【摘要】在高樁碼頭樁基施工中預(yù)應(yīng)力混凝土PHC管樁的應(yīng)用比較普遍,而海上沉樁施工中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)樁頂破碎和斷樁的情況,這會(huì)對(duì)施工的安全、質(zhì)量、成本和進(jìn)度產(chǎn)生較大的影響。海上沉樁施工時(shí)發(fā)生樁頂破碎和斷樁的誘因較多,本文將闡述海上打樁施工中避免這種情況發(fā)生的主要控制措施。 

【關(guān)鍵詞】PHC管樁質(zhì)量;船體參數(shù);錘擊沉樁 
  引言 
  樁基施工中首先熟悉設(shè)計(jì)圖紙和地質(zhì)勘探報(bào)告,以便掌握沉樁區(qū)域地質(zhì)情況,地層是否存在硬層、淤泥質(zhì)層及其位置和厚度;根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算樁位并進(jìn)行碰樁驗(yàn)算,避免因碰樁而造成斷樁;嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力混凝土PHC管樁的預(yù)制質(zhì)量,滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度及齡期要求后方運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)沉樁施工;最后在沉樁施工中嚴(yán)格控制,避免操作不當(dāng)造成斷樁,下面結(jié)合太平洋海洋工程(舟山)有限公司舾裝碼頭工程詳細(xì)闡述海上沉樁中避免斷樁主要控制措施。 
  一、PHC管樁質(zhì)量 
  太平洋海洋工程(舟山)有限公司舾裝碼頭工程樁基采用PHC-B800(110)型,共350根,15585米。主要從以下幾個(gè)方面對(duì)PHC質(zhì)量管樁進(jìn)行控制: 
  1.預(yù)應(yīng)力混凝土PHC管樁的預(yù)制要嚴(yán)格控制原材料及施工質(zhì)量,確保管節(jié)拼接前端面傾斜允許偏差在±5D/1000mm以內(nèi)(D為管樁直徑),樁身彎曲度允許偏差在L/2000mm以內(nèi)(L為管節(jié)長(zhǎng)度),樁頂套箍凹陷入漏漿允許偏差不大于10mm,混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度(100%),方可進(jìn)行沉樁施工。 
  2.預(yù)應(yīng)力混凝土PHC管樁出廠前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢查(砂眼、裂紋、斷筋、脫頭或鐓頭外露、強(qiáng)度和齡期),滿足設(shè)計(jì)要求方可出廠,如果管樁有沙眼、裂紋、脫頭等質(zhì)量缺陷,則需按規(guī)定程序進(jìn)行鑒定,合格的方可出廠。 
  3.運(yùn)樁的方駁進(jìn)場(chǎng)前必須進(jìn)行驗(yàn)收,確保甲板箱體長(zhǎng)、寬、噸位滿足運(yùn)樁要求;管樁間隔方木的質(zhì)量、外形尺寸統(tǒng)一且滿足運(yùn)樁要求;對(duì)船底板平整度進(jìn)行驗(yàn)收,測(cè)量員對(duì)底板平整度進(jìn)行驗(yàn)收平整度誤差控制在±10mm,確保樁的平直度。方駁使用中技術(shù)員經(jīng)常檢查方駁上方樁的平直度,避免樁身彎曲增大及上層樁壓重造成樁身裂紋甚至沉樁時(shí)斷樁。 
  4.管樁運(yùn)樁時(shí)不超過(guò)4層(如果直徑為1m和1.2m的管樁則不能超過(guò)3層),根據(jù)樁型號(hào)、長(zhǎng)度、重量計(jì)算方木間距,且樁的方木上下層必須對(duì)齊,防止樁身出現(xiàn)裂紋的質(zhì)量病害。裝船時(shí)應(yīng)檢查每層樁的平整度,發(fā)現(xiàn)不平必須及時(shí)支墊。技術(shù)人員在編排裝船單時(shí)注意避免長(zhǎng)樁壓短樁,防止懸挑部分過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生裂紋。 
  5.方駁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后技術(shù)員須對(duì)管樁的樁型、強(qiáng)度報(bào)告、齡期、編號(hào)等進(jìn)行認(rèn)真核對(duì);檢查管樁的外觀質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)管樁質(zhì)量存在缺陷時(shí),必須經(jīng)鑒定合格方可使用,否則堅(jiān)決退場(chǎng)。 
  二、船體參數(shù) 
  在樁基施工前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工現(xiàn)場(chǎng)條件選擇滿足施工要求的打樁船舶,滿足設(shè)計(jì)要求的樁錘。打樁船舶進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)對(duì)其船體參數(shù)進(jìn)行校核,主要對(duì)船型、樁架、船體橫傾、縱傾、樁錘和替打進(jìn)行校核,下面詳細(xì)闡述: 
  1.船型選擇 
  根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的樁位及樁的坡比選擇恰當(dāng)?shù)拇停ùw的長(zhǎng)、寬、吃水深度和龍口外探長(zhǎng)度,確保滿足樁基施工中抗震樁及特殊墩臺(tái)沉樁施工。打樁船的起重能力和錨機(jī)的噸位現(xiàn)場(chǎng)施工要求。在循序上述原則的基礎(chǔ)上,最終我們選擇了寧波海港工程有限公司的浙樁2號(hào)進(jìn)行沉樁施工。 
  2.樁架及船體傾角校核 
  在打樁船預(yù)定樁位的正前方及正右(或左)方各架設(shè)1臺(tái)全站儀,采用前方交會(huì)法將打樁船移至預(yù)定樁位,然后將纜繩收緊、保持船體的穩(wěn)定。 
  1).樁位正前方全站儀觀測(cè)樁架從上至下的豎直偏差量,若偏差較大,采用調(diào)節(jié)船體壓倉(cāng)水的方法將樁架調(diào)至豎直,同時(shí)船體橫向傾角值與船體原始安裝參數(shù)的誤差控制在±0.1°以內(nèi)。 
  2).樁架按正右方的全站儀要求將樁架調(diào)至豎直,觀察GPS打樁定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件中樁架傾角的數(shù)值變化,如果顯示數(shù)值在±0.2°以內(nèi)則滿足施工精度要求,同時(shí)要求船體縱向傾角與船體原始安裝參數(shù)的誤差小于±0.1°。 
  3.樁錘的選擇 
  按設(shè)計(jì)圖紙要求的樁錘進(jìn)行選擇樁錘,如果沒(méi)有合適樁錘根據(jù)能量原理進(jìn)行替代更換的計(jì)算,調(diào)整錘的檔位來(lái)調(diào)整錘錘擊能量大小,且樁錘的替代僅限于相鄰兩個(gè)錘型間;同時(shí)依據(jù)試樁錘擊過(guò)程中的高應(yīng)變檢測(cè)確定控制貫入度。 
  4.替打的制作與校核 
  替打必須按規(guī)范要求進(jìn)行制作,保證頂部平整度要求,避免偏心錘擊使樁頂劈裂,甚至造成斷樁。施工過(guò)程中經(jīng)常檢查替打鍋內(nèi)鋼絲繩平整度及替打裙邊本身有無(wú)損害產(chǎn)生,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。 
  5.樁錘、替打與方樁同軸心驗(yàn)證 
  海上沉樁施工前對(duì)樁錘、替打與管樁進(jìn)行同軸心驗(yàn)證,在其前方、正右方(或左方)上下各做軸心點(diǎn)記號(hào),用正前方與右方(或左方)全站儀觀測(cè)垂直度,誤差在0.5°以內(nèi)即滿足要求。 
  三、沉樁過(guò)程控制 
  沉樁過(guò)程中的控制分為樁身吊點(diǎn)的位置控制,立樁過(guò)程控制及錘擊沉樁過(guò)程的錘擊控制,具體分析如下: 
  1.吊點(diǎn)的位置 
  在工程施工中時(shí)常發(fā)生吊點(diǎn)位置不準(zhǔn)現(xiàn)象,立樁過(guò)程中樁身內(nèi)部受力不均致樁身內(nèi)部質(zhì)量損害,埋下斷樁的隱患。在施工中吊點(diǎn)的位置應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制,誤差控制在±200mm以內(nèi),設(shè)計(jì)無(wú)要求是則按照《港口工程樁基規(guī)范》(JTS167-4-2012)計(jì)算確定。鎖樁時(shí)起重班長(zhǎng)要嚴(yán)格檢查鎖樁是否牢固,防止鎖樁不牢造成在立樁過(guò)程中抖動(dòng)致樁身出現(xiàn)裂紋等損害。太平洋海洋工程(舟山)有限公司舾裝碼頭工程樁長(zhǎng)在44-48m,最終選擇的吊點(diǎn)位置如下: 
  2.立樁過(guò)程控制 
  在立樁過(guò)程中打樁船應(yīng)勻速移動(dòng),嚴(yán)禁突然加速及減速造成管樁懸空晃動(dòng);立樁時(shí)嚴(yán)格控制左右勾頭的速度,防止不均勻受力,造成樁身裂紋甚至斷樁;起重班長(zhǎng)要時(shí)刻關(guān)注立樁過(guò)程,防止立樁過(guò)程中左右勾頭及樁錘間相互碰撞,沖突造成樁身嚴(yán)重裂紋,甚至發(fā)生嚴(yán)重的安全事故;戴帽子時(shí)應(yīng)嚴(yán)格操作,避免鋼筋彎曲致使沉樁過(guò)程中受力不均造成劈頂,打斜樁時(shí)甚至斷樁。   3.錘擊沉樁中的控制 
  在樁基施工中必須熟悉地質(zhì)資料,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件中存在淺層密實(shí)薄砂層時(shí),最容易造成溜樁,最大溜達(dá)22m,最小也有10m。為了保證沉樁質(zhì)量及安全要逐步采取以下措施進(jìn)行處理: 
  1).在管樁入泥較淺遇到硬層無(wú)法自沉?xí)r,應(yīng)采用壓錘的方式進(jìn)行壓載助沉,如果仍不能穿越硬層時(shí),則觀察30分鐘左右確認(rèn)管樁靜止時(shí)方可采取進(jìn)一步處理措施,如貿(mào)然采取處理措施可能會(huì)突然溜樁造成斷樁及安全事故。 
  2).在樁穩(wěn)定后可其中班長(zhǎng)令起兩名起重工快速、準(zhǔn)確解開(kāi)捆樁扣并迅速離開(kāi),防止管樁突然下沉造成安全事故。此時(shí)可采用錘空擋墩錘(0檔打1錘),嚴(yán)禁加檔連錘,反復(fù)進(jìn)行空擋墩錘直至樁順利穿過(guò)硬層方可繼續(xù)錘擊沉樁。如果加檔連錘會(huì)造成突然穿過(guò)硬層溜樁并錘擊致斷樁,樁錘掉海等事故。 
  3).當(dāng)采取以上方法仍然不能順利施工,則根據(jù)地質(zhì)密實(shí)砂層厚度采取低檔連續(xù)錘擊沉樁,貫入度逐漸變大時(shí)說(shuō)明密實(shí)砂層即將穿過(guò),則立即停錘,采用墩錘方式沉樁,防止上述情況的發(fā)生。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件全部是密實(shí)砂層錘擊沉樁困難并易造成斷樁時(shí),可采取管內(nèi)水沖助沉的方式進(jìn)行沉樁。 
  4).在穿越很砂層時(shí)有時(shí)會(huì)發(fā)生樁橫向較大幅度晃動(dòng),在斜樁施工中更為明顯,有時(shí)中段處晃動(dòng)達(dá)到±20cm以上,橫晃造成中段處出現(xiàn)裂紋,甚至折樁。在確認(rèn)替打和樁身質(zhì)量(樁頂平整)完好情況下,問(wèn)題就出在樁尖斜面處有石塊或者堅(jiān)硬異物致樁尖四面受力不均,錘擊過(guò)程中造成中段處橫向晃動(dòng),這種情況下必須經(jīng)設(shè)計(jì)監(jiān)理研究后進(jìn)行處理,必要時(shí)可采取背板處封閉樁口方式沉樁。 
  5).在錘擊沉樁過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沉樁控制,遇到特殊情況需做高應(yīng)變檢測(cè)后研究處理,不可為錘擊至設(shè)計(jì)標(biāo)高而玩命錘擊,容易造成樁身?yè)p壞或斷樁。 
  在穿越硬層后及時(shí)調(diào)整船體和樁架確保樁錘、替打和樁身同軸心后方可繼續(xù)沉樁。高樁碼頭樁基施工中,沉樁過(guò)程控制是控制斷樁率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),所以在施工中要嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)程,將問(wèn)題解決在初始階段,避免斷樁事故。 
  沉樁結(jié)束后應(yīng)及時(shí)夾樁,使單樁受力變?yōu)槿簶妒芰,以免管樁在波浪和潮流的作用下發(fā)生移位和斷樁現(xiàn)象。太平洋海洋工程(舟山)有限公司舾裝碼頭工程的樁基持力層較淺,覆蓋層不足,如果遇到大潮汛更容易出現(xiàn)斷樁,通過(guò)有效的及時(shí)夾樁避免了這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。 
  四、結(jié)束語(yǔ) 
  在高樁碼頭樁基施工中斷樁的原因很多,但都是在上述各種情況為基礎(chǔ)上的重疊化,所以在施工中要嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)程,不斷提高施工人員的技能和責(zé)任心,并在施工中各種方法靈活運(yùn)用?傊,在高樁碼頭樁基施工中斷樁情況不能避免,但采取各種控制措施避免斷樁的發(fā)生,降低斷樁的概率是我們施工技術(shù)人員努力的方向。 
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