况一定 程度上反映了承载能力。 控制桩尖标高保证桩尖落在持力层上。,一般情况下 粘性土中，以标高控制为主，贯入度作校核。 桩尖落在砂性土或风化岩层中时， 应以贯入度控制为主，标高控制作校核。 具体：1、一般粘性土，桩顶标高允许偏差 10.0cm 0.0cm 2、硬塑状粘土,（1）桩尖已达到设计标高，贯入度仍较大，且设计对贯入度有要求时应继续锤击，使贯入度接近控制 贯入度。但一般1m。 （2）当桩尖离设计标高尚较大，而贯入度已较小且沉桩困难时，应继

12、续锤击10cm（或3050击），其平均贯入度不应大于 控制贯入度，但桩尖离设计标高不宜超过12m。 3、桩尖标高处为中密以上砂土层，老粘土层、风化岩层，应以贯入度为主，标高校核。（同第2条第（2）项处理）。 4、沉桩不能满足上述要求时，应会同设计单位研究处理。 5、控制贯入度由试桩或当地实践确定。,五、偏位控制,偏位难以避免，与桩身质量，风浪流影响。地形地质条件有关（及沉桩操作）。 直桩桩顶偏差10cm 斜桩桩顶偏差15cm 离岸式码头的大直径砼管桩和钢管桩，直桩可允许25cm 斜桩30cm 桩轴线斜偏差1%。,六、桩的裂损控制和缺陷处理,沉桩时随时检查桩锤，替打和桩身轴线是否一致。 注意贯入

13、度有无异常变化。检查桩顶破碎程度。预应力桩不应出现裂痕。 沉桩完毕，必须及时夹桩，方木顶撑或拉条固定。严禁在沉好的桩上系缆靠船。设立警示牌和灯光，防止船碰撞。,为防止偏位：,1）检查复核施工基线，采用有足够精度的定位方法。 2）风浪流较小的情况下沉桩。 3）及时开动平衡装置和松紧锚缆，防止船位走动，维持打桩架规定的倾斜度。 4）掌握在岸坡上打桩滑移规律。 5）沉桩过程中应经常用经纬仪检查桩位及轴线倾斜情况，及时纠正。若偏位过大，则应补桩。,桩头若破裂、打烂，应部分凿去，再浇桩帽或接高。 若沉桩不久遇孤石等障碍物，应拔桩，清理障碍物。 打入较深的管桩，可灌砼（先清除管桩内泥土）,七、接桩和截桩,

14、1）接桩桩顶低于设计标高，不论是砼还是钢桩，均须除去锤击损坏部分，再接高。 除去的方法： 钢砼桩在夹桩支承系统和底横完成后，用风铲凿除，焊接受力筋，支模板浇砼。在拟凿除的下边缘用木或钢箍箍桩，先用凿子凿槽。,钢桩用磁力切割器截除，焊接接高（加内垫板）,2）截桩桩顶高于设计标高。 截除方法同上，截断时应注意主筋在设计标高以上需保留满足锚固的长度，并不少于50cm。,第五节 上部结构施工,（梁、板、靠船构件） 一、桩帽施工 上部结构为预制安装时，基桩上多设有桩帽。 单桩桩帽 双桩桩帽 叉桩桩帽 簇桩桩帽,一般顺序：,1、安支承系统 夹桩式,一至三层夹桩木，支承能力小（且不准确），但操作方便。,悬吊

15、底模式,由平面钢框架，螺栓吊杆，主次钢梁组成。支承力计算准确。但用钢量大，费用高。多用于钢桩的双桩、叉桩和簇桩等重量较大的桩帽。,悬吊侧、底模式支承系统,须用钢侧模和钢楞。适用于平面尺寸大和重量重的（钢桩）桩帽。,2、底模和侧模,底模木板、木楞或型钢作楞。 侧模组合式钢模或木模。也可用组合式钢砼板模，作 为桩帽结构的一部分。,3、浇筑砼,现场绑扎钢筋或安装预制钢筋骨架。 若上部节点现浇，则锚固筋位置要求不高。 若上部为预制构件， 则锚固筋要对准预留孔。,松木岛单桩桩帽钢筋骨架,4、预制桩帽,当采用吊机“陆”上沉桩时，为给逐档推进创造有利条件，可采用预制钢桩帽或钢砼一钢管混合桩帽。,二、预制构件

16、安装前准备,1、核对桩的偏位、梁（板）搁置长度不满足最小值，加长、缩短预制构件。 2、校对预制件的尺寸、数量、预制质量、预埋件等。 3、准备吊装设备位置（陆上（轮胎式起重机）、水上（起重量大，吊臂能旋转的起重船）起重设备），增加起重效率。 4、合理安排吊装顺序。 5、以段为单元，绘制预制构件安装图。标出构件名称和编号。 6、控制施工标高。桩帽顶，梁顶，板底，面层顶的标高。（每一 步都要控制标高）,三、梁安装,按支承情况的不同，可分为两点、三点、和四点支承的梁。 （两点支承）简支架后方承台支架 两点梁：前方承台门机梁、连系梁等纵向连续梁使用时分段先后浇砼形成连续梁 三点、四点梁：前方承台的横向连

17、续梁（一般称为前方横梁或横梁）,（一）简支梁安装：,在桩帽顶面和侧面分别标出梁的端线和边线。 在桩帽上用水泥砂浆安稳水泥砂浆垫块，块顶即为所需控制标高。 在垫块上安4mm左右薄木板，以木板顶为准满铺水泥砂浆，取去薄木板。,在梁的预留孔内插导向管，吊梁就位，用钩镰枪使锚固筋对准导向管安装。 取出导向管，用水 湿润预留孔壁，向孔内灌砼。 检测和记录梁的侧向倾斜度和两端搁置长度。,（二）两点、三点和四点支承梁安装,两点、三点、四点支承的梁，安时都是两点支承（俗称为“硬支点”） 安装前，在桩帽上用水泥砂浆稳安细石砼垫块做成硬支点,三点、四点支承梁的硬支点位置，由设计者按计算决定。,安装后，其余支点用硬

18、木楔支顶，待接头砼或填充砼浇筑后，取出硬木楔，遗留下的孔用水泥砂浆填堵。,安装连续梁，梁在桩帽上的搁置长度无最小值要求，梁端下的垫块和砂浆主要起控制标高和防止梁倾斜的作用，只需满足施工条件的强度要求，传递荷载主要靠接头砼。,四、板安装,板按安装时支承情况的不同，可分为两边、四点和多点支承的板。 两边支承板：梁板式后方承台简支板 前方承台连续板 四点和多点支承板：无梁板式的双向连续板。,（一）两边支承板的安装, 简支板安装同简支梁的安装。用短钢筋将板接头处的数对外露钢筋，采用搭接焊进行连接。,洋 山 港 码 头 面 板 接 缝 钢 筋 搭 接,长兴岛码头面层悬吊模板,连续板安装。所垫水泥砂浆“外

19、高，内低”，高处厚为34cm，比控制标高高1cm。 连续板至少两侧有外伸环形接头钢筋。为避免环形筋碰撞，板与板之间宜相对错开34cm（1.52倍钢筋直径）,（二）四点和多点支承板的安装,为减少因板底不平整，或垫块安设标高不准所引起的安装应力，一般采用牛油盘根法。 牛油盘根1622mm浸牛油的棉绳盘成，直径810cm。使用前须在压力机上率定其受力压缩后厚度与压力的关系曲线。,在桩帽上用水泥砂浆稳安细石砼垫块。 吊安板时在垫块上安放牛油盘根、垫块顶高加上牛油盘根受支承力压缩后的厚度即为控制标高。,多点支承板类似，只是各点支承力不同，各点控制标高不同。,五、靠船构件安装,重点：靠船构件的重心与安装时

20、的支承点不在一条垂直线上。吊安时必须施以水平力正位。可在顶部设手动 葫芦。 正位后，顶部用拉杆与横向连续梁上的吊耳相连或下部用斜撑支撑。 未浇筑靠船构件与梁板之间的接缝砼之前，严禁停靠船舶，以免碰坏。,松木岛靠船构件,长兴岛码头待安装的靠船构件,六、接头（缝）砼和面层砼,上部结构预制安装时，梁、板等预制构件间接头缝很多，为使码头逐片、逐段形成稳定体系，应及时分批浇筑接头（缝）砼。 面板常采用预制叠合板：现浇部分 预制部分,长兴岛码头面层,洋山港码头叠合板面板,洋山港码头纵横梁预留钢筋,洋山港面层混凝土养护,洋山港码头后方堆场面层混凝土大板,七、轨道安装（门机或桥吊轨道）,吊轨法沿轨道按一定间距安设吊轨架。 轨道的轴线位置和标高，同一般测量，分别用经纬线、水平仪进行测量控制。,但为确保两条轨道在同一断面的高差不超过允许值，宜沿中心线支立水平仪使同一断面测实的前视距离完全相等。,预埋螺栓定位钢板法 定位后浇砼。安钢轨。试运行后填沥青砂，使轨道螺栓、螺母与空气隔绝。（损坏后修复困难）,轨道梁上预留孔，用硫磺砂浆来固定扣住钢轨的螺栓。,大窑湾码头,