高樁碼頭PHC管樁和鋼管樁施工工藝的實(shí)例分析

劉棟+王海峰

摘 要：在碼頭施工設(shè)計(jì)的過程中施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)碼頭的貨物吞吐量以及周邊的地質(zhì)、水文、氣象特征來(lái)綜合考慮，選擇最佳的施工方案，確保港口碼頭的穩(wěn)定性與可靠性。本文首先分析了高樁碼頭施工中常用的一些樁基結(jié)構(gòu)形式，然后結(jié)合實(shí)際的施工案例詳細(xì)介紹了高樁碼頭施工中常用的PHC管樁和鋼管樁施工工藝，以期為同行業(yè)者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高樁碼頭 管柱樁 施工質(zhì)量

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，有效的促進(jìn)了我國(guó)水運(yùn)工程的發(fā)展，碼頭工程的建設(shè)也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。在碼頭工程項(xiàng)目建筑施工的過程中，高樁碼頭因?yàn)檫m用性強(qiáng)、波浪放射小以及對(duì)水流影響小等一系列優(yōu)點(diǎn)得到了十分廣泛的應(yīng)用。隨著我國(guó)水運(yùn)工程的進(jìn)一步發(fā)展，碼頭貨物的吞吐量也在不斷的增大，這給碼頭建筑提出了更高的要求。本文分析了管樁施工中的質(zhì)量控制要點(diǎn)并結(jié)合實(shí)際案例分析了鋼管樁和PHC管樁的施工工藝。

1.高樁碼頭常用樁基形式

根據(jù)相關(guān)的港口工程樁基施工規(guī)范，在進(jìn)行高樁碼頭的樁基施工時(shí)，根據(jù)成樁施工工藝的不同可以將其分為預(yù)制樁以及灌注樁兩種。而預(yù)制樁根據(jù)其材料的不同又可以分為預(yù)制鋼管樁以及預(yù)制混凝土樁，混凝土樁又可以具體的分為預(yù)應(yīng)力混凝土樁以及非預(yù)應(yīng)力混凝土樁。預(yù)制鋼管樁根據(jù)其焊接的形式不同可以將其分為兩種，一種是直焊縫預(yù)制鋼管樁還有一種是螺旋焊縫預(yù)制鋼管樁，通常情況下碼頭施工中應(yīng)用更多的是螺旋焊縫預(yù)制鋼管樁。而灌注樁根據(jù)其施工時(shí)成孔的工業(yè)差別，可以將其分為鉆孔灌注樁與挖孔灌注樁兩種。在進(jìn)行碼頭施工的過程中，預(yù)制管樁通常都是在工廠進(jìn)行預(yù)先定制，然后在施工中直接應(yīng)用，因?yàn)轭A(yù)制速度快并且施工方便，工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用。目前還有在碼頭施工中鋼管樁以及PHC管樁的應(yīng)用十分廣泛。

2.管柱樁施工過程的質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1管樁制作的質(zhì)量控制要點(diǎn)

在進(jìn)行管柱的制作時(shí)，首先要確保管柱的制作材料質(zhì)量符合要求，水泥中C3A含量要小于10%，黃砂的細(xì)度模數(shù)要求在2.8～3.1之間，石子粒徑控制在5～20mm。混凝土攪拌必須均勻，澆筑要求連續(xù)，入模工作度控制在25～35s，超過要求的不得使用。此外，管樁拼接質(zhì)量也是關(guān)鍵所在，拼接是混凝土強(qiáng)度必須大于60Mpa，齡期大于14t，管節(jié)的端面要經(jīng)過端磨，缺損嚴(yán)重的不得使用。

2.2管柱樁沉設(shè)的質(zhì)量控制要點(diǎn)

管柱樁沉樁施工的質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)項(xiàng)目的整體施工質(zhì)量，因此一定要加強(qiáng)對(duì)沉樁施工過程的而控制，確保項(xiàng)目的施工質(zhì)量。在實(shí)際的施工中，施工人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)施工過程的管控，要求施工人員嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行施工。在沉樁施工的過程中，一旦樁體打入土層，就不可以再利用船體對(duì)樁體的位置進(jìn)行強(qiáng)行的移動(dòng)。在沉樁的過程中，如果發(fā)現(xiàn)樁尖接觸到了障礙物，應(yīng)當(dāng)立刻停止下樁，對(duì)于當(dāng)前的情況進(jìn)行分析，找到相應(yīng)的解決方法，解決問題以后才能夠繼續(xù)施工。在碼頭施工的過程中，如果剛剛澆筑了混凝土，那么在澆筑施工區(qū)域的30m范圍以內(nèi)不允許進(jìn)行任何的沉樁施工，否則會(huì)因?yàn)槌翗妒┕ざ鴮?dǎo)致混凝土澆筑的質(zhì)量受到影響。如果需要在斜坡上進(jìn)行沉樁施工，施工人員應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行樁定位時(shí)向岸側(cè)留下一定的提前量。在沉樁施工的過程中，施工人員一定要注意樁體的貫入度以及樁身的位移情況，如果發(fā)現(xiàn)存在異常情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的停止沉樁，查明原因后及時(shí)的進(jìn)行處理，然后才能夠繼續(xù)進(jìn)行施工。預(yù)制樁運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)以后現(xiàn)場(chǎng)管理人員要及時(shí)的對(duì)樁體質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)樁體存在質(zhì)量問題，一定要立刻退回，避免任何存在質(zhì)量缺陷的樁體進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。在施工的過程中，一定要嚴(yán)格的規(guī)定好打樁船施工的時(shí)間段，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)情況提前做好風(fēng)浪的避讓，盡量選擇風(fēng)浪小的天氣進(jìn)行施工，確保沉樁施工的質(zhì)量。

3.高樁碼頭PHC管樁和鋼管樁施工實(shí)例分析

3.1工程概況及主要結(jié)構(gòu)形式

某碼頭擴(kuò)建工程是在原有碼頭的基礎(chǔ)上，向江側(cè)推進(jìn)，擴(kuò)建成3萬(wàn)噸級(jí)的碼頭泊位。碼頭工作平臺(tái)采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，排架間距8m，局部為7.5m，共12榀排架。工作平臺(tái)設(shè)計(jì)為一個(gè)結(jié)構(gòu)段。上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆橫梁、預(yù)制縱梁、預(yù)制現(xiàn)澆疊合面板的型式。系纜墩采用高樁墩式結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆墩臺(tái)，樁基采用Φ1000mm鋼管樁。引橋采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，橋面采用大跨空心板結(jié)構(gòu)。該工程主要工程量集中在碼頭的工作平臺(tái)、引橋部分，另外還有系纜墩和防撞設(shè)施，主要水工結(jié)構(gòu)實(shí)物工程量匯總表。

3.2樁基工程

該工程樁基有二種類型，主要為高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁（PHC管樁）和鋼管樁，采用打入方式沉樁。

（1）PHC管樁和鋼管樁的制作

該工程PHC管樁主要集中在引橋和碼頭工作平臺(tái)部分，鋼管樁主要集中在防撞設(shè)施和系纜墩部門，在進(jìn)行管樁的制作施工時(shí)注意從以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：

在進(jìn)行管樁的預(yù)制施工時(shí)首先要進(jìn)行管節(jié)成型施工，在進(jìn)行管樁的制作時(shí)通常都需要專業(yè)的生產(chǎn)工藝，并且在制作時(shí)需要用張拉機(jī)進(jìn)行管樁的張拉，而管樁的螺旋箍筋則要用纏絲機(jī)進(jìn)行纏繞，然后要用離心機(jī)進(jìn)行混凝土成型，最后用高壓釜進(jìn)行高壓蒸養(yǎng)，從而確?；炷恋膹?qiáng)度。在正式的出廠之前檢測(cè)人員要對(duì)于每一根管樁進(jìn)行質(zhì)量檢查，對(duì)于質(zhì)量合格的印上相應(yīng)的合格標(biāo)記，并且附上相關(guān)的出廠質(zhì)量保證資料。PHC管樁在工廠內(nèi)就需要完成拼接，在拼接施工的過程中，施工人員需要采用固定胎模以及接樁架等來(lái)進(jìn)行接樁施工。在接樁之前一定要先進(jìn)行樁體的清理，確保狀體表面的整潔，保證樁體焊接施工的質(zhì)量。子啊進(jìn)行焊接施工的過程中一定要確保焊縫的充實(shí)與飽滿，滿足三級(jí)焊縫的需求，并且在焊接完成后應(yīng)當(dāng)及時(shí)的對(duì)焊渣進(jìn)行清理。

為了避免在打樁施工中水錘作用對(duì)樁體產(chǎn)生影響，在施工的過程中往往會(huì)在樁身距離頂部1.2m處開兩個(gè)小孔，這樣能夠有效的避免樁芯空氣的壓縮，排出樁體內(nèi)部的氣體，在完成了沉樁施工后需要用混凝土對(duì)于孔洞進(jìn)行封堵。

在進(jìn)行鋼管樁的制作時(shí)采用Q235鋼板，通過專業(yè)切割機(jī)下斷切割，由大功率卷板機(jī)卷制螺旋狀通過自動(dòng)焊接成型，焊接要求經(jīng)過X光損傷檢測(cè)，確保焊接的合格。在完成焊接施工后還要進(jìn)行相應(yīng)的防腐防銹施工，確保鋼管樁的質(zhì)量。

（2）PHC樁和鋼管樁的打設(shè)

PHC管樁和鋼管樁的打設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)具備相應(yīng)的條件后進(jìn)行，根據(jù)施工總體流程，引橋的PHC管樁和防撞設(shè)施的鋼管樁穿插打設(shè)，引橋樁基施工完成后，再進(jìn)行碼頭工作平臺(tái)的PHC管樁和系纜墩鋼管樁的打設(shè)。

①樁位控制

在進(jìn)行正式的沉樁施工之前施工人員需要先對(duì)于沉樁的坐標(biāo)進(jìn)行確定，具體的坐標(biāo)需要根據(jù)工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容來(lái)進(jìn)行具體的計(jì)算，然后再將其換算為GPS定位坐標(biāo)，通過定位系統(tǒng)來(lái)確定樁體的坐標(biāo)位置。

②打樁設(shè)備選型

在進(jìn)行打樁設(shè)備的選擇時(shí)考慮到了該區(qū)域的底層結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)狀況，再綜合分析了打樁船的穩(wěn)定性以及起重量，最終決定了選用三航奔騰樁1#打樁船進(jìn)行打樁施工。

③沉樁順序

沉樁施工分成二個(gè)階段，第一階段沉樁施工時(shí)，打樁船順流駐位，按照先岸側(cè)后江側(cè)，先打設(shè)現(xiàn)有引橋上游側(cè)的防撞鋼管樁，然后打設(shè)新建引橋平行碼頭岸線段PHC管樁。第二階段沉樁施工時(shí)，打樁船橫流作業(yè)，先打設(shè)新建引橋垂直于岸線段的結(jié)構(gòu)PHC管樁，要求穿插完成兩側(cè)防撞設(shè)施鋼管樁的打設(shè)，然后打設(shè)碼頭工作平臺(tái)部分的PHC管樁和兩側(cè)系纜墩的鋼管樁。

④沉樁

沉樁開始時(shí)，發(fā)動(dòng)打樁船主機(jī)，通過松緊錨纜將樁船移向運(yùn)樁方駁，同時(shí)，起生樁錘和替打，俯架子，下放大小吊鉤，從方駁上將樁吊起，樁船水平吊樁，在打樁船配置的GPS樁位控制系統(tǒng)的指引下，移船至沉樁區(qū)域，放小鉤，起大鉤，緩慢地將樁吊至垂直狀態(tài)。進(jìn)行樁船的初定位下樁，打開抱樁器，樁進(jìn)入龍口，并套好背板，向樁頂套替打，解下吊索的小鉤扣，進(jìn)行精確定位，完成后，繼續(xù)下樁，在樁尖入土2～3m后，暫停下樁，對(duì)樁體進(jìn)行進(jìn)一步的校正，然后繼續(xù)下樁，直至在樁體自重作用下，樁不在下沉為止 。

4.結(jié)論

文章重點(diǎn)分析了鋼管樁和PHC管樁在高樁碼頭施工中的質(zhì)量控制方法及施工工藝，在研究時(shí)主要是結(jié)合實(shí)際的工程案例來(lái)進(jìn)行分析，在分析時(shí)必然存在一定的局限性，對(duì)此相關(guān)的研究人員應(yīng)當(dāng)拓寬思路，加強(qiáng)對(duì)高樁碼頭鋼管樁和PHC管樁施工工藝的研究，以期促進(jìn)我國(guó)高樁碼頭施工技術(shù)的進(jìn)一步提升。

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