淺析碼頭工程中PHC樁的沉樁工藝及質(zhì)量控制

李立波

摘 要：PHC樁為高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，具有單樁承載力高、質(zhì)量可靠、適用范圍廣、造價(jià)便宜等優(yōu)點(diǎn)，在公路、水運(yùn)、房建等建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用比例越來越高。文章以正運(yùn)行的尖山碼頭工程為例，對PHC灌注錘擊沉樁工藝及質(zhì)量控制措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：PHC樁 沉樁工藝 質(zhì)量控制

1.工程概況

嘉興內(nèi)河港海寧港區(qū)尖山碼頭工程位于尖山新區(qū)錢江村，利用原河道在兩側(cè)布置15個(gè)300t級泊位，碼頭結(jié)構(gòu)為衡重式，采用長17～35m不等的Φ600PHC樁，砼強(qiáng)度C80，間隔3m布置。在勘察深度（44.0m）范圍內(nèi)，場地土層自上至下依次為為素填土、粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r?，F(xiàn)場原地面標(biāo)高為4.20m左右，樁端土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。由于施工現(xiàn)場遠(yuǎn)離市區(qū)，對施工噪音要求不嚴(yán)，在考慮了樁徑、樁長、入土深度、承載力以及地質(zhì)條件后，選用了DD63型導(dǎo)桿式柴油打樁錘。錘重6.3t，落距3m。經(jīng)過現(xiàn)場試樁，所選樁錘的夯擊動(dòng)能能克服樁的貫入阻力并有富余量，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)亦可以順利收錘。設(shè)計(jì)單位明確PHC管樁的控制標(biāo)準(zhǔn)為：以樁端高程控制為主，貫入度作為校核，貫入度校核指標(biāo)為80cm/10錘。

2.施工前準(zhǔn)備工作

2.1技術(shù)交底工作

管樁沉樁前技術(shù)負(fù)責(zé)人向施工班組全體人員進(jìn)行技術(shù)交底。

2.2場地平整

填平場地中的坑洼處，平整度需滿足施工要求。

2.3測量工作

嚴(yán)格依照核準(zhǔn)的測量控制網(wǎng)來施放軸線和樁位，要在每個(gè)樁點(diǎn)插短鋼筋，注意牢固性，并用白灰沿管樁等徑模具均勻撒放。樁機(jī)就位后必須對樁尖進(jìn)行復(fù)測。由專人負(fù)責(zé)測量工作并做好記錄，要定期檢查測量儀器，保存好測量定位放線的原始資料。用書面形式將測量成果資料報(bào)監(jiān)理復(fù)核，監(jiān)理復(fù)查軸線及樁位偏差，確認(rèn)合格后開始施工。

2.4成品檢查

檢查PHC樁出廠合格證，再進(jìn)行外觀、直徑、壁厚、樁頂平整度等質(zhì)量檢查，施焊面上有油漆雜物污染時(shí)，應(yīng)清刷干凈。對PHC樁強(qiáng)度有異議時(shí)，要采取鉆芯等方法對樁身強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)核。

2.5管樁裝卸和堆放

樁采用汽車運(yùn)輸并進(jìn)行固定，防止運(yùn)輸過程中發(fā)生碰撞。運(yùn)至現(xiàn)場后采用汽車吊，勾吊管樁兩端進(jìn)行裝卸，裝卸時(shí)應(yīng)輕起輕放，保持平穩(wěn)，嚴(yán)禁拋擲，碰撞等。管樁堆放場地預(yù)先進(jìn)行整平、壓實(shí)，樁按不同長度分別堆放，堆放層數(shù)為二層，樁下方及層間用方木進(jìn)行支墊，方木支墊位置，運(yùn)輸時(shí)固定位置以及吊樁位置均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，一般為0.21倍樁長處。

2.6樁身標(biāo)記

沉樁前在樁身上標(biāo)出長度標(biāo)尺，以10cm為單位，并自下而上標(biāo)明樁長，方便施工員對打樁參數(shù)進(jìn)行記錄。

3.PHC樁沉樁施工

3.1沉樁要求

由于本工程地質(zhì)較軟，宜低錘輕擊，起錘高度可隨著深度加深逐漸加大，不宜在樁端接近設(shè)計(jì)深度時(shí)進(jìn)行接樁，在整個(gè)沉樁過程中，要使樁錘、替打和樁身在同一軸線上。打樁時(shí)嚴(yán)格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好樁身讀尺、每陣錘擊數(shù)、每陣下沉量、每擊平均貫入度、入土深度（樁尖標(biāo)高）、最終貫入度等原始記錄。樁帽為筒型，套樁頭用的筒體內(nèi)徑620mm，深度400mm，在樁帽與樁錘之間、樁帽與樁頭之間、送樁器與樁頭之間采用150mm厚的瓦楞紙板作為樁墊。打樁期間經(jīng)常檢查，及時(shí)更換或補(bǔ)充。

插樁時(shí)應(yīng)確保樁頭對準(zhǔn)地面樁位中心點(diǎn)鋼筋，調(diào)整樁機(jī)導(dǎo)桿、樁身垂直度在1%以內(nèi)，樁入土3m后嚴(yán)禁用樁機(jī)強(qiáng)行調(diào)整。打樁時(shí)樁帽與樁周圍的間隙嚴(yán)格控制在5～10mm之間，一定要使樁錘與樁帽、瓦楞紙板及樁身保持在同一中心線上。

3.2喂樁

用吊車將樁送至合適的位置，要考慮其距樁機(jī)的距離，然后擺放平順，便于樁機(jī)起吊。喂樁過程要確保安全、平穩(wěn)，防止樁體搖擺磕碰，造成對樁體、施工人員及機(jī)械的損傷。

3.3樁對位、調(diào)直

（1）樁頭送入樁帽內(nèi)后，要把樁體連同樁帽一起吊起。待樁機(jī)就位后，將樁尖對準(zhǔn)樁位插入，第一節(jié)樁起吊就位插入地面時(shí)的垂直度偏差不得﹥0.25%，且最大值不得﹥50mm，必要時(shí)拔出重打；

（2）采用J-2型經(jīng)緯儀觀測樁體的垂直度并做好記錄。當(dāng)樁深傾斜率﹥1.0%時(shí)，應(yīng)分析原因并及時(shí)糾正；當(dāng)樁尖進(jìn)入粘土及強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r后，嚴(yán)禁用移動(dòng)樁架的方式方法糾偏。

3.4接樁

在樁端距地面1m左右時(shí)進(jìn)行焊接接樁，施焊前將樁套箍端板坡口處表面的雜物、銹蝕清除干凈，要在表面呈金屬光澤后才能進(jìn)行焊接。注意上、下兩塊端板軸向錯(cuò)位量應(yīng)﹤1mm，坡口根部間隙應(yīng)﹤4mm，采用E4303型焊條，焊接道數(shù)不﹤3道。焊縫應(yīng)滿焊并且確保焊縫高度，也必須作好焊接隱蔽記錄，上、下節(jié)樁如有間隙則應(yīng)用鍥型鐵片全部墊實(shí)焊牢。焊縫也應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，接樁處焊縫要在自然冷卻10min后才能沉樁。

4.質(zhì)量要求和檢驗(yàn)

4.1主要檢驗(yàn)項(xiàng)目

（1）樁的規(guī)格、預(yù)制質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，防止混凝土樁表面產(chǎn)生裂縫。

（2）樁尖標(biāo)高或沉樁貫入度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，尤其要注意與JTS 167-4-2012《港口工程樁基規(guī)范》核對。

（3）樁身完整性檢測的數(shù)量和結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，并符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。本工程采用低應(yīng)變反射波法和高應(yīng)變（實(shí)測曲線擬合）法對樁身完整性、單樁承載力等項(xiàng)進(jìn)行檢測。

4.2PHC樁施工允許偏差

設(shè)計(jì)標(biāo)高處樁頂平面位置（mm）允許偏差為100mm，用經(jīng)緯儀逐件進(jìn)行檢查，取兩方向測量值的大值；樁身垂直度每米允許偏差為10mm，用測斜儀進(jìn)行測量，抽查比例為10%。

5.質(zhì)量保證措施

（1）PHC管樁驗(yàn)收：詳見2.4。

（2）樁身垂直度：①在不影響沉樁位置的垂直方向放置兩臺經(jīng)緯儀以控制垂直度；②沉樁時(shí)主機(jī)手和地面操作人員要注意觀察樁身的垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)傾斜必須及時(shí)調(diào)整；③當(dāng)最下節(jié)管樁入土約60cm時(shí)，立刻停止打樁，調(diào)整好垂直度后方可繼續(xù)，不允許一次送到位。

（3）樁位偏移：①本工程為雙排樁，在一個(gè)墻身15m長度內(nèi)采取錯(cuò)樁跳打的方式進(jìn)行沉樁，以減少擠土效應(yīng)；②沉樁完畢后，測量人員對樁位進(jìn)行復(fù)核，觀察是否偏移，發(fā)現(xiàn)偏移后則應(yīng)立即找出原因并采取相應(yīng)措施解決。

（4）接樁焊接：①焊工持證上崗并針對工程情況進(jìn)行技術(shù)及安全交底；②采用合格焊條，做好進(jìn)場驗(yàn)收及存放；③焊接方法采用電弧焊，樁套箍端板應(yīng)保持清潔，露出金屬光澤，焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿；④焊接時(shí)由兩個(gè)焊工對稱施焊，先焊接焊點(diǎn)用以定位，然后對稱分層焊接，層數(shù)不少于兩層；⑤焊接完畢后，等待焊口自然冷卻然后才可以繼續(xù)沉樁，以免焊口遇水開裂；⑥焊接過程必須連續(xù)，以免樁周土體回彈，導(dǎo)致沉樁受阻。

（5）樁頂標(biāo)高：按照試樁時(shí)確定的施工路線進(jìn)行沉樁，依照現(xiàn)場實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整打樁速率；停樁時(shí)要考慮樁身的回彈量，安全起見，要在原設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高基礎(chǔ)上提升2～3cm。

（6）本工程其他質(zhì)量控制措施：①進(jìn)場前對設(shè)備進(jìn)行檢修保養(yǎng)，對測量儀器進(jìn)行檢定，確保施工過程中設(shè)備運(yùn)行正常、可靠；②每層焊縫的接頭應(yīng)錯(cuò)開、雨天停止焊接；③沉樁時(shí)，樁身發(fā)生傾斜應(yīng)停止錘擊，防止樁身斷裂，查明原因采取措施后方可繼續(xù)錘擊；④錘擊過程中出現(xiàn)貫入度小于設(shè)計(jì)規(guī)定的貫入度且樁尖標(biāo)高相差較大時(shí)，應(yīng)查明原因、切忌強(qiáng)行錘擊。

（7）在沉樁過程中如遇下列情況應(yīng)暫停送樁：貫入度劇變；樁身、樁頂出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、破碎；樁身突然發(fā)生傾斜、位移或有嚴(yán)重回彈；如遇大風(fēng)、大雨、大雷，暫停作業(yè)。

6.結(jié)論

影響PHC樁沉樁質(zhì)量的因素有樁錘選型，樁身焊接等，在PHC樁施工過程中，應(yīng)首先通過試樁對現(xiàn)場地質(zhì)情況進(jìn)行核實(shí)、對設(shè)備性能、各項(xiàng)施工工藝和參數(shù)、停錘的控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確，這樣在正式施打時(shí)才能做到所選工藝合理、質(zhì)保措施到位。本碼頭施工過程中沒有出現(xiàn)樁身傾斜、裂縫等情況，樁基完成后，按比例對其中70根樁采用低應(yīng)變檢測，樁身完整，均為I類樁，37根樁采用高應(yīng)變檢測，樁身完整，極限承載力符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，均為I類樁。

參考文獻(xiàn)：

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