本發(fā)明涉及高樁碼頭施工，特別涉及一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法。

背景技術(shù)：

1、高樁碼頭是水運工程領域中重要的結(jié)構(gòu)型式，適用于沿海地區(qū)軟土地基，也可用于硬質(zhì)黏土、粉土、砂土等多種地質(zhì)，樁基結(jié)構(gòu)已成為碼頭結(jié)構(gòu)的最佳形式之一。而樁帽作為高樁碼頭重要的工序，起到連接樁基與上部結(jié)構(gòu)的作用，對碼頭整體穩(wěn)定性十分重要。由于近年來國家大力推行綠色化施工，樁帽由傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土方式改為預制安裝方式，不僅提高了混凝土的質(zhì)量，而且加快了施工進度，同時對樁帽底標高較低且施工水位較高的工程特別適用，近年來在高樁碼頭施工中得到廣泛應用。但是實際施工中，由于不同尺寸的樁帽重心與樁基中心位置存在偏差，造成樁帽無法安裝或安裝后不穩(wěn)定，導致構(gòu)件安裝的效率降低，構(gòu)件的施工質(zhì)量及施工安全均存在較大風險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決預制樁帽在安裝過程中的偏心問題，提供一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法。本發(fā)明可有效、快速、精準的完成偏心樁帽的安裝工作，避免由于不同尺寸的樁帽重心與樁基中心位置偏差，造成樁帽無法安裝或安裝后不穩(wěn)定，影響構(gòu)件安裝質(zhì)量及安全。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法，其特征是，在預制樁帽過程中預埋工裝，預制完成后安裝托架，并根據(jù)偏心計算結(jié)果將合適的配重塊提前安裝完成，采用起重設備直接進行混凝土樁帽的安裝作業(yè)，安裝完成后通過懸吊底模的方式澆筑預制樁帽與樁基交接位置的混凝土，待混凝土強度達到設計要求后，采用起重設備移除配重塊，并拆除預埋在樁帽內(nèi)的工裝，最后對混凝土進行修補。

3、具體包括以下步驟：

4、第一步：根據(jù)預制樁帽具體尺寸及樁基位置確定配重塊重量；

5、根據(jù)不同尺寸的預制樁帽，結(jié)合樁基所處樁帽位置，計算出配重塊重量；

6、第二步：通過配重塊重量設計預埋工裝結(jié)構(gòu)形式；

7、托架受上方配重塊的重力作用，由螺栓固定在預制樁帽上，計算托架的受力情況：

8、0.5×γ×l2×b=fx×c

9、式中：γ—配重塊的重度,單位：kn/m3；

10、l—托架或配重塊的長度，單位：m；

11、b—托架下斜桿的間距，單位：m；

12、fx—托架受到的水平力，單位：kn；

13、c—兩排螺栓的間距，單位：m；

14、根據(jù)配置重塊的重量，結(jié)合樁帽的尺寸，計算出托架的受力狀態(tài)，并根據(jù)結(jié)構(gòu)力學受力原則進行工裝及托架的設計；采用在預制樁帽中預埋大頭螺母的方式，通過螺栓連接托架；

15、第三步：在預制樁帽過程中預埋工裝并澆筑混凝土；

16、在預制樁帽過程中將大頭螺母預制在樁帽偏心另一側(cè)，大頭螺母高度及位置滿足第二步中關(guān)于工裝的設計要求,確定托架的構(gòu)件形式、螺栓間距、托架的排數(shù)等，預埋件固定牢固后澆筑樁帽混凝土；

17、第四步：在樁帽上安裝托架及配重塊；

18、預制樁帽拆模、養(yǎng)護并達到設計強度后，將制作好的托架通過預埋大頭螺母與樁帽進行連接，并將配重塊放在托架內(nèi)；

19、第五步：安裝樁帽至樁基上部；

20、采用起重設備將預制樁帽及配重塊緩慢安裝在樁基上，通過細微調(diào)整樁帽位置保證樁帽平衡，將樁基外伸鋼筋與樁帽鋼筋進行焊接，提高樁帽的穩(wěn)固性；

21、第六步：澆筑濕接縫；

22、樁帽安裝完成并穩(wěn)固后，立即進行濕接縫的混凝土澆筑施工；

23、第七步：移除配重塊并拆除工裝；

24、待濕接縫達到設計強度后，采用起重設備起吊配重塊，并運輸至預制場內(nèi)重復利用；同時拆除托架及預埋的大頭螺母，以便循環(huán)利用；最后對樁帽的大頭螺母位置進行修補，保證混凝土質(zhì)量。

25、所述第一步中，配重塊采用預制混凝土塊體或水袋，通過下列力矩平衡公式計算出配重塊的重量及尺寸：

26、f1×l1=f2×l2

27、式中：

28、f1—樁帽的重力；

29、l1—樁帽重心與基樁重心間的水平距離；

30、f2—配重塊及托架的重力；

31、l2—配重塊及托架重心與基樁重心間的水平距離。

32、所述第二步中，托架為采用16型工字鋼制作的三角支架，托架除預留大頭螺母的其他三個方向設置固定限位裝置，確保配重塊在托架上穩(wěn)固；所述大頭螺母在樁帽偏心另一側(cè)分上下兩排各布置3個。

33、所述第五步中，預制樁帽安裝配重塊后，起重設備在安裝過程中需緩慢對準樁基中心，在下落至一定高度后微調(diào)預制樁帽，確保安裝后樁帽平衡，并立即將樁帽鋼筋與樁基鋼筋進行焊接，增強臨時加固效果。

34、所述第七步中，濕接縫的設計強度達到100%后，拆除配重塊及托架，現(xiàn)場預留同條件養(yǎng)護試塊以確定配重塊拆除時間。

35、本發(fā)明能夠在偏心工況下，在預制樁帽安裝過程中通過補償平衡的方法調(diào)節(jié)預制樁帽的重心位置，減少與樁基中心位置的偏差，從而達到構(gòu)件安裝的平衡，保證了施工安全的前提下，提高了樁帽安裝的質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法，其特征是，在預制樁帽過程中預埋工裝，預制完成后安裝托架，并根據(jù)偏心計算結(jié)果將合適的配重塊提前安裝完成，采用起重設備直接進行混凝土樁帽的安裝作業(yè)，安裝完成后通過懸吊底模的方式澆筑預制樁帽與樁基交接位置的混凝土，待混凝土強度達到設計要求后，采用起重設備移除配重塊，并拆除預埋在樁帽內(nèi)的工裝，最后對混凝土進行修補。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法，其特征是，具體包括以下步驟：

3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法，其特征是，所述第一步中，配重塊采用預制混凝土塊體或水袋，通過下列力矩平衡公式計算出配重塊的重量及尺寸：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法，其特征是，所述第二步中，托架為采用16型工字鋼制作的三角支架，托架除預留大頭螺母的其他三個方向設置固定限位裝置，確保配重塊在托架上穩(wěn)固；所述大頭螺母在樁帽偏心另一側(cè)分上下兩排各布置3個。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法，其特征是，所述第五步中，預制樁帽安裝配重塊后，起重設備在安裝過程中需緩慢對準樁基中心，在下落至一定高度后微調(diào)預制樁帽，確保安裝后樁帽平衡，并立即將樁帽鋼筋與樁基鋼筋進行焊接，增強臨時加固效果。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法，其特征是，所述第七步中，濕接縫的設計強度達到100%后，拆除配重塊及托架，現(xiàn)場預留同條件養(yǎng)護試塊以確定配重塊拆除時間。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及高樁碼頭施工技術(shù)領域，特別涉及一種水上預制樁帽偏心工況的補償平衡裝置及施工方法。在預制樁帽過程中預埋工裝，預制完成后安裝托架，并根據(jù)偏心計算結(jié)果將合適的配重塊提前安裝完成，采用起重設備直接進行混凝土樁帽的安裝作業(yè)，安裝完成后通過懸吊底模的方式澆筑預制樁帽與樁基交接位置的混凝土，待混凝土強度達到設計要求后，采用起重設備移除配重塊，并拆除預埋在樁帽內(nèi)的工裝，最后對混凝土進行修補。通過本發(fā)明可有效解決預制樁帽在安裝過程中的偏心問題，快速、精準的完成偏心樁帽的安裝工作，避免由于不同尺寸的樁帽重心與樁基中心位置偏差，造成樁帽無法安裝或安裝后不穩(wěn)定，影響構(gòu)件安裝質(zhì)量及安全。

技術(shù)研發(fā)人員：霍陽,楊潤來,徐賓賓,高虹,黃渝清,曲中宇,曾晰,王月婧,王曉姝,陳兆海,張亮,程瑋,郭文靜
受保護的技術(shù)使用者：中交一航局第三工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10