高速水流条件下高桩码头筑岛施工技术

冯雁翔 蔡营

中国水利水电第十一工程局有限公司 河南 郑州 450000

1 项目立项背景

该项目位于象州县城的南边且位于柳江左岸4.0公里处的广西壮族自治区来宾市，与石龙三江口相隔27.0km。在雨季，河水的流速很快，平均6000m/s，洪水时，河水的流量为10000m3/s，因为道路的原因，河流码头工程的延展宽度被限制了。为了保证河流码头工程建设不会对航道造成影响，使河流码头工程的宽度符合规定，防止由于水流冲刷造成的填筑土料损失。在外形方面，参考相似的工程实例及资料，都采用了钢板桩，使小岛的船身坡度迅速升高，而山脚则缩短至河岸。不仅可以减少河流码头工程上的泥沙冲刷，还可以保证河流码头工程的稳定性。同时，解决了河道水流、水土流失等问题，解决了因船舶航行而造成的河流码头工程宽度受限问题，节约了建设资金，降低了施工风险，加快了建设步伐。

2 高桩码头结构特点

在软土地基上，高桩墩是一种非常有意义的码头结构。结构轻巧，张力清晰，是高桩式钢构结构的显著特征。本发明适用于敞口建筑，对建筑物的阻尼作用较强，特别适宜在松土地基上使用。但其缺点是：构造较差，不易牢固，结构易破裂，不易恢复，不能适应地表负荷及搬运等情况。它的主体结构包括：上部结构、桥墩底板、桩基完整连接、桩基通过桩基的传递和各类码头设备的设置；桩基对上部结构进行支撑，把上部结构的荷载转移到地基。保持结构：通过调节护水性，减少港口与岸边坡面的间距，从而构成底层，由前吊杆、后吊杆和自重式挡墙组成。由于边坡失稳性能好，水流高，且其地质状况较差，必须采取相应措施，避免水流的冲刷[1]。

3 主要技术性能指标

3.1 建筑材料的紧密度

施工中，地基压实是工程建设中的一个关键问题。18 T振动碾压为岛芯压实土料的一种方式，连续5次碾压，以进退错距（42cm），分层压实至岛上施工平台（高度60.0 m)，压实95%，在钢板桩附近，使用手工和小型机械将其压实。

3.2 钢桩施工参数控制

在钢板桩的埋入过程中，竖向精度的控制是非常严格的，其安装准备工作主要有：准备现场的施工条件、打进设备、测量人员和设备。新进场的桩材应满足规范的规定。在进行钢板桩施工时，主要采用振动法进行单桩分段打桩.在施工中，钢板桩的上端主要依靠振动锤进行。接着将钢板桩吊起到插桩位置进行插桩，在插桩过程中对齐测量标记红线，并在插入过程中插入钢板桩。为了保证桩身的竖直度，首先要确定第一、第二块钢板桩的入土位置和方位，并能起到模板的引导作用，通常每打1米就要进行一次测试，根据监测，每块钢板桩的倾斜不大于2%[2]。

4 筑岛施工技术方案

4.1 施工总平面布置

填筑物料选择了上游河道物料及邻近山区的石头，筑岛时配合钢板桩，交替进行，也就是筑岛作业，当填入的河流码头工程靠近钢板桩的预定部位时，就进行了钢板桩的建设，并利用钢板桩对2#码头和1#码头进行了筑岛处理，接着在钢板桩的周围填充了土，进行了桩基础清理。根据工程的实际， A排桩基河底高度48.75m, B排桩基的河底高度52.5 m，根据工程的实际情况，钢板桩在河床3m，底部高出设计施工水位2高程0.7m即高程54.7m，所以综合考虑使用高的钢板桩对 A排、 B排、 C排的桩基部位进行保护。为了减轻水流对钢板桩的冲击，在钢板桩周缘附近的基坑底部进行了抛石和碎石处理，从而确保了钢板桩围岩的稳定，如图1所示。

4.2 施工顺序

针对桩基工程的进展情况及水文地质情况，拟对2#码头A排、 B排、 C排桩基段进行填筑岛的开挖，并在2#码头的岸边修建一条临时的修建公路，连接1#码头，再对 A、 B、C排桩基进行填筑岛的建设。具体施工顺序详见下图2。

4.3 土石方填筑

4.3.1 填充物

该岛的建设工程从2号码头的上游起，沿一条临时修建的公路向下游延伸。在填筑前期，先用80cm以下的碎石进行填筑，再逐渐占据全路段，再采取“斜土护底”由上游至下游的回填法进行填筑，即在岸坡高处沿较高的河道内进行坡降，使筑岛平台继续向上游及河道内移动，填筑边线超过 A排桩基中线3m，以确保桩基施工时有足够的空间。当填土超过表面时，应将材料的厚度控制在30cm以内，然后用装载机将其磨平。

4.3.2 碾压

在充填过程中，应按规定的要求用压路机进行碾压。与钢板桩相连的部位，要用手工或小型机器进行夯实。边沿采用反铲配合碾压、拍坡，以确保该区域的回填稳定。对振动压路机进行五次检查。碾压工艺使用间隔法（间隔42cm），以保证各填料表面的碾压就位。分层压实至岛上施工平台的顶板（60.0m），并达到95%的压实率。

4.4 钢板桩安装

钢板桩在河道中的深度大约为3m，其顶端比设计的建筑高度高0.7m，即54.7m。钢板桩在A型桩基中线4m处，沿着每个子构架单元向后折回8-9m，并与岛外侧的钢板桩相连，构成“几”字型。因此，河内钢板桩的抗滑性和抗倾翻性能得到了改善。

钢板桩安装钢板桩在河道中的深度大约为3m，它的顶部高于设计高度0.7m，也就是54.7m。钢板桩在 A型桩基中线4m处，沿各子格室向后折8～9m，再与岛外的钢板桩连接，形成“几”字形。因此，河内钢板桩的抗滑性和抗倾翻性能得到了改善。

4.4.1 施工前准备施工准备

在打桩之前，要先将桩头的凹槽封住，防止土壤渗入，然后在锁孔的区域涂上黄油或者其他油脂，这样才能方便地将桩头插入和拔出。对钢板桩的根系进行检查，发现其老化、锁固变形、锈蚀严重时应进行重建、矫直，并采用千斤顶或炉内压力对其进行校正。只有经过重新装修和检查，方可正常使用，装修后不符合有关规定的禁止使用。拉森钢板桩支护工程是由履带式挖土机进行的，在施工之前，必须熟悉地下管线、构筑物的状况，测量组要事先进行测设，并仔细地将支护桩的中心线放好。

4.4.2 打设

在施工期间，采取了分开钻孔的办法，从2#船坞的上游起，逐块或两块一组地进行，直至完成。这种方法具有结构简便、快速、无须其他辅助支持的特点。

在打桩过程中，首先要先安装第一块钢板，然后确定其定位和方位并将其视作为示范模板。一般是一公尺的量。在进行钢筋灌注时，采用适当的检测手段，保证各钢筋混凝土柱的斜率不大于2%。如果太大的误差用找平法找不到，就必须重新把它拉出来重新打孔。

采用异形板桩、连接件法、骑缝搭接法、轴向调整法等是目前比较普遍采用的一种方法。在工程建设中应重视对重要管道的观测与防护，以确保工程的安全性。

4.5 汛期施工

在筑岛作业面比钢板桩围堰高的情况下，应事先做好钢板桩围堰内排水系统的规划，并在钢板桩埋设前将集水井、排水管等设备进行规划设计，确保排水效率满足使用要求，使排水系统发挥作用，防止雨后钢板桩围堰内雨水汇聚无法外排，造成钢板桩倾斜和耽误雨后填筑进度。详细的布局详见图3。

为使雨水能及时地排出，各水池装有10.16cm的污水泵。

在施工过程中，要密切关注钢桩的稳定，一旦发现钢板渗漏变形，施工单位要立即组织人员撤离，并采取相应的加固措施，以保证施工的安全。

在筑岛基坑开挖过程中，为了避免从岸边的斜坡向坑底排放雨水，在开挖过程中，会在斜坡的底部设一个拦流槽。

在填筑物表面超过钢板桩顶时，应对河段内侧进行倾角，斜率为5‰。 便于排水。

在溢水期建造河流码头工程型建筑时，必须对其进行实时监测。如果水流过快或水位上升过快，应做好人员、设备的疏散工作。在水位上升到接近1m的时候，钢桩工人应该立即撤离。

4.6 填筑工序的技术要点

(1)在项目开始之前，由工程部技术人员在开工之前，向作业组技术和操作人员提出技术要求，并对各项目进行细化，并根据各主要工序的施工工艺和质量措施，确定质量控制因素，实行严格的施工控制。

(2)根据工程图纸、实际地形、施工环境和施工控制点，确定侧向填土的边界线和高程。

(3)卸料应由专人负责，并按照指挥员所指定的地点卸货，以保证施工质量。

(4)根据专业人员的指示，铺层厚度为30cm，并根据相关要求进行。在进行下一步加工前，过厚的部分需要进行适当的切削。

(5)在碾压工艺中，采用了一种比较常见的方法，需要保证碾压到位，并且以3.0 km/h的速度进行。

4.7 安全措施

(1)在建设场地内道路必须平整、坚硬、畅通，在弯道、危险地点和路口处必须设有安全标志。(2)制定汽车生产计划的统一管理制度。在施工过程中，由工程车辆和设备进行协调。为司机提供有关交通法规和纪律方面的知识，预防在工作中的交通事故和工作中的安全。(3)在工地内作业的工人应穿著符合作业安全及作业规程。(4)在工程施工过程中，作业人员必须全神贯注，不得嬉戏。值班时禁止饮酒。(5)施工场地内的防护设备，尤其是防护网、围栏等。各种安全措施都要保证，各种设备都要在建造的时候发挥作用，而且不能随意搬走。(6)在卸载涂料过程中，必须有一位专门的工作人员，对卡车的倒车、升降和卸货进行指导和监管。在后备箱稳固之前不要驾驶。(7)交通保障：交通工具不允许超载、超宽、超高；各种交通工具必须处于完好的状况，并保证有足够的刹车性能。与此同时，严禁人与物相混。

4.8 环保措施

(1)不得随意取、弃土。在没有得到相关部门同意的情况下，禁止擅自破坏或更改项目周边的植物及植物。(2)强化机器的维护和维护，保证机器的正常运转，保证施工噪声达到建筑物的环境保护标准。(3)对工地进行适当的选址，使高噪声机械运行的时间最优，以防止夜间工作造成的噪声。(4)各主要交通管道要硬化，安装喷头，定时喷洒，禁止在工地内倾倒、倾倒、倾倒、倾倒，并安排专人进行灌溉、防尘，并对工地、车辆进行及时清扫，以保证工地和交通设施的干净。(5)在设备类型的选取上，必须采用低污染的设备，并配有洁净设施，确保符合排放标准。为了避免在设备运转过程中产生的大量烟雾和有害气体，对周围的环境产生了严重的影响。不得使用超出排放标准的机械。(6)在建筑物和交通道路上，要经常浇水，以降低生产作业人员受到灰尘和周围环境的影响。(7)在工程期间，对工件边角料、水泥袋、包装箱等产生的废料，要进行及时地收集和清理，以避免对环境的损害。

5 分析先进技术的主要经济技术指标、经济效益和社会效益

5.1 经济效益

在卵石河床中，如果采用钢板桩进行深钻孔，则不能保证其稳定。一般采用导孔进行深挖，以达到设计的深度，但在加大导孔设备和导孔施工方面，仍需加大资金投入。本项目采用的施工技术，有效地改变了钢桩的分布，直接解决了钢桩的稳定性问题，有效地节省了引孔施工的费用。与此同时，钢板桩和岛土地基的施工，不但节省了工期，而且还可以避免河流冲刷筑岛所使用的泥土，增加了建筑的防水性能，还可以有效地阻止水流进入到建筑物里面，对桩基和码头的建造产生不利的影响。与无钢桩围护相比，可使土石损失降低5000m3左右，可节约5天时间，节约成本3.05万元。

5.2 社会福利

筑岛工程和钢板桩围堰结合，可以减轻船舶对航道的影响，但是，建岛跨度大，建岛坡度陡，边坡不稳定，雨季流量大，河流码头工程建设造成的冲刷较大。所以，将钢板桩法与内陆河流码头工程工程技术结合起来，将是一个很好的社会效益和良好的市场。

6 总结

高桩码头是目前码头施工中比较普遍的一种类型，尽管已有多年的施工经验，但在施工中仍需综合考虑码头施工特点、地质条件和周边施工条件，制定出一套行之有效、可靠的施工方案。重点是保证码头施工的质量和相应的保障措施，规范施工的秩序，保证整个施工的安全性，保证项目的整体质量。