引言:本工程新建码头位置处原有一座旧工作船码头,新旧结构在平面上部分重合,由此引发的结构碰撞问题也成为了本工程设计和施工中的难点之一1工程背景本工程中存在的新旧结构重合区域包括:旧工作船码头与部分新建工作楼和引桥墩的交叉重叠。
图1 新旧结构平面图其中,旧工作船码头的结构型式为高桩梁板式结构,桩基采用600×600mm空心方桩,方桩入土深度约19m;新建工作楼、引桥墩采用的是高桩墩式结构,桩基分别采用Ф1000mmB型和Ф800mmC型PHC管桩,PHC桩入土深度约19m。
图2 新旧结构断面图虽然旧码头已经按计划进行拆除,但在实际拆除施工时,只能对原泥面以上的旧码头结构进行切割和吊运,原泥面以下PHC管桩的方桩依然存在因此,在进行工作楼和引桥墩位置的沉桩施工时,若设计或施工准备不足,极易出现碰桩现象,导致沉桩失败,最终影响工程质量和进度。
2准备工作为了避免出现碰桩问题,我们根据施工图和旧码头竣工图,运用Revit建立了本工程和旧码头所有桩基的三维模型。
图3 桩基的Revit三维模型 接着将Revit模型导入Navisworks中,对所有桩基进行碰桩检测,其中重点关注了新旧结构平面重合区域的桩基碰撞情况根据桩基碰撞检测结果,结合已有的桩基三维模型,从避免出现碰撞问题的角度提出了合理的桩位调整建议。
图4 桩基碰撞检测在与我院的设计人员反映和讨论之后,对桩基施工图进行了适当的调整,并再次对修改后的桩PHC管桩基进行了碰撞检测,降低了在设计层面上碰桩的可能性在桩基碰撞检测过程中,我们同时还在本工程的AutoCAD图上直接建立了所有桩基的三维模型,以此作为Revit和Navisworks碰桩检测和桩位调整的辅助验证,从而增加了检测结果的可靠性和桩位调整后的施工可行性。
图5 桩基的AutoCAD三维模型3施工情况在拆除了旧码头结构之后,开始了工作楼和引桥墩的桩基施工。
图6 工作楼PHC桩施工3月7日至3月9日,工作楼的15根PHC桩顺利完成沉桩;
图7 引桥墩PHC桩施工3月23日至3月25日,分别进行了引桥墩的10根PHC桩(3#D01~D10)的施工,其中:(1)靠近工作楼侧的PHC桩施工过程均无异常PHC管桩,且沉桩标高和贯入度均符合设计要求;(2)海侧的3#D03、05、D07桩则出现了无法顺利下桩、沉桩过程中桩身轻微偏位和倾斜等问题,而3#D09在沉桩过程中(距设计桩底标高约10m处)遇到了障碍物,导致沉桩失败。
图8 引桥墩3#D09沉桩失败4原因分析通过对现场沉桩情况和沉桩记录进行分析,我们推测3#D03、05、07在沉桩过程中遇到了障碍物(块石或旧桩),因此桩身在下沉过程中受到挤压发生轻微偏位或倾斜;而3#D09则很大可能与旧码头的方桩了发生碰撞,导致最终沉桩失败。
为此,我们对原先的三维碰桩检测模型进行了复核,并重新检查了之前的碰桩检测结果,发现即使在考虑施工误差(桩位±20cm)的基础上PHC管桩,理论上依然不存在碰桩的可能性后来,我们根据旧码头的现场实际桩位情况,对旧码头的竣工图纸进行了对照检查,。
结果显示,旧码头北侧的斜桩实际转角方向与竣工图存在较大偏差,如图9所示。
图9 旧码头竣工图纸桩位转角与实际情况不符在发现了旧码头竣工图纸与实际情况存在的差异后,我们根据旧码头现场的实际桩位情况修改了原先的桩基三维模型并重新进行碰撞检测结果检测到引桥墩海侧的PHC桩确实跟旧码头方桩发生了碰撞,从而确定了碰桩的原因。
图10 引桥墩PHC桩与旧码头方桩存在碰撞5解决方案在找到了碰桩的真正原因之后,经与设计反映和讨论,我们制定了以下解决方案:(1)对发生碰桩的3#D09进行切割吊离,并在3#D09PHC管桩的南北两侧2.3m位置处各增加1根Ф800mm的PHC桩;
(2)重新对未施工的桩基进行碰撞检测,根据检测结果分别调整了3#D11、12和1#D17、25的桩位;(3)对调整之后的桩基重新进行碰撞检测和复核,及时消除碰桩的可能性;(4)对引桥墩已施工的全部PHC桩进行低应变动力检测和对部分PHC桩进行高应变动力检测。
6处理结果在采取了上述解决措施之后,3月27~3月29日,引桥墩位置处的PHC桩沉桩全部顺利完成,且所有PHC桩沉桩标高和贯入度均满足设计要求。
图11 引桥墩PHC桩施工全部顺利完成7经验小结(1)工程中新旧结构重叠的区域应重点关注结构可能发生碰撞的情况,尤其是桩基的碰撞问题;(2)PHC管桩在进行新旧结构的三维模型碰撞检测前,应对旧结构进行实地考察,核实
现场情况与竣工图是否存在偏差后,再开展建模和检测工作,保证检测结果的正确性和可靠性;(3)检测结果若发现结构之间有碰撞现象,应及时对可能发生碰撞的情况进行处理,在解决可能发生的结构碰撞问题之前,不得开始相应的现场施工工作;
(4)施工过程中若遇到结构碰撞如碰桩问题时,应立即停止该处的施工作业,及时找出发生问题的原因,并在采取有效的解决措施之后才可恢复现场施工。▬文字&图片&排版 | 卢玉敏审核 | 袁喜钦