狹窄水域內(nèi)PHC 管樁沉樁正位率控制措施

陳遠(yuǎn)雷，梅芬

（神華上航疏浚有限責(zé)任公司，河北 滄州 061113）

PHC 管樁因具有單樁承載力高、設(shè)計(jì)選用范圍廣、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、施工工效高的特點(diǎn)，被廣泛使用在高樁碼頭工程中，但由于海上作業(yè)條件不利，受潮流、風(fēng)浪、水域大小、地質(zhì)條件影響較大，沉樁的偏位控制是難點(diǎn)。樁位偏差較大，可能造成上部結(jié)構(gòu)的調(diào)整，會(huì)影響工程的工期、造價(jià)。本文以某改擴(kuò)建碼頭為例，介紹在狹窄水域、地址不均的工程上，PHC 管樁的沉樁正位率控制措施。

1 工程概況

1.1 建設(shè)規(guī)模

某改擴(kuò)建工程位于有掩護(hù)的港池內(nèi)水域，其擴(kuò)建部分包括新建3 個(gè)1000GT 客運(yùn)船泊位及1 個(gè)1000GT 客貨滾裝船泊位，總長(zhǎng)410 m，寬22-42 m，共分十段，碼頭采用高樁梁板式結(jié)構(gòu)，樁基包括482 根Φ800PHC管樁，最大樁長(zhǎng)50m，最大樁重約35 噸。其中直樁有374根，斜樁108根，斜率4：1。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)難點(diǎn)

（1）水域狹窄：碼頭后沿有一防波堤，第3-10 結(jié)構(gòu)段后沿線距離防波堤坡腳約40 米，第1-2 結(jié)構(gòu)段后沿距離防波堤坡腳不足30 米；碼頭前沿110 米范圍為現(xiàn)有碼頭船舶回旋區(qū)及航道，受營(yíng)運(yùn)船舶的影響，可用于施工的水域僅40 米寬，施工水域狹窄，限制了打樁船的拋錨長(zhǎng)度?？傮w上，打樁船在此區(qū)域無(wú)法按照正常情況拋錨駐位，拋錨后拉力不足，在風(fēng)浪的作用下容易走錨，船身穩(wěn)定性不足。

圖1 項(xiàng)目平面圖

（2）營(yíng)運(yùn)船舶干擾多：既有碼頭為市區(qū)到各海島的主要出發(fā)站，每日進(jìn)出港航班數(shù)量很多。同時(shí)，港區(qū)亦有應(yīng)急救援船、海警船等多艘公務(wù)船，且所有船舶都為高速船，航行時(shí)激起的波浪較高。

（3）巖層剖面不均：根據(jù)勘察結(jié)果，施工區(qū)地質(zhì)不均，部分巖層的起伏面較大。

圖2 碼頭區(qū)域某地質(zhì)剖面圖

2 影響因素分析

分析影響沉樁定位精度的因素，主要有：

（1）船身穩(wěn)定性不足。施工水域狹窄，限制了打樁船的拋錨長(zhǎng)度，在此區(qū)域無(wú)法正常拋錨駐位，或者拋錨后拉力不足，在風(fēng)浪的作用下容易走錨，影響沉樁精度。

（2）營(yíng)運(yùn)船舶干擾多，水深淺，且所有船舶都為高速船，航行時(shí)激起的波浪較高，造成打樁船舶搖晃。

（3）巖層剖面不均，巖層的起伏可能會(huì)導(dǎo)致樁身側(cè)滑，甚至折斷。

（4）船舶GPS 定位精度不足。

（5）預(yù)制PHC 管樁的樁尖、樁身、樁頂不在一條直線。

（6）打樁船的樁錘與替打、替打與樁之間存在接觸面不平整。

3 控制措施

3.1 制定對(duì)策

對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類，制定相應(yīng)政策：

（1）環(huán)境因素方面：①與港區(qū)其他船舶溝通，要求其在港區(qū)范圍內(nèi)航速不高于5 節(jié)，注意壓浪。②在現(xiàn)防波堤上設(shè)置地錨，用以固定打樁船。

（2）設(shè)備、構(gòu)件方面：①選用抗風(fēng)能力強(qiáng)，長(zhǎng)度短的打樁船，適當(dāng)增加錨重，超配一艘起重不低于5 噸的錨艇，打樁船的替打要求具有足夠的強(qiáng)度。②安排專人在管樁生產(chǎn)廠家值守，裝船前和施打前做專項(xiàng)質(zhì)量驗(yàn)收。③對(duì)打樁船的GPS 定位系統(tǒng)每月定期校核一次（出現(xiàn)疑問(wèn)時(shí)立即校核）、樁錘和替打每周檢查一次，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更換。

（3）施工工藝方面：①PHC 管樁安裝樁靴，保證對(duì)不同土層都能有效切削。②對(duì)于巖層起伏陡于1∶8 的地點(diǎn)，施打時(shí)樁位向坡頂一側(cè)移5 厘米。③采用打樁船GPS 定位加以岸基前方交會(huì)的方式予以定位。④施打按照各結(jié)構(gòu)段呈梯形展開，防止土體擠壓造成偏移。⑤斜樁打設(shè)完成后及時(shí)夾樁，防止因自重造成偏移。

3.2 控制措施

（1）與港口運(yùn)營(yíng)單位溝通，各高速營(yíng)運(yùn)船舶在進(jìn)出港時(shí)可以將速度控制在5 節(jié)以內(nèi)，在不利風(fēng)向天氣，控制在3 節(jié)左右。同時(shí)，打樁船值班人員注意 望，一旦海警船、應(yīng)急救援船高速靠近，即暫停作業(yè)，尤其是在波浪襲擾船舶時(shí)，停止錘擊。另外，運(yùn)樁船停泊位置除了適宜管樁起吊外，盡可能置于打樁船與航道中間，起到為打樁船擋浪的作用。

（2）在防波堤上設(shè)置5 處地錨，地錨深入防波堤內(nèi)部，周邊可壓載較大的混凝土塊、塊石等。施工時(shí)保證打樁船至少兩個(gè)錨纜系于地錨上。

（3）專職質(zhì)量員進(jìn)駐PHC 樁管預(yù)制場(chǎng)，優(yōu)化樁靴設(shè)計(jì)，成開口型，單根長(zhǎng)度2m，由Q235 鋼板加工制作而成，管樁預(yù)制養(yǎng)護(hù)后在預(yù)制廠堆場(chǎng)進(jìn)行焊接。

圖3 樁靴設(shè)計(jì)圖

（4）沉樁定位方面，項(xiàng)目離岸較近，具備布設(shè)控制點(diǎn)的條件，采用GPS 定位并輔助前方交會(huì)法，在岸側(cè)架設(shè)兩臺(tái)全站儀測(cè)量，并進(jìn)行標(biāo)高控制。

（5）為防止擠土導(dǎo)致樁身偏移，采用分段沉樁施工，按照1 至10 結(jié)構(gòu)段依次打樁，每段呈梯形展開施工。

（6）對(duì)于巖層起伏陡于1∶8 的地點(diǎn)，樁身定位時(shí)，向坡頂一側(cè)移5 厘米，同時(shí)考慮潮流的影響，做2 厘米的逆向調(diào)整。

（7）定位下樁方面，樁基下沉?xí)r由下向上逐根解除鋼絲繩，在穩(wěn)樁過(guò)程中如樁身略有偏位可稍作調(diào)整。在下樁過(guò)程中，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。

（8）開錘前應(yīng)檢查樁、替打、樁錘在同一軸線上，防止產(chǎn)生偏心錘擊。壓錘時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀測(cè)樁身變化，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保下樁正位率。沉樁過(guò)程中密切注意樁身與樁架的相對(duì)位置及替打的工作情況，避免造成偏心錘擊。

（9）沉樁完成后，及時(shí)組織夾樁，尤其是斜樁，防止因自身重力導(dǎo)致位置偏移。

4 效果檢查

在完成20 根樁的施打后，及時(shí)鋸樁并進(jìn)行中心位置測(cè)量，其中平均偏差為45 毫米，最大偏差64 毫米，結(jié)果全部滿足目標(biāo)要求。沉樁結(jié)束后測(cè)量，全部482 根PHC 管樁偏位全部在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

5 結(jié)語(yǔ)

在狹窄水域沉樁施工，設(shè)置地錨可以增加打樁船的錨固點(diǎn)，對(duì)增加打樁時(shí)的船身穩(wěn)定性很有必要。

對(duì)于巖層起伏陡于1∶8 的地點(diǎn)，定位前樁位向坡頂一側(cè)移5 厘米可有效減小地質(zhì)坡面帶來(lái)的偏位影響。

通過(guò)一系列管控措施，沉樁正位率得以保證。