高樁碼頭沉樁偏位的成因分析與對(duì)策分析

高進(jìn)磊

（渤海石油航務(wù)建筑工程有限責(zé)任公司，天津 300450）

眾所周知，樁基礎(chǔ)是否發(fā)生偏位的情況將會(huì)對(duì)碼頭的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。而在高樁碼頭沉樁施工的過(guò)程中，由于預(yù)制因素、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)因素等方面的不確定性，往往很容易導(dǎo)致偏位情況的發(fā)生。為了使得碼頭在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中不發(fā)生意外情況，技術(shù)人員就必須在施工過(guò)程中致力于降低碼頭樁基礎(chǔ)的偏位率，探究可能導(dǎo)致其發(fā)生偏位現(xiàn)象的各種原因，并采取有效的對(duì)策進(jìn)行解決。

1 淺析可能導(dǎo)致高樁碼頭沉樁偏位的各種原因

1.1 預(yù)制因素

在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工之前，往往需要采取一系列的措施來(lái)對(duì)相應(yīng)的施工材料進(jìn)行預(yù)制。而在預(yù)制過(guò)程中，如果出現(xiàn)差錯(cuò)，就很有可能會(huì)對(duì)后期樁基礎(chǔ)的正位率產(chǎn)生負(fù)面影響。首先，如果技術(shù)人員在控制樁臺(tái)座的彎曲矢高的時(shí)候沒有進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，就有可能會(huì)影響后期安裝施工過(guò)程中的準(zhǔn)確性。其次，如果樁靴的中心位置和樁身的軸線出現(xiàn)較大的偏差，抑或是樁頂?shù)匿摪逶诎惭b過(guò)程中出現(xiàn)了傾斜的現(xiàn)象，那么也會(huì)對(duì)安裝結(jié)果造成負(fù)面影響。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境的因素

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境的因素又包括幾大方面。

（1）自然因素。由于碼頭工程所在的位置是自然條件變化多樣的海岸地區(qū)，因此樁基礎(chǔ)的施工過(guò)程也會(huì)受到來(lái)自地質(zhì)條件、天氣情況等多個(gè)方面的影響。比如，在施工過(guò)程中如果突然出現(xiàn)較大的海風(fēng)，抑或是潮汐流的方向突然改變、海浪的強(qiáng)度突然增大，那么樁基礎(chǔ)的施工準(zhǔn)確率都會(huì)受到影響。除此之外，不同的地質(zhì)條件還會(huì)決定打樁過(guò)程中所使用的船型的種類。

（2）人為因素的影響。碼頭樁基礎(chǔ)的施工需要各類人員共同完成，因此施工質(zhì)量也會(huì)受到來(lái)自各方的影響。如果指揮全局操作的人員不具備熟練的技術(shù)以及臨場(chǎng)應(yīng)變的能力，抑或是施工人員沒能對(duì)樁基礎(chǔ)的質(zhì)量控制工作形成足夠的重視，那么都有可能會(huì)導(dǎo)致沉樁在施工過(guò)程中出現(xiàn)偏位的現(xiàn)象。

（3）作業(yè)過(guò)程的影響。作業(yè)過(guò)程中每個(gè)環(huán)節(jié)都是相互聯(lián)系的，因此，只要其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，其他環(huán)節(jié)也都會(huì)受到極大的影響。在下樁環(huán)節(jié)容易發(fā)生的錯(cuò)誤是技術(shù)人員對(duì)于下樁提前量控制的偏差。而在下樁過(guò)程容易發(fā)生的錯(cuò)誤是跑樁問題。除此之外，用于樁基礎(chǔ)施工的船機(jī)設(shè)備的工作性能也會(huì)對(duì)沉樁施工過(guò)程的一系列指標(biāo)產(chǎn)生不容忽視的影響。

2 淺析控制高樁碼頭沉樁偏位現(xiàn)象的對(duì)策

2.1 提高沉樁預(yù)制過(guò)程的整體質(zhì)量

（1）在控制預(yù)制臺(tái)座彎曲矢高的時(shí)候，可以借助全站儀等精度較高的設(shè)備進(jìn)行操作，而且還需要派遣專門的人員進(jìn)行反復(fù)的數(shù)據(jù)核查。

（2）在焊接樁靴的時(shí)候，必須提高焊接的準(zhǔn)確性，保證樁靴和樁尖的匹配度。與此同時(shí)，還要定期檢查樁身軸線的精確度。

（3）要將樁頂鋼板的平整度誤差控制在兩毫米內(nèi)，同時(shí)，要保證鋼板平面和樁身軸線之間的垂直度水平控制在3mm內(nèi)。

（4）在進(jìn)行澆筑前，相關(guān)人員要提前檢查芯模膠囊所處的位置是否準(zhǔn)確，與此同時(shí)，還要對(duì)高度方向和水平方向上的誤差進(jìn)行控制。兩者都要控制在10mm內(nèi)。

最后，不管是在預(yù)制沉樁過(guò)程中的哪個(gè)環(huán)節(jié)，都必須采用嚴(yán)格的檢查制度來(lái)進(jìn)行驗(yàn)收。對(duì)于不規(guī)范的施工流程，必須進(jìn)行整頓。

2.2 不斷提高施工人員的質(zhì)量意識(shí)，并加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)

由于高樁碼頭沉樁施工的過(guò)程會(huì)受到多種因素的影響，因此技術(shù)人員在施工之前，就必須進(jìn)行全面的準(zhǔn)備，對(duì)可能影響施工過(guò)程的各種內(nèi)容進(jìn)行巨細(xì)無(wú)遺的了解和把控。譬如，沉樁區(qū)域長(zhǎng)期以來(lái)的潮汐規(guī)律，以及該地區(qū)風(fēng)力水平的大小等等，都應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的觀察和分析。

此外，該區(qū)域的海水深度以及底面的坡度大小、地層結(jié)構(gòu)特性等內(nèi)容，都必須進(jìn)行相應(yīng)的勘測(cè)和記錄。雖然沉樁施工過(guò)程會(huì)受到多種因素的影響，但是各項(xiàng)施工技術(shù)仍需要得到有效的掌握。而技術(shù)人員也應(yīng)不斷分析各類施工案例中出現(xiàn)的問題，以此做到有備無(wú)患。除此之外，監(jiān)督人員應(yīng)提前檢驗(yàn)操作人員的各項(xiàng)技術(shù)，并且糾正他們操作過(guò)程中的不規(guī)范問題。在正式施工之前，相關(guān)人員還要對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行檢查，對(duì)船機(jī)設(shè)備的起吊能力、船架高度等內(nèi)容，都必須進(jìn)行相應(yīng)的核查。

在施工之前，施工方必須制定巨細(xì)無(wú)疑的施工計(jì)劃，對(duì)施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)劃：盡量抽調(diào)具有多次施工經(jīng)驗(yàn)的人員來(lái)進(jìn)行指揮，并且對(duì)各類技術(shù)的操作人員進(jìn)行技術(shù)交底。通過(guò)長(zhǎng)期的培訓(xùn)，提高他們對(duì)于沉樁質(zhì)量意識(shí)的重視程度，讓每個(gè)工作人員都能夠充分意識(shí)到沉樁正位率所能夠?qū)φ麄€(gè)工程的質(zhì)量的影響。

在選擇施工的船機(jī)設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)立足工程的具體要求，選擇不管是在船架的高度還是起吊能力等方面都能夠和實(shí)際情況相匹配的設(shè)備進(jìn)行施工。盡量提高拋錨距離，選擇重量超過(guò)六噸的底錨。在施工之前，要提前對(duì)施工區(qū)域的天氣情況進(jìn)行觀察，并對(duì)施工時(shí)的天氣情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。在施工過(guò)程中，指揮人員要密切觀察周圍的環(huán)境變化，并在風(fēng)力突然提升等意外現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候及時(shí)對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。

2.3 提高沉樁正位率的有效措施分析

只有采取有效的措施控制沉樁過(guò)程中的一系列不確定因素，才能夠充分保障沉樁的正位率。具體措施如下：在不同區(qū)域進(jìn)行沉樁操作的時(shí)候，下樁提前量的大小也是存在一定差異的。而且提前量的大小需要事先進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，才能夠得到一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，地質(zhì)特征是影響提前量的一個(gè)重要因素，相關(guān)人員只有提前對(duì)海地的地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)，并對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，才能選擇最合適的下樁提前量。

此外，在下樁時(shí)，還要提前觀測(cè)周圍環(huán)境的風(fēng)力變化情況，并分析潮汐流向的規(guī)律，及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的調(diào)整。在正式開錘之前，還要和負(fù)責(zé)進(jìn)行GPS定位操作的工作人員取得聯(lián)系，并且詢問操作岸測(cè)儀器的人員，在確保樁位的準(zhǔn)確性后，才能夠開始操作。如果在操作過(guò)程中出現(xiàn)了溜樁跑偏的現(xiàn)象，那么則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行拔樁操作，并重新進(jìn)行定位工作。錘擊沉樁過(guò)程中的錘擊力度的大小也應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，與此同時(shí)，還要在錘擊的過(guò)程中密切控制樁架的垂直水平，避免其出現(xiàn)偏差。

一般來(lái)說(shuō)，樁船的各個(gè)方位上都會(huì)配備相應(yīng)的定位錨纜，而這些錨纜的緊實(shí)度也會(huì)在很大程度上影響沉樁效果，因此相關(guān)人員必須在發(fā)現(xiàn)錨纜松動(dòng)的第一時(shí)間，就對(duì)其進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。由于樁墊材料部分是紙質(zhì)的，因此，可能會(huì)發(fā)生燃燒現(xiàn)象，所以相關(guān)人員必須提高警惕，在出現(xiàn)這一現(xiàn)象的時(shí)候及時(shí)對(duì)樁墊進(jìn)行更換。如果在沉樁過(guò)程當(dāng)中遇到較為堅(jiān)硬的地層，那么必須逐漸降低速度，并且使用重錘這一工具從低處對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行捶打。特別是在樁尖部位通過(guò)硬土層的時(shí)候，操作人員更加應(yīng)該對(duì)錘擊力度進(jìn)行下調(diào)，從而提高錘擊過(guò)程的穩(wěn)定性。在每一根沉樁施工結(jié)束之后，都必須對(duì)其偏位情況進(jìn)行綜合的觀察，并分析其背后的規(guī)律，吸收經(jīng)驗(yàn)，用于下根沉樁的施工中。

由于海上作業(yè)經(jīng)常會(huì)遇到惡劣天氣，因此相關(guān)人員必須制定應(yīng)急方案，在海風(fēng)的風(fēng)力大于六級(jí)的時(shí)候，立即停止施工。

由于海底的地質(zhì)結(jié)構(gòu)差異較大，不同的地層會(huì)對(duì)樁尖施工產(chǎn)生不同的影響。因此，相關(guān)人員必須在施工的時(shí)候，總結(jié)不同地層的施工規(guī)律，比如說(shuō)，貫入度大小以及樁下沉?xí)r的速度大小等，并且結(jié)合具體的鉆孔柱狀圖，對(duì)相應(yīng)的地質(zhì)情況進(jìn)行綜合的分析。

3 結(jié)語(yǔ)

沉樁施工過(guò)程會(huì)在很大程度上對(duì)高樁碼頭的整體施工效果產(chǎn)生巨大的影響。而在這一施工過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)的問題就是沉樁的偏位現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)不僅會(huì)使得碼頭的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到負(fù)面影響，與此同時(shí)，還有可能縮短碼頭的使用壽命，使其承壓性大大降低。而本文正是以此為出發(fā)點(diǎn)，著力于探究在高樁碼頭沉樁施工過(guò)程中出現(xiàn)偏位現(xiàn)象的原因，并從人為角度和自然角度等因素入手，探究了有效的應(yīng)對(duì)之策，希望能夠?yàn)槲覈?guó)高樁碼頭整體施工有效性的不斷提升貢獻(xiàn)微薄之力，也希望相關(guān)的技術(shù)人員能夠從中吸取有益的施工知識(shí)。