【摘要】本文就混凝土大直徑高樁碼頭預(yù)應(yīng)力的管樁施工監(jiān)理控制措施進(jìn)行論述，探究高樁碼頭樁基工程施工的措施和重點(diǎn)，分析其施工過(guò)程中容易發(fā)生的問(wèn)題及其防治措施。

【關(guān)鍵詞】高樁碼頭；大管樁；樁基施工；防治措施

1、工程簡(jiǎn)述

浙江省岱山縣的舟山金鑫礦業(yè)小衢山石料出運(yùn)工程項(xiàng)目，本工程建設(shè)規(guī)模為5000噸級(jí)船泊位二個(gè)（3#、4#泊位）及2#棧橋一座，碼頭長(zhǎng)度243m（變更后），寬20m，Φ1000PHC管樁基礎(chǔ)，棧橋長(zhǎng)146.9m（變更后），寬12m，Φ1000嵌巖灌注樁基礎(chǔ)。主要結(jié)構(gòu)如下：碼頭平臺(tái)：結(jié)構(gòu)型式采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，4個(gè)結(jié)構(gòu)段，其中五、六、七分段長(zhǎng)度為59m、八分段長(zhǎng)度為66m，碼頭排架間距7m，每個(gè)排架下設(shè)Φ1000PHC管樁，包括2根直樁、3根斜樁。樁上為現(xiàn)澆樁帽，樁帽上為現(xiàn)澆橫梁、橫梁上擱置預(yù)制縱梁，縱梁上擱置預(yù)制實(shí)心板、現(xiàn)澆面層及磨耗層。棧橋：結(jié)構(gòu)型式采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，排架間距10m，每個(gè)排架設(shè)3根Φ1000嵌巖灌注樁，樁上為現(xiàn)澆橫梁、橫梁上擱置預(yù)制空心板，空板上現(xiàn)澆面層及磨耗層。

2、工程地質(zhì)概況

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，地質(zhì)劃分為5個(gè)工程地質(zhì)層：

第1層：中砂，灰色，松散，飽和，局部夾碎石，碎石料徑2～4cm，層厚0.5m～3.5m。第2層：淤泥質(zhì)粘土，灰色，流塑，厚層狀、局部鱗片狀，含粉砂、粉土團(tuán)塊或薄層。有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度高韌性高，局部為淤泥或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。層厚0.6m～10.1m。第3層：粉質(zhì)粘土，灰綠、灰藍(lán)、灰黃色，硬可塑，厚層狀。稍的光澤，局部見(jiàn)少量角礫、砂，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，中等韌性，該層中壓縮性較好。第4層：含粘性土圓礫，灰、灰黃、褐黃色，稍密～中密，局部密實(shí)，很濕，厚層狀，角（圓）礫粒徑2～20mm，含量約50%～60%，碎（卵）石一般礫粒徑2～5cm，含量約10～20%，含10～20%中粗砂，余30～40%粘性土，土質(zhì)不均勻，局部為含粘性土礫砂，偶夾 粉質(zhì)粘土薄層或透鏡體。層厚0.9m～28.6m。含圓礫粉質(zhì)粘土，灰黃、褐黃色，硬可塑，厚層狀，含10～20%角礫、砂，不均勻，局部略高，局部切面有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，中等韌性。第5層：強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，層厚0.5～4.3米?；液帧⒒尹S色，凝灰結(jié)構(gòu)，流紋結(jié)構(gòu)或塊狀結(jié)構(gòu)，巖石風(fēng)化較強(qiáng)烈，裂隙很發(fā)育，屬軟質(zhì)巖，巖芯呈碎塊狀、角礫狀，混大量粗砂，部分碎塊用手能折斷，裂隙面鐵錳質(zhì)渲染較強(qiáng)。

3、工程設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備階段的問(wèn)題分析

3.1樁身制作材料

由于缺乏設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，本工程又是在南方地區(qū)首次采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁，參建各方為了有效解決這一難題，決定通過(guò)添加外加劑來(lái)增加混凝土的抗潮等級(jí)，使其抗潮等級(jí)至少達(dá)到F350，在大管樁預(yù)制廠進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，管樁混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.2樁形的選定

《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》中明確規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼管樁等三種形式通常被應(yīng)用到高樁碼頭樁基中。由于壓應(yīng)力是樁基使用期的承受荷載，錘擊沉樁拉應(yīng)力是抗拉應(yīng)力要求中首要考慮的問(wèn)題，根據(jù)地質(zhì)等其他實(shí)際情況分析：首先，錘形因?yàn)槠溴N擊速度較大在國(guó)內(nèi)被廣泛使用，柴油錘的錘擊能量達(dá)到D80～100。其次，樁長(zhǎng)均大于30m，在一定范圍內(nèi)的施工區(qū)域都有較為明顯的軟土層、硬土層相間，針對(duì)上述原因，不易取得較小的拉應(yīng)力值。根據(jù)樁拉應(yīng)力計(jì)算公式的經(jīng)驗(yàn)值和試樁記錄，可以得出，錘擊最大樁拉應(yīng)力值在7Mpa左右，而普通混凝土樁拉應(yīng)力值在6.5Mpa左右，所以要加大樁身周長(zhǎng)和軸向長(zhǎng)度來(lái)充分保證樁側(cè)摩擦面積。薄壁和慣性矩較大是預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁的兩個(gè)主要特點(diǎn)，為滿(mǎn)足樁身周長(zhǎng)和軸向長(zhǎng)度的要求可以最大限度的減小吊重和徑向變形。鋼管樁和預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁的抗拉應(yīng)力需滿(mǎn)足錘擊抗拉應(yīng)力的要求。

3.3停錘標(biāo)準(zhǔn)的確定

《石料工程預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁設(shè)計(jì)與施工工程》中明確規(guī)定，在有關(guān)停錘標(biāo)準(zhǔn)中，將樁端持力層設(shè)計(jì)為硬塑狀的黏土性、粉細(xì)砂、和礫砂土材質(zhì)時(shí)，應(yīng)以標(biāo)高控制為主，當(dāng)沉樁貫入度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)控制貫入度，最后一陣10擊平均貫入度達(dá)到5-10mm時(shí)即可停錘。本工程是按照摩擦樁來(lái)考慮樁基設(shè)計(jì)的受力計(jì)算的，所以與規(guī)范中有所不同的是，本工程按照標(biāo)高和貫入度兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制停錘標(biāo)準(zhǔn)。

4、施工期的質(zhì)量控制

4.1對(duì)沉樁船機(jī)設(shè)備的檢查

根據(jù)施工單位報(bào)送的《港口船機(jī)設(shè)備報(bào)驗(yàn)單》，監(jiān)理工程師主要對(duì)樁船現(xiàn)場(chǎng)的施工穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，主要檢查其吃水深度、抗風(fēng)能力、船樁尺寸、樁架高度、 錘的性能、錨纜布置等，其中尤為重點(diǎn)的是對(duì)GPS系統(tǒng)的校對(duì)。經(jīng)監(jiān)理工程師檢測(cè)完畢，設(shè)備滿(mǎn)足上述要求的情況下，方可對(duì)樁船方進(jìn)行施工。

4.2沉樁前質(zhì)量控制

施工單位要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)船樁進(jìn)行檢驗(yàn)，只有監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后才能施工，驗(yàn)收內(nèi)容包括：船樁出廠合格證，檢查其根數(shù)、型號(hào)、灌漿日期、產(chǎn)地、制樁編號(hào)、認(rèn)真記錄其檢查記錄，船樁齡期達(dá)到15d以后，方可施工，檢查運(yùn)輸過(guò)程中船樁是否碰撞或者損壞，記錄每一船樁的運(yùn)輸船號(hào)、根數(shù)、樁型、到場(chǎng)日期、制樁編號(hào)等。

4.3沉樁過(guò)程質(zhì)量控制

壓錘后，監(jiān)理工程師檢查樁墊、替打、樁三者是否在同一軸線上，滿(mǎn)足需求，方可開(kāi)錘；錘擊過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求監(jiān)理工程師需嚴(yán)格控制錘的檔位，如需更換，需要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，在沉樁過(guò)程中，需密切觀察海面情況，如有大船經(jīng)過(guò)或者波浪影響時(shí)，應(yīng)立刻停錘，避免對(duì)樁造成損害；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師認(rèn)真做好記錄，正確控制每一根沉樁傾斜、移位、破碎掉渣現(xiàn)象；施工單位在沉樁上安放指示燈，防止夜間船舶航行時(shí)碰撞沉樁，及時(shí)避開(kāi)，防止出現(xiàn)質(zhì)量事故。

4.4對(duì)異常情況的質(zhì)量控制及原因分析

（1）沉樁困難。在沒(méi)有達(dá)到預(yù)定深度時(shí)沉樁無(wú)法繼續(xù)下沉，檢測(cè)單位需要對(duì)相鄰樁的高應(yīng)變、檢測(cè)錘性能、樁的承載力進(jìn)行檢測(cè)，樁錘性能故障會(huì)影響其能量的發(fā)揮，對(duì)地基調(diào)查不充分而忽略中間硬夾層存在等問(wèn)題。

（2）樁頭出現(xiàn)嚴(yán)重破損時(shí)。立刻停錘。設(shè)計(jì)檢測(cè)單位找出原因并研究處理辦法。施工隊(duì)對(duì)樁頭進(jìn)行小應(yīng)變力檢測(cè)，分析原因并及時(shí)修復(fù)，樁頭不完整或強(qiáng)度不足，樁墊薄厚不均，樁錘偏離等原因均造成局部應(yīng)力集中

（3）出現(xiàn)斷樁。如沉樁過(guò)程中貫入度突然增大，發(fā)現(xiàn)錘聲異常，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師應(yīng)聯(lián)系設(shè)計(jì)檢測(cè)單位，立即停錘。樁與樁錘軸線不統(tǒng)一或者打樁船走錨，都容易發(fā)生偏心錘擊，出現(xiàn)斷樁。

（4）沉樁過(guò)程中貫入度過(guò)大。及時(shí)監(jiān)測(cè)并研究處理辦法，嚴(yán)格監(jiān)視相鄰船樁，做出高應(yīng)變檢測(cè)，確定其承載力。

結(jié)語(yǔ)：

隨著深入推進(jìn)地下空間建設(shè)，現(xiàn)代城市建設(shè)中越來(lái)越多的運(yùn)用到高樁碼頭樁基工程施工技術(shù)，本文借助對(duì)浙江省岱山縣的舟山金鑫礦業(yè)小衢山石料出運(yùn)工程項(xiàng)目的分析，對(duì)這一新興施工工藝進(jìn)行探究，不足之處，敬請(qǐng)指正。

參考文獻(xiàn)：

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[2]華玉群.高樁碼頭樁基施工技術(shù)分析[J].中國(guó)水運(yùn)，2016，11：135-137.

作者簡(jiǎn)介：

許增輝，舟山市宏達(dá)交通工程有限責(zé)任公司，浙江舟山。