悬吊模法在板桩码头胸墙施工中的应用

邹伟 刘功鑫 丁红波

摘 要：文章依托菲律宾八打雁港板桩码头胸墙施工实例，采用悬吊模板方案，对大定型钢模板整体吊装入水，制定适应锁口钢管桩墙的止水措施，在水位变动区形成干施工条件，成功解决锁口钢管桩为前墙的胸墙混凝土水下浇筑难的问题，确保了码头胸墙的质量，且提高了施工安全性和施工效率。

关键词：板桩码头 锁口鋼管桩 胸墙施工

1.工程概况

菲律宾八打雁港码头项目需新建75000t级集装箱装卸码头。码头泊位长220m，结构型式为板桩结构。前墙桩基采用Φ1500mm锁口钢管桩形成岸墙，胸墙位于桩顶，胸墙全长237.12m，划分成为15段，中间标准段每段长15.1m，混凝土强度等级为C32，胸墙底标高+0.5m，底宽2.2m（护弦板部位底宽3.9m），顶标高+3.366m，顶宽4.1m，高2.866m。胸墙伸缩缝处+2.1m以上设计有传力杆。胸墙上包括锚杆预埋件、护轮坎、钢轨、线缆槽、橡胶护弦板、系船柱与其他附属设施。

现场海面实际水位特征值：最高水位：+1.8m；平均潮水：+1.0m；最低水位：+0.3m。

2.胸墙模板施工特点与难点分析

（1）胸墙厚度有2.866m，相对较厚，对模板支撑体系要求高。

（2）胸墙底标高为+0.5m，绝大部分时间是在海水中，高潮时可淹没胸墙下半部分。模板安装需带水施工，施工难度大。

（3）前桩墙由φ1500mmCT锁口钢管桩组成，模板安装后钢管桩锁口、底模、拉杆、桩内预埋锚杆位置均存在漏水点，止水难度大。

（4）为避免胸墙混凝土浇筑后前期接触海水，国内规范一般要求宜10d拆模，本工程要求模板28d拆模。拆模时间长对施工进度影响很大。

3.胸墙施工方案

根据施工特点，采用悬吊模法施工为最佳方案，具体形式为在CT锁口钢管桩内预埋立柱支架与型钢梁形成两边悬臂梁，止水拉杆吊住模板的方法，结构安全可靠。

3.1模板施工难点解决方法

（1）对胸墙分两层浇筑，以降低对模板支撑体系的受力要求。下层浇筑到+2.17m，高度1.67m，上层浇筑到胸墙顶部+3.37m，浇筑高度1.2m，最后浇筑护轮坎、安装钢轨、橡胶护弦板、系船柱与其他附属设施。

（2）采用两层浇筑只有下层受潮水影响，模板采用大定型钢模，将侧模与底模制作为一个整体，对模板底部浇筑封底混凝土，可为钢筋绑扎与混凝土浇筑提供干施工作业条件。

（3）根据实际情况对各漏水点有针对性的水下封堵。

（4）按要求的28d拆除模板，端模采用双层钢板模板施工，相邻段胸墙施工可按计划尽早拆除端模。

3.2胸墙施工流程

胸墙施工具体流程如下：桩芯混凝土浇筑、预埋模板系统立柱→安装主梁与分配梁→下层模板、拉杆安装→模板缝与钢管桩锁口止水→浇筑封底混凝土→抽水→下层钢筋绑扎与预埋件安装→浇筑下层混凝土→绑扎上层钢筋、安装预埋件→安装上层侧模→浇筑上层混凝土→拆除拉杆与分配梁→拆除立柱与主梁→拆除上层模板→拆除下层模板。

3.3胸墙模板设计

胸墙下层模板采用整体钢模结构，下层胸墙模板系统主要由立柱支架、主梁、拉杆、侧模及底模组成。胸墙下层模板系统工作原理：利用预埋立柱支架作为整个底模系统的支撑，在其上端设置63工字钢主梁、25槽钢分配梁、拉杆吊住底部底模。

在浇筑桩芯混凝土时，在每根桩预埋两根200×150H型钢立柱（护弦板处是4根），可提供足够的抗弯及承载能力。侧模采用5mm钢板，背架采用10槽钢与底部25槽钢托架相连，侧模与底模形成整体模板。

上层胸墙可在水上正常施工，模板以下层模板为基础，采用组合钢模，与下层钢模螺栓连接固定，顶部采用拉杆对拉的方式固定。吊模只应用于下层胸墙施工，如图1所示为胸墙下层模板底托架平面图。

3.4下层模板受力体系验算

考虑到下层模板安全性，需验算模板受力体系是否满足要求，验算项目包括：整体梁系应力、拉杆拉应力、整体位移、竖向位移、封底混凝土抽水后拉压应力。

采用MIDAS civil对胸墙模板做整体受力计算，考虑对封底混凝土浇筑后与浇筑下层混凝土两种情况的最不利工况进行计算：

工况1：封底混凝土浇筑完、设计高水位、且在大浪0.5m高时抽水；

工况2：浇筑下层胸墙混凝土时、设计低水位、大浪0.5m高、且不考虑封底混凝土的作用。

经计算复核，封底混凝土最大主拉应力与最大压应力、整体梁系应力、拉杆拉应力、整体位移均满足施工安全要求。

3.5施工模板制造

一段下层胸墙模板长15.1m、高2.8m。在现场加工场对侧模、底模及背架焊接形成整体。端头封头模板另外采用钢板与角钢焊接形成整块。底模托架为25双拼槽钢，侧模采用5mm钢板，横楞采用7.5槽钢，竖楞采用16槽钢，安装时上下采用25与16拉杆对拉。

为适应模板安装要求，对侧模与底模需切割竖直拉杆孔、锚杆预留孔，锚杆预留孔直径应控制在比锚杆直径大20mm，既可方便安装锚杆头，也可堵塞锚杆四周缝隙；焊接顶部与底模吊环用于吊装，吊环采用16或25（靠构处）圆钢。

对底模，应测量现场桩墙实际外壁轮廓线，切割底模钢板以准确匹配桩侧面的弧形轮廓。

浇筑封底混凝土后需保持模板内水压平衡，应在侧模高于封底混凝土顶面50mm处预留平压水阀。

4.施工质量控制技术

（1）底模轮廓线的确定

底模圆弧面根据实际测量尺寸仍易出现偏差，易造成了返工到陆上重新切割的情况。为一次安装成功侧模与底模，加快模板安装效率，割底模圆弧线时，对底模轮廓底多切割10mm，使底模圆弧形板尺寸为负误差，模板安装后底模与桩墙身之间的将形成缝隙，采用装有干水泥砂浆的土工布条形带进行封堵，土工布袋里的水泥与砂遇海水后会慢慢固结堵住缝隙，可确保顺利堵塞全部底模缝隙，避免涨落潮与波浪力对堵塞物造成破坏，使模板安装效率得到提高。

（2）模板之间的止水

为确保模板之间的止水，胸墙端模通过螺栓与侧模、底模连接，连接处安放遇水膨胀橡胶止水条，該止水条具有良好的止水效果，拧死螺栓后可保证密贴。端模与锁口交叉处，应切割端模交叉部分再安装端模。

（3）模板拉杆安装

模板拉杆包括竖向、底部横向拉杆，先安装竖向拉杆再安装底部横向拉杆，最后安装顶部横向拉杆。由于在水中安装存在一定操作难度，拉杆安装由潜水员与模板工配合进行，全部拉杆应套上PVC管穿过模板内，其中底部横向拉杆在桩间锁口处穿过，锁口处在水下提前割孔，对拉螺杆通过此孔对拉固定模板。

拉杆孔套管与模板间隙可导致浇筑封底混凝土漏浆，应注意对竖向拉杆套管与模板间的孔用土工布条堵塞。

（4）堵塞桩预埋锚杆头与模板之间缝隙

封底混凝土浇筑3d后进行模板内抽水，如仍有漏水及时采用堵漏砂浆封堵。对+1m处的锚杆与穿过侧模的缝隙，应在低潮位，使用堵漏砂浆将缝隙在外侧堵住，在锚杆穿过模板外侧四周抹上10cm宽的堵漏砂浆倒角，可有效防止海水进入模板与混凝土漏浆。

（5）锁口堵漏

钢板桩锁口为CT型，锁口内设计为灌入碎石，海水可从锁口涌入模板内，应对锁口顶部1m范围内采用浇筑混凝土密封处理。

解决方法是由潜水员使用橡胶止水条将C锁口顶部1m侧面缝隙塞住，浇筑封底混凝土前先浇筑锁口顶部混凝土，再浇筑模板封底混凝土。对于端模处的锁口，还应堵住与锁口横切处的缝隙，外侧采用小块钢板点焊固定端模与壁桩围住端模与锁口交叉缝，与锁口混凝土同时浇筑，用于封堵端模锁口、锁口与模板之间的缝隙。上层胸墙端模拆除时，趁低潮在钢管桩锁口处进行必要的切割后再拆除端模。

5.结束语

综上所述，本工程CT锁口钢管桩墙、水位变动区现浇胸墙施工难度大，但采用悬吊大定型钢模施工胸墙的方法，并制订有效且有针对性的模板结构与止水措施，仍具有可行性与优越性，可保证施工混凝土质量，施工效率高，综合效益明显，可为类似板桩码头施工提供参考。

参考文献：

[1]高平原.港口工程低水位混凝土干法施工技术研究与应用[D].长春：吉林大学，2016.

[2]郑志伟，胡湘坤，张皓，等.海外深水板桩码头胸墙施工技术[J].水运工程，2015（08）：94-98.