灌注桩施工平台在码头上部结构施工中的应用

黄伟强、崔力

（中交四航局第三工程有限公司，广东湛江 524009）

0 引言

海上灌注桩施工平台在码头灌注桩施工中是较为常规的施工工艺。施工平台通常采用钢管桩做支撑，以贝雷片和型钢作为上部结构搭设而成，完成后可满足钻孔设备的行走及施工需求。常规海上灌注桩施工平台在码头桩基完成后随着上部结构施工作业结束而拆除，较少与码头上部结构施工相关联。码头上部结构施工过程中仍然主要依赖于海上船舶设备。

在钦州港金谷港区金鼓江作业区某高桩工程项目的实施过程中，施工单位通过对平台使用功能的深化设计，为码头上部结构施工提供了便利的操作平台，将常规的水上施工转为陆上施工，提高了码头上部结构的施工工效，降低了船舶设备的成本投入及船舶使用的风险。

1 项目概况

钦州港金谷港区金鼓江作业区某高桩工程项目主要包含1 个5 万吨级泊位，长为300m，1 座接岸引桥，长为407.5m，系缆墩4 个，补偿平台1 个，综合用房平台1 个，为常规的接岸式高桩码头结构，桩基均为灌注桩。为满足灌注桩及上部结构施工需要，从接岸处搭设一座9m 宽钢栈桥作为施工主通道延伸至码头后沿，施工平台则与码头后沿的钢栈桥相连接。钢栈桥及施工平台采用钓鱼法搭设，其典型断面如图1所示[1]。

图1 码头钢栈桥及灌注桩施工平台典型断面图

2 平台使用策划

该项目灌注桩成孔要求采用旋挖钻进行，其施工平台需求面积较大，承载力要求较高。考虑到码头梁板安装所需履带吊的规格与旋挖钻相近，为最大化利用施工平台资源，提高施工平台使用效率及使用效果，在进行灌注桩施工平台设计时同步考虑履带吊使用工况。

同时，结合码头预制梁板的上部结构形式，优化施工平台结构布置，调整辅助桩间距及贝雷片布置。根据预制梁板尺寸及安装梁板设备的起重能力范围，将平台区域化（分块化），中间位置单独布置两根辅助桩形成独立平台。待桩基施工后，可将两侧桩基部分平台拆除，保留中间部分平台为履带吊提供操作空间进行梁板安装，以减少海上大型吊装设备投入，摊低钢平台搭设费用，节省成本[2]。

3 平台设计

码头泊位长为300m，宽为26m，排架间距为10m，每排架布置5 根灌注桩，桩径为1.3m，下横梁宽为2.4m，横梁间净空为7.6m，预制纵梁单条重为18t，预制面板单块重为8t。

施工平台典型结构采用φ630 钢管桩做支撑，以双拼45b 工字钢作为主横梁，上部依次为贝雷片、25a工字钢分配梁，顶部为定型桥面板。

根据码头结构布置情况，将施工平台按每两排桩整体布置，单个平台宽为12m，按3m+6m+3m 的间距划区，布置4 根辅助桩。两侧3m 范围在灌注桩施工完成后可优先拆除，拆除后满足下横梁施工空间。剩余中间6m 可作为独立平台使用，满足85t 履带吊的作业要求，作为后续预制梁板安装的通道，如图2 所示。

图2 码头施工平台示意图

4 平台及码头施工

4.1 平台搭设及灌注桩施工

平台搭设方式与钢栈桥基本相同，排架标准间距为6m，采用钓鱼法从后沿往前沿进行搭设，辅助桩采用85t 履带吊吊起振动锤后依次打入，施打完每个排架辅助桩后进行相应的剪刀撑焊接，然后依次布置主梁、贝雷片、分配梁，最后铺设桥面板[3]。

平台搭设完成后采用旋挖钻进行灌注桩钻孔，旋挖钻机在平台中部通道内行走，完成两侧桩基施工。

4.2 两侧平台拆除及下横梁施工

每个独立平台内的灌注桩全部施工完成后即开始进行两侧平台的拆除。履带吊此时行走至中间6m宽平台内进行拆除工作，从上至下逐层进行，直至拔除最外侧辅助桩。

两侧平台拆除完成后即可开始下横梁施工，下横梁为常规现浇水工结构。此时中间平台可作为钢筋、模板及小型施工机具等的临时堆放场地，同时可作为钢筋绑扎的施工辅助区。从平台处搭设爬梯，即可实现人员从平台上下底模，无须通过水上交通，如图3、图4 所示。

图3 下横梁浇筑示意图

图4 下横梁浇筑现场图

4.3 预制纵梁安装

下横梁浇筑完成后进入预制纵梁安装环节，纵梁安装采用85t 履带吊进行，可在12m 作业半径内安装重量为18t 的纵梁，纵梁安装分为两部分进行。首先进行相邻跨的纵梁安装，此时可将85t 履带吊行走至中间6m 宽平台，运梁车通过栈桥倒入中间平台，吊机距离纵梁安装位置跨度为10m，满足吊装距离，如图5、图6 所示。

图5 相邻跨纵梁安装示意图（单位：mm）

图6 相邻跨纵梁安装现场图

然后开始安装中间平台跨纵梁，此时需同步拆除中间平台，拆除从端部开始，每拆除一个排架则安装对应位置的纵梁，中间平台拆除至一半时暂停拆除，完成已拆除区域所有纵梁安装，如图7 所示。

图7 平台跨纵梁及面板安装示意图

4.4 上横梁浇筑

考虑到预制面板重量为8t，85t 履带吊仅可在22m范围内完成安装，码头总宽为26m，故履带吊无法在后沿栈桥上完成所有预制面板的安装。上横梁需分前后两段进行，分段设置在跨中负弯矩较小位置。首先浇筑前半段已安装完成纵梁区域的上横梁。

4.5 面板安装

然后即可开始该区域的面板安装，面板安装时履带吊位于中间剩余平台处。前半段面板安装完成后即可拆除后半段的中间平台，此时履带吊退至码头后沿栈桥，按上述施工步骤完成后半段的码头纵梁安装、上横梁浇筑及面板安装[4]。

5 使用施工平台进行码头上部结构施工的优势

相比于传统码头采用船舶水上施工的工艺，利用灌注桩施工平台进行码头上部结构施工有以下优势。

第一，减少船舶使用，降低施工成本。如采用码头上部结构梁板安装，施工工期约为4 个月，需租赁起重船。用陆上履带吊替代海上吊装船舶的方式则可压缩工期至2.5 个月，无须租赁海上设备，仅需考虑适当延长平台使用时间。在目前海上吊装船舶较为紧缺、价格较高的情况下可有效节约施工成本。

第二，减少海况影响，加快施工进度。常规海上起重船吊装易受海况影响无法施工，改为陆上施工后则无须考虑常规水工施工受海况的影响，同时陆上设备使用较海上设备灵活，也更易于根据施工进度情况进行增减，可进一步发挥设备使用工效。加之预制构件的陆上运输效率远高于海上运输，使项目实施变得更加可控，可有效加快施工进度，缩短作业时间。

第三，降低安全风险，提供施工便利。海上起重船安装时易受涌浪影响出现较大幅度的晃动，出现起重伤害事故的风险较高，采用履带吊进行陆上吊装则更加平稳可靠。同时由于未使用船舶，常规码头施工时船舶防台风及碰撞等方面的高风险管控点则直接消除。加上保留平台后为码头施工提供了更加便利的施工通道，从平台至下横梁施工作业面仅需设置爬梯即可实现，无须再采用水上交通船，降低了人员落水的风险。

6 结语

结合高桩码头结构特点对灌注桩施工平台进行深化设计，并在施工过程中对分区使用进行有效管控，可进一步发掘施工平台的使用价值。将传统的水上施工转变为陆上施工，在减少施工成本、降低施工安全风险的同时，可进一步提高施工工效，对海况较差的施工项目可以带来更加明显的效率提升。如EPC 项目，可在码头初步设计阶段就结合钢平台的使用特点，对码头构件尺寸、排架间距等进行优化，以进一步发挥其价值，创造更为可观的经济效益。