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张晟溥
纲要:简要商议了高桩码头大管桩(PHC桩、钢管桩)沉桩施工技术,经过具
体工程实例阐述了大管桩(PHC桩、钢管桩)沉桩施工的工艺流程,并提出了
一些有针对性的施工技术措施,以期能为大管桩施工工作的顺利进行供应参照
和借鉴。
要点词:高桩码头;大管桩;沉桩;施工技术
:ADOI:
1工程背景
某碼头工程新建2个50000吨级通用泊位(水工结构按10万吨级散货船设
计),拟建(构)筑物包括码头、引桥和变电所平台。设计采用高桩板梁式码
头作为结构主体方案,依照地质条件和结构受力的特点,采用了钢管桩和PHC
桩2种桩型。其中,码头部分又以叉桩为主,排架间距小,桩基平面扭角大,再加上无掩护海岸施工,且该地浪高涌大,工程水域垂线平均可能最大流速为
,增加了施工难度,沉桩时受潮汐的影响比较大。其他,该工程粉砂层
比较厚,粉砂层之间夹杂黏土层,形成复杂的地质层,沉桩时简单使得桩身出
现断桩的情况。
水上大管桩沉桩施工工艺流程
水上大管桩沉桩施工可划分为以下流程:沉桩前准备→移船取桩→吊、立桩入
龙口→移船就位→调平船、调整龙口垂直度(直桩)或斜度(斜桩)→定位、
收紧缆绳→桩自沉→测桩偏位、调整船和龙口→压上锤和替打→测桩偏位,调
整船和龙口→小冲程锤击沉桩→正常锤击沉桩→满足沉桩控制条件、停止锤击
(→估测桩偏位)→起吊锤和替打→测桩偏位→移船取桩→
桩基施工采用打桩船进行沉桩,由测量工程师早先依照图纸计算出各管桩中心
坐标,并将打桩船的参照站固定的设置在岸边牢固的地方,待管桩和打桩船到
位后,测量工程师定位第一根要打的管桩地址,引导打桩船粗就位后,由船上
安装的GPS-RTK沉桩定位系统精确定位。利用GPS-RTK定位技术进行沉桩定位
测量,拥有定位方便、速度快、定位精度(平面地址和高程)可达厘米级的特
点,可实时供应放样点的三维坐标,且受天气的影响比较小,可全天候作业,
在条件复杂的水域作业优点突出。
相关工作人员要掌握详细的地质资料,还要掌握潮位、流速细风力等情况。在
工作中,工作人员要认真研究工程地质勘探报告,熟悉掌握沉桩地域各个断面
硬土层标高和厚度,以便在沉桩过程中展望沉桩阻力,确定相应的控制参数。
水上大管桩打设前,工作人员应认识沉桩现场可否有阻挡沉桩的阻挡物。施工
前,应结合沉桩赞同误差,校核相邻桩基可否相碰。
在施工从前,工作人员应拟订沉桩序次。在拟订沉桩序次时,要应试虑水位、
水深细风、浪、流的影响,打桩船的吃水和抛锚定位方法。
沉桩过程是:移船吊桩及就位→定位→下桩→套替打、压锤→锤击→停锤起锤
→进入下循环。
移船吊桩及就位
吊点地址应依照设计要求的规定。一般起吊时采用四点吊(吊点系数:
L、、、、),吊点地址与设计吊点的地址误差不超
过200mm,钢丝绳与桩之间的夹角应大于等于45°。在此过程中,要严实注意上索提升与下索下降的同步一致性。其他,要在钢丝绳与管桩之间垫橡胶垫,
保证桩身防腐涂层不被破坏。
定位
定位时,将上背板升至合适地址,下背板降到水面,使桩牢固后移船至桩位大
概地址,测量员经过早先计算好的各种沉桩参数,采用仪器观察桩位及扭角,
报出误差,将打桩船移船调整至吻合要求。其他,对于观察桩的垂直度误差,
打桩船可经过调整平衡车、平衡水舱和变幅来解决。
下桩
当扭角、垂直度和桩位均吻合要求时,桩工班长指挥降主钩下桩。下桩时,测
量班和桩工班追踪观察,随时掌握桩位和垂直度变化,并依照实质情况随时调
整,保证桩位和垂直度满足要求。
套替打、压锤
桩身靠自重下沉稳定后,复测桩位,确认吻合要求后解主吊钩吊索,桩工班长
指挥放下替打,凑近桩顶时暂停,观察桩顶与替打可否对正。此时,若是发现
有误差,应移船或变幅桩架,使之对正,尔后套下替打。压锤时,桩工班长要
亲近注意桩位的变化,测量员复测桩位,调整好桩位连续压锤。
锤击
压锤后,待桩牢固,调整龙口与桩身平行,使桩身、替打、桩锤三者中心线在
同一轴线上。测量员复测桩位无误,经现场技术主管认可后,桩工班长指挥锤
击。在锤击过程中,应注意滑桩、桩头破碎、涌浪等情况,记录员要做好各种
原始记录。
停锤起锤
当贯入度(试桩确定)或标高达到设计要求和规范规准时,经现场技术主管确
认后方可停锤。停锤起锤移船后完成沉桩一个循环。
查收
查收程序是:检验测量→单桩查收→分段查收→分项工程查收。
大管桩沉桩施工心得领悟
质量保证措施主要有以下几点:①钢管桩施工时,应注意防腐涂层的保护,不
得破坏钢管桩的涂层。②当设计桩尖标高已进入灰色粉质黏土夹粉砂层时,应
结合试桩沉桩经验,沉桩拟以标高控制为主,以贯入度作校核,采用
D-138型
锤开至两挡油门。③锤击沉桩时,桩锤、替打和桩应保持在同一轴线上,替打
应保持平展,防范产生独爱锤击或蹩劲沉桩。④打桩船吊起桩身至合适高度后
再立桩入龙口。打桩船就位时,应掌握水深情况,防范桩尖波及泥面,使桩身
折裂。⑤在自沉或压上锤和替打后,为了纠正偏位,只能微调船位和龙口,对
钢筋混凝土桩尤应这样,省得因过大的调整而伤害桩。在沉桩过程中,不得采
取移船的方法纠正偏位。⑥防范背板蹩桩,斜桩尤应注意。依照起吊锤和替打
前、后估测的桩偏位值,减去定位时误差和桩(斜桩)悬臂下垂直,估验可否
蹩劲沉桩,为后续沉桩提出警告。⑦如期更换锤垫和桩垫,省得桩垫因过于击
实,刚度增加很多,使桩承受过大的锤击力。同时,在更换锤垫和桩垫时,要
将残留物清理干净。⑧在桩头沉桩过程中遇到3根叉桩时,应优先完成,省得
出现施工盲点。
所采用的施工方法有以下几个特点:①在桩头周边增加破土环,以减少锤击
数。②增加上节管节长度,减少下节管节长度,以便于接头入泥面。③在码头
沉桩过程中,当桩进入比较柔弱的粉砂层时,开二挡击打。这样做,有利于穿
过柔弱层。④为了加强桩垫资料的弹性和韧性,可改纸制桩垫为棕绳制作。
桩头破坏原因解析
桩头破坏的原因有以下几点:①桩位水下有阻挡物(比方块石),以致桩自沉
时偏位且不垂直。②打桩船抛锚长度不够,船身牢固性比较差,影响桩身的垂
直度。③海况比较差,暗涌以致打桩船桩架不垂直,下桩时,以致桩身不垂
直。④打桩船桩锤与替打不在同一条直线上,存在独爱锤击的情况。⑤依照地
勘报告查察地质柱状图,沉桩地域个别桩位所处地域地质比较硬,粗砾砂地质
层中有较厚的铁板沙,以致大管桩穿透砂层比较困难。锤击数增大,以致PHC
桩爆头和钢管桩卷边。⑥在沉桩过程中,采用硬纸壳资料的桩垫。当锤击数比
很多时,变形严重,起不到缓冲作用。
桩头破坏预防措施
预防桩头破坏的措施是:①沉桩前,探摸沉桩地域水底情况,清理阻挡物,尤
其是大块石等硬物质。②下桩时,采用2台全站仪校核桩身垂直度。对于垂直
度不合格的桩,要马上调整,直至其合格后方可沉桩。③准时检查打桩船桩锤
与替打可否处于桩架的中轴线上,检查桩锤、替打和大管桩可否垂直,发现问
题后马上解决。④PHC桩在下节桩底部钢端板四周围焊一圈20的螺纹钢筋,以
增加破土效应,产生扩大直径的收效,减少PHC桩沉桩过程中的侧摩阻力。这
样做,有利于桩的下沉,从而达到减少总锤击数的目的。增加破土环如图
1所
示。⑤为了更好地延长锤击作用时间,降低锤击应力,可将原来的纸制桩垫改
为棕绳制桩垫,从而加强桩头的保护作用。
结束语
大管桩施工对于高桩码头的建设有至关重要的作用。在施工过程中,相关单位
和工作人员要拟订科学、合理的施工流程。针对复杂地质、海况条件,应该采
取有效的技术措施做好施工作业,以保障大管桩的施工质量。本工程在沉桩过
程中经过技术改进,增加了破土环,使得每根桩的锤击数减少了
500击左右,
降低了断桩率,战胜了地质条件复杂和海况恶劣对其的影响,达到了节约成本
和缩散工期的目的。
参照文件
[J].中国水运,
2014(10).
[J].建筑工程技术与设计,2014
34).
-全文完-