高桩码头下方土工布铺设施工研究

李英，丁占起

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

1 工程概况

巴新莱城港发展项目潮汐码头护岸工程的土工布设计的依据为英标标准，单位面积质量大（550g/m2），单幅长度长（77m），铺设区域水深深（最大深度达18m），水下有暗流，且铺设范围内密布钢桩。该项目潮汐码头区域土工布铺设范围长77m，宽240m，理论铺设面积18 480m2。土工布铺设范围大致可分为2 个区域：（1）码头下方有钢管桩的区域，该区域岸坡坡度为1∶2.5，坡上密布钢管桩；（2）从码头前沿线向海侧延伸30m 宽度的区域，该区域为平坦的基槽，没有桩基。该码头为高桩梁板码头形式，桩基共包含387 根钢桩，桩径1067mm，全部为直桩，桩基共分A～H 8 个排架，共77 列。每列桩中心线间距为6300mm（见图1）。B 排和H 排为轨道梁桩基础，相邻桩中心线间距缩小为3150mm，因此，钢管桩将护坡土工布分割为若干条带，且各条带尺寸不同，导致土工布的铺设难度很大。

2 施工工艺

2.1 施工工艺比选

本工程土工布铺设有2 种工艺：（1）先铺设土工布后沉桩工艺；（2）先沉桩后铺设土工布工艺。先铺设工艺为在岸坡及基槽开挖完成后，钢管桩沉桩之前铺设土工布，土工布采用铺排船大面积铺设；后铺设工艺为本文中提到的工艺，基槽和边坡开挖完成后，先进程桩基沉桩施工，待桩基施工完成后，再进行土工布铺设。

2.1.1 先铺设土工布后沉桩工艺

优点：铺设效率高，施工进度快。缺点：（1）水上沉桩作业船舶所需作业面大，沉桩作业受土工布铺设速度制约，需土工布沿岸坡铺设宽度完成150～200m 后方可进行沉桩作业；（2）土工布从铺设完成到抛石压载时间间隔长，土工布被海底水流冲散，岸上水面以上的土工布长时间受太阳照晒，容易老化；（3）沉桩时，桩尖穿透土工布后方能沉入泥面下，该过程容易发生土工布滑动、撕破等；（4）沉桩时，当桩位刚好位于压布的袋装碎石或其他压布石料上时，容易发生桩位偏位。

2.1.2 先沉桩后铺设土工布工艺

优点：可有效解决先铺布工艺的缺点。缺点：施工效率低。经过综合比选，本工程采用后铺布工艺进行土工布铺设。

2.2 土工布铺设的机具

2.2.1 土工布铺设船机

本次用到的铺布船共有3 艘：1 艘1000t 的定位方驳；1 艘简易浮筒船；1 艘小型拖船。方驳作为定位船使用；浮筒船主体为2 个吹泥管线浮筒，2 个浮筒间用槽钢/工字钢等型材焊接连接稳固，浮筒用于安放自制卷轴，将土工布卷在浮筒上；拖船为30m3的小型开底驳，用来将浮筒拖到定位方驳处并运输压土工布用的沙袋以及作为作业人员抛沙袋的作业平台。

2.2.2 土工布铺设卷筒

在铺设土工布的简易浮筒船上安装1 根长度为6m、直径为10cm 的钢管作为土工布卷筒，卷筒上装有手摇柄和制动装置，用以控制土工布卷布和铺放的速度及长度。卷布滚轴需使用无缝钢管，两端各焊接一个轴承，轴承焊接在用型钢焊接的支架上，支架焊接在定位浮筒上，支架高度约为1.3m，在滚轴两端各焊接一圆形铁板作为布卷的限位板，限位板间距6m。

2.3 土工布制作和卷布

根据码头钢桩桩位布置、雇主的要求以及对搭接宽度的要求，将土工布分为2 种尺寸制作：（1）奇数排架间的布卷，每幅宽6m、长77m；（2）相邻两幅6m 宽的布卷处的搭接布卷，每幅宽2.3m、长77m。土工布在厂家定做，用防雨、防紫外线的包装袋包装，运输至现场。

土工布运输至现场后，将布卷在地面展开，根据图纸尺寸预先在B 排、H 排偶数桩位处割一直径1.2m 的圆孔（6m 宽的布卷），然后将布一端用2 根20m 长的尼龙绳套将2 个角拴牢，绳套另一端系在卷布的滚轴上，然后匀速缓慢转动卷布滚轴，将布整齐的卷在滚轴上。

2.4 铺布

2.4.1 6m 宽土工布铺设

卷布完成后，将浮筒用拖船拖至码头前沿定位方驳处驻位，浮筒平行驻位方驳，方驳用4 根锚缆固定，锚缆呈八字布置。定位完成后，用1 根50m 长的尼龙绳将布端头2 个角拴牢，铺布人员乘坐拖船将绳子送至岸上，岸上的铺布人员将布卷拖至岸侧，并将码头后沿陆上部分的土工布展平、压好。铺布人员乘坐小船将预先割好的圆孔套在B 排和H 排桩上，使布卷平展在水面上。为防止布卷下沉过程中收缩、打卷，展布完成后，在布与钢桩接触处用细尼龙绳绕钢桩1 圈，绳的两端与土工布上的标记部位拴牢，尼龙绳套与钢桩留有20～30cm的间隙，以免布卷下沉过程中绳套卡在钢桩上,造成土工布下沉困难或无法下沉。

将布拴好后，开始码头区域钢桩部分的土工布下沉，首先在钢桩处将约25kg 的沙袋系在土工布上，然后将沙袋放在桩帽上，当所有钢桩处的沙袋都系好后，从陆侧向海测依次将沙袋推入水中，使土工布缓慢下沉，直至水底。

钢桩处土工布铺设完成后，进行码头前沿线靠海测30m宽的土工布的铺设，铺设时，缓慢向海测移动定位船，铺布人员缓慢松动卷布滚轴，定位船每向后移动2m，铺布人员在土工布上系一排沙袋，将布缓慢沉入海底，铺布过程中要保持土工布始终处于拉紧状态。全部土工布卷沉入海中后，继续向后移动定位船，一边移船一边松卷在滚轴上的尼龙绳套，直到土工布完全沉入海底，将绳套解开，抽出。铺布过程中，潜水员在水下观察土工布的铺设情况，对有收缩的地方及时展平，用沙袋压好。整幅布卷铺设完毕后，铺布人员乘坐拖船在已铺设的土工布上随机向海内抛沙袋压布。

2.4.2 2.3m 宽搭接土工布铺设

相邻两块6m 宽的土工布铺设完成后，进行搭接幅土工布铺设。将钢桩部分的土工布裁剪成设计尺寸，然后将土工布用沙袋沉入水底，潜水员将土工布在水下展开并用沙袋压好，码头前沿靠海侧30m 宽的搭接幅铺设与6m 宽的布幅施工方法相同。

3 机械设备及人员配置

船机设备配置和人员配置如表1 和表2 所示。

表1 船机设备配置

表2 人员配置

4 效率分析

根据现场实际施工情况，每日工作8h 计，每日可铺设6m宽的土工布3 幅，计1386m2；2.3m 宽搭接幅3 幅354.2m2，合计每台班铺设土工布1740.2m2。

5 结语

本工程通过采用钢桩上套尼龙绳套和用铺布滚轴将布拉紧的措施，较好地解决了铺设土工布时如何控制布卷的平整度的问题，对类似工程具有一定的指导意义。