谈专业码头施工工艺及技术1.docx
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谈专业码头施工工艺及技术1
谈码头施工工艺及技术
一、工程概况：
2
二、设计情况2
三、水文地质3
3.1潮流3
3.2地质3
3.3气象3
3.3.1气温3
3.3.2降水3
3.3.3相对湿度3
3.3.4地震海啸3
3.4结构型式4
四、施工工艺及技术4
4.1工程重点难点4
4.1.1钢桩沉桩定位测量4
4.1.2下横梁、系缆墩模板安装及混凝土浇筑4
4.1.3预制构件安装5
4.2施工测量5
4.2.1全面了解设计意图,认真熟悉和审核图纸5
4.2.2测量的基本要求5
4.2.3控制网布设5
4.2.3.1控制网布设原则5
4.2.3.2首级控制网（点）的交接及测设5
4.2.4施工测量方法6
4.2.4.1常规沉桩定位方法6
4.2.4.2截桩标高放样7
4.2.4.3模板线测量7
4.2.4.4梁板安装测量7
4.2.4.5预埋件放样7
4.3钢管桩沉桩8
4.4混凝土工程9
4.4.1、模板工程9
4.4.2钢筋及预埋件12
4.4.3混凝土13
摘要：
码头类型较多，有集装箱、散货、油品等功能性码头，随着社会经济发展，单一功能型码头已经无法满足要求，同时为节约成本及运输便利，多功能专业码头在各大型工厂广泛兴建。
本文就某多功能型专业码头从测量、桩基、混凝土等主要方面施工工艺及技术进行阐述。
关键词：
码头、施工工艺、施工技术、混凝土、桩基
一、工程概况：
XX码头位于南太平洋境内。
该码头兴建将承担生产期间需要进口硫磺、药剂、备品备件以及发电用油等物资及最终产品出口运输口岸，同时也是建设期各种物资到场装卸的唯一口岸。
主要建筑物：
建筑物
平面尺度（m）
顶面标高（m）
备注
码头主体部分
200×26（长×宽）
5.00
1#～4#系缆墩
8×8（长×宽）
5.00
共4座
1#引桥
33.41×12.5（长×宽）
5.00
2#引桥
38.90×10（长×宽）
5.00
二、设计情况
码头设计船型尺度：
船舶吨级DWT（t）
总长（m）
型宽（m）
型深（m）
满载吃水（m）
散货船
10000（7501～12500）
136
21.0
11.1
8.4
20000（17501～22500）
164
25.0
13.5
9.8
50000（45001～65000）
225
32.3
18.0
13.0
成品油船
2000（1501～2500）
86
12.5
6.2
5.1
5000（4501～7500）
113
17.8
8.9
7.1
20000（12501～27500）
163
24.2
13.5
9.8
40000（37501～47500）
183
32.3
17.9
12.2
件杂货船
500
39
7.8
3.1
2.5
2000（1501～2500）
87
13.7
6.8
4.9
5000（4501～7500）
125
18.5
10.5
7.4
10000（7501～11500）
150
22.2
13.2
8.8
20000（16501～22000）
166
24.7
14.0
10.2
40000（35001～55000）
198
32.2
18.2
12.3
三、水文地质
3.1潮流
本工程海域的潮汐特征为全日潮伴随半日潮。
Basamuk湾外潮流基本上沿海岸的东西走向，受到深凹的海岸地形影响，湾内潮流走向成一定强度的环流状态，码头区附近海岸顺直，潮流走向与等深线走向基本一致，极端高水位1.95m，极端低水位-0.55m。
在一般天文潮时码头区潮流流速不大于0.5m/s.综合考虑非正常气象因素影响时码头区的最大潮流在0.8m/s～1.0m/s左右。
3.2地质
本工程地质根据钻探揭露所取得的地质资料，场地内分布的地层主要为第四系海陆交互相全新统（Q4）、上更新统（Q3）。
3.3气象
本区位于xxxxx北部沿海，属热带雨林气候，高温多雨。
11～4月为雨季，5～10月为旱季。
根据1986～2005年马当机场气象站（05°03′S，145°08′E）实测气象资料，本区的主要气象要素特征如下：
3.3.1气温
Xxx地区旱季气候较为舒适，雨季气温较高。
年平均气温在21℃至32℃之间。
据实测资料统计本区年最高气温35.7℃，年最低气温18.7℃。
3.3.2降水
多年平均降雨量3263.3mm
年最大降雨量4622.4mm
年最小降雨量2246mm
月最大降水量787.6mm
最大日降雨量235.4mm
多年平均降雨日数208天
3.3.3相对湿度
本地区相对湿度较大，年平均相对湿度大于90%。
3.3.4地震海啸
水工建筑物按8度基本烈度设防，水工建筑物结构构造按9度基本烈度设防。
根项目基本设计专家审查意见，本次码头不考虑海啸的影响。
3.4结构型式
码头主体部分共4个结构分段，分段长度50m，宽26m。
结构型式采用高桩梁板式结构，排架间距为9.2m，上部结构采用现浇横梁、预应力轨道梁、纵梁及叠合面板。
桩基选用φ1200mm钢管桩。
系缆墩采用高桩墩式结构，桩基选用φ1200mm钢管桩。
1#引桥作为大件设备和皮带机栈桥通道，总长度为35.90m，宽12m，为高桩梁板结构，排架间距5.5m。
上部为现浇横梁，叠合面板结构。
桩基在海侧水深较深区采用打入桩，桩型选用φ1200mm钢管桩；近岸滩地采用φ1200mm钻孔灌注桩。
2#引桥总长度为33.41m，宽10m，结构型式同1#引桥，排架间距8m，桩基在海侧水深较深区采用打入桩，桩型选用φ1200mm钢管桩；近岸滩地采用φ1200mm钻孔灌注桩。
系缆墩和码头主体结构之间设置人行钢便桥供带缆人员通行之用，长35m，宽2.5m，主梁采用实腹式焊接结构。
四、施工工艺及技术
4.1工程重点难点
4.1.1钢桩沉桩定位测量
（1）现场施工工序多，打桩期间需合理安排物资卸船靠船岸线，需合理安排施工顺序。
（2）打桩船下锚位置水太深，下锚及起锚都非常不利。
（3）地质资料表明桩基要穿过部分粘粒、圆砾及珊瑚碎屑层，具有粘性，难度非常大。
（4）钢桩除去引桥部分为直桩外，其余都为斜桩，并且斜率和扭角都很大，施工打桩船要频繁起锚驻位。
4.1.2下横梁、系缆墩模板安装及混凝土浇筑
（1）由于在水上作业下横梁自重较大且全部是吊模施工，同时需要承担混凝土浇筑时地泵的震动影响。
（2）现场混凝土浇筑设备生产能力不足，混凝土浇筑时间较长。
（3）养护用水需水车运输
（4）混凝土浇筑地泵线路较长
4.1.3预制构件安装
（1）现场没有配备吊装船
（2）涌浪较大
（3）上横梁预留钢筋较长
4.2施工测量
4.2.1全面了解设计意图,认真熟悉和审核图纸
施工测量人员通过对总平面图和设计说明的学习，了解工程总体布局，工程特点，周围环境，引桥、码头的位置及坐标，其次了解现场测量坐标与建筑物的关系，了解建筑物各个关键部位的高程。
在了解总图后认真学习施工图纸,及时校对建筑物的平面、立面、断面的尺寸、形状、构造，它是整个工程放线的依据，在熟悉图纸时，着重掌握轨道梁、纵梁、边梁的尺寸和预埋件的位置、标高，查看其相互之间的轴线及标高是否吻合，有无矛盾存在。
4.2.2测量的基本要求
测量记录必须原始真实、数字正确、内容完整、字体工整；测量精度要满足要求，根据现行测量规范和有关测量规程进行精度控制。
4.2.3控制网布设
4.2.3.1控制网布设原则
⑴平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部、高精度控制低精度的原则。
⑵平面控制网的坐标系统与工程设计所采用的坐标系统相一致。
⑶根据设计总平面图、现场施工平面布置图及现场地势、交通情况布设控制网。
⑷选点应在通视条件良好、安全、交通方便、易保护的地方。
⑸控制点必须标注点名，用红油漆作好点之后并做好保护。
⑹根据采用所有平面、高程控制点合二为一。
4.2.3.2首级控制网（点）的交接及测设
本工程通过业主、监理、和施工总包、施工方四方现场和书面交桩后，根据业主提供的控制点，立即组织测量人员进行复测，并将内业计算与外业复核观测结果及时报知业主和监理，经监理审核能达到一级及以上高等级导线要求，才按测量方案进行了布网。
首先是现场工程粗定位，依据现场条件布设工程控制网点。
布设沉桩和工程细部放样“L”基线，根据地势，布设导线点。
导线点要足够、均匀覆盖整个工程，不少于4个，其中有一个点布置在引桥的轴线附近，另两个点布置在码头的端部和根部附近。
本工程沉桩采用经纬仪前方交会测量定位，采用的控制点前方交会角在60°～120°之间。
控制网满足一级导线精度要求。
随着工程的进展和深入，根据工程需要，适时布设加密控制点。
前方交会沉桩测量是本工程也是水工作业测量的重点。
施工平面控制网等级精度
相应于测量建筑物离
控制网等级岸距离（m）
施工控制网形式
10～200
200～500
500～1000
1000～2000
2000以上
直伸导线
二级导线
一级圾导线
四等导线
L型基线
二级导线
结点导线
二级导线
一级导线
四等导线
插网、插点
二级小三角
二级小三边
一级小三角
一级小三边
四等三角四等三边
导线、矩型混合控制网
一级导线
一级小三角
一级小三边
平台扩大扇形网
一级导线
一级小三边
四等导线四等三边
三角、三边网
一级小三角
一级小三边
四等三角
四等三边
GPS网
一、二级GPS测量
一级GPS测量
国家B级
GPS测量
控制网点布设好之后，要有效的做好控制点的保护，并严格按照复测周期，对控制网点进行复测并上报复测报告。
4.2.4施工测量方法
4.2.4.1常规沉桩定位方法
本工程采用两台经纬仪交会方法（控制点前方交会角在60°～120°之间）沉桩定位。
沉桩定位数据经两人对算一致后，上报主管工程师校验，无误签认后，再上报监理工程师，待监理工程师复核合格后，把有效签字的沉桩定位数据复印件下发给沉桩测量人员，沉桩测量人员所采用沉桩定位数据必须严格按核查批准数据进行测量定位。
沉桩时，采用两台经纬仪定位，一台经纬仪进行校核，桩的平面扭角利用正面的经纬仪控制（主要控制船轴线），倾角由桩架控制。
对于第一根桩或者周边没有其它桩位作为参照的独立桩位须用全站仪进行监测，以保证沉桩定位顺利进行。
采用一台水准仪或在有利位置悬挂水尺作为沉桩桩顶标高控制方法。
4.2.4.2截桩标高放样
采用水准仪测放截桩标高。
司仪在合适位置架好水准仪，后视计算好之后，在已知高程点上进行比对，无误后在塔尺的前视读数位置绑好觇标，司仪指挥塔尺上下移动，当水准仪横丝与觇标重合后，塔尺的底部就是要测放的截桩标高。
在桩侧放样出截桩标高后，利用贯满水的塑料软管，采用连通器原理在桩身外缘加密足够的标高点，最后利用直尺把这些点联起来成线，操作人员按照此线开始截桩。
4.2.4.3模板线测量
1）桩基施工完成后，测量人员及时在每根桩上用红三角标示出横梁底标高。
2）底板铺设完毕后，利用全站仪采用极坐标放样的方法测设模板边线，并复核外形尺寸，取相邻位置地板线进行校核。
模板线测设完毕后，依据模板边线量取基桩偏位，做好记录，并对偏位基桩做好标记，同时上报资料。
3）测量人员利用设计所给出的码头角点坐标，放出码头前沿线及后沿线，控制好横梁前后沿位置，以便于控制靠船构件以及系船柱的安装。
4）测量人员在铺好的底模上用墨线弹出横梁轮廓线。
5）模板支设完毕后，测量人员在模板面板用墨线弹出混凝土浇筑标高。
6）靠船构件吊设完成后，测量人员检查其位置是否满足设计及规范要求，测出预埋定位板及预埋螺栓的位置。
7）测量人员利用已放出的横梁轮廓线确定系船柱预埋螺栓定位板的位置，再根据系船柱顶标高和系船柱预埋螺栓长度，标出预埋螺栓底标高位置。
8）对于横梁上的路灯基础，测量人员利用已有横梁轮廓线放出其预埋钢板、预埋螺栓的位置。
9）横梁施工完毕后测量人员及时做竣工测量，为下一步施工提供数据。
4.2.4.4梁板安装测量
应依据施工图纸，结合梁板尺寸，在现浇横梁上面放出梁的边线或中线。
为了码头的线形顺直、优美，本工程在码头的前后沿搭设测量平台，边梁和边板安装时用经纬仪穿线观测，做到适时调整。
安装线放样完之后，测出帽梁顶的高差并标明，利于安装时做好梁底的高程调整。
安装前，对安装人员进行现场测量交底。
4.2.4.5预埋件放样
首先编制预埋件放样手册，报监理工程师复核。
对预埋件的放样方法进行优选，要满足预埋件的精度和准确度。
对于同一条直线上的预埋件，要在两侧做好控制点用经纬仪穿线测放轴线，避免每次转角造成的误差。
预埋件间的相对位置和顶面高程要准确。
随着工程进展，现场多次与图纸进行比对，以防遗漏埋件。
4.3钢管桩沉桩
本工程打桩采用打桩船进行打桩作业，打桩船配D125-3型柴油打桩锤施打钢管桩。
1、前期准备：
审查图纸，校核相邻基桩是否相碰，审核打桩顺序。
审查船缆受力情况（由于对本地区涌浪了解不充分，前期缆绳施工无法满足要求）及带缆锚定布置设计。
由于潮汐、涌浪对沉桩施工影响较大，本工程设置了临时水位及潮差观测，以便能合理安排时间进行沉桩，确保施工质量，减少安全事故发生。
观测点采用埋设标尺测量，观测从施工单位进入现场开始直至施工结束贯穿整个施工期。
前期观测为每半小时专人观察记录，随着施工及经验的增加适当减少次数。
2、沉桩：
在码头后方陆域布置打桩牵牛缆地锚2个并配备现有树木带缆，打桩船垂直码头岸线抛八字形锚驻位，左右及后缆各长250m置于港池内以控制打桩船的稳定性。
吊桩前应在桩身应做好标尺，最后10m标尺刻度应不大于5cm（以便对贯入度的测量），对桩身仔细检查，确认桩身无损坏方允许吊桩。
沉桩吊立过程中，应控制吊立速度，保证平稳吊立。
沉桩初期，间断轻打，避免溜桩。
沉桩过程中随时注意观察桩身变化（陆域经纬仪测量），出现异常情况应要求立即停锤（后期无法纠正），经分析研究采取有效措施后，方可继续施打。
在自沉、压锤过程中，要观察桩位的变化情况，当变化较大时，应及时进行调整（可用打桩船调整），必要时应要求拔出重新下桩。
根据当时的水流、潮汐情况，采用陆域经纬仪测量桩身左右偏移幅度，准确判断沉桩过程中桩位可能产生的偏移，确定下桩的提前量，以保证最终桩位的正位。
沉桩过程要随时观察桩身变化及锚缆情况，根据水流及潮位及时调整锚缆，勿使桩身在锤击过程中受扭，如果出现异常情况要立即停锤。
锤击沉桩应确保桩锤、替打和桩处于同一直线，替打应保持平整，避免产生偏心锤击，锤击应连续，锤芯冲程控制在3m范围内，沉桩过程应加强观察，并严格按技术规范要求控制停锤标准。
桩基施工过程中及时整理打桩原始记录以及确认，动测桩基。
4、收锤控制
本工程设计要求为，以桩长控制为主，贯入度为辅，二者结合使用原则。
由于本地区没有试桩资料，刚开始打桩前要选择两根桩进行试打桩进行大应变检测，根据试桩结果确定合理的停锤标准和桩长的调整，试桩标准：
钢管桩采用D125-3型柴油锤施打，最后100mm的贯入度平均值：
直径1.2m不大于5～8mm/击；直径0.9m不大于7～10mm/击。
当已达到控制贯入度，而桩底标高未达到设计标高时，应继续锤击两阵，每阵100mm或30～50击，其平均直径1.2m不大于5mm/击；直径0.9m不大于7mm/击且桩端距设计标高不宜超过2.5m，总锤击数应大于1000击；当桩尖达到设计标高时，而贯入度大于上述要求时，应继续沉桩0.5～1.0m，贯入度仍较大者，再与已动测的相同条件的桩进行对比，若其沉桩情况比动测的桩的沉桩情况好，则按已动测的桩确定其承载力，否则应另行进行动测确定其承载力。
5、试验：
本工程由于试验条件限制，根据设计要求及码头工程试验专题会议原则，对于动测试验均由施工方委托国内相应实验室进行试验（派驻现场代表）。
试验数量不少于设计要求，并且在每个独立单元不少于1根。
当对桩基承载力存在怀疑时（当贯入度或锤击数与设计或前期相差较大时）需进行进行大应变检测，本工程增加检测桩基主要在第四结构段2#引桥钢桩。
4.4混凝土工程
4.4.1模板工程
模板安装：
模板安装是码头工程施工重点，由于码头工程的模板采用在钢桩焊接支撑牛腿，牛腿上焊接扁担梁，扁担梁上设置主梁，用对拉螺栓连接主梁和底梁，在底梁上进行底模铺设，然后支设侧模浇筑混凝土。
模板设计必须进行细致验算。
防止模板刚度及承载不足，造成混凝土浇筑时坍塌。
1）模板支设时须仔细认真处理好模板的接头、拼缝，以避免漏浆。
竹胶板侧面顶口用钩头螺丝找直，支设过程必须挂线找直、找方。
吊杆、对拉螺栓必须采用套筒隔离，防止拆模时对混凝土的破坏，同时防止因对拉、吊杆腐蚀破坏混凝土，同时能达到材料的重复利用。
2）码头模板组成验算：
A主梁受力估算
假设条件：
按照简支梁进行计算，桩架最大间距为9.2m以跨距最大处作为计算对象；综合考虑安全系数后9.2米跨简支梁所承受重力为总重力的1/2；挠度控制在1cm。
主梁选择双拼[36a满足要求
B牛腿稳定性验算
牛腿选择[22a用欧拉公式计算其临界压力。
=3.14×3.14×210×
×2000×
/4×1.5×1.5
=4601KN（满足要求）
牛腿焊缝验算
牛腿焊缝按角焊缝公式计算：
N=0.6×0.01×0.7×160N/MM2
=672KN（满足要求）
C吊底螺栓验算
假设：
1.钢梁承受上部混凝土传递下来的均布荷载
2.螺杆钢梁构成简支梁，螺杆间距为B
3.安全系数取为2
4.挠度最大值设为2cm
根据螺杆受力验收螺杆距离
选用Φ28螺杆，钢筋承受的拉力是170MPa/m2，Φ28螺杆的面积是6.15
m
可以算出每根螺杆可以承受的拉力为10吨，梁的总重为292.5吨，（考虑2倍安全系数）每根主梁上螺杆承受拉力为300吨需布置30根螺栓，间距为1米。
D底模次梁验算：
假设：
.次梁承受上部混凝土传递下来的均布荷载；每个木方的受力宽度与木方间距一致，木方间距设为B；.假设木方为简支梁，支座间距为1.3m；安全系数取为1.3；挠度最大值设为1cm。
所以木方间距50公分满足要求。
.计算底模底板受力验算次梁间距
假设：
此类承受上部混凝土传递下来的均布荷载；次梁间距设为B，即两次梁木板宽度为B，木板厚度为0.03m；.假设木方为简支梁，支座间距为B；安全系数取为1.3;挠度最大值设为1cm。
次梁中到中间距50cm满足施工要求。
E侧模验算：
=1.3×25KN×1.5
=49KN
EI=9×10
×
=20250
=
=0.322
B
50CM
4.4.2钢筋及预埋件
横梁钢筋绑扎先在陆地上完成钢筋半成品的制作，然后在水上进行钢筋绑扎。
横梁钢筋制作绑扎的质量控制要求如下：
1、钢筋长度允许偏差（+5～-15）mm
2、弯起钢筋折点位置（±20）mm
3、箍筋边长（±10）mm
4、钢筋骨架外轮廓尺寸：
长度（+5～-15）mm，宽（+5～-10）mm、高（+5～-10）mm
5、受力钢筋层距：
（±10）mm
6、受力钢筋间距：
（±15）mm
7、弯起钢筋弯起点位置：
（±20）mm
8、箍筋、构造筋间距：
（±10）mm
钢筋绑扎用铅丝尾不超过2cm，并倒向钢筋骨架内侧，杜绝铅丝头外伸影响混凝土保护层厚度（必要时用剪刀将富裕的铅丝头剪掉）。
在横梁钢筋绑扎的过程中及时按照规范要求放置保护层垫块。
钢筋安装时，钢筋与钢桩、预埋件等不得直接连接，防止影响对阳极防腐阳极块使用寿命。
4.4.3混凝土
混凝土是码头的最主要部分，它直接影响码头承载功能及使用寿命，对此针对水工混凝土施工是最重要的一环。
为了确保码头混凝土质量，我们将从混凝土一些特性：
容易产生裂缝这方面有针对性的制定相应方案。
混凝土浇筑前必须将模板内杂物清理干净。
本工程浇筑工艺采用架设泵管，混凝土地泵连续浇筑。
泵管架设在桩顶扁担梁上，避免泵管震动造成模板移位变形。
混凝土浇筑控制要点如下：
1、混凝土浇筑分层浇筑，每层浇筑厚度为50cm以保证振捣质量，并使横梁底板均匀受力，不发生局部变形；振捣采用D50插入式振捣器。
振捣时从横梁由内向横梁边进行振捣。
振捣时应快插慢拔，不过振、不漏振；浇筑高度控制在50CM内，且不能冲击预埋件；由于现场条件限制为保证混凝土浇筑的连续性，浇筑前与资源工厂联系以其拌和设备作为混凝土浇筑的后备设备；混凝土浇筑完毕后及时养护，采用土工布覆盖浇水养护；后期结合面须进行凿毛处理，凿毛时间不能太早，凿毛程度以露出碎石为宜。
1、材料方面控制。
在材料方面控制混凝土裂缝主要措施是从混凝土减热和散热两方面处理。
一是采用减水剂等外加剂降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值,可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低,也可降低保温养护的费用,这是水工大体积混凝土配合比选择的特殊性。
二是采用水化热低的矿渣水泥等低热水泥配制水工大体积混凝土,减少混凝土收缩引起的拉引力。
三是改善骨料级配,本工程采用中、粗砂和5~16、16~32颗粒级配的石子,含泥量严格按水工混凝土要求进行控制。
2、施工方面控制。
混凝土浇筑分层式浇筑，每层浇筑厚度为50cm以保证振捣质量，并使横梁底板均匀受力，不发生局部变形；振捣采用D50插入式振捣器。
振捣时从横梁由内向横梁边进行振捣。
振捣时应快插慢拔，不过振、不漏振；浇筑高度控制在50CM内，且不能冲击预埋件；由于现场条件限制为保证混凝土浇筑的连续性，浇筑前与资源工厂联系以其拌和设备作为混凝土浇筑的后备设备。
由于码头所在地温度较高，在浇筑前用水冲洗模板降温，并在混凝土浇筑过程中,及时清除混凝土表面的泌水,防止降低结构混凝土的质量。
3、养护方面。
养护的目的是使水泥混凝土正常硬化,强度增长,不受或少受外界影响。
本工程由于采用C50高性能混凝土浇筑结构主体，为确保高性能混凝土质量，采用覆盖土工布及塑料薄膜结合的保水方式进行养护，养护情况为前7天需浇水补水，7～28天采用保水。
五、结束语
码头水工工程受外在荷载、海水等影响较大，而且施工区域的水文地质、所在地环境、资源条件都是对码头施工质量及使用寿命都会产生较大影响，选择好的施工工艺及施工技术，对投资成本成本、工程质量都是有利保证。
这就要求抓住重点、把握细节、了解资源环境，制定有针对性施工组织设计，才能施工出质量优良码头。
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