碼頭工程中PHC樁沉樁的施工技術(shù)

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摘要：PHC樁在其強(qiáng)度、剛度、造價(jià)等方面表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢(shì)，因而在水運(yùn)港口項(xiàng)目中使用頻繁。在此基礎(chǔ)上，本文以巴基斯坦卡西姆港液化天然氣碼頭工程項(xiàng)目為參考，對(duì)phc樁沉樁施工技術(shù)進(jìn)行分析，闡述其具體工藝流程及施工工藝要點(diǎn)，希望為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：PHC樁沉樁卡西姆港

1.工程概況

巴基斯坦卡西姆港液化天然氣碼頭工程項(xiàng)目位于其南部城市的卡西姆港，引橋項(xiàng)目PHC樁φ1.0m，直樁42，斜樁54，共96根。PHC樁樁長29m~33m，樁徑1.0m，壁厚130mm，樁頂標(biāo)高+4.25m~+5.95m，樁底標(biāo)高-23.0m~-24.5m。PHC樁樁身混凝土強(qiáng)度為80N/mm2，有效預(yù)應(yīng)力為8.8N/mm2。樁靴包括0.8m和1.5m兩種長度。

2.施工工藝流程

施工準(zhǔn)備（施工放樣、測放樁位控制點(diǎn)、計(jì)算各樁控制偏角）→PHC管樁裝運(yùn)（管樁吊運(yùn)落駁→航行至現(xiàn)場水運(yùn)→樁船就位）→打樁船拋錨駐位→吊樁至樁位→立樁；替打整修→→測量定位→下樁→錘擊沉樁、施打至設(shè)計(jì)標(biāo)高→監(jiān)理檢查驗(yàn)收。

3施工技術(shù)

3.1沉樁前準(zhǔn)備

（1）在進(jìn)行沉樁施工之前，項(xiàng)目部應(yīng)首先明確甲方的坐標(biāo)系，并在此基礎(chǔ)上對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密，從而形成閉合導(dǎo)線網(wǎng)。同時(shí)，相關(guān)工作人員還應(yīng)及時(shí)將樁位的坐標(biāo)準(zhǔn)備好，并在電腦中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。樁位坐標(biāo)的計(jì)算和換算在整個(gè)準(zhǔn)備工作中尤為重要。工作人員先計(jì)算出每個(gè)樁位的坐標(biāo)，然后再將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到GPS定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系中。完成以上的操作之后，設(shè)置好參考站，聯(lián)合調(diào)試完畢后方可進(jìn)行GPS信號(hào)發(fā)射裝置及信號(hào)接收系統(tǒng)的安裝。參考站需根據(jù)已知的坐標(biāo)控制點(diǎn)合理設(shè)置。只有這樣，定位的精確性才能得到保證。（2）相關(guān)工作人員應(yīng)及時(shí)了解潮位、流速以及風(fēng)力情況，保證沉樁的質(zhì)量符合要求。（3）掌握詳細(xì)的地質(zhì)資料。為了更好地預(yù)測沉樁阻力，明確控制參數(shù)，相關(guān)工作人員應(yīng)充分了解沉樁區(qū)域內(nèi)的情況，通過對(duì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告的仔細(xì)研究，明確各斷面硬土層標(biāo)高和厚度。（4）在打設(shè)PHC管樁之前，相關(guān)工作人員應(yīng)確保沉樁現(xiàn)場沒有障礙物對(duì)沉樁造成影響。除此之外，還應(yīng)依據(jù)沉樁允許偏差對(duì)相鄰樁基進(jìn)行校核。

3.2PHC管樁裝運(yùn)

管樁的裝駁出運(yùn)應(yīng)在落駁圖的指導(dǎo)下進(jìn)行。落駁圖由項(xiàng)目部編制。落駁的具體操作要求如下：（1）編制沉樁順序，在此基礎(chǔ)上明確管樁裝船順序。每駁的疊放層數(shù)應(yīng)≤3層。為了保證駁船的穩(wěn)定性，工作人員要注意將先后用的分別放在兩側(cè)和中間位置。只有這樣，才能盡可能地避免裝卸時(shí)出現(xiàn)“偏載”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致翻船事故的產(chǎn)生。（2）將支撐加在管樁兩側(cè)能夠有效防止樁的滾動(dòng)。除此之外，將墊木加在樁的各個(gè)接觸面上同樣重要。各層墊木都應(yīng)當(dāng)位于同一垂直面，同時(shí)要保證位置偏差≤200mm。

3.3拋錨駐位、移船吊樁

打樁船位于運(yùn)轉(zhuǎn)駁船處，主要通過緊松錨纜進(jìn)行移動(dòng)。在沉樁之前，打樁船應(yīng)根據(jù)沉樁的順序合理進(jìn)行拋錨駐位。在錨艇進(jìn)行拋錨布纜的過程中，應(yīng)密切關(guān)注前、后抽心纜。既保證前抽心纜沒有整樁現(xiàn)象產(chǎn)生，又要幫助后抽心纜做好標(biāo)志。同時(shí)還應(yīng)密切關(guān)注潮位變化情況，并以此對(duì)錨纜的長短進(jìn)行調(diào)整。起吊前，工作人員不僅需要做好樁的檢查工作，還需要盡量減少樁身彎曲矢高。為了避免樁在起吊過程中受到損傷，工作人員還應(yīng)根據(jù)吊點(diǎn)位置合理進(jìn)行鋼絲繩的捆扎，保證起吊的平穩(wěn)性。起吊過程中，以四點(diǎn)吊(吊點(diǎn)系數(shù):O.1OL，0.23L，0.34L，0.23L)為主要形式，吊點(diǎn)位置實(shí)際值和設(shè)計(jì)值之間的偏差應(yīng)控制在200mm以內(nèi)，鋼絲繩和樁之間的夾角應(yīng)≥45°（四點(diǎn)吊如圖1所示）。在上索提升和下索下降的過程中，兩者的步調(diào)應(yīng)保持一致。在鋼絲繩和管樁之間，工作人員還應(yīng)設(shè)置橡膠墊，以防樁身防腐涂層受到損壞。

3.4吊樁入龍口、替打

在緊松錨纜的作用下，沉樁船駛離運(yùn)裝駁船。將樁進(jìn)行平穩(wěn)起吊，使其到達(dá)一定高度，然后進(jìn)行立樁。吊樁的高度應(yīng)≥0.8倍樁長。這是因?yàn)闃都庠诘鯓陡叨茸銐蜷L的情況下能夠避免與泥面的接觸。接著，主吊索上升，副吊索下降，PHC管樁逐漸成為豎直狀態(tài)。替打?qū)?qiáng)度和剛度的要求較高。既需要符合樁徑的要求，又需要在樁帽和樁端之間留出空隙。替打的成型方式主要是厚鋼板焊接。替打頂部需按要求設(shè)置捶墊，捶墊可以是木墊，也可以是鋼絲繩。同時(shí)，捶墊應(yīng)根據(jù)擊打的次數(shù)及時(shí)更換，一般在80000~100000次之間。為了保護(hù)樁頭，工作人員應(yīng)將樁墊設(shè)置在替打和PHC管樁之間，起一個(gè)緩沖和減震的作用。

3.5移船精確定位

（1）操縱室首先對(duì)沉樁船上的兩臺(tái)測距儀進(jìn)行觀察，接著利用角度測量儀對(duì)樁架的前后傾斜度進(jìn)行調(diào)整，使得PHC管樁與設(shè)計(jì)斜率大致相符。（2）沉樁船上具有“GPS-RTK定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)不僅能夠利用相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，還能夠?qū)⒂?jì)算的結(jié)果顯示在操作間顯示屏上。（3）錨機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠?qū)Τ翗洞w位置進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，沉樁架液壓系統(tǒng)還能夠?qū)都艿南蚯皟A角和向后傾角進(jìn)行調(diào)整。通過以上各部分的調(diào)整，管樁能夠最終與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求相符。（4）測量人員檢查管樁位置是否正確。檢查方式主要有以下三種：①對(duì)GPD接收到的數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行仔細(xì)審核和檢查；②仔細(xì)檢查沉樁船樁架液壓系統(tǒng)的儀表；③輸入沉樁定位系統(tǒng)的源數(shù)據(jù)。（5）首先，利用GPS對(duì)打樁船進(jìn)行定位。接著，在陸地對(duì)樁位進(jìn)行校核。校核的主要方法是常規(guī)測量。在陸上控制點(diǎn)處架設(shè)2臺(tái)全站儀，通過切線法進(jìn)行定位。具體來說就是要使岸線側(cè)全站儀視線與圓柱的左側(cè)或者右側(cè)相切，側(cè)面的全站儀視線與圓柱的臨岸邊線相切。此時(shí)，如果樁位重合，則可確定下樁。樁身的傾斜度受打樁船樁架上的測斜儀的控制。要想保證打樁船扭擺范圍與樁位扭角的設(shè)計(jì)要求相符，則需要借助第3臺(tái)全站儀完成。第3臺(tái)全站儀應(yīng)架設(shè)在岸側(cè)，并能夠?qū)Υ撍兜呐そ沁M(jìn)行間接控制。

3.6樁自沉、壓錘

樁自沉在定位完成后進(jìn)行。在樁自沉的過程中，由上而下依次將鋼絲繩解除。穩(wěn)樁時(shí)，工作人員的操作不能過快，也不能急躁，要保持相對(duì)的穩(wěn)定和緩慢。舉個(gè)例子，如果PHC管樁樁身出現(xiàn)了偏位，工作人員不能夠直接生拉硬拽，而要做相應(yīng)的微調(diào)。下樁過程中，當(dāng)樁尖入土2~3m時(shí)應(yīng)暫停下樁，樁體校正完成后方可繼續(xù)下樁。樁體受自重影響，下沉到一定位置就會(huì)停止，此時(shí)即可停止下樁。當(dāng)樁體入泥很深時(shí)，即使有偏位也不再拉樁糾偏。如果偏位較大，則需要進(jìn)行沉樁。沉樁的主要方法為“保樁不保位”。

3.7錘擊沉樁

開錘前，相關(guān)工作人員對(duì)樁、樁錘以及替打進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保這三者處于同一軸線上。做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作后就可以開錘。起始錘擊的過程中，樁錘油門控制在1~2檔之間，既不可以過高，也不可以過低。錘擊階段中，工作人員要時(shí)刻注意錘擊狀態(tài)，盡量減少溜樁現(xiàn)象的產(chǎn)生。如果出現(xiàn)這種情況，則需立即停止錘擊。正常的錘擊過程，工作人員可以對(duì)檔位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其與設(shè)計(jì)要求相符。同時(shí)，工作人員還應(yīng)利用儀器和設(shè)備做好相關(guān)的記錄。（1）停錘標(biāo)準(zhǔn)：停錘標(biāo)準(zhǔn)不僅與設(shè)計(jì)承載力有關(guān)系，同時(shí)還與地理環(huán)境以及試樁的參數(shù)相關(guān)。（2）沉樁結(jié)束后進(jìn)行夾樁：沉樁后，PHC管樁獨(dú)立存在，不與其他管樁相連。在這種情況下，工作人員在沉樁結(jié)束后就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行夾樁，以此提高PHC管樁的穩(wěn)定性。只有這樣，基樁才能免受風(fēng)浪、水流等外界因素的影響。

4.結(jié)束語

與普通的鋼管樁相比，PHC樁固然有著較多的優(yōu)點(diǎn)，但是由于深水區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，還具有較多的淤泥，因此在一定程度上限制了施工技術(shù)的應(yīng)用。在具體的施工中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件，合理選擇沉樁的錘擊力度、頻率以及錘狀的方式，確保港口深水區(qū)的樁基質(zhì)量滿足項(xiàng)目的需求。

作者：鄭志偉 單位：中交第二航務(wù)工程局有限公司第五工程分公司