PHC管樁在沿海項(xiàng)目中的應(yīng)用

■ 中電建振沖建設(shè)工程股份有限公司 趙俊友 梁興龍

隨著港口碼頭的不斷發(fā)展，以及一個(gè)又一個(gè)LNG儲(chǔ)備項(xiàng)目、石油化工項(xiàng)目、海上風(fēng)電項(xiàng)目、潮汐發(fā)電項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)，正在潛移默化地影響著沿海地區(qū)的發(fā)展，很多沿海地區(qū)漸漸成為國(guó)家發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。沿海地區(qū)在日益快速發(fā)展的同時(shí)，原本就較為短缺的土地資源變得更加緊張。面對(duì)這一現(xiàn)狀，通過(guò)吹沙填海將不具備建筑條件的土地變?yōu)榭衫玫耐恋?，成為眾多沿海地區(qū)的重要選擇之一。然而，填海而成的土地土壤中鹽度較高，而且還含有氯離子、鎂離子等礦物質(zhì)，腐蝕性較強(qiáng)，這給樁基礎(chǔ)的防腐工作提出了更高的挑戰(zhàn)。而預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（PHC管樁）作為一種比較常用的已經(jīng)成型的樁體，在混凝土中加入抗腐蝕的添加劑，就能起到有效的防腐作用。本文主要探討PHC管樁在沿海淤泥質(zhì)地層中的應(yīng)用，分析PHC管樁在沿海項(xiàng)目中的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)總結(jié)管樁在施工過(guò)程中的技術(shù)要點(diǎn)和需要注意的問(wèn)題。

1.PHC管樁工藝的優(yōu)點(diǎn)分析

1.1 PHC 管樁介紹

PHC管樁一般要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C80。PHC管樁是采用離心機(jī)進(jìn)行混凝土施工制作而成的，脫模后進(jìn)入高壓釜蒸養(yǎng)，經(jīng)過(guò)高溫（約180℃）、高壓（約10個(gè)大氣壓）蒸汽養(yǎng)護(hù)，使混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)C80。從成型到可以裝車(chē)吊運(yùn)大約只需2—3天時(shí)間，因其具有生產(chǎn)周期較短，質(zhì)量穩(wěn)定，抗壓、抗拉性能較好等特點(diǎn)，在工程中得到了廣泛應(yīng)用。

1.2 PHC 管樁施工的優(yōu)點(diǎn)分析

PHC管樁施工工藝已十分成熟，尤其是在沿海施工項(xiàng)目上被廣泛應(yīng)用，PHC管樁施工工藝具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析：

一是生產(chǎn)周期相對(duì)較短。工程施工已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)流程，并且根據(jù)不同的樁型和樁長(zhǎng)需求，可以在向生產(chǎn)廠商訂貨時(shí)提出相應(yīng)的要求。例如，可以根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求，選用PHC 500 AB 125或PHC 500 AB 100進(jìn)行訂貨，從成型到達(dá)到強(qiáng)度要求可能只需要2—3天。

二是樁型多，承載力高。PHC管樁樁型規(guī)格多種多樣，樁徑從300mm到1200mm均可批量生產(chǎn)，壁厚的規(guī)格也有PHC—300—AB—70、PHC—400—AB—95、PHC—500—AB—100、PHC—500—AB—125等多種，能夠適應(yīng)不同的承臺(tái)基礎(chǔ)和承載力要求。

三是施工成本相對(duì)較低。樁基礎(chǔ)施工按照施工工藝可分為混凝土預(yù)制樁、旋挖鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、鋼樁和干作業(yè)成孔樁等，其中，混凝土預(yù)制樁（PHC管樁）的造價(jià)成本相對(duì)最低。

四是PHC管樁質(zhì)量穩(wěn)定。PHC管樁是在工廠車(chē)間內(nèi)生產(chǎn)的，具有較高的標(biāo)準(zhǔn)化、流水線作業(yè)等特點(diǎn)，工廠管理相對(duì)規(guī)范，在車(chē)間內(nèi)生產(chǎn)統(tǒng)一采用室內(nèi)高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，不受天氣變化的影響，一次出產(chǎn)合格率有保障。

五是施工過(guò)程中無(wú)污染。PHC管樁是在制作完成后運(yùn)至施工場(chǎng)地使用的，在施工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生泥漿，也沒(méi)有砂石等材料，無(wú)揚(yáng)塵、無(wú)污染，便于現(xiàn)場(chǎng)文明施工管理。

2.PHC管樁施工的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 PHC 管樁施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化流程和要點(diǎn)

PHC管樁施工工藝已經(jīng)形成了一套完整的施工系統(tǒng)，其主要的施工技術(shù)流程包括測(cè)量放線、管樁進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、樁機(jī)就位、起樁、沉樁、接樁送樁等環(huán)節(jié)。在常規(guī)施工中，需要按照標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)流程完成各項(xiàng)施工，保證連續(xù)墻的施工質(zhì)量。

PHC管樁施工中，各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用都應(yīng)該按照基本的施工要點(diǎn)開(kāi)展，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1.1 測(cè)量放線

測(cè)量放線是施工開(kāi)始的重點(diǎn)，對(duì)業(yè)主提供的原始基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)圍欄等措施保護(hù)并做好詳細(xì)的交接記錄，有工程施工“眼鏡”的稱(chēng)號(hào)。測(cè)量?jī)x器在使用前，必須經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)鑒定，鑒定合格后方可使用，包括GPS、全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺等。

用GPS放點(diǎn)樁位點(diǎn)前，需將已經(jīng)計(jì)算好的坐標(biāo)導(dǎo)入GPS內(nèi)，經(jīng)檢查校對(duì)無(wú)誤后方可施測(cè)；根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制點(diǎn)，設(shè)置好GPS的中央子午線參數(shù)和橢球參數(shù)后進(jìn)行建模；建模完成并點(diǎn)校驗(yàn)無(wú)誤后，可進(jìn)行樁位點(diǎn)測(cè)量。

2.1.2 管樁進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

管樁外觀質(zhì)量檢查包括外觀檢查和尺寸偏差。

管樁外觀的具體檢查項(xiàng)目包括樁體表面是否有粘皮和麻面，樁身的合縫部位是否有漏漿的痕跡，管樁在運(yùn)輸過(guò)程中是否有深度大于10mm以上的局部磕損，樁體的鐵套箍位置是否有凹陷出現(xiàn)，樁端板的平整度是否符合要求，管樁樁孔內(nèi)外表面是否有漏筋或混凝土塌落，樁體表面是否有裂紋、裂縫等。

尺寸偏差具體檢查項(xiàng)目包括管樁總樁長(zhǎng)、管樁樁徑、樁身彎曲度、樁端板平整度、端板內(nèi)徑、端板外徑和端板厚度等。

按照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)場(chǎng)自檢記錄》，對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行逐根檢查，對(duì)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題管樁做好“不合格”標(biāo)識(shí)，并且清退出場(chǎng)。

2.1.3 樁機(jī)就位、起樁

樁機(jī)組裝好后就位，必須先進(jìn)行調(diào)試，確保樁機(jī)正常，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收合格后方能投入施工。施工前需要上報(bào)測(cè)量報(bào)驗(yàn)，經(jīng)監(jiān)理進(jìn)行復(fù)測(cè)，驗(yàn)收合格后方可施工。

第一根樁對(duì)位準(zhǔn)確后，必須用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從垂直于樁機(jī)的兩個(gè)方向調(diào)整樁的垂直度，兩臺(tái)經(jīng)緯儀和樁之間的夾角應(yīng)為90°。在樁的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%后，方可開(kāi)始打樁，若超過(guò)0.5%，需拔出重插。

2.1.4 沉樁

根據(jù)PHC管樁施工工藝流程，樁機(jī)就位后，用施工機(jī)械的副卷?yè)P(yáng)的鋼絲繩起吊PHC管樁，將管樁吊起后通過(guò)牽引繩控制，將管樁樁頭送入樁帽內(nèi)。管樁起吊過(guò)程中要平穩(wěn)，防止因起吊過(guò)快發(fā)生撞擊，樁帽與樁頭之間應(yīng)留有間隙。樁機(jī)起錘前，必須嚴(yán)格控制好樁身定位，調(diào)節(jié)樁機(jī)樁架的位置，確保樁尖的對(duì)位準(zhǔn)確。沉樁0.5m—1.0m時(shí)，使用兩臺(tái)經(jīng)緯儀十字交匯校核管樁垂直度，垂直度不得大于0.5%，若偏差超過(guò)0.5%，需拔出重插。

確定管樁垂直度符合要求后，將樁錘放下，利用樁錘重力壓樁下沉，待樁錘重力無(wú)法使樁下沉后，開(kāi)油門(mén)開(kāi)始錘擊施工。錘擊時(shí)，應(yīng)控制錘的能量，盡量采用重錘輕擊的方式慢慢沉樁。當(dāng)樁端進(jìn)入軟弱土層后，應(yīng)嚴(yán)格控制打樁速度，防止因土層太軟造成樁身傾斜。首節(jié)樁的垂直度控制很重要，如果垂直度控制不好，將會(huì)影響整套樁的垂直精度及樁頂標(biāo)高。因此，在沉樁過(guò)程中，在施工機(jī)械的正前方和側(cè)方需放置兩臺(tái)經(jīng)緯儀，進(jìn)行垂直度測(cè)量，兩臺(tái)經(jīng)緯儀和樁之間的夾角應(yīng)為90°；要控制樁錘、樁帽、樁身位于同一垂直軸線上，確保管樁下樁的垂直。

2.1.5 接樁

當(dāng)下節(jié)樁沉至離地面約0.5m左右時(shí)，應(yīng)停止錘擊，將待接的上節(jié)樁用副卷?yè)P(yáng)吊起，并與下節(jié)樁對(duì)位后進(jìn)行接樁。管樁進(jìn)行對(duì)接前，上下端板表面的坡口處需用電動(dòng)鋼絲刷進(jìn)行除銹和清理，端板表面要露出金屬的光澤，上下管樁接樁過(guò)程中應(yīng)使上下兩節(jié)樁同軸心，錯(cuò)位偏差不能超過(guò)2mm，焊接時(shí)應(yīng)在管樁端板的對(duì)稱(chēng)位置固定點(diǎn)焊，固定完成后，焊接要對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，直至上下兩節(jié)樁滿焊，焊縫要求飽滿，焊縫需增加2mm厚腐蝕裕量。

管樁電焊接樁工藝一般采用粉芯焊絲二氧化碳?xì)怏w保護(hù)半自動(dòng)焊，要求焊縫整體必須飽滿，表面不能有明顯的咬邊、焊瘤、焊渣、凹痕、夾渣。當(dāng)焊接完成后，需等待焊縫自然冷卻后，在管樁的接頭部位涂刷快干型環(huán)氧瀝青防腐涂層，按要求在管樁的接頭部位涂刷三遍防腐漆，涂刷厚度不小于500μm，涂刷完成后晾8min—10min，后方可繼續(xù)沉樁。

2.1.6 送樁

當(dāng)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高比施工地面低時(shí)，需要進(jìn)行送樁，將頂節(jié)樁沉樁至距離地面0.5m左右時(shí)停止錘擊，用小卷?yè)P(yáng)將送樁器拉起送至樁帽內(nèi)，再將樁機(jī)調(diào)平，使送樁器和上節(jié)樁樁頂接觸密實(shí)且無(wú)縫隙，調(diào)整完成后開(kāi)始錘擊，直至錘擊到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。

開(kāi)始施工前，在送樁器上用粉筆畫(huà)出刻度線，用于樁頂標(biāo)高控制。開(kāi)始送樁時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)詳細(xì)記錄錘擊次數(shù)，并用水準(zhǔn)儀觀察送樁器上的刻度線。當(dāng)刻度線和水準(zhǔn)儀的水平刻度線重合時(shí)，立即停錘[1]。

2.2 工程實(shí)例

北京燃?xì)馓旖蚰细跮NG應(yīng)急儲(chǔ)備項(xiàng)目，位于天津市濱海新區(qū)南港工業(yè)區(qū)，建設(shè)內(nèi)容主要包括儲(chǔ)罐、接收站、碼頭及外輸管道三部分。該工程陸域場(chǎng)地形成方式為吹填造陸，吹填材料主要是以淤泥、流泥為主的港池疏浚土，吹填土厚度約10m—12m，自然地面標(biāo)高約+7.800m。

接收站工程主要施工內(nèi)容包括中央控制室、BOG增壓機(jī)設(shè)備、BOG壓縮機(jī)設(shè)備、碼頭控制室、海水區(qū)域變電所、空壓制單聯(lián)合壓縮廠房、工藝區(qū)LNG泄露收集池、ORV設(shè)備、消防站等。LNG應(yīng)急儲(chǔ)備項(xiàng)目接收站樁基工程施工，其中包括管廊基礎(chǔ)、給排水系統(tǒng)等多個(gè)部位采用預(yù)應(yīng)力管樁，施工工藝采用錘擊工藝施工，主要選用PHC—500—AB—125、PHC—400—AB—95 樁型。

3.PHC管樁施工中的常見(jiàn)問(wèn)題和解決措施

3.1 防治PHC 管樁沉樁過(guò)程中樁身突然斷裂或出現(xiàn)裂縫的措施

3.1.1 原因分析

管樁施工過(guò)程中，樁身出現(xiàn)斷裂的原因大體分為如下幾種情況：PHC管樁樁身有缺陷，施工中從缺陷處斷裂；PHC管樁樁身出廠時(shí)間過(guò)早，混凝土強(qiáng)度未達(dá)到強(qiáng)度要求；場(chǎng)地淺層有孤石、建筑廢渣等障礙物對(duì)樁身造成不均勻受力，產(chǎn)生斷裂。

3.1.2 控制措施

管樁進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收要嚴(yán)格，對(duì)出現(xiàn)樁身合縫處漏漿樁身表面有深層裂縫、管樁內(nèi)表面混凝土出現(xiàn)塌落等問(wèn)題的PHC管樁不允許進(jìn)場(chǎng)；樁進(jìn)場(chǎng)前，要檢查管樁出場(chǎng)合格證和混凝土強(qiáng)度報(bào)告，確保進(jìn)場(chǎng)管樁的混凝土強(qiáng)度符合要求；對(duì)于淺層有孤石或建筑廢渣等障礙物的區(qū)域，進(jìn)行開(kāi)挖清理，確保淺部無(wú)障礙物后方可施工[2]。

3.2 防治PHC 管樁樁身傾斜的措施

3.2.1 原因分析

施工場(chǎng)地斜率較大，使得樁機(jī)無(wú)法調(diào)平；場(chǎng)地淺層有孤石、建筑廢渣等障礙物，造成打樁過(guò)程中偏斜；第一節(jié)樁沉樁完成后，連接第二節(jié)樁時(shí)，樁體對(duì)接不合格，上下兩節(jié)樁不在同一軸線上；施工樁機(jī)的樁帽損壞，造成樁帽與樁接觸不平，管樁樁身整體受力不均勻，沉樁后樁身傾斜等[3]。

3.2.2 控制措施

首先，進(jìn)行施工場(chǎng)地整平，確保施工場(chǎng)地整體坡率低于5‰ ；詳細(xì)閱讀地勘報(bào)告，對(duì)于淺層有孤石或建筑廢渣等障礙物的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)挖清理，確保淺部無(wú)障礙物后方可施工；接樁過(guò)程中，施工人員應(yīng)認(rèn)真完成工作，上下節(jié)樁在同一個(gè)軸線后方可進(jìn)行連接；每天開(kāi)始樁機(jī)施工前，應(yīng)檢查施工是否正常，禁止樁機(jī)帶病作業(yè)。

3.3 防治PHC 管樁沉樁時(shí)接樁處開(kāi)裂通病的措施

3.3.1 原因分析

上下兩節(jié)樁對(duì)樁時(shí)，未對(duì)同軸心連接；樁端板表面有未清理干凈的污漬、油漬等，接樁焊接過(guò)程中，擋風(fēng)棚漏風(fēng)導(dǎo)致焊接質(zhì)量不好等。

3.3.2 控制措施

接樁過(guò)程中，施工人員應(yīng)認(rèn)真完成工作，上下節(jié)樁在同一個(gè)軸線后方可進(jìn)行連接；接樁前，應(yīng)用鋼刷子清理干凈管樁端版上的油污、鐵銹等污漬，保證焊接質(zhì)量；二氧化碳保護(hù)焊接樁焊接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，做好防風(fēng)措施，施焊前應(yīng)對(duì)擋風(fēng)棚進(jìn)行檢查。

本文主要針對(duì)PHC管樁在樁基施工中的工藝流程和重要的質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行分析，從實(shí)踐和理論兩個(gè)方面總結(jié)了PHC管樁施工技術(shù)要點(diǎn)，以期對(duì)PHC管樁施工技術(shù)水平提升提供參考與借鑒。