碼頭工程中PHC樁的施工技術(shù)

劉宏

摘 要：PHC樁是一種抗彎強(qiáng)度大、抗壓強(qiáng)度高、貫入性和耐久性均比較好的軟土地基處理技術(shù)，具有施工快、搭配靈活等優(yōu)點(diǎn)。可以在砂土、粘性土和軟土中廣泛運(yùn)用。本文重點(diǎn)對碼頭工程中PHC樁的施工技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：碼頭工程 PHC樁 沉樁施工

1.案例介紹

某碼頭采用高樁結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)采用D=0.8m的PHC樁管樁（384根），碼頭面標(biāo)高為5.646m，碼頭前沿底高程-8.8m，排架間距8.1m，每個(gè)排架設(shè)6Φ800mmPHC樁，包括兩對叉樁及兩根直樁（碼頭與棧橋過渡段為一對叉樁、4根直樁），叉樁斜率3.5：1、4：1、4.5：1、7：1、8：1不等。碼頭設(shè)置LMD800橡膠護(hù)舷、L M D6 0 0橡膠護(hù)舷、LMD250橡膠護(hù)舷、D300橡膠護(hù)舷和1000KN系船柱、650KN系船柱、450KN系船柱和350KN系船柱，軌道QU100鋼軌。右側(cè)件雜貨棧橋作為運(yùn)輸通道使用，不考慮船舶直接靠泊撞擊作用，不考慮考慮系纜、泊穩(wěn)后的擠靠作用。右棧橋?qū)?m，長80m，排架間距7.3m，每個(gè)排架設(shè)2Φ800mmPHC樁，PHC樁為直樁。

2.工程的施工特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)

2.1施工工期緊

按照合同要求，為了確保在合同工期內(nèi)完成碼頭的整體施工任務(wù)，要求沉樁施工時(shí)間務(wù)必在2個(gè)月內(nèi)完成，平均每天沉樁要求達(dá)到7根以上，需要對整個(gè)樁基工程進(jìn)行合理安排，各個(gè)工序環(huán)節(jié)需要緊密配合，且工程所在地處于珠江沿海地區(qū)，臺風(fēng)對施工影響較大，這對施工現(xiàn)場管理提出了更高的要求。只有對碼頭PHC樁施工進(jìn)度進(jìn)行控制，為以后上部結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆橫梁的施工打下基礎(chǔ)。這是本工程進(jìn)度控制、安全控制的重點(diǎn)。

2.2外界干擾因素多

本工程施工過程中需要在水上作業(yè)，并且要同時(shí)進(jìn)行碼頭和引橋施工。同時(shí)開展的施工內(nèi)容多，施工時(shí)會互相干擾。施工現(xiàn)場的上游和下游都會有船從航道進(jìn)出，船只之間互相干擾，需要提高施工的協(xié)調(diào)和組織力度。

2.3工程挖泥量大

在施工過程中，挖泥量很大，吹泥區(qū)所在的位置對工程進(jìn)度有比較大的影響。尤其是沉樁區(qū)和航道的疏浚會對PHC樁的施工進(jìn)度造成比較大的影響，因此，項(xiàng)目施工要求首先對沉樁區(qū)和航道進(jìn)行疏浚以此來保證工程的進(jìn)度。

2.4潮流的影響

該項(xiàng)目一共有384根φ800PHC樁，參考水文資料后發(fā)現(xiàn)此地區(qū)漲潮最大流速為0.89m/s，潮差最大值為3.11m，對沉樁的施工造成了一定的影響。研究決定采用的打樁船架高為65m，配備D-80液壓打樁錘，船身大，吃水深，就位穩(wěn)。打樁船性能和錘擊能量滿足本工程施工的需要。

3.PHC樁施工技術(shù)

PHC管樁按樁型為B型，直徑Φ800 mm，壁厚130mm，共384根，樁長41～49m。本工程所需PHC樁均由具有合格資質(zhì)的專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，并安排專人同預(yù)制廠聯(lián)系樁供應(yīng)計(jì)劃，樁進(jìn)場后根據(jù)規(guī)范對樁材進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收。沉樁時(shí)采用打樁船水上打設(shè)。

3.1施工流程

施工準(zhǔn)備（船機(jī)、設(shè)備、材料等）→測設(shè)樁位→運(yùn)送方駁至施工現(xiàn)場→打樁船吊樁→柱入龍口→戴替打→測量定位→打樁船粗定位→調(diào)整打樁架斜度→打樁船細(xì)定位→下沉、壓錘、打樁→觀測貫入度、標(biāo)高、停錘。

3.2沉樁測量定位

工程使用《海上GPS打樁定位系統(tǒng)》來對沉樁進(jìn)行測量定位，此系統(tǒng)定位精度為cm級，基本可以達(dá)到工程定位測量的要求，在不考慮通視的情況下快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量和定位。在施工前，首先在陸岸建立一個(gè)GPS參考站，此參考站可以使用CMR標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式、按照460.05MHZ的頻率不間斷的發(fā)送RTK測量信息。然后使用打樁船上布置的兩個(gè)傾角穿管器和GPS流動站用來實(shí)時(shí)檢測船的位置、姿態(tài)和方向。并用樁架傾角傳感器和兩個(gè)免棱鏡激光測距儀對樁的位置進(jìn)行校正，對比設(shè)計(jì)中的樁基坐標(biāo)。將打樁船的移動量、移動方向均衡顯示在電腦屏幕上，操作人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)對錨纜進(jìn)行調(diào)整，移動船的位置，直至樁位偏差達(dá)到允許范圍，開始下樁。

3.3沉樁施工

本工程施工錘擊的方式進(jìn)行沉樁，在進(jìn)行沉樁時(shí)，要先校驗(yàn)錨纜和錨機(jī)，運(yùn)樁方駁船左前定位（主鉤在樁頭方），排架軸線駐位和打樁船垂直。鋪好錨纜后，進(jìn)行取樁，在吊起鋼樁時(shí)，要將其平穩(wěn)吊到特定高度后，逐漸放松下部吊點(diǎn)的大鉤，然后帶勁回收上中部吊點(diǎn)的大鉤。立樁施工完成后，對替打高度和樁架的傾斜度進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)上口嵌入到替打后，解除連接下部吊到的大溝，并移船就位。在吊裝時(shí)，為了防止將樁碰上，使用四點(diǎn)吊進(jìn)行吊樁。并按圖1布置吊點(diǎn)。

在將樁穩(wěn)定吊到規(guī)定高度后，帶勁回收上部吊點(diǎn)的大鉤，并慢慢放松吊下部點(diǎn)的鋼絲繩進(jìn)行立樁，同時(shí)提升替打和錘，完成立樁后，對替打的高度和樁架的傾斜度進(jìn)行調(diào)整，將上口嵌入到替打中，這是可以解除連接下部吊點(diǎn)的大鉤并將背板和抱樁器關(guān)閉。確定好樁位后，將捆綁樁的連接錘、鋼絲繩等解除，然后緩緩放下主鉤，使替打和樁可以在重力的影響下自動進(jìn)行下沉，并在完成下沉工作后查看樁位的偏差情況，并對樁為進(jìn)行合理的調(diào)整。自沉作業(yè)完成后，進(jìn)行壓錘并查看樁的偏位情況，如果出現(xiàn)了比較大的樁位偏差，要進(jìn)行起錘并根據(jù)實(shí)際情況對打樁船的錨纜進(jìn)行調(diào)整。然后再次進(jìn)行壓錘。當(dāng)樁的垂直度、偏位等均滿足設(shè)計(jì)要求后，即可進(jìn)行錘擊施工。初期打樁時(shí)，要先輕輕的錘擊幾次，落距不宜過大，待樁架、樁身和樁錘的中心軸線保持相同后，才可以正常進(jìn)行施打，防止出現(xiàn)偏心錘擊的情況。在沉樁時(shí)，按照重錘低擊的原則進(jìn)行施工，尤其是在樁從硬質(zhì)土進(jìn)入到軟質(zhì)土?xí)r，為了保證樁的承載力可以在達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要使用低落距錘擊的方式進(jìn)行施工。錘擊施工途中無特殊情況時(shí)不允許中斷，以防土壤逐步恢復(fù)使沉樁的阻力增加。樁尖在達(dá)到設(shè)計(jì)的高度，并且連續(xù)10次錘擊的貫入度的平均值在5～8mm/擊時(shí)，即可停止錘擊施工。

3.4檢測沉樁endprint

在完成樁基的沉樁施工后，為了可以準(zhǔn)確的了解樁基的完整性以及樁基的承載力，要檢測PHC樁的動力檢測主要包括低應(yīng)變動力檢測和高應(yīng)變動力兩個(gè)方面，其中高應(yīng)變動力檢測主要對按照總施工樁數(shù)的5%進(jìn)行檢測，一般情況下砂土樁要在完成沉樁三天以后才可以進(jìn)行檢測。對于粘性土沉樁完成后，要間隔14天左右才可以進(jìn)行沉樁檢測。完成檢查后要求將樁身的基本情況以及承載力情況提供出來，并核對樁身的完整性和軸向承載力是否可以達(dá)到規(guī)定要求。在檢測沉樁的低應(yīng)變動力時(shí)，按照總測樁基數(shù)量的 10%進(jìn)行檢測。在進(jìn)行檢測前，要首先對傳感器、儀器設(shè)備、應(yīng)對電源、連線等逐個(gè)進(jìn)行檢查，確認(rèn)一切正常后才可以進(jìn)行測試。在檢測過程中，要保證樁頂?shù)钠秸院兔苁倚?，檢測樁頭時(shí)，要先將樁頂開裂或破碎的混凝土鑿除，然后進(jìn)行平整和清理。安裝好傳感器，并將其放置在樁頂上。檢測完成后要將樁身的完整性評價(jià)給出，并將檢測報(bào)告給出，按照規(guī)范對報(bào)告進(jìn)行編寫。當(dāng)沉樁有明顯缺陷時(shí)、軸線承載力不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)、存在嚴(yán)重的斷樁和缺陷時(shí)判斷樁基不能達(dá)到要求。經(jīng)過檢測，本工程PHC樁在整個(gè)沉樁過程中沒有出現(xiàn)異常，并且檢測結(jié)果證明樁身的承載力滿足了設(shè)計(jì)要求，樁身沒有出現(xiàn)比較明顯的缺陷。

4.結(jié)語

PHC管樁使用初期主要應(yīng)用于民用和工業(yè)建筑，由于其具有良好的抗耐壓性、施工速度快、施工造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在碼頭港口工程中得以應(yīng)用。在施工過程中，要認(rèn)真分析施工場地的地質(zhì)情況，對錘重、樁墊等進(jìn)行合理的安排，對錘擊貫入度進(jìn)行控制，控制好接樁質(zhì)量，使管樁的施工質(zhì)量滿足施工要求。此外，還要做好PHC管樁的檢測工作，保證每一根管樁都可以達(dá)到承載要求。本工程在按照上述方法進(jìn)行施工后，施工效果良好，對PHC管樁進(jìn)行檢測后沒有發(fā)現(xiàn)比較明顯的缺陷，滿足了使用要求。

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