（1.天津博迈科海洋工程有限公司，天津市 300452；2.瀚辰海洋科技（天津）有限公司，天津市 300452）
摘要：深海区平台设计以及施工质量的优劣，直接影响工程项目的使用价值和功能，是工程质量的决定性环节。基于此，文章探讨了深海区基桩工作平台设计施工技术要点。
关键词：深海区；桩基工作平台；设计；施工技术
引言
某大桥位区水深、浪高、流急的影响较大，钻孔桩施工平台的搭设，钢护筒的沉放，以及钻孔桩施工过程中钢平台的整体稳定与安全控制难度高。通过对工程基桩工作平台设计施工技术进行探讨，以供同类工程参考。
1.钻孔平台结构的比选
1.1钻孔平台的布设
钻孔平台需满足冲击钻成孔、吊放钢筋笼、桩基混凝土灌注、承台及墩身施工等功能，满足150t履带吊围绕承台边线作业，考虑在承台横桥向两侧分别设置两排钢管桩形成支栈桥，两侧支栈桥之间通过贝雷梁连接形成整体独立钻孔平台结构。
1.2平台结构的选定
独立钻孔平台结构由钢管桩组成支撑体系，钢管桩之间采用联结系纵横连接，在钢管桩顶设置横梁，横梁上放置承重梁，主梁铺设分配梁，顶面铺设花纹钢板形成整体平台结构。
2.钻孔平台结构的设计
2.1钻孔平台结构构造
钻孔平台主要由平台钢管桩、管桩连接系、桩顶横梁、贝雷梁、平台面板等组成。在承台横轴线两侧分别设置两排钢管桩，形成支栈桥形式，横轴线两侧支栈桥通过贝雷梁跨越承台区域，跨越间距根据承台顺桥向的宽度控制，两侧钢管桩中侧内排中心与承台边缘线的间距不小于2000mm，便于安装钢吊箱。
钢管桩采用直径φ1420×16mm钢管，钢管桩之间纵横向间距为8000mm，钢管桩纵横向之间采用直径φ630×10mm钢管连接形成支撑体系；桩顶设置横梁，横梁采用2拼HN900×300mmH型钢；上部结构梁部采用贝雷梁，贝雷梁间距为90cm，并采用花窗连接成整体，分配梁采用工20b，面板采用δ=10mm花纹钢板。考虑现场吊装、减小海上施工时间、缩短工期、提高施工效率平板面板采用制式板结构即分配梁和面板设计成统一尺寸的平台板并统一在加工厂加工制作运输至现场吊装。
2.2设计准则
2.2.1标高的确定
2.2.2钢管桩的计算厚度
钢管桩管壁的厚度包括有效厚度和预留腐蚀厚度。有效厚度为管壁在外力作用下所需要的厚度，满足强度计算和稳定性验算；预留腐蚀厚度为建筑物在使用年限内管壁腐蚀所需要的厚度。钢管桩计算时，使用期管壁计算厚度应取有效厚度，根据现场实际考虑计算厚度=设计壁厚-2mm
2.2.3设计准则
⑴设计使用年限：5年；⑵钻孔平台根据钢筋笼等吊重选择150t履带吊通行、吊装作业；⑶设计条件；⑷设计方法：钻孔平台结构采用以概率理论为基础的极限状态设计法，用分项系数的设计表达式进行设计；⑸材料的选用：钻孔平台结构中贝雷梁采用Q345，其它构件如钢管桩、钢护筒、联结系、横梁、平台板等均采用Q235。Q345、Q235材料参数取值详见《水运工程钢结构设计规范》（JTS152-2012）、《混凝土结构设计原理》（GB50010-2010）。
2.2.4荷载计算及组合
作用在结构上的荷载分为恒载和活荷载。对恒载应采用标准值作为代表值，极限状态设计法设计时，对活荷载采用标准值或组合值为代表值。
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2.2.4.1荷载计算
在结构设计中，荷载种类及计算如下：
⑴根据结构设计方案确定；
⑵平台布置4台冲击钻；
⑶150t履带吊起吊钢筋笼或钢护筒：2-7200×1100mm；
⑷管线荷载：2.0kN/m；
⑸施工人员、施工机具荷载：2.5kN/m2
⑹风荷载：根据《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）第11“风荷载”作用于港口工程结构上的风荷载标准值：
⑺水流力：根据《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）第13“水流力”作用于港口工程结构上的水流力标准值：
⑻波浪力：管桩波浪力按《海港水文规范》（JTS145-2-2013）第8.3“波浪对桩基和墩柱的作用”来计算。H/d≤0.2且d/L≥0.2，按《海港水文规范》（JTS145-2-3013）8.3.2.2计算：
⑼船舶及漂浮物冲击荷载：平台设计应按规定设置临时防撞结构，结构本身不考虑承受撞击力
2.2.4.2荷载组合
对于平台结构的极限状态，按荷载效应的基本组合进行荷载（效应）组合，基本组合下结构的荷载分项系数。
2.2.5验算准则
施工状态下，平台结构应满足自身施工过程中的安全。
在工作状态下，平台应满足正常车辆通行的安全和适用性的要求、并具良好的安全储备；7级风以上应停止平台上的吊装施工作业，8级风以上平台禁止通行。
在正常非工作状态下，平台应能满足整体安全性的要求，在极限非工作状态下，平台主体结构不被破坏。
3施工平台的搭设
3.1钢管桩施工
(1)沉桩前准备。①沉桩前，在钢管桩桩顶以下10m范围内做好标记，以便控制打桩深度及做好沉桩记录。②根据地质单位提供图纸，在不同高程处施做标志线作为施工过程控制线。③沉桩前，需提前1d与气象部门联系，了解沉桩当天及连续3d的天气情况，以便于指导施工。(2)利用设置在平板吊机上的导向架，通过全站仪确定桩的平面位置和垂直度，满足要求后开始钢护筒打设施工，在钢护筒下沉过程中持续的检测桩位与桩的垂直度，测量指标发生偏差后及时停锤并修正。(3)钢管桩入土深度：钢管桩入土深度原则参考《试桩报告》中的“试桩结论”。(4)上部结构连接件(平联、承重梁)施工。①根据实测数据进行下料加工，由测量人员提供数据、现场技术人员复核无误后下发加工指令。②平联吊装由吊机进行，现场施焊并检查无质量问题后转入下道工序施工。③根据测量结果加工分配梁，横梁焊接在预先施工完毕的牛腿上。所有焊缝均要满足设计要求。④贝雷片的架设利用履带吊吊装重量较轻的贝雷析架组件，单跨2排贝雷片作为一组同时架设。a在承重梁顶部放样标示线，定位贝雷析架安装位置。b履带吊车后面流水运输待安装贝雷主析片。c贝雷准确定位摆放后临时固定，先安装型钢限位装置再进行斜撑等构件安装。⑤型钢分配梁的安装：I25用吊车起吊到平台上，然后人工就位安装。I25分配梁与贝雷片用‘`U”型螺栓连接。分配梁铺设完成后吊车安装面板，面板与分配梁焊接成整体。
3.2钢护筒施工
(1)钢护筒形式。①钢护筒直径的确定：
钢护筒为钢板制作而成，长度根据试桩数据情况而定。②钢护筒局部加强：根据运输条件，将护筒分为上下两节，在护筒的顶口和底口设置环向加劲，加劲板采用16mm钢板，高度均为30cm。为避免护筒运输过程中的变形，护筒内部设置十字撑，内支撑布置在护筒两端，便于下沉过程拆除。(2)钢护筒加工、运输：钢护筒在专业加工厂分节加工制作，用三辊轴卷管机卷制，卷制的要求要符合标准。(3)钢护筒振沉：平台起始段施工完成后，利用平台上履带下沉钢护筒，采用导向架定位、吊机悬吊一台DZJ一135振桩锤打设。(4)护筒复核：护筒下沉至设计标高后，采用十字线定位方式对护筒平面位置和垂直度进行复测，测量结果满足设计及规范要求后进行下道工序施工。
结束语
加强海洋平台的结构优化设计与施工是海上安全生产的保障，对促进海洋开发具有重要意义。深海区桩基工作平台设计可以通过有限元模型分析方法实现，在保障安全的基础上提高效益。
参考文献
[1]周振威，孙树民.深海海洋平台发展综述[J].广东造船，2012（3）：63-66+77.
论文作者:甘自理1魏建堂2
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年4月上
论文发表时间:2018/10/8
标签：荷载论文; 平台论文; 钢管论文; 结构论文; 钻孔论文; 厚度论文; 横梁论文; 《新材料·新装饰》2018年4月上论文;