高樁碼頭沉樁施工關(guān)鍵技術(shù)研究

李俊毅

摘要：現(xiàn)在貿(mào)易發(fā)展迅速，船只數(shù)量急劇增長，尤其是大型船只的?？繉τ诟劭诘囊蟾?，因而人們對于港口通航的技術(shù)要求越來越高，很多水上碼頭需要得到改建或者擴建。近年來南京至上海深水航道進行整治之后進行改造升等的碼頭也多了起來，很多施工項目受到原有建筑物的影響而十分難以進行，這給區(qū)域性沉樁施工帶來了很大的問題。本文以實際工程為例，對高樁碼頭沉樁施工技術(shù)進行了分析和探討，尤其是分析了擴建工程在打樁時應考慮的事項和采取的措施。

關(guān)鍵詞：高樁碼頭;沉樁;施工技術(shù)

1、高樁碼頭的主要組成結(jié)構(gòu)特征

目前，高樁碼頭已經(jīng)在我國的港口建設工程當中得到了廣泛的應用，并且具備了一定的施工經(jīng)驗。而高樁碼頭的主要組成結(jié)構(gòu)基本可以分為三個部分，即上部分結(jié)構(gòu)、樁基結(jié)構(gòu)以及接岸結(jié)構(gòu)。第一，上部分結(jié)構(gòu)又可以劃分為另外三種結(jié)構(gòu)，分別為梁板式結(jié)構(gòu)、墩式結(jié)構(gòu)以及板式結(jié)構(gòu)，在這三種結(jié)構(gòu)當中也可以結(jié)合具體的預應力情況、澆筑工藝、安裝步驟、材料使用等的不同進行結(jié)構(gòu)劃分;第二，樁基結(jié)構(gòu)當中可以包括許多結(jié)構(gòu)形式，例如：鋼管樁基、混凝土樁基以及PHC樁基等，在不同的高樁碼頭工程當中，樁基結(jié)構(gòu)的具體形式也各不相同;第三，就是接岸結(jié)構(gòu)往往只有一個比較常見的形式，即斜坡，這種結(jié)構(gòu)能夠很好的適應高樁碼頭建設中的軟土地基，從而對于滑坡、位移過大等現(xiàn)象有很好的預防功能。

2、高樁碼頭沉樁施工技術(shù)要點

在沉樁施工過程中，需要結(jié)合設計報告中的具體情況，來核對一些主要指標，具體可以包括土層分布指標、土壤質(zhì)量指標、土壤夾層范圍指標以及土壤厚度指標等，一旦發(fā)現(xiàn)不合理之處，就必須進行二次鉆探處理工作。另外，還需要確保沉樁工具、沉樁材料以及土層的力度和標高等基本一致，這樣才能夠有利于后續(xù)的單樁承載力測試工作。一旦土壤質(zhì)地過于堅硬，并且在施工過程中沒有以往的經(jīng)驗作為參考時，就可以先做好模擬實驗，再進行沉樁工作。在沉樁施工過程中還需要結(jié)合不規(guī)律的土層變化，通過技術(shù)手段來確定土層的實際標高。

3、高樁碼頭沉樁施工技術(shù)應用

3.1、工程概況

本工程為升級改造項目，將原碼頭岸線升級改造為高樁碼頭岸線，改造長度為430m，新建碼頭岸線按照原碼頭岸線呈“門”字形完成泊位的布置。一般碼頭和混凝土路面的沿線相隔需保持在10m左右，本工程面頂高約2.5m，港池回旋水域和前停泊水域的寬度都在142m，通常港池泊位水域底高程在-6m，利用振動錘沉樁工藝對樁基施工，并準備好日立ZX470-3自行機械臂作為備用工具。

3.2、沉樁施工技術(shù)分析

3.2.1、施工準備

（1）施工前，必須平整好施工場地，修筑必要的臨時施工便道，并進行封閉式施工。（2）在施打前，首先對控制點進行復測。在機械進場前，工地負責測放樣樁，控制樁等，對樁位進行復測，以保證樁位的準確性。（3）樁基軸線應從基準線引出。在打樁地區(qū)附近設置的水準點，其位置應不受打樁影響，數(shù)量不得少于2個，開工前經(jīng)復核后妥善保護，施工中應經(jīng)常復核。（4）對進場成品必須要求進行檢驗，并按規(guī)定做好記錄，合格后方可使用，對不合格的成品嚴禁使用和退場。（5）安全技術(shù)交底。對技術(shù)、安全交底必須在正式展開沉樁前進行。技術(shù)交底主要包括如下內(nèi)容：發(fā)生調(diào)整的樁位、其扭角詳情、傾斜度以及被標識出來的易發(fā)生碰撞的樁，還有如何處理緊急情況等。而安全交底則包括了現(xiàn)場安全警示標志的設置，安全作業(yè)范圍的相關(guān)安全防范措施。（6）人員配合。在沉樁施工的過程中，需要配備專業(yè)人員隨時在現(xiàn)場待命，如果發(fā)生意外事件比如碰樁或者樁超高等及時處理，以保證順利完成沉樁。

3.2.2、沉樁測量

（1）樁頂平面位置測量。為避免方樁樁頂出現(xiàn)變形導致測量出現(xiàn)誤差，最終讓樁中心發(fā)生偏離，先利用全站儀測量方樁的隨意三個角點，得到其坐標之后，再確定樁平面位置。提前對放樣、放樁位以及軸線樁再次核查，而且確保軸線不能有>1cm的誤差，樁位不能有>2cm的誤差。（2）斜樁斜率測量。其測量時所利用的方法是吊錘線法，為避免出現(xiàn)誤差，一般測量3次，最終結(jié)果取平均值。（3）斜樁扭角測量。對每根斜樁樁頂測量3個點之后，再測量對應下方的3個點，并開始相應的繪制。工程圖上最終呈現(xiàn)出3條邊線的投影線，即“1上-1下、2上-2下、3上-3下”。扭角指橫梁軸線和上述投影線之間的夾角。但是得到的3個扭角并不是相等的，這是由于方樁3條邊不規(guī)整而且測量也存在一定的誤差。所以通過取3個扭角的平均值，完成樁位圖的繪制。

3.2.3、沉樁定位

在對沉樁平面定位時，所利用的主要系統(tǒng)是GPS打樁定位系統(tǒng)，除此之外還會利用經(jīng)緯儀、全站儀完成校核，對沉樁標高的控制則利用水準儀。如圖1所示是GPS打樁定位系統(tǒng)的原理展示，具體來講，通過GPS流動站控制打樁設備的各種方向、位置，通過與設計坐標的對比后，調(diào)整打樁設備以達到規(guī)范要求。通過測量設備確定樁頂標高后，同時對錘擊數(shù)計數(shù)，一般會采用“錘擊計數(shù)器”完成，該計數(shù)會隨著沉樁貫入度產(chǎn)生正向反饋并出現(xiàn)在計算機上。定位時，需要對Trimble5700GPS接收天線各自獲取的夾角、距離、高差之間的誤差以及RTK狀態(tài)的質(zhì)量因子完成核查，核對其是否在規(guī)范要求之內(nèi)。經(jīng)過上述測量，定位變得更加精準，使得沉樁施工的效率有所增加，極大地減少了碰樁的發(fā)生。

3.2.4、沉樁過程控制

本工程實例中，一共有314根PHC管樁沿碼頭岸線進行施打。考量現(xiàn)場施工條件以及以往的施工經(jīng)驗的基礎上，同時還對打樁的相關(guān)事宜作出了預估，本次工程選取履帶式打樁機，以便快速的安裝和拆卸工作。

定位好后，在樁身和替打的作用下將其插入土中，開始穩(wěn)樁。該過程中，保證樁架、樁傾斜度符合實際要求，完成壓錘后，及時核查樁錘、替打和樁身的位置，如果不在同一軸線，說明錘擊過程出現(xiàn)了偏差，所以此時還再次調(diào)整吊裝。除了盡可能縮短實際和設計要求之間的偏差，在穩(wěn)樁過程中要觀察其人土情況，避免發(fā)生和老碼頭樁之間的碰樁。當出現(xiàn)碰樁等其他意外時，不能再繼續(xù)施工，在設計人員、監(jiān)理人員之間協(xié)商之后提出解決方案。

此次施工中，對PHC管樁錘擊時，選擇用D-62型打樁錘，此時將油門調(diào)到三檔，控制400KJ的能量，隨時觀測沉樁的貫入度，具體包括下述工作內(nèi)容：①對沉樁錘擊時要及時查看樁身、樁架的位置，防止錘擊出現(xiàn)偏心。②如果天氣較惡劣時不能繼續(xù)沉樁，打樁設備及時撤離施工作業(yè)區(qū)域。③在錘擊工程中，隨時觀察樁身的晃動情況，以盡可能避免蹩樁從而引發(fā)錘擊偏心，比如發(fā)生移位、貫入度不符合要求、樁身下降等，如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，及時和設計人員、監(jiān)理人員商討，以解決問題。并依據(jù)《水運工程質(zhì)量檢驗標準》（JTS257—2008）的相關(guān)規(guī)范對沉樁偏差控制，為保證施工順利對易發(fā)生碰樁的樁，必須挑選一個天氣適宜的時間開展沉樁。一般會用前方交會法對定位詳情再次核驗，且保證其偏差在±80mm內(nèi)，以便避免發(fā)生碰樁。

結(jié)束語

總而言之，在本工程沉樁上，根據(jù)實際情況采取了一系列沉樁的技術(shù)控制措施，最終順利完成了碼頭平臺的沉樁這一關(guān)鍵節(jié)點，同時對業(yè)主已建碼頭的影響減少到了最低。工程沉樁的成功經(jīng)驗以為此類擴建工程及特殊條件下的類似工程提供了寶貴的借鑒和指導作用。

參考文獻：

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