淺析碼頭工程樁基工程的施工技術(shù)

蔣曉路 阮端陽(yáng)

上海三航奔騰建設(shè)工程有限公司 江蘇省南京市 210000

摘要：當(dāng)下，由于樁基具有高承載力、小沉降量且較均勻的特點(diǎn)，它幾乎可以應(yīng)用于各種工程地質(zhì)條件和各種類(lèi)型的工程之中，尤其是適用于建筑在軟弱地基上的重型建（構(gòu)）筑物。

關(guān)鍵詞：碼頭工程；樁基；施工技術(shù)

前言

目前，在碼頭工程中，樁基的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，樁基因?yàn)橐休d碼頭所有的載荷，所以樁基工程在碼頭工程中處于關(guān)鍵性的地位，是碼頭工程最基礎(chǔ)的工序。碼頭工程中的樁基施工技術(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)樁基的類(lèi)型和施工環(huán)境來(lái)進(jìn)行選擇和進(jìn)行。

一、背景工程

南京港西壩港區(qū)西壩作業(yè)區(qū)坐落于長(zhǎng)江南京河段八卦洲汊道出口龍?zhí)端廊肟谧蟀?，是南京港總體規(guī)劃確定的重要港區(qū)之一，也是目前南京港長(zhǎng)江北岸唯一的萬(wàn)噸級(jí)公用散貨碼頭。為進(jìn)一步提升港區(qū)的散貨裝卸能力，將投資新建7萬(wàn)噸級(jí)公用散貨泊位2個(gè)、5萬(wàn)噸通用散貨泊位1個(gè)，同時(shí)在碼頭下游側(cè)平臺(tái)后沿預(yù)留1個(gè)1千噸級(jí)的待泊泊位，整個(gè)碼頭工程占用岸線長(zhǎng)約780m。

二、樁基類(lèi)型選擇依據(jù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，港口也在不斷地拓展建設(shè)，外海與深水已然進(jìn)入了人們開(kāi)發(fā)的范圍之內(nèi)，另外船舶的噸位以及裝載機(jī)械的不斷大型化，這些都對(duì)碼頭的質(zhì)量要求越來(lái)越高，因此對(duì)作為碼頭基礎(chǔ)的樁基的要求也隨之越來(lái)越高，它必須承擔(dān)更重的船舶，更大的風(fēng)浪，更難的作業(yè)機(jī)械，更猛的水流沖力，所以選擇更為適合的樁基就成為了碼頭工程的重要前提。

2.1依據(jù)地質(zhì)的具體情況來(lái)慎重地選擇樁基類(lèi)型

一切從實(shí)際出發(fā)，所以在選擇樁基之前，施工人員的第一步就是匯集和分析碼頭工程的地質(zhì)情況，必須試驗(yàn)性地檢測(cè)碼頭整體的地質(zhì)層，分析它們的不同構(gòu)成成分，是細(xì)沙、砂質(zhì)粉土還是中砂等，施工人員還要詳細(xì)地檢測(cè)它們的標(biāo)貫擊數(shù)、厚度、密度等，然后整理出相關(guān)數(shù)據(jù)資料，為選擇樁基類(lèi)型提供必要詳密的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2依據(jù)碼頭的載荷不同來(lái)選擇樁基的類(lèi)型

對(duì)碼頭具體載荷的分析，指的就是對(duì)碼頭的具體用途進(jìn)行分析研究，然后獲得相關(guān)的資料數(shù)據(jù)，最后再根據(jù)整體數(shù)據(jù)來(lái)具體地選擇樁基的類(lèi)型。

2.3依據(jù)碼頭不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)選擇樁基的類(lèi)型

在選擇樁基的時(shí)候，施工人員還必須清晰地了解碼頭的整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)類(lèi)型，特別是要進(jìn)一步深刻地了解碼頭樁位的分布，這些資料數(shù)據(jù)能更好地幫施工人員選擇樁基的類(lèi)型，會(huì)起到事半功倍的效果。

2.4依據(jù)樁型的特性來(lái)選擇樁基的類(lèi)型

（1）鋼管樁：由鋼管、企口榫槽、企口榫銷(xiāo)所構(gòu)成，鋼管直徑的左端管壁上豎向連接企口槽，企口槽的橫斷面為一邊開(kāi)口的方框形，在企口槽的側(cè)面設(shè)有加強(qiáng)筋，鋼管直徑的右端管壁上且偏半徑位置豎向連接有企口銷(xiāo)，企口銷(xiāo)的槽斷面為工字形。鋼管樁能起到圍土、圍水、圍砂等作用，具有設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、搭接容易、密封性好的優(yōu)點(diǎn)。

（2）預(yù)應(yīng)力管樁：該類(lèi)型管樁按混凝土強(qiáng)度等級(jí)和壁厚分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁代號(hào)為 PC，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁代號(hào)為 PHC，薄壁管樁代號(hào)為 PTC。PC 樁的混凝土強(qiáng)度不得低于 C50，薄壁管樁強(qiáng)度等級(jí)不得低于 C60，PHC 樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于 C80。預(yù)應(yīng)力管樁的樁基形式與鋼管樁相似，但是它所能承載的載荷要小于鋼管樁。

（3）水沖樁：這類(lèi)樁基形式與鋼筋混凝土的方案很相似。當(dāng)錘擊沉樁要穿過(guò)連續(xù)層厚度達(dá)到 8～15m、標(biāo)貫 N>20 擊的砂層時(shí)，在這種情況下施工是相當(dāng)有困難的，而此時(shí)可行的辦法就是改為水沖樁。水沖樁最大的缺點(diǎn)就是在施工中沉樁的偏位比較大，不容易控制，如果出現(xiàn)偏位過(guò)大的情況，還需要進(jìn)行后期加工，這樣一來(lái)就大大提高了成本造價(jià)。

根據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘察報(bào)告，本工程在相應(yīng)的勘探深度范圍內(nèi)，地層可分為3個(gè)主層，其中上層為第四系近代堆積層（Q4ml），中層為第四系沖洪積相沉積層（Q4pl），下層為第三系沖洪積相沉積層（Q3pl），每個(gè)主層又可劃分為若干亞層，根據(jù)土層的成因、埋藏深度和物理力學(xué)性質(zhì)，本工程碼頭主要采用?1000的B型PHC管樁674根，碼頭下游端防護(hù)鋼管樁9根，在碼頭泥面標(biāo)高較底的深潭處，采用?1200B型PHC管樁，共51根，陸域引橋中間段落采用徑為1000mm，共96根，樁長(zhǎng)48.0～50.0m。

三、碼頭工程中樁基工程施工技術(shù)

在碼頭工程中樁基施工是一項(xiàng)非常復(fù)雜的項(xiàng)目，是碼頭工程中最基礎(chǔ)的工程，它的質(zhì)量直接影響著整個(gè)碼頭工程的使用性能。下面就簡(jiǎn)單介紹下本工程中兩種樁基的主要施工要求：

（1）預(yù)制混凝土預(yù)制樁或者鋼樁，施工人員一般是在水上打樁完成該作業(yè)，他們要根據(jù)相關(guān)的樁直徑、地質(zhì)情況以及樁的承載力認(rèn)真地選擇適應(yīng)的錘形和控制標(biāo)準(zhǔn)，最后形成以摩擦樁為主的樁基形式。

（2）在樁基工程的設(shè)計(jì)中還會(huì)遇到灌注樁，由于它具有施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)擠土、噪音小、宜在城市建筑物密集地區(qū)使用等優(yōu)點(diǎn)，灌注樁在施工中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是灌注樁的施工需要搭建施工平臺(tái)，而且需要采用機(jī)械設(shè)備來(lái)進(jìn)行成孔作業(yè)。下文就針對(duì)沖擊鉆孔樁技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析：

2.1鉆孔成樁施工的流程

鉆孔成樁施工的流程為：泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝鉆機(jī)并定位→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。

2.2施工技術(shù)分析

（1）埋設(shè)護(hù)筒：防止孔壁坍塌是鉆孔成敗的關(guān)鍵，然而當(dāng)鉆孔較深的時(shí)候，地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下容易發(fā)生向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象，所以鉆孔內(nèi)如果能保持壁地下水位高的水頭，增加孔內(nèi)靜水壓力，就能一定程度上防止孔壁坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。而護(hù)筒除了能起到這個(gè)作用外，還能很好地隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。制作護(hù)筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種，一般常用鋼護(hù)筒。

（2）鉆孔：鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工過(guò)程中施工人員必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，不能出現(xiàn)絲毫的差池，只有這樣才能保證成孔質(zhì)量。首先要注意開(kāi)孔的質(zhì)量，為此必須對(duì)好中線及垂直度，并壓好護(hù)筒。在施工中施工人員要注意不斷添加泥漿和抽渣（沖擊式用），還要隨時(shí)檢查成孔是否出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機(jī)施工時(shí)，附近土層因受到震動(dòng)而影響鄰孔的穩(wěn)固，所以鉆好的孔應(yīng)及時(shí)清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。

（3）清孔：由于鉆孔的深度、位置、直徑和孔形直接影響成樁質(zhì)量與樁身曲直，所以除了鉆孔過(guò)程中要進(jìn)行密切觀測(cè)監(jiān)督外，還要在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，對(duì)孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行詳細(xì)檢查。然后在終孔檢查完全并符合設(shè)計(jì)要求后，馬上進(jìn)行孔底清理，避免因停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對(duì)于摩擦樁當(dāng)孔壁容易坍塌時(shí)，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于 30cm；當(dāng)孔壁不易坍塌時(shí)，不大于 20cm。對(duì)于柱樁，要求在射水或射風(fēng)前，沉渣厚度不大于 5cm。清孔的方法要依據(jù)使用的鉆機(jī)不同而靈活操作。

（4）吊裝鋼筋籠：施工人員在吊放鋼筋籠的時(shí)候，應(yīng)該注意它的垂直度，以及控制吊放速度，一定要做到足夠的準(zhǔn)確與緩慢，從而才能防止孔壁受到破壞。將鋼筋籠安裝完畢之后，還要利用橫筋來(lái)進(jìn)行固定，以此來(lái)保障它的位置相對(duì)準(zhǔn)確。

（5）灌注混凝土：灌注混凝土是鉆孔樁一項(xiàng)重點(diǎn)施工技術(shù)，用導(dǎo)管灌注混凝土，在灌注的時(shí)候注意不要中斷混凝土，否則容易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。為此，施工人員應(yīng)該要保證導(dǎo)管深埋，灌注混凝土要保持連續(xù)不間斷，提管保持導(dǎo)管上下移動(dòng)三到五次，導(dǎo)管移動(dòng)的幅度大約在 50mm。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，在碼頭工程之中，設(shè)計(jì)施工人員務(wù)必要一切從實(shí)際出發(fā)，選擇適宜的樁基類(lèi)型，以及適宜的樁基工程施工技術(shù)，只有這樣才能高質(zhì)量高效率地完成施工工作，保證樁基工程的高質(zhì)量完工。

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