创新码头沉桩作业,“扎根”长江
芳菲四月天,当最后一根PHC桩沉桩完成,中交一航局二公司安庆港中心港区皖河新港项目项目负责人刘松旺站在运桩驳上,看着排列整齐的580根管桩矗立长江上感慨万分:“别看这些桩现在整整齐齐的,当初我们可费了不少功夫。不过现在,我们拿下了!”
中交一航局二公司承建的安庆港中心港区皖河新港项目拟建4个10000吨级多用途泊位,泊位总长度为571米,建成后将成为安庆江海联运重要枢纽和首座万吨级码头。码头主体结构形式采用高桩梁板结构,PHC桩沉桩施工作为码头主体结构施工的第一道工序,需要打设580根45米左右的PHC管桩。然而,这看似简单的沉桩当时可是愁坏了刘松旺。
“这580根管桩,每根都有它的脾气。”刘松旺介绍道,“其中首先要解决的就是斜桩问题。”由于水底地形结构起伏不平,项目设计大斜率桩数量较多,倾斜度达6:1和5:1的桩就有340根,密排桩之间的净距大多在3米至5米之间,并且其中最大的斜桩扭角度能达到45度。数百个大大小小不同斜率的桩如何准确定位,成了项目面临的最大挑战。
精准控制斜率的前提是精准测量。施工方案讨论会上,大家都拿着沉桩施工的平面分布图挠起了脑袋。项目生产经理刘城提出建议:“我们利用现有的BIM技术进行建模计算,沉桩位置不就清晰可见了吗?”一语惊醒梦中人,刘松旺立即带领技术团队根据现有图纸及复测数据复刻出施工区的三维模型图,判断管桩的大致位置,动态分析管桩位置、扭角、斜率三大影响沉桩的主要因素,规避出现碰桩风险。
不多时,一张明确标注了管桩插打位置的三维立体图便诞生了。但新的问题又迎面而来:打桩船需平行水流抛锚,受风浪、水流影响,打桩船体时刻处于波动状态,碰桩演算系统无法模拟船身摇晃弧度,一旦测量精度出现哪怕0.1度的误差,就极有可能引发碰桩的风险,影响码头结构的稳定。“需要对打桩船进行动态调整,才能进一步避免碰桩风险。”刘松旺说道。
“我们可以通过测量的‘后交法’,增设2名测量员从不同点位观测,根据风浪、水流变化实时调整打桩船。”项目生产经理刘城提出了解决方案。说干就干,沉桩施工时,测量人员先根据预演的模拟数据,逐步控制打桩船上龙口锁定的位置精度,同时使用高精度全站仪,实时检测桩基扭角、桩身斜率和桩顶相对位置,并及时调整偏位,最终成功打下了第一根桩。经测量,精度符合要求,“后交法”果真可行。
一波未平,一波又起。在试桩中,部分PHC管桩入土仅5米深后,贯入度骤减,沉桩作业困难。“皖河新港水域地质情况复杂,厚厚的粉砂层和圆砾层交替覆盖,桩锤的力量被逐层抵消,就像拳头打在棉花上,高锤击数容易造成桩身开裂,低锤击数又不能沉至设计标高。”刘松旺说道。复杂多变的地质分布情况给施工带来了极大挑战,锤击力度和次数控制不好将直接影响成桩质量和结构耐久性。
为保证PHC管桩的成桩质量,刘松旺组织设计和施工团队在现场召开专家会,多次开展试打试验,进行对比分析,优化沉桩工艺,最终确定了“重锤轻击、持续监测、控制频率”的技术方案,即通过加长PHC桩桩靴和在桩身与桩靴处增设过渡板等优化措施,提高桩体刚度,使其能够穿入粉砂层,打入圆砾层,克服了不良地质对沉桩作业的影响。
如今,广袤的河床上一根根PHC桩在河水中屹立,仿佛战士一般为码头的平安站岗。伴随着桩基施工的全部完成,刘松旺和他的团队带着喜悦又投入到下一阶段的施工任务中。
(大众日报客户端记者 白晓 通讯员 丁家峰 刘鹏 报道)