港口码头升级改造施工技术

方案论证：
1）动荷载验算 动荷载由履带吊自重及钢管桩自重三部分组成。
桩机自重 82t
钢管桩自重 7.7t
合计 89.7t
动荷载=89.7t<100t=设计允许最大动荷载，满足设计要求。 2）静荷载验算 履带吊履带下垫有钢板，接触面积为5.4m×6m=32.4㎡ 面层静荷载为89.7t÷32.4㎡=2.78t/㎡ 静荷载=2.78t/㎡<3t/㎡=设计允许最大静荷载。满足码头面结构承载力要求。 通过验算，陆上打桩机沉桩在吊装过程中及沉桩过程中码头结构是安全的。同时通过 验算桩架安全稳定性是可以得到保障的。
第二节钢管桩沉桩
码头后沿电缆桥架有被破坏危险
解决方案：定制一件钢制设备，覆盖在打桩范围内的电缆 桥架上，保证在液压锤起吊过程中，不破坏电缆桥架
保护电缆桥架装置
导向架增加液压泵，灵活调节角度，便于施工
本工程桩基施工从2013年4月12日开始沉桩，2013年7月22日全部完成。 钢管桩沉桩完成
135
2#引桥
桩机行驶图
3#平台 170
工艺流程及施工工艺
2、 桩 长 检 测
3、 防 腐 层 检 测
1、钢管桩进场
4、桩身刻度标记
5、替打刻度
8、
wk.baidu.com
6、 吊 机 拼
桩 机 定 位
装
9、 7、 操 桩作 机平 拼台 装搭
建
10、首节桩喂桩
11、首节桩就位
12、首节桩定位
13、首节桩冷锤沉桩
14、第二节桩吊桩
采用的沉桩设备及性能介绍
采用DH508-105M履带式打桩机，履带宽度800mm，长度500mm，履带中心 距3580mm，履带触地面积75108cm2。桩架高度28m，大型钢杂码头沉桩配置 100桩锤，小型钢杂码头配置62锤。本次沉桩采用的DH508-105M履带式打桩机 最大沉桩斜度为5:1，可以满足斜度为6:1沉桩要求。
四、码头改造工程典型施工工艺介绍
（一）、罗泾港区二期工程 钢杂码头结构加固改造工程(采用陆上打桩机沉桩)
（二）、外高桥（高桥嘴）港区二期、三期工程 码头结构升级改造工程（采用液压锤沉桩）
（一）罗泾港区二期 钢杂码头结构加固改造工程
上海港罗泾港区二期钢杂码头（1#—13#泊位）码头结构加固改造工程 下游
种植螺栓
注射式植筋胶
3、桩帽砼设计标号为C40，设计要求必须在混凝土强度达到90%后方能允许靠 泊。施工时采用C50早强混凝土浇筑新桩帽，浇筑4天后即满足设计要求，大大 减少了施工作业对港区生产作业的影响。
结束语
码头结构加固改造工程项目实施过程中，施工围绕港区的生 产作业见缝插针，避开生产高峰，客服困难，在保证港区正常生 产作业的同时，确保了工程施工安全、质量；同时四新技术得到 了进一步创新应用，对同类型码头升级改造具有较高的推广价值。
2#泊位
3#泊位
4#泊位
5#泊位
三期工程
二期工程
1-5#泊位改造前停靠船型组合表
二期码头的3#和4#泊位及三期2#泊位。 船型组合
需要码头长度 码头线长度
改造后的2#、3#、4#形成连续的995m 可靠泊10万t集装箱的码头岸线。
4×5万DWT+1×2万DWT 1535
1565
1-5#泊位改造后停靠船型组合表
施工平面布置图
施工方向 桩材堆放区
桩架
码头后沿
70 吊机
施工平面位置布置图
下游
施工工艺
钢管桩从船舶上吊驳
导向架定位安放
根据斜桩斜率，定制抱箍，并根据施工情况进行调整。
根定 据制 不不 同同 扭规 角格 桩抱
箍
安装下横梁抱箍
钢管桩起吊入笼口
钢管桩沉桩
钢管桩焊接
钢管桩焊接超声波探伤
钢管桩第二节起吊安放
采用履带吊、液压锤打桩施工。 钢管桩分为三节进行施工，以避免对码 头正常运营的影响。
30m 13m
主要设备
1、桩锤采用芬兰永腾液压锤(HHK-12A，锤重12吨) 2、70吨履带吊 3、50吨汽车吊
根据现场实际情况，在钢管桩施工过程 中自行设计制作了导向架及下横梁抱箍
4、 导 向 架
5、下横梁抱箍
本次改造装卸设备和装卸工艺未做调 整，原码头宽度及顶面高程不变。
船型组合
需要码头长 度
1×5万DWT+2×10DWT+
码头线长 度
1×5万 DWT+1×3000DWT
1564
1565
码头改造工作面较小，仅码头后沿13 米范围，码头面还需考虑龙门吊正常运 行，高度不得超过30米。
考虑到桩架高度及吊桩对集装箱桥吊 的生产影响，不能采用陆上打桩机施工。
26、第三节桩沉桩
27、标高控制
28、起吊替打
29、替打对位
30、锤击替打至设计标高
31、标高复测
32、高应变检测
33、操作平台拆除
34、桩机移位
35、沉桩施工完成
（二）外高桥港区二期、三期工程
码头结构升级改造工程
上海港外高桥港区二期、三期工程码头结构升级改造工程
1#泊位
5万吨级→ 10万吨级
15、一二节桩对桩 16、一二节桩焊接
17、一二节桩焊缝探伤
18、一二节桩焊缝防腐
19、 第 二 节 桩 沉 桩
21、 第 三 节 桩 吊 桩
20、 沉 桩 中 途 桩 位 复 测
22、 二 三 节 桩 对 桩
23、 二 三 节 桩 焊 接
25、 二 三 节 桩 焊 缝 防 腐
24、二三节桩焊缝探伤检测
5、质量控制难度大
➢ 陆上设备施打钢管桩需分节施工，对焊接质量要求高； ➢ 生产时船舶荷载对混凝土浇筑、养护存在影响； ➢ 新老结构混凝土连接要求高。
针对措施
严格执行上港集团制定的“施工不影响生产，生产兼顾施工”的原则，处理好施 工与生产的关系。
1、建立施工方、建设方、运营方联系协调机制。施工方参与港区生产的协调会， 合理利用生产间隙。 2、科学合理划分施工作业区，减少对装卸生产的影响，对作业区进行动态管理； 3、采取切实有效的技术措施（高标号早强砼施工、陆上桩架水上沉桩、液压锤 沉桩、提高桩基围檩刚度等）减少施工作业时间； 4、组织措施： ➢ 多部门（5个）参与； ➢ 技术共享； ➢ 资源统一协调； ➢ 不同施工工艺解决设备资源紧缺现象
二、上海港码头改造项目概况
改造范围：共涉及9个港区，49个码头泊位
1、上海国际航运中心洋山深水港区二期工程 2、上海港外高桥港区一期工程 3、上海港外高桥（高桥嘴）港区二期、三期工程（采用液压锤沉桩）
（原有的3个5万吨级集装箱泊位，改造成可靠泊10万吨级集装箱泊位） 4、上海港外高桥港区四期工程 5、上海港外高桥港区五期工程 6、上海港罗泾港区二期工程 （1、钢杂码头(采用陆上打桩机沉桩)2、矿石码头3、煤炭码头） 7、外高桥港区六期工程汽车滚装码头 （原有的2个5万吨级滚装汽车泊位，改造成可靠泊7万吨级滚装船的泊位）
罗
矿
5万吨级→ 7万吨级
码
头
5千吨级→ 1万吨级
增加桩基：在每个结构段后沿施打4根56米、斜度6：1、Φ800的钢管桩。
方案比选
方案一：打桩船桩
沉桩位置 封闭区域
沉桩位置 封闭区域
如图所示，因沉桩水域封闭，打桩船无法进入沉桩区域，因此,打桩船沉桩方 案不可行。
方案二：陆上打桩机沉桩
安全可靠，操作简便，对码头生 产运营影响较小，选定该方案作为 本工程的沉桩施工方案。
港口码头升级改造 施工技术汇报
一、工程实施背景
为进一步推进沿海港口码头结构加固改造工作全面开展
交通运输部水运局于2011年 10月9日在宁波市组织召开了 沿海港口码头结构加固改造工 作座谈会。
会议期间，交通运输部领导及各位专家就沿海港口码头结构加 固改造进行了讨论并形成了一致意见。
➢ 是节约利用岸线资源的需求 ➢ 是适应船舶大型化发展的需求 ➢ 是保证码头靠泊安全的需要
改造目的、原则
为了保障港口作业安全、节约岸线资源、适应船舶大型化而开展 的， 是加快转变经济发展方式、保障港口运行安全的必然要求，是港口企 业走内涵式可持续发展的必然途径。
交通运输部决定全面推进码头改造项目工作，改造的内容限定为码 头结构部分，改造原则是不改变码头使用功能的前提下，提升码头靠 泊等级。
上部结构施工工艺特点
现浇桩帽与原桩帽植筋连接 现浇横梁与原横梁连接
上部结构施工
1、在浇筑桩帽及横梁之前，采用凿毛、植筋、界面剂等施工技术，使新老结 构连为一体，将靠泊力较好的传导至后沿新增的桩基上，确保码头靠泊等级的 提高。
钢围檩
2、采用无机胶、有机胶植螺栓技术提高系船柱等级；采用进口碳纤维布对码 头结构破损处进行修补；采用喷射钢筋砼提高码头横梁的含钢量。
谢 谢！
改造的基本内容
在码头排架的后沿（前沿）增加桩基提高水平靠泊力 带缆墩升级 码头结构（桩基、横梁、纵梁、面板）破损区域修补
改造意义
➢ 充分利用深水岸线资源； ➢ 适应船舶大型化发展； ➢ 保证码头靠泊安全，消除安全隐患。
三、改造工程难点、特点 及针对性措施
1、工程内容多、桩基形式多样
带揽墩 升级
前沿 拆除
结构
施工
修补
内容
后沿 拆除
桩基 施工
防撞桩 施工
面板
横梁 施工
PHC 管桩
钢管桩 灌注桩
2、安全风险高
施工区与生产区相互交错，维护隔离困难，港区运营车辆频 繁；
施工岸线长、点散，安全管理难度大； 工程施工船舶与装卸泊位紧邻，封闭水域需要采用陆上设备
施打码头斜桩，涉及设备稳定性及码头结构安全； 打桩船水上施工水域狭小、施工区与航道紧邻、水流急；
为确保安全设计要求桩架行走路线：规定桩机只能从码头纵梁与纵梁之间行走，
整体施工顺序
90度转弯, 在横梁轴线上行走必须保持桩机中心线与轴线一致,在码头面层上用标识标
出行驶范围，如下图所示。
门机轨道
长桩堆放区
桩机行走区
短桩堆放区
沉桩临时影响区域
88
60mX15m
门机轨道
桩机行走区
长桩堆放区 短桩堆放区
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钢管桩分节长度的确定
受桩架高度和起吊能力限制，56m钢管桩需分三节沉桩，现场焊接接桩。三节 长度分别为28m、14m、14m。桩架高度28米，第一节钢管桩长28米，码头面 标高+7.0米，泥面标高-8.0m~ -9.5m，水面标高一般在3米左右，桩进入水里约 10米，能够保证钢管桩下桩。
桩架行走路线
3、装卸生产与工程改造施工相互影响
码头是装卸生产的前沿，同时又是施工改造的主体。 同一个区域既要保证装卸生产的任务，同时又要完成码头改造的任务。
4、施工工期紧张
改造泊位多：共涉及9个港区49个码头泊位改造； 施工时间短：2013年6月开工，2013年底完成全部改造任务； 分段施工：部分港区分若干个段施工，在一个泊位施工完成后方能 对另一个泊位开始施工； 施工功效差：为避让生产，窝工时间长。