第七章高桩码头施工

第七章高桩码头施工第一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第一节高桩码头的基本组成（一）桩①钢筋砼桩普通钢筋砼桩；预应力（抗裂性能好）钢筋砼桩（空心或实心）；大直径钢筋砼管桩（外海深水）。第二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四大直径钢筋砼管桩第三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四②钢管桩开口桩（无桩尖）：容易沉桩，形成土塞后承载力足够。最终承载力比同直径的闭口桩少20%。半封闭尖桩全半封闭尖桩第四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四钢管桩螺旋焊缝第五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四③灌注桩第六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四④钢桩第八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（二）纵梁、横梁:预应力钢筋砼矩形梁或倒T形梁第九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（三）面板：单向板；双向板；悬臂板。（四）桩帽（五）靠船构件等。第十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四施工过程第十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第二节预制桩的施工方法一、桩的制作（一）钢筋砼桩先张法后张法一般在专设的预制厂，非预应力桩也可现场制作（若工地离预制厂远）后张法预应力管桩，可先用离心法在工厂预制成管桩等。在工地现厂穿高强度钢丝，通过施加预应力进行拼接。第十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（二）钢管桩一般在专门工厂生产成单节管桩，运倒工地后拼接焊接，加固桩顶及桩尖，并进行防腐蚀处理。尽量采用螺旋形焊接，分段拼接时必须在接头内侧加焊衬套，以确保接头牢固、平直、可靠。第十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四二、桩的吊运、堆存桩从制成到沉桩，中间要经过吊运和堆存。注意不要使桩产生损伤和变形。桩是对称配筋的，应使桩身产生的正负弯距相等，并且在安全范围内。第十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四两点吊：钢筋砼桩长不超过20m的一般采用两点吊。吊索垂直桩柱：M＝0.2130qL2吊索不垂直桩柱：（桩不浸水）M＝0.2130qL2

（桩浸水）M＝0.2451qL2q——桩单位长度重力KN/m《港口工程施工手册》：水平吊运：M＝0.0215aqL2

(存疑？)，a=1.3吊立：M＝0.0250aqL2

，a=1.1a—动力系数（A型桩，即等断面桩）（一）吊运第十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四四点吊：(20m以上用三点或四点吊)吊索垂直桩柱：M=0.0774qL2吊索不垂直桩柱：L<=30m,M＝0.1598qL2 30m=<L<36m,M＝0.1686qL2

吊绳与构件水平面所成夹角≮45°，吊点位置偏差≯200mm，钢丝绳捆绑时，用麻袋或木块衬垫。第十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（二）堆存支垫点必须在吊点位置处。①作好排水工作（养护水，雨水）②地基有足够承载力、整平。③最多桩放三层。（三）出运

起重机→（汽车）驳船→工地先用放上，后用放下，逐层装（船、车），同一层内先放两侧，后放中间。支垫点与堆存时相同，并注意行车平稳。第二十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四

三、沉桩

（一）沉桩方式①打桩船水上打桩（目前最常用方式，我国目前能力打到70～80m深），要求水流、波浪条件较好，水深足够第二十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第二十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第二十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第二十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第二十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第二十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第二十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四②升降式平台船的“水”上沉桩（实际方法同陆上）第二十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四③吊机“陆”上沉桩方式（当打桩船和升降台都不能使用时），边打桩，边铺面板前进，打下一个桩。第二十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（二）沉桩方法锤击法（常用）、震动法、射水法、压入法。

1、锤击法利用锤的断续冲击，使桩周围土体不断受挤压，剪切破坏，使桩逐步下沉的沉桩方法。第三十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四①锤的种类：蒸汽锤、柴油锤、液压锤1）蒸汽锤单动锤：冲击部分的上升由蒸汽推动，下降为自由下落f=50~80次/min双动锤：上升和下降都有蒸汽作用。f=100~200次/min。打桩效率低、设备笨重、成本高。优点：锤质量大，使用稳定可靠。单动锤，锤芯3.6t和4.5t、6.6t。冲程0.4～0.6m。第三十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四2）柴油锤

工作原理类似内燃机。优点：构造简单，使用方便，不需供气设备，使用费用低。第三十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四柴油锤第三十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四缺点：低温时启动困难，软土上打桩时贯入度大，不易反弹，往往不能连续工作，打击力不易控制，残油飞溅。第三十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四一般为筒式柴油锤。f一般35～60次/min，锤芯重2～10t。锤击能近似计算：打直桩时E=1.2WHW—锤重；

H—落距（1～2m）

打斜桩时

θ—桩轴线和垂直线的夹角

μ—活塞与气缺的摩擦系数第三十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四3）液压锤第三十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四

一种新式的桩锤，对桩顶的瞬间冲击力小，桩不易破坏，压桩力作用在桩头上的持续时间长，能量利用率高，可水下打桩。

缺点：构造复杂，造价高。第三十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第三十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四②桩架：

起吊桩、桩锤、替打等的支架，并作为沉桩时导向之用。打桩架高度：H≥H1+H2+H3+H4-H5H—桩架有效高度（从水面或地面算起）H1—桩长H2—桩锤和替打高度H3—滑轮组高度H4—安全高度（富裕水深）,水上打桩1～2m，陆上0.3～0.5m。H5—施工水深，陆上H5＝0我国目前最大80m，一般40m左右。第三十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四③替打和桩垫替打（木制）：主要起缓冲作用，保护桩头，也起送桩作用。伸出龙口长度不超过替打长度的1/2～2/3，以保证锤、替打和桩三者轴线在一条直线上。桩垫（厚15～20cm），起缓冲作用，使打击力量均匀。一般牛皮纸叠的。（也有木制）第四十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四2、震动沉桩法第四十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四高压水，冲击破坏土壤结构，使桩在锤击和自重作用下下沉。对砂性土效果最好。3、射水—锤击法第四十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四内冲内排法（空心桩）内冲外排法外冲外排法（实心桩）第四十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四4、压入法第四十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第四十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四

第三节沉桩定位高桩码头基桩多，其施工控制测量和细部测量，与其他类型相比较为复杂。包括高程控制和平面控制点。一、测量基线的设置1）基线尽可能与码头纵横轴线平行。2）通视条件好，视线短。地基条件好，不易沉陷和移动。如码头承台较宽，可随施工进展，将基线移设于已建成的承台上。3）基线的构造可为木板。板下设短木桩，或在夯实的地基上现浇砼板。第四十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四4）当条件不允许做平行于码头纵横轴线的基线时，可用前方任意角交汇进行细部测量。此时若码头轴线与设计采用坐标不平行，为了简化细部测量点的坐标值计算，应建立与码头轴线相平行的施工坐标系。第四十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四①施工坐标系原点的选择，应使码头平面处于第一象限内，有利于校核，简化计算。②平面控制点的位置和数量，宜使细部测量点的前方交汇角在80°～130°之间，以提高测量精度。发展方向是GPS定位或全站仪测控。第四十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第四节沉桩

一、沉桩前准备1、查阅地质勘察报告。着重注意“透镜体”的分布范围、厚度、土质以及设计桩尖标高处上、下土层性质的变化。2、在基桩平面布置图上，标出各设计阶段钻孔的位置，设计桩尖处土层的标高、厚度、N值。在地质剖面图上，标出与其相邻近基桩的位置3、查阅挖泥竣工图，了解挖泥分层厚度和局部超深情况4、核算打桩船架高。5、在基桩布置平面图上，校验打桩船驻位和锚缆设置，能否沉全部基桩，并安排沉桩顺序（桩列、数量多时，可分层分段）。第四十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四二、沉桩程序①移船取桩（方驳）→吊立入龙口→移船就位→②调平船、调整龙口的垂直度（直桩）或斜度（斜桩）→定位，收紧缆绳→③桩自沉→测桩偏位、调整船和龙口→④压上锤与替打→再测偏位，调整和龙口→⑤小冲程锤击沉桩→⑥正常锤击沉桩→⑦满足沉桩控制条件，停止锤击→⑧估测桩偏位→起吊锤和替打→估测桩偏位→移船取桩→…第五十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四三、沉桩注意事项1）斜坡上下桩定位，适当偏向坡定方向定位下沉（提前量）。2）锤、替打和桩始终保持一条直线，以免偏击和蹩劲沉桩。3）自沉或压上锤和替打后，纠偏只能“微”调船位和龙口，尤其对钢筋砼桩，防止桩蹩断、裂。4）随潮水涨落松紧缆，保持船位不变，防止个别锚缆受力过大。第五十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四5）沉桩记录要准确，尤其是停锤前几阵的贯入度和锤冲击部分的反跳高度。6）沉桩要连续，不要中断，以免土壤恢复增加沉桩阻力。7）监测岸坡的稳定和已沉桩的变位，发现问题及时处理。8）水深流急或浪大，应对已沉桩夹桩加固，防止偏位增大或破坏，风力大于6级或波高＞0.5m，或水流流速＞1.5m/s，应停止沉桩作业。第五十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四四、沉桩控制条件锤击沉桩的控制条件有标高和贯入度（通常控制最后贯入100mm或最后锤击的30～50击，平均每击的下沉量）应满足设计承载力的要求：桩侧摩擦力桩尖阻力贯入度（反映）→沉桩阻力→反映桩尖处土层情况→一定程度上反映了承载能力。控制桩尖标高→保证桩尖落在持力层上。第五十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四

一般情况下粘性土中，以标高控制为主，贯入度作校核。桩尖落在砂性土或风化岩层中时，应以贯入度控制为主，标高控制作校核。

具体：1、一般粘性土，桩顶标高允许偏差＋10.0cm

－0.0cm2、硬塑状粘土第五十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（1）桩尖已达到设计标高，贯入度仍较大，且设计对贯入度有要求时应继续锤击，使贯入度接近控制贯入度。但一般≯1m。（2）当桩尖离设计标高尚较大，而贯入度已较小且沉桩困难时，应继续锤击10cm（或30～50击），其平均贯入度不应大于控制贯入度，但桩尖离设计标高不宜超过1～2m。3、桩尖标高处为中密以上砂土层，老粘土层、风化岩层，应以贯入度为主，标高校核。（同第2条第（2）项处理）。4、沉桩不能满足上述要求时，应会同设计单位研究处理。5、控制贯入度由试桩或当地实践确定。第五十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四五、偏位控制偏位难以避免，与桩身质量，风浪流影响。地形地质条件有关（及沉桩操作）。直桩桩顶偏差≯10cm

斜桩桩顶偏差≯15cm

离岸式码头的大直径砼管桩和钢管桩，直桩可允许25cm

斜桩30cm

桩轴线斜偏差≯1%。第五十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四六、桩的裂损控制和缺陷处理沉桩时随时检查桩锤，替打和桩身轴线是否一致。注意贯入度有无异常变化。检查桩顶破碎程度。预应力桩不应出现裂痕。沉桩完毕，必须及时夹桩，方木顶撑或拉条固定。严禁在沉好的桩上系缆靠船。设立警示牌和灯光，防止船碰撞。第五十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第五十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四为防止偏位：1）检查复核施工基线，采用有足够精度的定位方法。2）风浪流较小的情况下沉桩。3）及时开动平衡装置和松紧锚缆，防止船位走动，维持打桩架规定的倾斜度。4）掌握在岸坡上打桩滑移规律。5）沉桩过程中应经常用经纬仪检查桩位及轴线倾斜情况，及时纠正。若偏位过大，则应补桩。第五十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四桩头若破裂、打烂，应部分凿去，再浇桩帽或接高。若沉桩不久遇孤石等障碍物，应拔桩，清理障碍物。打入较深的管桩，可灌砼（先清除管桩内泥土）第六十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四七、接桩和截桩1）接桩——桩顶低于设计标高，不论是砼还是钢桩，均须除去锤击损坏部分，再接高。除去的方法：钢砼桩—在夹桩支承系统和底横完成后，用风铲凿除，焊接受力筋，支模板浇砼。在拟凿除的下边缘用木或钢箍箍桩，先用凿子凿槽。第六十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四钢桩—用磁力切割器截除，焊接接高（加内垫板）第六十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四2）截桩——桩顶高于设计标高。截除方法同上，截断时应注意主筋在设计标高以上需保留满足锚固的长度，并不少于50cm。第六十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第六十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第六十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第六十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第六十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第六十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第五节上部结构施工（梁、板、靠船构件）一、桩帽施工上部结构为预制安装时，基桩上多设有桩帽。单桩桩帽双桩桩帽叉桩桩帽簇桩桩帽第六十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四第七十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四一般顺序：

1、安支承系统①夹桩式

一至三层夹桩木，支承能力小（且不准确），但操作方便。第七十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四②悬吊底模式

由平面钢框架，螺栓吊杆，主次钢梁组成。支承力计算准确。但用钢量大，费用高。多用于钢桩的双桩、叉桩和簇桩等重量较大的桩帽。第七十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四③悬吊侧、底模式支承系统

须用钢侧模和钢楞。适用于平面尺寸大和重量重的（钢桩）桩帽。第七十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四2、底模和侧模底模——木板、木楞或型钢作楞。侧模——组合式钢模或木模。也可用组合式钢砼板模，作为桩帽结构的一部分。第七十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四3、浇筑砼

现场绑扎钢筋或安装预制钢筋骨架。若上部节点现浇，则锚固筋位置要求不高。若上部为预制构件，则锚固筋要对准预留孔。第七十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四松木岛－单桩桩帽钢筋骨架第七十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四4、预制桩帽当采用吊机“陆”上沉桩时，为给逐档推进创造有利条件，可采用预制钢桩帽或钢砼一钢管混合桩帽。第七十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四二、预制构件安装前准备1、核对桩的偏位、梁（板）搁置长度不满足最小值，加长、缩短预制构件。2、校对预制件的尺寸、数量、预制质量、预埋件等。3、准备吊装设备位置（陆上（轮胎式起重机）、水上（起重量大，吊臂能旋转的起重船）起重设备），增加起重效率。4、合理安排吊装顺序。5、以段为单元，绘制预制构件安装图。标出构件名称和编号。6、控制施工标高。桩帽顶，梁顶，板底，面层顶的标高。（每一步都要控制标高）第七十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四三、梁安装按支承情况的不同，可分为两点、三点、和四点支承的梁。（两点支承）简支架—后方承台支架两点梁：前方承台门机梁、连系梁等纵向连续梁→使用时分段先后浇砼形成连续梁

三点、四点梁：前方承台的横向连续梁（一般称为前方横梁或横梁）第七十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（一）简支梁安装：①在桩帽顶面和侧面分别标出梁的端线和边线。②在桩帽上用水泥砂浆安稳水泥砂浆垫块，块顶即为所需控制标高。③在垫块上安4mm左右薄木板，以木板顶为准满铺水泥砂浆，取去薄木板。第八十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四④在梁的预留孔内插导向管，吊梁就位，用钩镰枪使锚固筋对准导向管安装。⑤取出导向管，用水湿润预留孔壁，向孔内灌砼。⑥检测和记录梁的侧向倾斜度和两端搁置长度。第八十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（二）两点、三点和四点支承梁安装两点、三点、四点支承的梁，安时都是两点支承（俗称为“硬支点”）

①安装前，在桩帽上用水泥砂浆稳安细石砼垫块做成硬支点第八十二页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四三点、四点支承梁的硬支点位置，由设计者按计算决定。②安装后，其余支点用硬木楔支顶，待接头砼或填充砼浇筑后，取出硬木楔，遗留下的孔用水泥砂浆填堵。第八十三页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四安装连续梁，梁在桩帽上的搁置长度无最小值要求，梁端下的垫块和砂浆主要起控制标高和防止梁倾斜的作用，只需满足施工条件的强度要求，传递荷载主要靠接头砼。第八十四页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四四、板安装板按安装时支承情况的不同，可分为两边、四点和多点支承的板。两边支承板：梁板式后方承台简支板前方承台连续板四点和多点支承板：无梁板式的双向连续板。第八十五页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（一）两边支承板的安装①简支板安装同简支梁的安装。用短钢筋将板接头处的数对外露钢筋，采用搭接焊进行连接。第八十六页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四洋山港码头面板接缝钢筋搭接第八十七页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四长兴岛码头面层悬吊模板第八十八页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四②连续板安装。所垫水泥砂浆“外高，内低”，高处厚为3～4cm，比控制标高高1cm。③连续板至少两侧有外伸环形接头钢筋。为避免环形筋碰撞，板与板之间宜相对错开3～4cm（1.5～2倍钢筋直径）第八十九页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四（二）四点和多点支承板的安装

为减少因板底不平整，或垫块安设标高不准所引起的安装应力，一般采用牛油盘根法。牛油盘根——Φ16～22mm浸牛油的棉绳盘成，直径8～10cm。使用前须在压力机上率定其受力压缩后厚度与压力的关系曲线。第九十页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四①在桩帽上用水泥砂浆稳安细石砼垫块。

②吊安板时在垫块上安放牛油盘根、垫块顶高加上牛油盘根受支承力压缩后的厚度即为控制标高。多点支承板类似，只是各点支承力不同，各点控制标高不同。第九十一页，共一百一十一页，编辑于2023年，星期四五、靠船构件安装重点：靠船构件的重心与安装时的支承点不在一条垂直线上。吊安时必须施以水平力正位。可在顶部设手动葫芦。正位后，顶部用拉杆与横向连续梁上的吊耳相连或下部用斜撑支撑。未浇筑靠船构