板桩码头胸墙工程中的悬吊模法施工工艺

李振羽，熊鹏飞

（中交第二航务工程局第三工程有限公司，江苏 镇江 212021）

1 工程概况

以色列阿什杜德港21号码头改造工程位于以色列阿什杜德老港区内。根据码头结构形式和施工顺序，分为西侧半封闭区、东侧封闭区以及码头中间部分（包含部分半封闭区和部分封闭区），其中半封区为管桩区，封闭区为板状区。西侧半封闭区胸墙5段，东侧封闭区胸墙9段，中间段封闭区胸墙3段和中间段半封闭区胸墙3段，总共20段。

2 重点分析

根据现场作业条件，结合当地规范要求，现浇施工具有如下重点；

（1）码头原胸墙结构支撑于钢管桩上，底模采用钢抱箍支撑方案，抱箍的高程在水面以下，需要重点控制钢抱箍的握裹力，确保有足够的摩擦力，防止浇筑过程中抱箍下滑。

（2）西侧胸墙底高程为+0.5m，浇筑过程中，重点加强胸墙底部振捣。

（3）东侧胸墙底高程为-0.5m，在模板安装过程中，加强底模的密封性处理，防止在施工过程中出现海水渗入。

（4）现浇预埋件主要有系船柱螺栓、橡胶护舷螺栓，需要加强预埋件位置及高程测量。

3 胸墙施工工艺

按施工特性，以悬吊模法作业为最优措施，详细形式为：将柱支撑和型钢梁嵌入CT锁定管桩内，两侧形成悬臂梁，并用止水杆悬挂模板，该结构安全牢靠。

3.1 模板施工难点解决方法

（1）将胸墙进行上下分层浇筑，以减少模板支撑系统的荷载力要求。下浇筑到+2.17m，高度为1.67m，上浇筑至胸墙顶+3.37m，高为1.2m，最后浇筑挡轮杆，安装钢轨、橡胶弦板、系船柱等辅助设施。

（2）采取双层浇筑，因浇筑受潮汐影响，将大型定型钢模作为模板，侧模和底模制成一体，模板底端浇筑封底混凝土，为钢筋绑扎和混凝土浇筑的干施工条件打下基础。

（3）按现场状况，将每个漏水部位进行水下封堵。

（4）根据规定时间28d后进行拆模，端模选取两层钢模板进行作业，邻近段胸墙作业中，根据计划及时进行拆除端模[1]。

3.2 胸墙模板设计

胸墙下模板采取一体钢模板构造。下胸墙模板体系关键组成部分为：柱支撑、主梁、拉杆、侧模和底模。胸墙下模板体系工作原理为：采用预埋柱支撑作为整体底模板体系的支撑，上端布置63工字钢、25槽钢分配梁、拉杆悬挂底模板。灌注桩芯混凝土时，将两根200×150H钢柱（弦护板处为4根）埋置于各根桩中，能提供充分的抗弯承载力。侧模采取5mm钢板，后框采取10槽钢和底端25槽钢支架搭接，侧模板和底部模板形成一个整体模板。上胸墙可以在水面上正常建造，以下层模板为基础，采取组装钢模板，组装钢模和下部钢模通过螺栓搭接牢固，上部用拉杆对拉进行固定。

3.3 下层模板受力体系验算

考虑到下部模板的安全性，有必要检查模板应力系统是否符合要求，检查项目包括梁系总应力、拉杆拉应力、整体位移、竖向位移、泵送后封底混凝土拉压应力。通过Midas Civil计算胸墙模板的整体应力，并计算了浇筑底部密封混凝土和浇筑下部混凝土后的最不利工况：

工况1：底部密封混凝土浇筑后，设计高水位，大浪高0.5m时泵水。

工况2：灌浇下胸墙混凝土时，设计低水位，大浪0.5m高，同时不考虑封底混凝土的功效，计算并验证出封底混凝土的最大拉应力和最大压应力、梁系总应力、拉杆拉应力、整体位移都符合施工安全标准。

3.4 施工模板制造

局部下胸墙模板长15.1m，高2.8m。侧模、底模、背架在现场加工场焊接成一个整体。端头模板选取钢板和角钢进行焊接，形成一个整块。底模支架采用25双拼槽钢，侧模采取5mm钢板，横楞选取7.5槽钢，竖楞为16槽钢，在安装过程中，使用25拉杆和16拉杆上下拉动。为满足模板安装需求，侧模和底模应切割竖直拉杆孔和预留螺栓孔，预留螺栓孔的直径比螺栓直径大2cm，这样既便于螺栓头的安装，又能堵塞螺栓周围的间隙；上下模板焊接的吊环用于吊装作业，吊环为16圆钢或者25圆钢。对于底模，应现场勘测桩墙的实际外墙轮廓线，并将底模的钢板切割，使之与桩侧的弧形轮廓精确匹配。封底混凝土浇筑完毕后，模板内水压应保持平衡，侧模板高出封底混凝土顶面5cm处应预留平压水阀。

3.5 半封闭区底模施工

3.5.1 桩芯混凝土浇筑

（1）管桩清理。管桩原泥面高程为-14.0m，利用挂篮悬挂在钢管桩上，采用潜水泵将管桩内水全部抽干净，并检查管桩底部高程，确认完成后，通知质检员和咨工进行验收。

（2）钢筋笼安装。桩芯钢筋笼由外钢筋生产厂制作成型，经质量检验与咨询验收达标后便可应用。钢筋笼安装前，应将定位钢筋焊接在钢筋两侧，钢筋笼安装时，应使用2根U8槽钢穿过定位钢筋，以保证钢筋笼安装位置精准，浇筑完成时拆除槽钢即可。

（3）桩芯混凝土浇筑。管桩清理验收合格后，灌浇桩芯混凝土。桩芯混凝土由泵车进行浇筑，泵车前端加设一节14m长钢管，浇筑过程中，钢管应深入管桩内部，并在浇筑过程中缓慢提升，保证给料口到混凝土面距离≤2m，防止混凝土出现离析现象[2-4]。浇筑过程中不需要再振捣，仅做填充。浇筑完成后，在管桩顶部覆盖土工布进行顶部养护。

3.5.2 抱箍安装

（1）抱箍。管桩直径为1016mm，综合考虑桩顶加强厚度2cm，钢抱箍直径为1056mm，钢抱箍背带厚度为12mm，内衬5mm橡胶条，增加与管桩的摩擦力。

（2）抱箍安装。①初始安装。采用吊车将两边抱箍吊至一起，在陆地将其拼装成一个整体，并在两侧支腿处顶部点焊2块钢板进行临时固定，安装上螺栓，确保抱箍在起吊过程中不会发生变形，此时抱箍处于未拧紧状态；②最终安装。利用吊车将抱箍下放至水面附近，拆除临时支撑，将抱箍缓慢放置设计位置（-0.3m），设计位置需根据原有胸墙高程进行调整；③抱箍拧紧。通过潜水员，利用扭矩扳手，将抱箍螺栓拧紧至设计扭矩。钢抱箍拧紧前检查抱箍的位置及抱箍与管桩是否夹紧，如果发现未夹紧，应拆除后重新调整橡胶垫片位置，再进行安装。

3.5.3 底模安装

（1）沙盒安装。在钢抱箍支撑上方，安装1个尺寸为310mm×280mm×20mm的沙盒，用于放置小沙袋，最后用于脱模。

（2）纵梁安装。纵梁采用4根型号为IPN360的槽钢。在陆地先将槽钢焊接成双拼槽钢，然后分别将焊接好的2组槽钢放置在沙盒上，槽钢中间采用对拉杆拉紧，每根对拉杆间距为2000mm。

（3）横梁安装。横梁采用100mm×100mm的木方按照20cm的间距铺设，木方的上表面与原有胸墙底高程差约2cm左右。利用铁丝将木方与主槽钢进行拧紧固定。

（4）竹胶板安装。底模选用2cm厚的竹胶板作为混凝土支撑面。把竹胶板平铺于横梁上，利用铁钉将其与横梁固定。竹胶板固定后，通知现场测量人员复核高程，合格后，放出胸墙前沿线，用于控制钢筋绑扎。竹胶板和原始胸墙接触部位利用泡沫胶密封，避免出现漏浆。

（5）走道板安装。在海侧安装已加工好的走道板，走道板的宽度为60cm，护栏采用4cm×4cm的方钢焊接而成，高度为1m，护栏横向采用双层铁链或者采用2cm×2cm方钢焊接成型。

3.5.4 封闭区底模板施工

封闭区码头胸墙施工底高程为-0.5m，采用整体式桁架行走系统施工，底模平面示意图如图1所示。

图1 底模平面示意图

桁架行走系统安装就位后，安装外侧模及底模，将侧模和底模作为一个统一体，加强模板的密封性，在底模与板桩接缝处安装止水橡胶带，通过密封拉杆将侧模底模系统与板桩紧密贴合，然后安装两侧端模，端模与侧模和板桩连接处安装止水橡胶条，保持端模等水密封性。底部浇筑0.3m封底混凝土，形成干作业环境，再继续后续工作。施工过程中，应时刻检查底部的水密封性，并在胸墙端部设置集水井，用于收集、排出在施工过程中由于渗水等产生的水。

3.5.5 模板拆除

侧模在混凝土强度达到2.5MPa以后（或者24h后）拆除，拆除过程中，不得硬砸猛撬，拆除下来的模板及时清理模板表面，并集中堆存好[5-6]。底模在混凝土满足最高抗压强度70%后才能进行拆除（一般养护周期为7d）[7-8]。在拆模时，利用吊车吊住底模系统，卸除固定装置，将底模连同桁架系统整体吊出。起吊时，防止底模系统翻转。

4 施工质量控制技术

4.1 模板之间的止水

为保证模板间的止水效果，将胸墙端模板和侧模板、底模板通过螺栓连接，在连接部位放置遇水膨胀橡胶止水条，这个止水条具备优良的止水作用，拧紧螺栓后能保障密封性。在端模和锁口的交叉位置，安装端模前将端模交叉部位进行切割。

4.2 模板拉杆安装

模板拉杆包含垂直拉杆和底部水平拉杆，先安装垂直拉杆，再安装底部水平拉杆，最后安装顶部水平拉杆。由于水下安装操作困难，拉杆的安装需潜水员和模板工合作完成，所有拉杆均用PVC管套住并通过模板，底部水平拉杆通过桩间的锁口处，锁口处在水下提前割孔，应预先开孔，拉螺丝从孔中穿过，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，注意用土工布条封堵垂直拉杆套和模板之间的孔。

4.3 堵塞桩预埋锚杆头与模板之间缝隙

底部密封混凝土浇筑3d后，泵送模板内的水，若还有漏水，应及时进行堵塞。对于+1m处的地脚螺栓与侧模间的间隙，低潮时在外侧用堵砂浆进行封堵，通过模板的地脚螺栓外侧加10cm宽的封堵砂浆倒角，可避免海水流入模板及混凝土砂浆渗漏。

4.5 锁口堵漏

钢板桩锁孔为CT型，锁孔设计为填充砾石，海水通过锁孔流入模板，锁孔顶部1m之内通过浇筑混凝土进行封堵。解决方案是由潜水员利用橡胶密封条堵住C锁孔顶部1m的侧隙，浇筑封底混凝土前，先灌注锁孔顶部混凝土，然后灌注模板封底混凝土。针对端模位置的锁孔，必须封堵和锁孔横切部位的间隙，用小钢板点焊牢固端模、墙桩周围端模及锁孔横缝，与锁孔混凝土同时浇筑，以密封锁孔及锁孔与模板间的间隙。拆除上胸墙端模时，趁低潮在钢管桩锁口处进行必要的切割，再拆除端模。

5 结语

综上所述，该项目水位变化区CT锁定钢管桩墙和现浇胸墙施工难度较大，但采取悬挂大型定型钢模板的方式进行胸墙作业，且制定高效、有目的性的模板构造和止水方案，仍然是可行和有利的，能有效保证施工混凝土质量，提高项目施工效率，可为同类板桩码头施工项目提供参考。