高桩码头工程中的桩基平台施工技术研究
摘要：高桩码头桩基平台施工是码头工程中最为关键的一环，它决定了码头工程整体的工程质量及结果。本文介绍了某S港区码头工程中的高桩码头桩基平台施工设计和施工工艺，希望有效提升高桩码头工程的施工效率。
关键词：高桩码头；桩基平台；施工设计；工艺
在港区码头进行高桩码头桩基平台施工，由于施工地区存在深水位、高水位差和大流速等地理特征，再加之季节性水位涨落影响，所以桩基平台的施工难度是非常之大的。笔者认为在工程中应该合理利用桩基冲孔、钢筋笼制作以及水下混凝土浇筑等技术，保证桩基平台施工建设的高质量。
一、S港区高桩码头的工程概况
本工程水工建筑物包括码头及引桥部分，考虑预留船型的因素，按一级建筑物设计。水工建筑物的设计基准期为50年。码头平面采用连片式布置，码头总长340m，码头由1个工作平台、4个系缆墩及1个引桥组成。墩与墩之间、墩与工作平台之间采用人行钢便桥联系，码头通过引桥与后方陆域联系。
1、水文
潮汐:
潮汐主要受东海前进潮波控制，并以M2分潮起支配作用。潮型判别系数
（H
K1+H01）/H
M2
<0.5,潮汐日不等现象较为明显，一般从春分至秋分时段内夜潮大
于日潮，从秋分至翌年春分日潮大于夜潮，因此本海区潮汐类型属非正规半日浅海潮。本海区潮差较大，涨潮历日大于落潮历时，是我国的强潮海区之一。
设计水位:
设计高水位：2.87m（高潮累积频率10%）
设计低水位：-2.83m（低潮累积频率90%）
极端高水位：4.63m（重现期50年一遇）
极端低水位：-3.75m（重现期50年一遇）
工程设计流速:
码头工程设计流速（垂线平均）取值如下：
涨潮流：1.35m/s,流向253°；
落潮流：1.68m/s，流向72°。
设计波要素:
拟建码头附近水域掩护条件较好，对拟建工程处可能产生影响的波浪主要来自两个方向：一是外海NE～ENE向波浪。据实测资料，该向为洞头海域的强浪向之一，同时也是当地的强风向和常风向，所以外海波浪与风场的共同作用可能会形成较大的风涌混合浪，加上南水道走向大致为东偏北30，该向波浪经由南水道传入进而影响工程水域。二是W～WSW向。由于工程水域西接瓯江口风区较长，加上该向风速强度比较大，具备一定的风成浪条件，也有可能对港口产生影响。
2、工程地质:
根据《温州港状元岙港区化工码头工程岩土工程勘察报告（施工图设计阶段）浙江省工程勘察院2011.06》及《温州港状元岙港区化工码头工程岩土工程勘察报告（初步设计阶段）浙江省工程院2011.01》，本工程场地地层层序，从上到下分述如下：
①1层淤泥：灰色，局部顶部黄灰色，流塑，局部夹有粉砂团块和贝壳碎片，切面光滑，干强度和韧性高，高压缩性，性质较差。
①2层淤泥质粘土：灰色，流塑，局部夹有粉砂团块和贝壳碎片，光滑，干强度及韧性高，高压缩性，性质较差。
②1层含粘性土卵石：浅灰黄色，中密为主，卵石含量约50%，粒径一般5～10cm，大者可达15cm左右，圆砾含量10～20%，余以粘性土为主，砂少量，土质不均。
③层粘土：灰色，软塑，厚层状，含少量半腐植物残体，光滑，干强度及韧性高，高压缩性。
④1层含粘性土粉砂：灰黄色，稍中密，混少量粘性土，偶夹径0.5～1cm 圆砾，具水平层理及铁锰质条纹。摇震反应迅速。
④2层含粘性土圆砾：浅灰黄色，中密为主，卵石、圆砾含量约50～60%，
其中卵石含量约占20%，圆砾粒径一般0.5～2cm，卵石一般2～5cm,砂含量约占20%，余为粘性土，局部粘性土含量较高，土质不均。
⑤层粘土：灰色，软塑，厚层状，含较多半腐植物残体，光滑，干强度及韧性高，高压缩性。
⑥1层含碎石粉质粘土：灰黄色，可塑，厚层状，含有20～30%左右的碎石和角砾，粒径一般2～6cm，多呈强风化状态，土质不均。
⑥2层含粘性土碎石：灰黄色，中密为主，碎石含量约50%，粒径一般2～5cm,大者可达8～10cm,部分呈强风化状态，余以粘性土为主，土质不均。
⑦1层全风化花岗斑岩：灰黄、灰褐色，局部略带紫红色，风化极强，岩芯呈砂土状，中密状态，铁锰质渲染强烈。
⑦2层强风化花岗斑岩：灰黄、灰褐色，局部略带紫红色，岩芯呈碎块状，风化强烈，碎块手碾易碎或部分易碎，铁锰质渲染较强，风化裂隙很发育。
⑦3层中风化花岗斑岩：浅紫红色，斑状结构，块状结构，岩芯呈短柱状、碎块状，以短柱状为主，柱长一般5～15cm，裂隙发育，面上铁锰质渲染较强，岩石属硬质岩。
3、地质情况分析：
本工程地质情况复杂，主要体现在覆盖层较薄，且存在较大的陡坡。
码头平台部分覆盖层很浅，1#～15#排架间除个别区域有10m左右覆盖层外，绝大部分区域仅有5m左右，甚至更少。16#～21#排架区域覆盖层较少。钢套管沉桩后，需采取有效的稳桩措施，确保桩基稳定。
二、S港区高桩码头桩基平台的施工总体方案
高桩码头桩基平台施工作业时刻受水位变化影响，所以必须首先搭设水上施工平台，从而解决水上施工所存在的各种问题。
平台主要分通道平台、码头段作业平台两个部分。面净宽6m，车行道5.3m，人行道0.7m（人行道遇到钢套管位置断开，作活动钢跳板），顶面设计标高+7.2m。码头及系缆墩部分通道平台每排架采用2根φ820钢管桩打入强风化岩层作为基础，桩中心间距4.5m，纵向排架间距5m、7.5m布置。钢管间在标高+1.5m处以I28a工字钢双拼作为平联，再以两根[20a槽钢作为剪刀撑。钢管内嵌入单根H70型钢作为平台结构主梁（码头部分平台的主梁与钻机作业平台连接形成整体），
上设7榀贝雷。贝雷片上间距按60cm布置I28a分配梁，分配梁设[20槽钢间隔3cm平放作为面板。两侧设护栏，护栏以1.2m[10槽钢间隔3m布置作为立柱，立柱割两个圆孔，孔中穿镀锌钢管作横档。
码头段作业平台顶面标高+5.635m；采用φ630钢管桩打至强风化岩层作为基础，上设H70型钢和通道平台φ820钢管桩连接，H70型钢上面间隔1.5m铺设I28a双拼工字钢，面上铺设10mm厚钢板，钢管桩在标高+1.5m处以I25a工字钢双拼进行水平连接（设斜撑），以确保钢管桩的稳定。码头平台16～21#排架基岩裸露没有覆盖层，该段通道平台和作业平台钢管内设2根2m长锚杆（入中风化1m）。每根由3根φ20锚筋间隔1米点焊成束，锚孔内灌浆后，钢管桩内浇筑2m高混凝土进行锚固，确保钢管稳定。
经过计算钢平台受力满足施工荷载要求。
三、S港区高桩码头桩基平台的施工施工工艺
1、平台搭设
根据现场施工条件，钢平台搭设从引桥开始向码头平台方向逐步推进。利用80t履带吊起吊钢管桩将其吊入制作好的沉桩定位架内。履带吊再吊起DZ150A 双颊振动锤夹住钢管桩桩顶开始沉桩施工。引桥部分存在大量抛石层，平台钢管桩沉设以在振动锤最大激振力下不再下沉为准。码头平台部分均沉至强风化岩层。钢管桩沉设后，利用I28a工字钢双拼进行水平连接，通道平台设斜撑。具体布置见详图。
主梁安装：钢管桩沉设完成后，在桩顶开40cm深孔，履带起吊主梁，嵌入钢管桩顶部，进行焊接。
贝雷安装安装：贝雷片分批次在陆上拼接后，利用平板车运至安装处，履带吊起吊放置平台主梁上。利用连接件焊接与主梁型钢进行连接。
分配梁及面板安装：分配梁和面板槽钢在陆域加工场地加工成6m×6m的板块，利用平板车运至安装处，履带吊起吊安装至贝雷上，再利用卡扣焊接与贝雷进行连接。
