高桩梁板式码头施工技术总结

高桩梁板式码头施工技术总结
港航分公司
二〇一五年十二月
目录
1概述 (1)
1.1 结构特征 (1)
1.2 施工工艺流程 (1)
2桩基施工 (2)
2.1 常用桩型 (2)
2.2 打入桩施工技术 (3)
2.3 灌注桩施工技术 (10)
2.4 嵌岩桩施工技术 (19)
3上部结构施工 (22)
3.1 横梁（桩帽、墩台）施工 (22)
3.2 构件预制、吊运及安装 (28)
3.3 面层、护轮坎施工 (32)
3.4 附属设施施工 (35)
4接岸结构和岸坡施工 (38)
4.1 码头施工区挖泥 (38)
4.2 岸坡施工 (38)
4.3 接岸结构施工 (38)
4.4 沉降、位移观测点的要求 (39)
5施工中常见质量通病防治 (39)
5.1 测量施工质量通病防治 (39)
5.2 原材料引起的质量通病防治 (44)
5.3 桩基施工质量通病防治 (46)
5.4 模板工程质量通病防治 (53)
5.5 混凝土工程质量通病防治 (55)
5.6 预制构件安装质量通病防治 (60)
5.7伸缩缝、沉降缝、轨道施工质量通病防治 (64)
5.8 码头面层质量通病防治 (66)
6施工中常见问题及解决措施 (69)
6.1 预制桩裂损处理 (69)
6.2 灌注桩施工故障处理 (70)
6.3 水上嵌岩灌注桩施工故障处理 (70)
1概述
1.1 结构特征
高桩码头建筑物是一种常用的码头结构形式，它是通过桩基将码头上部荷载传递到地基深处的持力层上，主要适用于软土层较厚的地基，也可用于砂土和风化岩等地基，以及采用嵌岩桩使用在覆盖层浅薄的岩基上等。

高桩码头结构形式主要有梁板式、承台式、无梁板式、桁架式，码头主要由桩基、上部结构、接岸结构、岸坡和码头设备几部分组成。

本文主要总结高桩梁板式码头施工技术。

高桩梁板式码头主要优点为受力明确，排架间距大，能充分发挥桩的承载能力、可采用预应力构件，预制装配化程度高，施工速度快，上部结构较厚，靠船构件悬臂短，受力条件好。

常见高桩梁板式码头结构示意图见下图：
1.2 施工工艺流程
常见高桩梁板式码头工程总体施工工艺流程图如下：
2桩基施工
2.1 常用桩型
港口工程基桩可按成桩工艺分为打入桩、灌注桩和嵌岩桩三类；各类桩可按下列方法分为不同的桩型。

打入桩可按制桩材料分为预制混凝土桩和钢管桩等，其中预制混凝土桩可按桩身结构情况分为钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩，预应力混凝土桩可按桩身截面形状分为预应力混凝土方桩和预应力混凝土管桩等。

近年来，预应力高强度混凝土管桩（PHC管桩）应用较为广泛。

灌注桩可按成孔方法分为钻孔灌注桩和挖空灌注桩等。

嵌岩桩可按成桩方法、结构组成和嵌岩形式等分为灌注型嵌岩桩、灌注杆嵌岩桩、预制型
植入嵌岩桩、预制型芯柱嵌岩桩、预制型锚杆嵌岩桩和预制型组合岩桩等。

2.2 打入桩施工技术
打入桩一般由有资质的生产厂家进行制作，可根据具体的设计桩长要求厂家拼接好，并做好桩靴再装船运输到现场，满足现场打桩的要求。

桩基施工前要做好生产厂家的考察工作，验证其资质及生产能力等。

沉桩施工是整个工程的关键部分，对整个工程质量起着至关重要的作用。

在施工前应根据工程桩位平面布置图，结合地形、地物、地质、水深、海况、船机性能、船只抛锚和沉桩操作对航行有无影响等情况，拟定施工技术措施，编制沉桩施工顺序图，并按沉桩顺序安排制桩，安排桩基运输及沉桩工作。

2.2.1 沉桩方式
沉桩有陆上沉桩、水上沉桩两种方式。

对于临近岸边较远的陆上桩基，采用陆上打桩；对于临近岸边的桩基工程，可以采用搭设栈桥由陆上打桩架或者在水深足够时用打桩船进行水上打桩；对于远离岸边的水上沉桩作业，一般情况下采用打桩船沉桩的方式，打桩船水上打桩是目前常用的方式，我国目前能力可打到70～80m深，本文主要总结水上沉桩施工技术。

水上沉桩施工工艺流程如下：
打桩船就位→装桩方驳就位→画桩刻度、捆桩→吊桩→移船就位→立桩入龙口→关闭下背板→戴替打→调整龙口垂直度→测量定位→桩自沉→微调偏位→解开吊索→压锤→打开背板→锤击沉桩→打桩记录→停止锤击→起吊锤和替打→测桩偏位。

2.2.2 沉桩前准备工作
在沉桩之前应做好下列施工准备工作：
⑴结合桩基允许偏差，校核各桩是否相碰；
⑵对沉桩区进行检查，看是否存在障碍物；
⑶根据选用船机性能、桩长和施工时水位变化情况，检查沉桩区泥面标高和水深是否符合沉桩要求；为了保证打桩船的吃水深度，还需提前进行水深测量和挖泥等准备工作；
⑷检测沉桩区附近建筑物和沉桩施工互相有无影响；复测岸坡地形，必要时进行岸坡稳定分析。

⑸制定管桩供桩计划，提前通知管桩厂生产加工，以满足现场施工生产的需要。

2.2.3 桩基的运输
因为高桩码头预制桩基本身长度很长，一般的陆地交通运输无法满足其要求，码头施工预
制桩基运输多选择水路采用驳船装运，直接运送到施工现场，且具有经济性及较高施工效率，运输过程中注意事项如下：
⑴根据施工时的沉桩顺序和吊桩的可行性，绘制装驳图，严格按装驳图要求分层装驳；
⑵桩的装驳图根据现场沉桩顺序绘制，遵循“一驳桩以先打后装，后打先装”的原则，避免翻桩。

每驳叠放不超过3层，且同一层内，先用的放在两侧，后用的放在中间；
⑶管桩吊运时采用四点吊，桩身混凝土强度应符合设计要求。

装载量不超过甲板驳装满载量的70%，保证航行安全；
⑷底层为多支点搁置，搁置点设置在吊点位置，垫楞要在同一平面上，底层以上各层桩采用木楔支垫，支垫要在同一垂直线上；要求桩驳完成后，管桩稳固，无活动现象，同时，用钢丝绳张紧固定，避免运输过程中造成管桩的损坏；
⑸管桩由水上运输，外海运输时驳船上设置半圆型专用支架，并采取加撑和系绑等紧固措施，防止在航行过程中因风浪作用船体摇摆时导致桩滚动、滑动、碰撞和倾倒。

⑹对运抵现场的桩必须严格验收，对不符合质量要求的桩及时退回生产厂家。

对桩身混凝土的龄期要求必须满足设计及规范要求。

⑺吊桩时确保吊钩和钢丝绳轻放至桩身上，吊桩离开桩驳的瞬间要迅速，以避免拖桩、激烈碰桩等情况的发生。

为了提高工效，捆吊桩配备两套吊具和吊绳。

2.2.4 沉桩船舶选型与定位
⑴结合现场水深条件，根据桩长、桩型、桩重等选择相关船机设备，力求经济合理。

选择施工船舶时需考虑水深、桩间距等是否适宜。

配套船舶主要有运桩驳、拖轮、牢锚驳以及小型施工船。

打桩锤目前主要采用的有D80、D100、D125系列柴油锤，对混凝土桩优先采用液压锤，也可采用柴油锤，桩垫宜采用木板或瓦楞纸等柔性材料制作。

⑵打桩船选择要同时满足起重能力和桩架高度两个要求。

桩架高度≥桩长-施工水深+桩锤及替打高度+吊锤滑轮组高度+富裕高度（可取1～2m）。

水上沉桩多采用锤击沉桩法，锤型的选择应地质、桩身结构强度、桩的承载力和锤的性能，并结合施工经验或试沉桩情况确定。

⑶打桩船定位通过8组锚缆系统来完成，其中2个锚固点为岸上设置的地垄，其余6个在江中抛锚作为锚点。

根据打桩船上GPS定位系统显示的数据，打桩船通过自身锚缆系统移动到码头桩位处，进行粗定位。

⑷施工时要最大限度的发挥打桩船的工效，现场一定要合理组织和调配，主要体现在桩
基制作、运输等关键环节的配合；运桩船根据打桩船的正常施工工况，按提前到场，确保桩基的连续供应。

⑸施工期间，设备的组织及维护很重要，对于大型的关键船机设备，要保证其正常作业。

因为长江上的大型船机设备资源有限，重新组织设备进场的难度大，而且周期长、费用高。

⑹沉桩等大型船舶设备施工前必须与海事部门及时联系，发出航行通告，制定切实可行的安全技术措施方案，确保施工水域安全。

方案中应注明各阶段航道布设、锚位布置及占用水域各角点经纬度、占用时间、施工船舶名称及数量、占用水域的标志（如航标颜色、闪烁形式、数量）等。

⑺在进行沉桩施工时，打桩船白天挂好信号、夜间开信号灯，通知过往船只。

沉桩必须有专人指挥，分工明确，统一信号。

⑻严格根据打桩船的抗风浪能力安排施工时段。

密切注意天气变化情况，在大风浪来临之前做好施工船舶的避让工作。

⑼根据抛锚区的土质、水深、水流、风向及锚重确定合适的抛锚距离，打桩船按沉桩顺序抛八字锚，同时收紧，防止打桩船走锚。

2.2.5 沉桩顺序及船位
施工前，先根据打桩桩型号、设计桩位图，编制沉桩顺序表。

沉桩时严格按沉桩顺序进行，沉桩顺序一般由岸边向江心逐个管桩施打，打桩船应根据斜桩或叉桩的桩位，不断调整、变换船位。

沉桩时打桩船需抛八字锚和前后穿心锚作业；吊桩时桩驳和打桩船长边轴线保持90度夹角，桩吊起后桩驳应稳住船位，避免走锚等现象。

为此，施工船舶应配备足够大的锚重，并备有防台抗台用的备用锚。

2.2.6 沉桩定位
1）沉桩平面定位
⑴定位前，根据设计的桩位布置图，布置好施工基线，计算出基线上控制点与桩连线的方位角；
⑵直桩的平面定位通过2-3台经纬仪，用前方任意角或直角交会法进行；
⑶斜桩定位需2-3台经纬仪和一台水准仪配合；
⑷沉桩时桩的坡度由打桩架来保证。

2）沉桩高程控制
桩尖应落在设计规定的标高上，以保证基桩承载力满足设计要求，桩尖标高是通过桩顶的
标高测量实现的，沉桩时，在岸上用水准仪高程测量法对桩顶标高进行控制。

3）GPS沉桩定位控制
⑴除上述传统的方法外，目前在港口与航道工程中已广泛应用GPS进行沉桩的平面定位和高程控制。

应用GPS时首先要对业主提供的GPS点进行静态观测，同时在原控制网上新增GPS点（作为GPS RTK测量时基准站用）建立控制网，所布GPS网满足D级网--工程控制网的精度要求。

其次建立基准站，根据监理工程师复核确认的控制点，在岸上建立一个装有固定频率的数据链发射电台的基准站，满足GPS定位需求，定位时以此为基准，不再另设基准站。

⑵离岸较近，且具备布设控制点的条件时，一般用前方交会法；在离岸较远时，采用GPS 远程定位系统，GPS基点必须与地面控制网联测，避免产生系统误差。

前方交会角应控制在60º~120º之间，如遇特殊情况，不能采用前方交会法时，可采用全站仪极坐标法进行沉桩定位。

不论采用哪种定位方法，沉桩时都必须根据现场水流、地质及桩船锚位情况考虑提前量。

⑶沉桩采用“GPS沉桩定位系统”进行测量控制方法：GPS 在打桩船上进行沉桩定位，采用“海工工程远距离GPS沉桩定位系统”，由三台固定在打桩船上的泰雷兹GPS流动站以RTK方式实时控制船体的位置、方向和姿态，同时配合两台固定在船上的免棱镜测距仪测定桩身在一定标高上的相对于船体桩架的位置，由此可推算出桩身在设计标高上的实际位置，并显示在系统计算机屏幕上。

通过与设计坐标比较，进行移船就位，直至桩位满足沉桩质量标准的要求后，方可开始沉桩。

⑷桩身的倾斜度由桩架控制。

桩顶标高由安装在龙口后方的摄像机实时测定，同时由“锤击计数器”记录沉桩时的锤击数，自动进行沉桩贯入度的计算，并显示在系统计算机屏幕上。

沉桩结束后，系统能自动打印出“沉桩记录表”。

在定位过程中，要注意实时检查“海工工程远距离GPS沉桩定位系统”中的三台GPS接收天线之间的夹角误差、距离误差、高差误差及三台GPS接收机的RTK状态的质量因子等是否符合相应的规范要求。

2.2.7 沉桩控制
沉桩控制主要包括偏位控制、承载力控制和桩的裂损等控制。

1）偏位控制
沉桩时要保证桩偏位不超过规定，偏位过大，给上部结构预制件的安装带来困难，也会使结构受到有害的偏心力。

为了减少偏位，施工中应采取以下措施：
⑴在安排工程进度时，避开在强风盛行季节沉桩，当风、浪、水流超过规定时应停止沉桩作业；
⑵施工前严格做好基线控制点、水准点的交接和复核，并对施工基线、施工水准点定期进行检查、校核；
⑶要防止因施工活动造成定位基线起动，采用有足够定位精度的方法，要及时开动平衡装置和松紧锚缆，以维持打桩架坡度、防止打桩船起动；
⑷桩进入桩架后，打桩船操纵室通过观察桩架上角度测量仪来调整桩架的倾斜度，以使桩身斜率符合设计要求；再根据预先输入的单桩平面扭角（方位角）、平面坐标，依据船上专用的GPS定位系统显示的图形和数据，通过调整船位的方法，使桩到达设计位置，同时施工人员通过高频电话与岸上测量前方交会人员进行桩位比对校验，做到平面定位双重控制，确保沉桩定位准确。

⑸掌握斜坡上打桩和打斜桩的规律，拟定合理的打桩顺序，采取恰当的偏离桩位下沉，以保证沉桩完毕后的最终位置符合设计规定，并采取削坡和分区跳打桩的方法，防止岸坡滑动。

为确保打桩期间的岸坡稳定，需注意控制沉桩速率，采用间隔跳打及停停打打等方法，来控制沉桩施工对岸坡稳定的影响，并加强岸坡位移、沉降观测。

2）桩的极限承载力控制
沉桩完成后，应保证满足设计承载力的要求。

一般是控制桩尖标高和打桩最后贯入度（即最后连续10击的平均贯入度），即“双控”。

另外在沉桩过程中还要仔细掌握贯入度的变化和及时掌握桩下沉的标高情况。

沉桩结束后，依据现行规范《港口工程桩基动力检测规程》（JTJ 249）要求，可采用反射波法检测评价桩身的完整性以及高应动力检测桩基轴向承载力，检测桩数不宜少于总桩数的10%，并不得少于10根。

锤击沉桩控制应根据地质情况、设计承载力、锤型、桩型和桩长综合考虑。

在黏性土中沉桩，以标高控制为主，贯入度可作校核；桩尖在砂性土或风化岩层时，以贯入度控制为主，标高作校核。

当出现桩尖已达到并低于设计标高贯入度仍偏大，或沉桩已达到并小于规定贯入度而桩尖标高仍高出设计标高较多时，宜采用高应变检验（动测）桩的极限承载力并同设计单位研究解决。

3）桩的裂损控制（主要指PHC管桩）
锤击沉桩时，预应力混凝土桩不得出现裂缝，如出现裂缝应根据具体情况研究处理。

桩裂损的产生，除了制造和起吊运输上原因以外，主要是由于沉桩过程应力超过了桩的允许应力所造成。

裂损控制就是要采取措施控制打桩应力，消除产生超允许拉应力的条件。

在沉桩以前，要检查所用的桩是否符合规范规定的质量标准。

在沉桩过程中，选用合适的桩锤、合
适的冲程、合适的桩垫材料，要随时查看沉桩情况，如锤、替打、桩三者是否在同一轴线上，贯入度是否有异常变化，桩顶碎裂情况等等。

桩下沉结束后，要检查桩身完好情况。

4）沉桩过程中施工控制要点
⑴沉桩前须进行技术交底，作业人员必须熟悉桩位、水流及地质情况。

根据设计要求及桩型选择合适桩锤及相应厚度的桩垫，避免桩顶劈裂。

岸坡较陡时，沉桩应辅以“跳打”、控制沉桩速率等措施。

⑵吊桩前要认真核对桩的规格型号，检查桩身的外观质量。

开锤前应检查锤、替打与桩是否在同一轴线上，避免偏心锤击，造成桩顶变形。

⑶直桩下桩时采用抱桩器抱桩，防止水流影响桩身垂直度。

稳桩后打开抱桩器，测量人员观测桩身与桩架的轴线，如有夹角可适当调整桩架，保持桩身与桩架平行，严防出现偏心锤击。

⑷桩就位后，让桩在自重下慢慢下沉稳桩，同时监测桩位的变化，如果桩位变化超过允许的误差范围，立即停止桩的下沉，将桩拔起，查明原因，重新定位。

⑸稳桩后压锤，待桩不再下沉后，查看桩位是否符合要求，如果桩位变化超过允许的误差范围，立即停止桩的下沉，将桩拔起，查明原因，重新定位。

⑹桩在压锤稳定后，松开抱桩器，启动柴油锤进行沉桩。

开始阶段应轻锤慢打，以防溜桩，待桩尖穿过淤泥层或硬夹层后，可正常锤击。

⑺锤击过程中打桩船上有关人员必须全过程观察锤帽是否有啃桩现象。

如有此现象必须立即停止锤击，适当调整桩船再进行施打。

⑻在沉桩过程中定位、稳桩、压锤、施打以及最后停锤必须进行跟踪观测，并对每根桩及时做好沉桩记录。

⑼锤击过程中必须派人观察过往船只，如过往船只航速较快有涌浪现象时，应停止锤击，待涌浪消失后再继续沉桩，避免航行波影响沉桩正位率，或造成沉桩质量事故。

⑽桩自沉、压锤、开锤过程中不得移船校正桩位避免造成断桩。

锤击过程中，严禁用移船方法纠正桩位。

⑾在沉桩过程中若发生异常情况，如出现贯入度异常、桩身突然下降、过大倾斜、移位等现象，应立即停止沉桩，做好详细记录，经与监理、设计、业主共同分析原因，采取相应措施。

⑿沉桩过程中随时注意检查桩锤、替打和桩架龙口，发现问题及时处理。

⒀打桩船移船时，应密切注意锚缆状态及位置，安排抛锚艇在现场值班监督，避免抽心锚缆等刮碰已打好的桩。

⒁严禁在已沉放的桩上系缆，沉桩结束后，在已沉放桩两端应设置标志，夜间应设置安全警示灯。

在台风及寒潮期间应采取防风浪措施，确保桩基安全。

⒂沉桩结束后，尽快夹桩及进行上部结构施工。

2.2.8 水上夹桩及桩头处理
1）水上夹桩
提高桩基水平稳定性的措施主要有：地基表面抛石、采用大直径桩基、处理浅层地基、采取夹桩措施。

其中，夹桩方案在桩基码头中应用最多，目的是通过连接部件将桩基连接成整体，从而增加已沉桩基抵抗水流和风浪的能力。

夹桩部件除抵抗风浪荷载外，还可作为后期平台底模。

过去码头桩基以预制方桩为主，夹桩时多采用木枋夹桩，但木材强度较低，在大风浪条件下很容易破坏，现常采用钢材夹桩，如槽钢、工字钢等。

夹桩结构沿码头纵横向“井”字形夹桩，夹桩连接方式有4种：一是吊筋方式，此方式在内河及长江码头用的比较多，以桩头作为受力点，将吊筋挂在桩头上，下面吊住围囹型钢，吊筋的转角处应做成圆弧形过渡。

二是牛腿方式，对于钢管桩基础，一般采用焊接钢牛腿来承受来自构筑物的荷载，型钢放置在牛腿上，焊接或通过螺栓连接。

三是钢板抱箍方式，分为两个半圆对扣方式和绞结对扣方式，混凝土管桩中应用较多。

四是吊挂方式，吊挂采用两层承载梁，上层为挂梁，下层为支撑梁，挂梁用型钢支撑在桩头上，支撑梁通过拉杆挂在挂梁上。

管桩打设完三排后，即开始头一排的夹桩作业。

打桩作业与夹桩作业间2排桩是为了避免作业干扰以确保施工安全。

夹桩施工中控制要点主要如下：
⑴沉桩结束后应及时夹桩，加强桩基之间的连接，以减少桩身位移或倾斜，改善施工期受力状态。

⑵应根据受力情况进行夹桩设计，必要时应作现场加载试验。

⑶当有台风、大浪和洪峰等预报时，必须检查夹桩设施是否牢固可靠，并采取必要的加固措施。

⑷当施工荷载较大，可采用吊挂式夹桩，桩距较大且桩顶标高距离施工水位较小时，可采用钢梁或上承式桁架结构。

并应根据施工荷载，对钢梁、桁架、吊筋螺栓及其部件进行设计。

⑸夹桩施工时要确保桩和桩排架间的稳定，确保夹桩材料不损坏桩基，夹桩可作为桩帽、现浇墩台施工平台底模及脚手架。

2）桩头处理（截桩、接桩）
沉桩完毕后，PHC管桩桩顶钢箍必须凿掉，高出设计桩顶标高的部分也要凿掉，凿除前测放出桩顶设计标高，并在标高面用切割机沿桩四周割一圈，深度为2cm，应将高出部分凿除。

凿桩时，在桩顶标高往下1.2m处利用夹桩材料搭设简易截桩平台，采用风镐凿除砼，气割割断，起重船吊除超高的部份。

钢管桩高出部分直接用气焊割除。

若桩顶标高低于设计高程，如相差不大，可与监理、设计单位研究，通过加厚桩帽或者是加厚下横梁的前后梁段的方法解决。

如相差过大（>30cm），则必须接桩，接桩方法如下：先将桩头破裂砼凿除，并使其成毛面，用水冲洗干净，然后绑扎钢筋笼安装模板，浇筑砼至设计标高，接桩砼强度比原设计强度提高一个等级确保接桩的质量不低于原桩。

2.2.9 施工检测及质量控制
⑴水上沉桩后桩顶偏位应满足施工规范要求，沉桩后应及时测定并记录处于自由状态的桩顶偏位，偏位值较大时应及时与设计单位联系；夹桩铺底板后应再次测定桩顶偏位，并以此作为竣工偏位的最终数值；夹桩时严禁拉桩。

⑵桩的纵轴线倾斜度偏差不宜大于1%；桩的纵轴线倾斜度偏差超过1%，但不大于2%的直桩数量不应超过10%。

⑶预制混凝土桩沉桩后，应采用低应变动力试验法对桩身质量进行抽样检测，检测桩数不得少于总桩数的10%，并不得少于10根；沉桩过程中发生贯入度过大或存在其他影响桩身结构可靠性的异常情况时，应逐根进行检测。

桩基检测合格后，由监理工程师组织验收，符合要求后进行上部结构施工。

2.3 灌注桩施工技术
在高桩码头中一般均设计有引桥，在施工方面，因受施工条件限制，桩数较少、水域狭窄或水深不足影响，近岸区域的预应力混凝土桩或钢管桩无法靠打船船进行施工，所以须在近岸处施打钻孔灌注桩，起到预应力桩或钢管桩传递荷载的同等作用。

另在受地质条件复杂、岩面
起伏大、地下障碍物较多、打入式桩难以下沉时；或单桩荷载较大，采用打入式桩不经济时；或岸坡稳定性不足或附近有重要建筑物，不宜锺击沉桩时均采用灌注桩。

灌口工程灌注桩按成孔方法可分为钻孔灌注桩和挖孔灌注桩，本文主要针对码头施工中常用的钻孔灌注桩进行施工技术总结。

钻孔桩施工工艺流程见下图：。