无掩护海域潮水淹没区码头桩帽高质量施工措施

马礼明 中交二航局第三工程有限公司

曹佃卫 中国港湾工程有限责任公司

1.工程概况

越南沿海海港工程煤码头为高桩梁板结构码头，码头位于离岸约1k m处，由921m长引桥与陆地相连。该煤码头共有现浇桩帽92个，按照结构尺寸可分为4 类，即A类23个（4m×2.5m×1.2m），B类28个（4m×2m×1.2m），C类37个（4.8m×2.0m×1.2m），D类4个（12.85×2×1.2m）。根据项目总进度要求，需在东北季风过后的3个月内完成桩帽施工，这样才能保证码头总体施工能够下一个东北季风来临前完成，进而确保卸船机等在东北季风期来之前上岸投运。

2.施工条件分析

2.1 无掩护外海域施工条件分析

该项目位于越南南部，属热带海洋性季风气候，每年10月至翌年3月为东北季风期，施工海域海况极为恶劣，基本无法施工，而4～10月则为西南季风期，海况相对较好，故码头施工安排在4～10月份。该工程码头施工期间，南、北防波堤正在建设中，而码头离岸约1km，处于敞开的海域。即使是在海况相对较好的西南季风期，施工海域仍有25～50cm的浪高，还伴有涌浪及洋流，且每月有约7～10d间歇性的大风浪天气，月有效施工时间约20d。

2.2 潮水淹没区施工条件分析

该项目施工区域潮型为不规则半日潮，每天小潮和大潮各两次。根据相关测量数据，大潮时潮差3m，小潮时潮差为1.8m，潮位标高变化范围为约+1.0～+4.8m，而本项目码头桩帽底标高为+3.6m，顶标高为+4.8m，处于潮水淹没区内。为确定每日有效作业时间，根据施工海域临近的水文站发布潮位表及现场实测对潮位的修正，绘制了每日潮位-时间变化曲线，本项目落潮时潮位降低至桩帽底标高到涨潮时淹没过底标高时间差约6h，即可利用的低潮位施工时间约6h。

2.3 海工结构混凝土施工质量要求高

该项目为海工工程，采用欧美规范，质量要求高，特别是处于潮间带、浪溅区的钢筋混凝土结构，对施工质量要求严格。桩帽在施工过程中，钢筋、混凝土等需要注意防止被海水污染的质量问题。此外，在无掩护海域现浇混凝土时，当模板、钢筋设置完毕而未浇筑混凝土前或者已浇筑混凝土但未达到设计强度时，会因风浪冲击、震动的影响而造成模板、钢筋损坏，或影响混凝土质量。

3.施工措施

3.1 优化混凝土配合比

根据海水环境下混凝土抗氯离子渗透等耐久性要求以及确保在潮水淹没桩帽前混凝土有一定强度以抵抗波浪的冲击，本项目桩帽混凝土特别采用了含硅粉及早强剂的配合比设计，具体如表1所示。

3.2 采用抗波浪能力强的整体钢模系统

为满足现场潮水淹没、抗击波浪冲击，设计了一套整体钢材质模板系统。

3.2.1 底模系统

（1）底模支撑为双钢抱箍，可提供足够支撑力。底模主梁采用工35型钢，型钢与钢抱箍焊接，可将多个桩帽连成一个整体排架，以提高整体稳定性及抗波浪冲击能力。

表1 桩帽混凝土配合比

（2）底模主梁上均布C15槽钢，且与主梁型钢焊接，均布槽钢之上再铺设5mm钢板。底模主梁型钢以及均布槽钢连接，使得底模支承系统构成钢绗架体系，有更高的稳定性。

（3）主梁型钢与抱箍，均布槽钢与主梁型钢等之间均采用点焊连接，在保证一定的抗波浪冲击的能力的同时便于后续拆除。

（4）底模钢板铺设时，在桩位处预留孔洞，预留孔能大大减少涌浪对整个底模系统的冲击力，避免损毁。在绑扎钢筋、浇筑混凝土前，利用两块“凹”形钢板对拼，非常快捷。

3.2.2 侧模系统

（1）侧模板面为厚1cm钢板,外侧为横纵向间隔50cm厚1cm钢板肋带。模板为根据桩帽尺寸定制，便于吊装拼接，具有足够的强度、刚度以及抗波浪冲击能力。

（2）立模时分块吊装，拼缝处采用D16螺栓连接，可以节省安装时间且便于拆卸。外侧用C100槽钢，上下用对拉螺杆拉紧夹住侧模，对拉螺杆从模板底及混凝上部通过，不穿过混凝土；另用松紧螺栓与上口对拉，以便于调直模板。侧模上口带线后加钢管支撑，或打槽钢斜撑固定，模板整体性较好，有一定的抗波浪冲击能力。

（3）侧模设计顶标高比桩帽高约0.8m，以避免混凝土浇筑完成后，涨潮时海水倒灌或者波浪冲击而溅入海水。

3.3 工序的优化及组织衔接

3.3.1 合理划分工艺流程

桩帽施工工艺流程如下：根据潮水变化以及相关工序需在低潮时间段内完成的特点，可将上述完整工艺流程划分为三阶段。第一阶段为铺设底模及其之前的工序，第二阶段为钢筋绑扎、侧模安装、混凝土浇筑，第三阶段为浇筑后的工作。第一阶段，可趁低潮位期尽可能多的安装好底模系统，形成工作平台。第二阶段所有工序在一个低潮位期内完成，更利于质量控制，对于部分因尺寸大、异形的桩帽，无法在一个低潮位时间内完成，钢筋绑扎可在前一个低潮位期完成，并在紧邻的一个低潮位期内完成侧模安装和混凝土浇筑。第三阶段为养护、拆模等收尾工作。据上面工序划分，第二阶段工作内容多，时间紧，是施工质量控制的关键，需重点注意第二阶段各工序的优化及衔接组织。

3.3.2 重点工序优化和组织

（1）钢筋绑扎。①以桩帽为单位的确定钢筋需求数量（配有一定余量），预先下料配齐，通过浮排转运至桩帽附近，6人一个班组，潮水低于底模前，准备就位。一旦水位低于桩帽，工人立马开展钢筋绑扎，每批次对应一个桩帽，针对性强，响应迅速，避免出错。②针对钢筋绑扎耗时最多，绑扎前安排工人反复熟悉图纸并先在岸上进行试验绑扎，摸清绑扎时长，并提升工人绑扎熟练度。按照6个人一个班组固定，分配指定的桩帽，确保各班组对桩帽钢筋熟悉程度和彼此配合默契度。

（2）侧模安装。模板安装班组同样以6人一组且固定。吊装前，浮吊船就位，侧模为定制钢膜，分类、编号堆存在起重船上，钢筋绑扎后可以实现快速精准吊装。

（3）混凝土浇筑。采用搅拌船浇筑工艺，备料齐全，混凝土供应有保证，方便灵活，质量可控。浇筑前可拖至相应桩帽附近待命即可，条件具备，可立马浇筑。

（4）通过上面各工序时间优化和严密的组织衔接，对于无预埋件、矩形形状的61个B、C类桩帽，单桩帽钢筋绑扎耗时约3h，侧模安装约1h，混凝土浇筑0.5h，合计约4.5h，可在一个低潮期内完成。另23个含预埋件且“T”字形状的A类桩帽、4个结构尺寸稍大的D类桩帽，因钢筋量大、绑扎难度大，预埋件安装等耗时稍长，无法保证钢筋绑扎、侧模安装、混凝土浇筑在一个低潮位期内完成，故在前一个低潮位内完成钢筋绑扎，并在紧邻的一个低潮位完成侧模安装、混凝土浇筑。

4.其他注意事项

（1）施工过程中钢筋、模板等防止海水污染，在转运和堆存中注意遮盖，如有污染，用清水进行冲洗[2]。

（2）对于无法在一个低潮位期内完成钢筋绑扎到混凝土浇筑的桩帽，须确保钢筋绑扎与潮混凝土浇筑在紧邻两个潮位进行，以尽量减少钢筋受海水浸泡时间。

（3）混凝土初凝后覆盖麻袋并洒水养护。拆模时间尽量延后，本项目拆模控制在浇筑完成72h之后，一是保证混凝土足够的强度，二是保证混凝土尽可能晚一点受海水浸泡。

5.结束语

通过上述一系列措施，项目克服了涌浪、潮水淹没影响等诸多困难后，前后历时80个昼夜，高质量完成了码头桩帽的施工，为码头后期上部结构的施工奠定了坚实基础。