羅源灣魯能碼頭超長鋼板樁施工技術(shù)

陳委深

（中交第三航務(wù)工程局廈門分公司，福建 廈門 361006）

1 工程概況

福州市羅源灣位于福建省東北部沿海，北鄰三沙灣，海灣總面積為179.56 km2。整個海灣被羅源半島和黃岐半島環(huán)繞，形狀似倒葫蘆，是閩東北優(yōu)良港灣之一。

1.1 氣象條件

強風(fēng)向為WNW，常風(fēng)向為SSE，多年平均風(fēng)速2.2 m/s；多年平均降水量1 649.5 mm；多年平均氣溫19℃，歷年極端最高氣溫39.5℃，歷年極端最低氣溫-3.9℃，全年日最高氣溫≥35℃的平均天數(shù)9.6 d。

1.2 水文條件

本地潮汐屬正規(guī)半日潮。平均高潮位4.99 m，平均低潮位-0.15 m，平均潮差5.14 m。漲潮最大流速0.82 m/s，落潮最大流速0.97 m/s。最大波高H4%＝3.0 m，波向SE向。平均含沙量0.032 6~0.048 4 kg/m3。

1.3 地質(zhì)條件

本區(qū)域自上而下分布灰色淤泥，灰黃黏土、灰黃碎石礫石、灰色黏土、碎礫石混黏性土及黏性土混碎礫石等，第四紀風(fēng)化殘積土，基巖為燕山期形成的花崗巖，按其風(fēng)化程度分為全風(fēng)化巖和強風(fēng)化巖。

1.4 鋼板樁樁位及型式

該工程采用的鋼板樁為組合BOX基巖樁94根，組合BOX擋土樁194根（2種長度分別是43.5 m、38 m），擋土板樁285根（30 m、38 m、27 m）。AZ型鋼板樁型式有AZ26和AZ38-700兩種，其中AZ38型要打穿軟土夾層至第7土層——黏土混碎礫石土層，結(jié)構(gòu)型式及斷面尺寸見圖1。

1.5 施工設(shè)備

使用三航樁船12，樁架性能：最高點離水面80.4 m，吊錘點離水面74 m，吊樁點離水面62 m，D100筒式柴油錘，90 kW振動錘。

由于有BOX和單片2種型式，因此樁帽要能滿足施打2種樁的要求，設(shè)計樁帽型式見圖2。

2 施工工藝

限定鋼板樁大致位置，原導(dǎo)架設(shè)置如圖3采用雙層H型鋼圍柃，用12號型鋼和φ48鋼管焊接為整體框架結(jié)構(gòu)，擱置在與φ700 mm臨時鋼管樁側(cè)壁焊接的槽鋼支架上，用定位板焊接牢固（目前采用單層導(dǎo)架，如圖3保留雙層導(dǎo)架的上層部分）。

1）施工工藝流程：吊樁（BOX和單片的工藝有差別）→插鎖口→通過導(dǎo)架及限位器，人工調(diào)整水平位置→觀測垂直度（通過樁架調(diào)整至施工允許） →下樁至泥面穩(wěn)樁（儀器觀測，樁架調(diào)整保持垂直） →解扣，套樁帽（觀測控制垂直度）→壓樁（原為振動錘先振，加快施工進度，改為樁錘替打壓樁，如果遇到鎖口不暢，仍需振動錘）→柴油錘施打。

2） 具體施工方法：利用導(dǎo)架對鋼板樁定位與傾斜角度控制，導(dǎo)架高度根據(jù)樁頂標高確定，導(dǎo)架的尺寸比BOX樁尺寸大，有10 cm左右的余量，便于進行微調(diào)。海側(cè)的BOX樁設(shè)計要求有20∶1的傾斜角度。施工中采用第一根定位樁的導(dǎo)架做成雙層導(dǎo)架，兩層導(dǎo)架做成20∶1的坡度，以滿足設(shè)計要求。

吊樁，BOX樁長較長，重量大，采用如圖4方式布置吊點起吊。

單片樁的長度較短，重量較輕，在樁頂直接開兩個孔代替吊耳。

3 施工流程注意事項

鋼板樁施工，第一根樁是其余樁的基準樁，對它的定位一定要精確。具體方法如下：當通過第二層導(dǎo)架后約20 cm，用測量儀對樁進行測量，對其樁位以20∶1的坡度進行校對，確認無誤后，用限位器將樁的兩邊鎖口卡住，下樁時要密切注意樁是否貼著上下兩層導(dǎo)架，隨時用尺量下鎖口處與導(dǎo)架間的間距，確保樁沒有發(fā)生扭動。

其后的樁插入前一根樁的鎖口后（如圖5），通過仰俯架子使樁順利沿鎖口下滑，過了導(dǎo)架大約10 cm時停止下樁，人工將樁扭到正位，用定位卡卡住后再下樁。

根據(jù)當時潮位高度，判斷樁是否入泥面，下樁過程中要根據(jù)有無異常情況隨時判斷鋼板樁是否遇到障礙物，如遇障礙物不能順利下樁時，可采用振動錘助沉、起落鋼板樁沖開障礙物，或用柴油錘將樁壓過障礙物。打樁過程中一定要控制樁帽與樁的平面位值，仔細觀察樁是否有異常，直至將樁打至標高。

對于水下障礙物，由于AZ樁的剛度相對較小，容易產(chǎn)生嚴重的扭曲、偏位，而BOX樁由于剛度大，一般不會有影響。

在處理水下障礙物時，先將遇有障礙物的AZ樁拔出，在該樁位上插打有尖角的BOX樁沖樁器，使障礙物偏離樁位，然后拔出沖樁器，換為AZ板樁打下去。

將打好的BOX樁與AZ樁焊接在導(dǎo)架上，同時BOX樁與AZ樁之間的鎖口也要焊接固定，避免打樁振動等因素對樁產(chǎn)生影響，確保樁的平面尺寸不發(fā)生變化，鎖口間不扭曲。

AZ樁需要送樁至泥面標高-13 m處，根據(jù)AZ樁的標高及水深制作相應(yīng)長度的送樁管。送樁管為φ700 mm、壁厚20 mm的鋼管，下端為AZ樁帽，頂部焊有一圓形加強箍。根據(jù)AZ樁的傾斜度，調(diào)整打樁架的仰俯角度及船的平面位置，保證錘、替打、送樁管、AZ樁在一條直線上，將AZ送至標高，完成送樁施工。

施打一部分鋼板樁后，樁位位置偏差會逐漸累積，為保證鋼板樁整齊，需要采用相應(yīng)的異形樁進行校正。異型鋼板樁的形狀及根數(shù)需要根據(jù)實際偏位方向及程度計算后確定。

4 結(jié)語

通過羅源灣魯能碼頭超長鋼板樁打設(shè)施工，總結(jié)出施工特別注意事項為：

1） 第一根樁的施工需嚴格要求，定位一定要精確，嚴格控制樁位與傾斜度。

2）由于AZ樁的剛度較小，對打好的AZ樁，一定要將其與導(dǎo)架焊接，鎖口間也要焊接牢固，避免打好的樁受振動擠壓而發(fā)生變形偏位，影響下一根樁的施工。

3） 通過改進導(dǎo)架形式，方便樁位調(diào)整，減小趕潮水作業(yè)，提高打樁效率。

[1] JTJ254—98，港口工程樁基規(guī)范[S].

[2]JTS167-3—2009，板樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范[S].

[3]JGJ79—2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].