煤、水泥礦渣碼頭鋼管樁施工技術(shù)

王晶

摘 要：鋼管樁施工是碼頭項目施工控制中的重點，直接影響到整個項目工程質(zhì)量。本文以某新建煤、水泥礦渣碼頭為案例，結(jié)合實際施工情況對碼頭鋼管樁的施工工藝展開概述，并詳細分析了鋼管樁施工過程中沉樁的施工質(zhì)量控制要點。

關(guān)鍵詞：煤水泥礦渣碼頭 鋼管樁 沉樁流程

1.工程概況

本項目位于巴基斯坦南部卡拉奇市卡西姆港，為高樁梁板式碼頭，碼頭長565m，寬20～35m，項目碼頭樁基為鋼管樁，包含有Φ1.2m、Φ1.0m及Φ0.8m三種樁徑，全部鋼管樁樁基均位于海上，采用水上沉樁施工方法。

2.工程施工環(huán)境2.1工程氣象條件

項目所在地一年大部分時間氣候炎熱，冬季（1～2月）平均最低氣溫13℃，夏季（5～6 月）平均最高氣溫34℃。雨量稀少，年平均降水量200mm。

2.2工程地質(zhì)條件

結(jié)合本工程現(xiàn)場地基土的力學(xué)性質(zhì)、土壤成因、巖土成分及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等，可將本項目施工場地大致分為3個工程地質(zhì)層組，-21m以上為粘性土，-21m～-26m之間為砂礫夾層，-26m以下為砂巖層。

2.3工程水文條件

該項目位于卡西姆港天然紅樹林防波堤內(nèi)，紅樹林抵擋了航道外阿拉伯海大部分風(fēng)浪，航道內(nèi)水域沒有足夠空間形成大浪，現(xiàn)場施工主要考慮本地風(fēng)暴或者過船形成的波浪影響。本工程選用MSL Hating（+1.6m）為水位基準面，最高天文潮位：+4.01m，最低天文潮位：-0.61m；結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，平均最高高潮位范圍是+2.5m～+2.7m，平均最低低潮位范圍是+0.4m～+1.0m。漲潮最大流速1.03m/s，落潮最大流速1.29m/s。

3.鋼管樁施工前期準備3.1搭建項目監(jiān)測體系

結(jié)合當?shù)睾Ｋ疂q潮情況，為整體把握施工過程中樁基平面位置和沉降情況及水位、水流速度變化等，項目施工前期需搭建監(jiān)測體系，預(yù)設(shè)監(jiān)測頻率和報警值，以實現(xiàn)上述指標的實時監(jiān)控。

3.2合理選擇樁錘

本工程碼頭鋼管樁樁基樁頂設(shè)計標高+3.0～+4.1m，樁底設(shè)計標高-28.2～-32.2m，結(jié)合工程地質(zhì)條件分析，入土深度約20m，且樁基施打需要穿過砂礫夾層，結(jié)合以往在該地區(qū)施工經(jīng)驗，以及顧及到境外工程的可靠性，最后擬定Φ1.2m和Φ1.0m鋼管樁施工使用D180型柴油錘，Φ0.8m鋼管樁施工使用D128柴油錘進行。項目施工采用了重錘輕打的施工方式，有效保證了施工的連續(xù)性和施工質(zhì)量，事實證明施工效果非常好。

3.3制備和運輸鋼管樁

碼頭鋼管樁樁長33.0～38.0m，樁徑包括Φ1.2m、Φ1.0m和Φ0.8m三種，其中Φ1.2m，Φ1.0m和Φ0.8m的鋼管樁壁厚分別為19mm，17mm和15mm，材質(zhì)均為Q345B。鋼管樁由中國采購鋼板，運至卡拉奇鋼護筒加工廠采用螺旋焊機組進行加工。鋼管樁生產(chǎn)分為鋼筒卷制（螺旋焊接）、噴砂除銹和刷防腐涂層3道工序。鋼管樁在其頂部和樁尖內(nèi)側(cè)增設(shè)加強環(huán)，外部涂刷一層重型防腐涂層，涂刷材料是灰色厚漿型改性環(huán)氧漆，潮差區(qū)和浪濺區(qū)涂刷層厚度1500μm，全浸區(qū)和泥下區(qū)涂刷層厚度1000μm。待鋼管樁全部制備完成并驗收達標后，鋼管樁吊裝在樁身兩端0.207L處焊接兩個吊耳作為吊點，由平板車運至項目臨時碼頭，通過臨時碼頭上方駁（盛世2#）直接運至施工現(xiàn)場進行施打。

3.4選擇樁船

本工程打樁船的樁架在進行高度設(shè)計時要充分符合樁長和水深需求，動力系統(tǒng)（如錨泊、收放等系統(tǒng)）必須符合當?shù)氐氖┕きh(huán)境，因此選擇了“航工樁四”樁船，其各項性能指標詳見表1。

4.鋼管樁施工流程及技術(shù)要點

4.1合理安排打樁順序

綜合考慮工期因素、施工工序等因素，樁基施打整體順序為：由碼頭西側(cè)開始、逐步向東側(cè)推進施工，同時考慮樁徑的影響，樁基施打先岸側(cè)后海側(cè)。另外需考慮樁徑由岸側(cè)打樁船船體移動和斜樁扭角對附近樁位順序的影響，統(tǒng)一排序，確保達到提高施工效率的目的。

4.2合理控制平面位置

樁身每1m設(shè)置一刻度，再從樁頂10m范圍內(nèi)加密，以利于沉樁過程的觀察與控制。通過采用全站儀輔助GPS確定樁位，搭建布設(shè)控制點的臨時平臺。利用水準儀把控并復(fù)核沉樁高度，為檢驗沉樁的準確性，測樁時應(yīng)將觀測樁接近籠口側(cè)邊線，經(jīng)緯儀需每次都進行后視基準點的校準。

4.3沉樁流程

正式沉樁前需進行試打作業(yè)，以確定沉樁參數(shù)。沉樁施工工序：打樁船粗定位→打樁船拋錨→運樁駁船定位→打樁船移位進行吊樁→樁進打樁架龍口→精確定位→壓樁→復(fù)測樁位→壓錘→錘擊沉樁。其中各工藝的注意要點：

（1）吊樁、移船：借助松緊錨纜完成鋼管樁的吊樁和打樁船的移船工作，移船時防止錨纜絆樁、碰樁。漲、落潮時，應(yīng)隨潮水的漲、落適時松、緊纜繩，以保持船位不變和防止個別錨纜受力過大。

（2）定位：由岸上技術(shù)人員指揮確定打樁船大致位置，后下樁控制在樁尖未到達泥面，此時打樁船通過抱樁器，使得樁進入龍口，固定好背板，套替打，除去小勾；借助松緊錨纜準確樁定位，繼續(xù)沉樁至樁尖深入3m時，暫停沉樁進行垂直度校正，后繼續(xù)沉樁至不再下沉，并校準樁位。沉樁時根據(jù)現(xiàn)場的水下地形，則需預(yù)留出打樁偏位的提前量，確保最終的沉樁偏位滿足規(guī)范要求。

（3）壓錘：松開樁錘，直到樁不再下沉后，檢測樁錘、替打、樁身在同一直線時，除去大鉤，松卻抱樁器、背板。在自沉或壓上錘和替打后，如發(fā)現(xiàn)樁基偏位較大，須將樁基拔起后，重新定位調(diào)整，禁止在沉樁過程中擠樁糾偏，以免因過大的調(diào)整而使樁身變形或損壞。

（4）開錘：初打時可能下沉量較大，宜低錘輕打，隨著沉樁加深，沉速減慢，起錘高度可漸增。

（5）退船：吊設(shè)起樁錘及替打，樁頂出現(xiàn)后松緊錨纜，將打樁船移至向樁駁船，開展循環(huán)打樁。打樁過程中要認真記錄錘擊沉樁過程，錘擊以陣次記錄，陣次按照樁身每下沉1.0m為標準區(qū)分：當樁尖沉入硬土層后，一陣為0.5m；當樁端在控制標高0.5m以內(nèi)時，一陣為0.1m；最后貫入度可以最終10下平均貫入量或最終0.1m為準。同時要認真記錄沉樁過程中出現(xiàn)的問題，如斷溜樁、貫入度異常、樁身損壞，樁身突然下降、過大傾斜、移位等。

4.4控制沉樁的標高

（1）當樁頂?shù)竭_設(shè)計標高時，最后10下的錘擊貫入度低于15mm/擊。

（2）當最后10下錘擊平均貫入度低于3mm/擊，且樁頂?shù)陀谠O(shè)計標高2m時可連續(xù)錘擊30～50下或貫入100mm，確認貫入度無變化時可終止沉樁。

5.結(jié)束語

綜上所述，由煤、水泥礦渣碼頭項目的施工和后期運營效果發(fā)現(xiàn)，鋼管樁的施工效果非常明顯，為項目創(chuàng)優(yōu)奠定了基礎(chǔ)。在進行鋼管樁施工時要嚴格按照技術(shù)規(guī)范要求進行施工，對于施工過程中遇到的問題需及時進行分析和處理，最大程度保證工程的施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1]吳軍強，錢菲菲，王鵬，等.鋼管樁耐久性研究的發(fā)展與應(yīng)用[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報，2010（03）：45-47.

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