水运工程施工方法

1、第四章复习思考题 1、重力式码头重力式码头施工包括哪些主要内容？施工包括哪些主要内容？ 2、基槽开挖的质量标准是什么？何谓基槽的、基槽开挖的质量标准是什么？何谓基槽的“双控双控”要求？要求？ 3、抛石基床施工的施工步骤、方法和要点有哪些？、抛石基床施工的施工步骤、方法和要点有哪些？ 4、重力式码头的墙身构件主要有哪三种主要形式？、重力式码头的墙身构件主要有哪三种主要形式？ 5、方块码头方块码头的主要施工步骤和方法什么？的主要施工步骤和方法什么？ 6、沉箱的施工程序是怎样的？其预制和移动下水可分为那、沉箱的施工程序是怎样的？其预制和移动下水可分为那 几种方式？几种方式？ 7、沉箱的拖运条件是什么

2、？试述沉箱拖运和接高的主要方、沉箱的拖运条件是什么？试述沉箱拖运和接高的主要方 法和特点。法和特点。 8、护壁结构有哪几部分组成？采用立制或卧制各有何利弊？、护壁结构有哪几部分组成？采用立制或卧制各有何利弊？ 预制安装结构的重力式码头的施工工序一般包括：预制安装结构的重力式码头的施工工序一般包括： 预制墙身构件、开挖基槽、抛筑块石基床、基床夯实和整平、预制墙身构件、开挖基槽、抛筑块石基床、基床夯实和整平、 强身预制件安装、浇筑胸墙、抛填棱体块石和铺设倒滤层、码头强身预制件安装、浇筑胸墙、抛填棱体块石和铺设倒滤层、码头 后回填、安装码头设备和铺设路面。后回填、安装码头设备和铺设路面。 第五章第五

3、章 桩式码头施工桩式码头施工 第一节第一节 桩工基础桩工基础 第二节第二节 高桩码头桩基施工高桩码头桩基施工 第三节第三节 上部结构施工上部结构施工 第四节第四节 板桩码头施工板桩码头施工 高桩码头的组成：高桩码头的组成： 上部结构、承台、桩基、上部结构、承台、桩基、(挡土结构和护坡挡土结构和护坡) 及码头设备。及码头设备。 结构类型：结构类型： 按建筑材料分：木结构、钢结构和钢筋混凝土按建筑材料分：木结构、钢结构和钢筋混凝土 结构；结构； 按桩台宽度分：窄桩台式、宽桩台式、墩式结构；按桩台宽度分：窄桩台式、宽桩台式、墩式结构； 按上部结构形式分：承台式、无梁板式、梁板式、按上部结构形式分：承

4、台式、无梁板式、梁板式、 绗架式、刚架式。绗架式、刚架式。 高桩梁板式码头高桩梁板式码头 高桩框架式码头高桩框架式码头 钢管桩码头钢管桩码头 桩式码头施工特点 1）受自然条件（风、浪、潮汐、水位、土质等）的影响）受自然条件（风、浪、潮汐、水位、土质等）的影响 很大；很大； 2）使用船舶机械多，相互干扰多，水陆联系困难，施工）使用船舶机械多，相互干扰多，水陆联系困难，施工 条件复杂；条件复杂； 3）桩式码头上部结构断面不大，工序多，工作面狭窄，）桩式码头上部结构断面不大，工序多，工作面狭窄， 施工困难；施工困难； 4）由于上述原因，桩基的施工是桩式码头施工的关键性）由于上述原因，桩基的施工是桩式

5、码头施工的关键性 工程，关系着码头施工的进度和质量；工程，关系着码头施工的进度和质量； 5）顺岸码头大多设在斜坡上或斜坡脚，因而，在打桩震）顺岸码头大多设在斜坡上或斜坡脚，因而，在打桩震 动、挖泥、抛填等工程施工的影响下，岸坡稳定问题动、挖泥、抛填等工程施工的影响下，岸坡稳定问题 是桩基码头施工中必须妥善处理的重大技术问题。是桩基码头施工中必须妥善处理的重大技术问题。 第一节第一节 桩工基础桩工基础 一、概述一、概述 桩桩 基础、主体结构基础、主体结构 桩的材料桩的材料 木桩、钢桩、钢筋混凝土桩、预应力桩木桩、钢桩、钢筋混凝土桩、预应力桩 桩的制作桩的制作 预制桩、就地浇筑灌注桩预制桩、就地浇

6、筑灌注桩 桩的作用桩的作用 支承桩、摩擦桩、锚碇桩、防渗板桩支承桩、摩擦桩、锚碇桩、防渗板桩 桩的截面桩的截面 方形方形(空心、实心空心、实心)、矩形、圆形、管形、矩形、圆形、管形 槽形、槽形、Z字形、一字形字形、一字形 二、预制桩的施工方法二、预制桩的施工方法 （一）桩的制作、吊运和堆存（一）桩的制作、吊运和堆存 1、桩的制作、桩的制作 （1）钢筋混凝土桩）钢筋混凝土桩 预制厂、现场、先张、后张预制厂、现场、先张、后张 （2）钢管桩）钢管桩 管节、拼装、加固、防腐管节、拼装、加固、防腐 全封闭、半封闭、开口桩全封闭、半封闭、开口桩 桩径与桩内土面的关系桩径与桩内土面的关系 锤击沉桩示意图锤击

7、沉桩示意图 2、桩的吊运和堆存、桩的吊运和堆存 吊点、支垫的数量和位置吊点、支垫的数量和位置 两点吊、多点吊两点吊、多点吊 （20m） 起吊情况起吊情况 沉桩方式沉桩方式 锤击法、震动法、水冲法、静压法锤击法、震动法、水冲法、静压法 （二）锤击法沉桩（二）锤击法沉桩 沉桩设备沉桩设备 打桩锤、打桩架、附属设备（替打、桩垫）打桩锤、打桩架、附属设备（替打、桩垫） 打桩方式打桩方式 1、打桩架的高度、打桩架的高度 最大桩长最大桩长80m，最大直径最大直径2.5m 2、打桩船的抗风浪性能、打桩船的抗风浪性能 5级风、级风、3级浪级浪 临时施工栈桥、海上平台临时施工栈桥、海上平台 3、桩锤、桩锤 （1

8、）桩锤的种类）桩锤的种类 蒸汽锤蒸汽锤 单动单动 调节冲程，调节冲程， 频率为频率为50次次/min80次次/min 双动双动 调节进气量，调节进气量， 频率为频率为100次次/min200次次/min 优点优点 锤的质量大，稳定可靠锤的质量大，稳定可靠 缺点缺点 打桩效率低，设备笨重，成本高打桩效率低，设备笨重，成本高 柴油锤柴油锤 动力来自柴油内燃机，利用活塞或缸体下落时的动力来自柴油内燃机，利用活塞或缸体下落时的 冲击能量。冲击能量。 我国引进的筒式柴油锤的性能：我国引进的筒式柴油锤的性能： 液压锤液压锤 利用液压缸内高压氮气的缓冲利用液压缸内高压氮气的缓冲 作用，作用， 使极短时间的强

9、大冲击变成较使极短时间的强大冲击变成较 长时间的较大压桩力。长时间的较大压桩力。 （二）桩锤的选择（二）桩锤的选择 满足克服沉桩阻力的要求；满足沉桩速度和质量的要求满足克服沉桩阻力的要求；满足沉桩速度和质量的要求 4、替打及桩垫、替打及桩垫 作用：缓冲、受力均匀、保护桩头作用：缓冲、受力均匀、保护桩头 5、平衡装置、平衡装置 作用：保证桩位和桩身倾斜度准确作用：保证桩位和桩身倾斜度准确 形式：平衡车式、平衡水舱式形式：平衡车式、平衡水舱式 6、背板、背板 作用：在龙口上固定桩位，打斜桩时承受桩身重量作用：在龙口上固定桩位，打斜桩时承受桩身重量 （三）震动沉桩法（三）震动沉桩法 震动法沉桩原理震

10、动法沉桩原理 桩头刚性联接震动锤桩头刚性联接震动锤 偏心块产生震动力偏心块产生震动力 强迫土壤发生震动强迫土壤发生震动 土壤结构破坏土壤结构破坏 沉桩阻力减小沉桩阻力减小 桩在压重下沉入土中桩在压重下沉入土中 （四）射水法沉桩（水冲法）（四）射水法沉桩（水冲法） 1、射水法沉桩的原理、射水法沉桩的原理 高压水破坏土壤结构高压水破坏土壤结构 摩阻力和端承力减小摩阻力和端承力减小 桩身下沉桩身下沉 土壤重新固结土壤重新固结 摩阻力和端承力恢复摩阻力和端承力恢复 2、射水法沉桩机具、射水法沉桩机具 锤击法全套机具锤击法全套机具 + 射水系统（水泵、射水管、喷嘴）射水系统（水泵、射水管、喷嘴） 射水管

11、的布置射水管的布置 射水法施工顺序射水法施工顺序 吊桩就位、压锤下沉、开动水泵、下放射水管吊桩就位、压锤下沉、开动水泵、下放射水管 （五）压桩法沉桩（五）压桩法沉桩 原理：借助桩架自重及压重，滑轮换向，分节压入，原理：借助桩架自重及压重，滑轮换向，分节压入， 逐段接长。逐段接长。 优点：减少打桩震动和对周围土体的破坏。优点：减少打桩震动和对周围土体的破坏。 三、就地灌注桩三、就地灌注桩 施工顺序施工顺序 定位定位 钻孔钻孔 清孔清孔 放钢筋笼放钢筋笼 下导管下导管 浇注混凝土浇注混凝土 养护养护 凿桩头凿桩头 旋转钻机种类旋转钻机种类 几种旋转钻的钻头几种旋转钻的钻头 冲击震动灌注桩机冲击震动

12、灌注桩机 爆扩孔桩爆扩孔桩 端夯扩灌注桩施工工艺端夯扩灌注桩施工工艺 适用条件：适用条件： 土层变化复杂，桩长难以准确控制；土层变化复杂，桩长难以准确控制； 大直径和变直径桩，提高单桩承载力；大直径和变直径桩，提高单桩承载力； 水深增加，桩长增加。水深增加，桩长增加。 优点：优点： 节约钢材和木材、施工机具简单、降低了造价。节约钢材和木材、施工机具简单、降低了造价。 缺点：缺点： 断面大、消耗水泥多、不能用于斜桩。断面大、消耗水泥多、不能用于斜桩。 就地浇制桩施工中的主要技术问题就地浇制桩施工中的主要技术问题 桩的垂直度超标桩的垂直度超标,桩孔弯曲形成弯曲桩桩孔弯曲形成弯曲桩,中心距偏差大中心

13、距偏差大. 桩的直径不能保证桩的直径不能保证,易发生缩颈及超径问题易发生缩颈及超径问题. 孔底沉渣沉淤较多孔底沉渣沉淤较多. 桩身混凝土浇筑质量不好桩身混凝土浇筑质量不好,形成缩颈断桩形成缩颈断桩. 第二节第二节 高桩码头桩基施工高桩码头桩基施工 一、制桩和运输一、制桩和运输 桩型：先张法预应力钢筋混凝土空心方桩；桩型：先张法预应力钢筋混凝土空心方桩； 制桩速度：保证连续沉桩，满足堆场能力；制桩速度：保证连续沉桩，满足堆场能力； 制桩数量：留有富裕量制桩数量：留有富裕量1%2%。 驳船装运驳船装运 二、测量基线的设置二、测量基线的设置 两条正交的基线两条正交的基线 定位定位 桩的控制点和控制线

14、，在控制点上架设仪器。桩的控制点和控制线，在控制点上架设仪器。 两条任意夹角的基线两条任意夹角的基线 测量角测量角3060 一条基线布置一条基线布置 三、沉桩作业三、沉桩作业 （一）沉桩方法的选择（一）沉桩方法的选择 远离岸边：打桩船、自升式海上施工平台；远离岸边：打桩船、自升式海上施工平台； 临近岸边：打桩船（吊龙口）、搭栈桥、陆上打桩架。临近岸边：打桩船（吊龙口）、搭栈桥、陆上打桩架。 （二）沉桩顺序的确定（二）沉桩顺序的确定 1、考虑所有桩都能施打、考虑所有桩都能施打 在桩位图上用统一比例的在桩位图上用统一比例的 打桩船纸模模拟出打桩顺序；打桩船纸模模拟出打桩顺序； 2、考虑水位、水深和

15、风、浪、流的影响、考虑水位、水深和风、浪、流的影响 打桩船的打桩船的 吃水和抛锚定位方法；吃水和抛锚定位方法； 3、考虑工程分段、考虑工程分段 一般以结构段来分段；一般以结构段来分段； 4、考虑土壤变形的影响、考虑土壤变形的影响 群桩（桩距群桩（桩距3D）通常采通常采 用阶梯形推进；用阶梯形推进； 5、减少沉桩对岸坡稳定的影响、减少沉桩对岸坡稳定的影响 由岸边向外逐排由岸边向外逐排 打设，采用间隔沉桩法；打设，采用间隔沉桩法； 6、尽量减少打桩船移架、移锚的次数、尽量减少打桩船移架、移锚的次数 提高打桩提高打桩 效率；效率； 7、考虑施工水、考虑施工水 域船舶锚缆的域船舶锚缆的 布置布置 使之

16、使之 取桩方便，缆取桩方便，缆 绳对桩不产生绳对桩不产生 侧力，如图侧力，如图5-7 所示。所示。 （三）沉桩质量控制（三）沉桩质量控制 1、制桩质量、制桩质量 工厂检验工厂检验 各道工序合格；各道工序合格； 现场验收现场验收 出厂合格证、外观检查。出厂合格证、外观检查。 2、沉桩控制、沉桩控制 （1）偏位控制）偏位控制 桩顶偏位桩顶偏位 直桩：直桩： 10cm，斜桩：斜桩： 15cm； 桩轴线倾斜桩轴线倾斜 1% 常用措施常用措施 核查、气候、平衡、规律、跟踪、坡稳核查、气候、平衡、规律、跟踪、坡稳 （2）贯入度和标高控制）贯入度和标高控制 “双控双控” 桩顶标高、贯入度桩顶标高、贯入度 贯

17、入度贯入度 （最后（最后 10 击平均每击的下沉量）击平均每击的下沉量） 沉桩阻力沉桩阻力 承载力承载力 贯入度贯入度 静载试验静载试验 粘性土粘性土 以标高控制为主，砂性土以标高控制为主，砂性土 以贯入度以贯入度 控制为主控制为主 （3）装的裂损控制）装的裂损控制 锤速增加比锤重增加作用更明显；锤速增加比锤重增加作用更明显； 锤击拉应力与桩长对波长的比值成正比；锤击拉应力与桩长对波长的比值成正比； 预应力桩不得出现裂缝，非预应力桩避免出现裂缝。预应力桩不得出现裂缝，非预应力桩避免出现裂缝。 （4）桩的临时固定和缺陷处理）桩的临时固定和缺陷处理 及时夹桩、方木顶撑、拉条固定；及时夹桩、方木顶撑

18、、拉条固定； 设置警示标志、施放浮筒；设置警示标志、施放浮筒； 缺陷处理措施缺陷处理措施6条。条。 四、接桩、截桩四、接桩、截桩 接桩接桩 凿除、接筋、浇砼凿除、接筋、浇砼 截桩截桩 受力筋保留至设计标高受力筋保留至设计标高50cm以上，截断前以上，截断前 的桩头要吊住。的桩头要吊住。 第三节第三节 上部结构施工上部结构施工 一、现浇桩帽和现浇横梁一、现浇桩帽和现浇横梁 桩帽形式：单桩桩帽、叉桩桩帽、双桩桩帽、蔟桩桩帽桩帽形式：单桩桩帽、叉桩桩帽、双桩桩帽、蔟桩桩帽 现浇横梁：增强横向排架的整体性现浇横梁：增强横向排架的整体性 （一）现浇桩帽和横梁的支承体系（一）现浇桩帽和横梁的支承体系 1、

19、夹桩式支承系统、夹桩式支承系统 原理：支承力取决于夹紧力和原理：支承力取决于夹紧力和 摩擦系数的大小摩擦系数的大小 特点：操作方便、承载力小、特点：操作方便、承载力小、 适用于较小桩帽适用于较小桩帽 2、悬吊底模式支撑系统、悬吊底模式支撑系统 组成：图组成：图5-19 特点：可调整底标高、广泛替代夹桩式支承系统特点：可调整底标高、广泛替代夹桩式支承系统 3、悬吊侧、底模式支撑系统、悬吊侧、底模式支撑系统 组成：钢扁担梁、钢支墩、钢侧模、钢楞组成：钢扁担梁、钢支墩、钢侧模、钢楞 特点：适用于平面尺寸大、重量大的桩帽特点：适用于平面尺寸大、重量大的桩帽 （二）模板（二）模板 底模：搁珊用方木，地板

20、用木板底模：搁珊用方木，地板用木板 侧模：组合是钢模板或胶合模板侧模：组合是钢模板或胶合模板 （三）浇筑混凝土（三）浇筑混凝土 成批浇筑：搅拌船供料、人力振捣成批浇筑：搅拌船供料、人力振捣 零星浇筑：陆上拌料、翻斗车或舢板运料、人力振捣零星浇筑：陆上拌料、翻斗车或舢板运料、人力振捣 海上浇筑：围堰蓄水、淡水养护、水驳运水海上浇筑：围堰蓄水、淡水养护、水驳运水 二、上部结构安装二、上部结构安装 起重安装组织：梁、板、框架、靠船构件等起重安装组织：梁、板、框架、靠船构件等 （一）构件的预制吊装（一）构件的预制吊装 （二）构建安装（二）构建安装 1、安装前的准备工作：、安装前的准备工作： 1）核对基

21、桩偏位值，提前预制加长或缩短梁板；）核对基桩偏位值，提前预制加长或缩短梁板； 2）核对构件；）核对构件； 3）尽量选择起重量大、伸臂长、起吊高度高、能旋转的）尽量选择起重量大、伸臂长、起吊高度高、能旋转的 起重船；起重船； 4）事先制订安装方案，使起重船移位少、效率高，安装）事先制订安装方案，使起重船移位少、效率高，安装 后易于分段形成整体。后易于分段形成整体。 2、梁安装、梁安装 步骤：抄标高步骤：抄标高放安装线放安装线找平找平 方法：边铺砂浆边安装、边勾缝，测量配合方法：边铺砂浆边安装、边勾缝，测量配合 简支与固结 3、板安装、板安装 （1）两边支承板）两边支承板 用于：用于： 梁板式高桩

22、码头梁板式高桩码头 后方承台简支板后方承台简支板 前方承台连续板前方承台连续板 （2）四点支承板）四点支承板 用于：用于： 无梁板式高桩码头无梁板式高桩码头 双向连续板双向连续板 4、靠船构件安装、靠船构件安装 特点：重量重、重心靠前、支承困难，需特别小心特点：重量重、重心靠前、支承困难，需特别小心 5、构件稳固、构件稳固 槽钢穿过靠船构件预留孔，支承在围囹上槽钢穿过靠船构件预留孔，支承在围囹上 纵梁及吊车梁在节点处，焊牢底部伸出钢筋的纵梁及吊车梁在节点处，焊牢底部伸出钢筋的1/2 6、轨道安装、轨道安装 吊轨法吊轨法 预埋螺栓定位钢板法预埋螺栓定位钢板法 三、现浇混凝土三、现浇混凝土 （一）

23、浇筑混凝土的方法（一）浇筑混凝土的方法 1、陆上浇筑、陆上浇筑 搅拌系统设在码头附近的场地上，通过陆路输送混凝搅拌系统设在码头附近的场地上，通过陆路输送混凝 土。土。 2、水上浇筑、水上浇筑 采用搅拌船，由混凝土泵或用混凝土罐由起重机输送采用搅拌船，由混凝土泵或用混凝土罐由起重机输送 到浇筑面。到浇筑面。 （二）具体施工工艺（二）具体施工工艺 1、现浇板缝、现浇板缝 2、现浇悬臂板、现浇悬臂板 荷载较小时荷载较小时 荷载较大时荷载较大时 3、现浇护轮坎、现浇护轮坎 4、现浇码头面层、现浇码头面层 码头面层构成预制叠合板码头面层构成预制叠合板 振捣棒粗平，平板振捣器细平振捣棒粗平，平板振捣器细平

24、 三次磨面，木蟹粗磨，铁板细磨三次磨面，木蟹粗磨，铁板细磨 新浇混凝土至少两小时后才允许被淹没新浇混凝土至少两小时后才允许被淹没 新浇混凝土部位应距离锤击沉桩处至少新浇混凝土部位应距离锤击沉桩处至少30米以外米以外 第四节 板桩码头施工 一、概述一、概述 板桩码头板桩码头 轻型结构码头轻型结构码头 本节介绍本节介绍 拉杆式锚碇系统板桩码头拉杆式锚碇系统板桩码头 原理：原理： 下端插入地基，上端靠锚碇拉固。下端插入地基，上端靠锚碇拉固。 优点：优点： 用料少，造价低；预制件，施工快；先打桩，挖方少。用料少，造价低；预制件，施工快；先打桩，挖方少。 缺点：缺点： 耐久性较差、不能承受较大波浪、需要

25、沉桩设备。耐久性较差、不能承受较大波浪、需要沉桩设备。 板桩码头的主要组成部分：板桩码头的主要组成部分： 板桩墙、拉杆、锚碇结构、导梁、帽梁及码头设备。板桩墙、拉杆、锚碇结构、导梁、帽梁及码头设备。 码头前沿在水域中时：码头前沿在水域中时： 1、需用打桩船、需用打桩船 2、水深大，先施工主体结构、水深大，先施工主体结构 3、及时施工锚碇结构和回填、及时施工锚碇结构和回填 4、破裂面位置、破裂面位置 码头前沿在陆域内时：码头前沿在陆域内时： 1、先施工主体结构，后回填、先施工主体结构，后回填 2、施工简单，质量易保证、施工简单，质量易保证 3、两次挖泥之间要有间隙、两次挖泥之间要有间隙 都要特别

26、注意：都要特别注意： 1、码头主体完工后的挖泥、码头主体完工后的挖泥 2、锚梁应在墙前挖泥后进行、锚梁应在墙前挖泥后进行 3、挖泥过程中进行位移监测、挖泥过程中进行位移监测 二、板桩的打设二、板桩的打设 （一）设置导向梁、导向架施工要点：（一）设置导向梁、导向架施工要点： 目的：保证垂直度、减小平面扭曲、提高打桩效率目的：保证垂直度、减小平面扭曲、提高打桩效率 要点：要点：1、选择适宜的设置长度、选择适宜的设置长度 2、选择适当的材料和断面、选择适当的材料和断面 3、导向梁距板桩墙顶的距离、导向梁距板桩墙顶的距离 （二）施打方式（二）施打方式 单独插打和分段分组打单独插打和分段分组打 Z字形板

27、桩的拼装方法字形板桩的拼装方法 打板桩时校正倾斜的方法打板桩时校正倾斜的方法 （三）施打要点：（三）施打要点： 1、采用外龙口的打桩船（架）、采用外龙口的打桩船（架） 2、在沉桩前用不短于、在沉桩前用不短于2M的钢板桩做榫口检查的钢板桩做榫口检查 3、转角桩的加工拼接、转角桩的加工拼接 4、可采用锤击法、震动法，重锤轻打、可采用锤击法、震动法，重锤轻打 5、替打的构造、替打的构造 6、要用塞子堵塞榫口的下端部、要用塞子堵塞榫口的下端部 7、开始的几根钢板桩施打时要特别谨慎、开始的几根钢板桩施打时要特别谨慎 8、钢筋混凝土板桩、钢筋混凝土板桩“宜长勿短宜长勿短” 三、锚碇系统三、锚碇系统 锚碇系统是最终承受板桩墙土压力的结构锚碇系统是最终承受板桩墙