码头小间距桩顶搭板抛石技术研究与实施

孙强 邹伟 熊丰华

摘 要：文章介绍了在顺岸码头桩间抛石受到周围环境限制不宜使用船机或船舶不能进出桩间抛石的情况下，通过设计装配式钢平台安装到桩顶做到桩间精准抛石。由于此装配式搭板平台架设在桩顶，脱离水面，还可有效解决施工水域水流急、风浪高等自然环境恶略情况下的抛石施工，可供参考。

关键词：装配式搭板 抛石 研究

1.工程概况

1.1码头结构

泰国和黄兰查邦港码头一期工程位于泰国湾东海岸，工程设计为梁板式高桩码头，长1000m，宽36.45m，3个泊位。码头基础为1m、1.2m的钢管桩，桩间抛石护坡，坡比为1：1.85，横梁152个排架，每排架中心距离6.8m（其中码头前后排轨道梁有插桩，桩间净距2.2m）。桩顶现浇纵横梁，上部为安装预制叠合板结构和现浇面层，码头后方为预制砼块挡墙，挡墙后方回填块石接岸。

码头护坡与接岸抛石总量为45万m3，其中桩间护坡抛石为34m3。码头护坡施工分为3层石料抛填，自下而上分别为7.2m厚直径50～300mm堤心块石（36.5万m3）、0.6m厚的重量在25～100kg底层护面块石（2.8万m3）、1.05 m厚重量在200～500kg護面块石（4万m3）、基槽护底块石重量为300～1200kg（1.7万m3）。

1.2气象水文条件

该地年均气温2 7. 2℃，每年5～10月，受东南季风影响，雨量较多；码头范围水域均为涨落潮水流，且潮流较弱，流速均<0.3m/s；施工区域在有防波堤防护的内港池海浪很小，对施工无影响；现场水文条件见表1。

1.3地质条件

根据地质勘探数据结果可知，本工程区域地质结构以砂质地层为主，底部地质坚硬。码头区域土层从上到下依次为：（1）松散到中密的粉砂、粘土砂；（2）很坚硬的砂质粘土层；（3）密实至很密实粘土砂层；（4）风化岩。

1.4桩间抛石难点

码头抛石工程量较大，约45万m3，其中桩间护坡抛石为34万m3；顺岸式码头，前后排桩间距较小（桩间净距2.2m），抛石船舶不能进入；块石坡面精度要求高，坡面高差为±30cm；本码头为港区码头的扩建工程，前沿施工水域狭小，施工船舶活动受限。

2.装配式抛石平台

2.1装配式抛石平台的优点

选择在桩顶搭设平台，让挖机和自卸车通过堆场直接上平台，挖机在桩顶平台上垂直抛填块石能够解决本工程遇到的桩间抛石问题。采用桩顶抛石平台具有如下优点：

（1）抛石效率高，平台搭设好后挖机上平台，运石料自卸车可直接开上平台卸料，通过挖机抛填到桩间。

（2）解决船舶难以进入桩间问题，平台搭设在桩顶，来料直接运送到平台，从上往下垂直抛石料，覆盖所有桩区，所以解决桩间净距小，船舶难以进入的问题。

（3）抛石精度高，长臂挖机直接定点投放石料，由于水流较小，块石位置和数量可以精准控制。

（4）不占用港池水域，石料从后方堆场上抛石平台，不影响对面码头运营集装箱船舶进出港。

2.2抛石平台结构形式

抛石平台采用钢结构装配式搭板形式，平台结构形式分为两部分，一部分为调节板，调节板为一块厚2cm的130×130cm方形钢板，钢板中间十字交叉焊接2块厚1cm的90×90cm钢板。割桩后调节板的90×90cm部分插入钢管桩内部，130×130cm方形钢板平铺在桩头。平台第二部分为搭板，每组搭板由6块搭板拼接而成，平铺在桩顶完成一跨桩间抛石。搭板钢材采用SM400材质，单块尺寸为6.8×6.096m。抛石搭板梁1采用工字钢300×300×10/15，梁2采用工字钢400×150×10/18，梁3采用工字钢为150×75×6.5/10。

2.3搭板施工荷载

搭板受力情况为顶面荷载通过梁3、梁2传递给梁1，再通过梁1把荷载传导到四根钢管桩。搭板上的荷载为分为3部分：一台pc220长臂挖机，重约26t；一堆20m3的石料，重约36t；一辆后八轮卡车，重量约13t。施工过程中最大荷载组合是长臂挖机和石料的组合。计算荷载安全系数为1.5倍，通过对这两组叠加荷载组合的验算，所选择的型钢满足要求。因为搭板是承重结构，并且使用地点位于海水腐蚀严重的桩顶区域，所以为了保证使用过程中的安全，搭板的所有焊缝必须满焊，焊缝厚度、宽度达到设计要求。

2.4搭板安装工艺

搭板安装流程主要如下：搭板制作→吊车就位→桩顶标高测量→割桩→调节板安装→跳板安装→跳板与调节板固定→搭板安装→搭板间固定。

（1）割桩顶标高确定。桩顶设计标高为+1m，为了减少二次割桩，以桩顶标高作为搭板搁置底面标高。搭板高度为45cm，考虑到当地最高水位为+1.75m，大潮时会有1～2h没过搭板顶面，此时抛石停止施工。

（2）调节板安装。割桩完成后在桩顶安装调节板，调节板乘高潮位用浮排安装，一次可以多安装几个排架备用。

（3）码头后沿抛石坡面处理。码头后沿抛石顶标高为+1m，和桩顶标高相同，抛石边坡坡度为1：2，坡面稳定，坡顶与最后一排桩中心距离为5m，跳板长6.8m，跳板与岸上搭接长度为1.8m，此区域要求石面平整密实。

（4）跳板安装。跳板是岸坡抛石和后沿第一排装之间的搭板，跳板一段搁置在抛石顶面，另一端搁置在后排桩的两根桩的桩顶，端头不超过调节板中心线，以保证后排搭板端头有足够的搁置位置。跳板吊装到调节板上后及时通过螺栓把跳板和调节板连接在一起。

（5）搭板安装。搭板从岸侧到海侧依次安装，每安装完一块搭板，都要和调节板连接固定，搭板之间两端头预留孔洞，通过栓销将两块相邻搭板端头连接。

（6）安全检查。一组搭板安装完成后必须通过安全检查，由安全部门、工程部门检查合格共同签发检查许可证后才可以投入使用。

3.搭板上抛石

3.1搭板抛石施工工艺流程

搭板抛石施工流程主要如下：施工准备（搭板安装、测量放线）→长臂挖机开上搭板平台→石料运输至搭板平台→长臂挖机对相邻跨抛填→水深测量检测→移动搭板平台至下一区域抛石。

3.2抛石施工方法

3.2.1施工顺序

（1）顺码头方向施工顺序。从码头上游端开始向下游端抛填石料，抛填完成一跨后转移搭板到下一跨继续抛填石料。

（2）垂直于码头断面施工顺序。为防止抛石过程出现滑坡等危害，抛石顺序先坡脚后坡顶，断面抛石厚度较大，需要分层抛填，分层厚度控制在1m左右。

3.2.2典型试验段施工

在正式施工前，为了确定每一断面每一层石料所需挖机斗数，避免超抛欠抛现象，组织典型试验施工，取得抛石水下形成高度的规律和抛石对桩的影响等数据。抛石前应测量抛填区域桩位坐标和水下地形，抛石后水下形成高度经潜水员探摸检查，挖机单斗石料下落至边坡底面的扩散范围不大，可有效对抛石标高、位置进行精确地控制。因抛石层最多地方总厚度8.9m，桩周围需要对称抛石，桩两侧抛石高差应控制在1m以内。抛填断面完成后重新测量桩位坐标和抛填区域水深，通过对比对桩的偏位没造成影响，抛填坡度偏差滿足规范要求。

3.2.3抛石断面测量

每一道抛石工序结束后都需进行水下测量，采用HY1602双频水下测深仪，辅以测绳准确测定抛投结果，保证每一层施工网格的抛石厚度、平整度都满足设计要求。经现场检验，可精确控制抛石在设计允许误差范围内。每一跨抛石检测合格后，转移平台至下一跨继续抛石。

4.结束语

综上所述，采用装配式搭板平台抛石的施工方法简单，平台安拆便捷，挖机抛填块石高效，抛石边坡坡度可控，且不受水流、波浪的影响，不占用码头前沿施工水域。不足之处在于平台相对笨重，吊装需要较大的吊车，挖机、自卸车需开到平台顶部，存在车辆驾驶风险。后续升级可改用可移动的皮带输送机通过桩顶平台把石料输送至桩间，这样既减小了平台荷载使平台设计轻量化，又避免大型施工设备上平台带来的操作风险。

参考文献：

[1]GB50017-2003.钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[2]李先炳.水下抛石施工质量控制及质量评定[J].人民长江，2002（08）：35-36+50.