成果名称：	舟山群岛恶劣海况条件下高桩码头快速施工技术研究
登记日期：	2021-12-24
完成单位：	中国铁建港航局集团有限公司
完成人员：	陈立,刘齐辉,孙建,张太山,魏贤华,周清,黄恩代,徐为,吴兵,段 军,冯天奇,李毅,朱弘,袁洋洋,陈思圆,王克柱
研究起止日期：	2017-11-01至2018-12-31
主要应用行业：	建筑业
高新技术领域：	现代交通
评价单位：	中国铁建股份有限公司
评价日期：	2019-04-23
成果简介：	（一）任务来源
浙江石油化工有限公司4000万吨/年炼油化工一体化项目一期工程液体化工码头工程位于舟山市岱山县鱼山岛，建设规模及建设内容为新建4个5万吨级液体化工泊位(#1~#4泊位)、2个5万吨级（#5、#6）泊位）和1个10位万吨级油品泊位（#7）泊位），结构形式为典型的高桩梁板式。其中液体化工泊位主要装卸货种为液体化工品和液化烃，设计吞吐量为830万吨/年，总长 1210m，设计通过能力为872万吨/年；油品泊位主要装卸货种为成品油（兼顾过渡期的原油），设计吞吐量为 903.455万吨/年，总长965m，设计通过能力为 976万吨/年。工程内容主要为桩基工程、现浇混凝土工程、预制安装工程及附属设施安装工程等。
本课题依工程码头长度达2175m，工程量非常大，合同工期仅9个月，工期异常紧张，在本项目之前，短工期内完成如此大规模的码头施工还从未有过。高桩梁板码头施工技术已有成套成熟的施工工艺，但若采用这些常规的工艺，仅能通过增加较多的船机设备、人力、物力并辅以高强度的施工管理才有可能满足合同工期要求。
工程所在水域7～9月易受台风影响，10～11月易受季风影响，全年6级大风以上天数为59.9d，海况较为恶劣，水上可作业周期短。为降低工期风险，降本增效，拟从技术角度深入研究，通过优化设计图纸和主要工序施工技术改进的方式，缩短工序耗时和工序衔接耗时，以达到缩短总工期的效果。
（二）应用领域
1、通过设计变更、施工区域合理划分等技术管理手段，合理安排码头施工，为同类工程提供了成熟的前期技术方案策划思路。
2、沉桩施工技术主要用于恶劣海况下的新型TSC-PHC组合管桩沉桩；
3、割桩操作平台主要用于采用钢管桩桩基础的码头、桥梁等水上工程；
4、现浇构件底模板支撑结构主要用于涉及到桩基础上部结构现浇施工的码头、桥梁等工程；
5、通过关键施工技术优化创新，提高主要分项工程的施工效率，同时还将部分流水作业的步骤进行缩小，提高了流水作业效率，可以为施工体量大、工期紧的高桩码头施工提供参考数据。
（三）主要原理
1、桩基础工程是制约码头工程工期最关键的分部分项工程，针对工期紧张的码头项目，更要从桩基着手寻找缩短工期的有效手段。在项目初期及时进行图纸审查，主要从地质条件、设计承载力等方面着手，通过各类桩基的适用性深入比较分析，进行局部桩基结构变更，减少施工工期单一类型预制桩基供货压力，采用施工周期短的桩基替代施工周期长的桩基，在节约工程投资的同时，还能缩短施工周期、节约工程成本。同时，根据施工安全距离进行桩基工程施工区域划分，通过深入研究桩位图进行沉桩顺序编排，确保同时产生多个流水施工作业面，并尽可能做到互不干扰。
2、该研究依托工程水域最大潮差4.02m，年平均大于6 级风的天数为59.9d，海况较为恶劣，需要充分提高沉桩施工效率，有效利用可作业时期。通过桩基自身性能特点和施工经验判断，并结合数据分析，初步选定大概范围内的桩锤、替打、桩垫，在试桩的过程中通过桩锤档位进行试验比较，从桩基完整性、桩头破损程度和桩锤能量传递效率等方面综合分析，得出最为合适的桩锤、替打、桩垫和桩锤档位，在确保施工质量的基础上，获得更好的沉桩施工效率。
3、根据预制桩桩基的直径范围和底模支撑结构与设计桩顶之间的距离，设计一款实用性较强的装配式操作平台，该平台结构设计新颖，具有承重体系转换、预留让位孔、稳固装置等结构设计亮点，并且操作简单，能够多次周转使用，大大减少了船机设备资金投入，同时还具有安全性高的优点。
4、设计一套方便拆卸的底模支撑结构，其受力强度较大，方便安装和拆除，既能保证施工安全，又能不破坏钢管桩防腐涂层，还能克服恶劣海况条件，提高底模板的周转效率。
（四）主要技术成果
1、从设计图纸着手深入研究桩基设计方案，合理进行桩基选型调整，使预制桩不完全集中于某一种桩型，并尽可能的替换施工周期长的桩型，降低预制桩的供货压力，缩短桩基施工总周期，进而有效提高码头整体施工效率；
2、通过桩位图纸进行施工区域划分，确保互不干扰。先进行分区，再根据分区内的最长和最重桩基选择打桩船，通过试桩试验分析，选择最合适的桩锤替打系统，通过有限元分析合理设置新型TSC-PHC组合桩吊点；
3、装配式割桩操作平台由两套吊具系统、平台底板、型钢肋骨、护栏和抵紧装置组成，可安装在已完成沉桩的钢管桩上，；
4、现浇构件底模支撑结构主要由工字钢、精轧螺纹钢、连接套筒、PVC管等组成，可拆卸重复使用。