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        港口碼頭工程中PHC樁沉樁技術(shù)要點分析

        2021-11-23 16:20:18張發(fā)明江蘇省交通工程集團有限公司
        珠江水運 2021年1期
        關(guān)鍵詞:沉樁樁體碼頭

        ◎ 張發(fā)明 江蘇省交通工程集團有限公司

        1.工程案例

        本文所引述的案例是一處船廠碼頭,其長度約為125m,寬度約為18m,所用的結(jié)構(gòu)為高樁梁板式。而碼頭樁基則以PHC樁為準,標準為長46.0m,直徑800mm。施工環(huán)境多為中粗砂以及淤泥粘質(zhì)土等。

        (1)選擇打樁船時,應(yīng)充分考慮區(qū)域內(nèi)的風浪大小以及地質(zhì)條件和設(shè)計方案中涉及到的傾斜度等因素。根據(jù)本工程實際,其選擇的打樁船在長江和舟山等區(qū)域有著豐富的施工經(jīng)歷,針對鋼管樁或是PHC樁都比較嫻熟。相應(yīng)的具體參數(shù)如下:總長應(yīng)達到53m,而型長處在50m即可,型深和型寬應(yīng)分別控制在3.8m和22m,另外滿載吃水以及框架等的設(shè)計也應(yīng)按照既定的標準進行,以最大程度地保障相關(guān)施工的穩(wěn)定與高效。

        (2)本工程采用的是錘擊沉樁技術(shù),錘擊能量應(yīng)>D-100錘。

        (3)船舶的移位,應(yīng)采用600hp標準的錨艇,1250hp標準的拖輪即可。另外涉及到的定位和運輸,則應(yīng)分別達到500t位和2000t位。

        2.施工前準備

        因PHC管樁基礎(chǔ)施工較為便捷且達到的效果更為穩(wěn)定,同時涉及到的各個方面的操作又比較高效,因此其在近些年的港口碼頭施工中受到了極為廣泛的應(yīng)用。然而因勘察以及設(shè)計和施工等外部因素的限制,例如樁位偏移過大或是樁頭破損的不良情況,進而極易對施工造成不良影響。相關(guān)人員應(yīng)熟悉設(shè)計圖紙以及勘察資料等,同時樁的廠家資質(zhì)也應(yīng)認真核實,同時施工機械的操作人員也應(yīng)達到既定的技術(shù)要求,另外施工進度部署等也應(yīng)與既定合同等相關(guān)保持一致。

        3.PHC樁沉樁施工技術(shù)控制要點

        3.1 PHC管樁技術(shù)施工步驟

        首先對施工場地進行改造,以使其與特定的施工要求相符,對樁位處進行放線以,并對樁機進行調(diào)整,而后仔細檢查吊樁,最后修建管樁。具體操作的過程中應(yīng)嚴格遵照既定的要求具體實施,以切實保障施工嚴謹高效。

        3.2 打樁

        該部分的操作務(wù)必要嚴格按照既定的標準實施,以免造成船舶位與樁位間的沖突,甚至于出現(xiàn)沉樁失敗的情況。另外,打樁進行之前務(wù)必要按照既定的比例標準進行沉樁序號的排列。

        3.3 PHC樁沉樁技術(shù)

        沉樁技術(shù)應(yīng)嚴格遵守以下原則:其一,根據(jù)樁的規(guī)格以及沉樁技術(shù)要求等,科學選取樁船以及相關(guān)的施工設(shè)備;其二,通過實地的測定和設(shè)備的測量,確定樁位的具體參數(shù);其三,對運樁泊船和樁船等的擺放等實施精細的分析,以為沉樁等的順序設(shè)定提供基礎(chǔ)條件;其四科學布置樁墊,以為后續(xù)各方面的操作提供基本條件。該沉樁技術(shù)能夠極大程度地降低樁周黃土的濕陷性,因此在穩(wěn)固地基方面效果顯著。

        3.4 樁施工控制技術(shù)

        3.4.1 典型施工控制

        本文所引述的工程案例,正式進行之前進行了典型性的測試,以2個區(qū)域?qū)嵤┏翗兜臏y試,以為后續(xù)精細化的技術(shù)施工提供相關(guān)的參數(shù)參考。具體來看,第1個測試區(qū)域處在5#泊位工作平臺,同時還包括引橋79軸~80軸之間等的12根樁,通過精細的分析確定,該部分的硬層厚度處在2.6~3.6m,而-19.86m~-22.46m之間的厚度則較薄,因此采用PHC樁的話,就使其穿過硬層,這樣才能切實地保障樁身持力達到既定的要求。一般來看,當樁體穿過硬層時,應(yīng)避免錘擊過大的情況,以免對樁身等造成不良的影響。第2個測試點處在8#泊位和引橋115軸~118軸的部位,同樣該部分也存在硬層結(jié)構(gòu),而進行樁體穿透的操作往往比較困難。從以上測試得出的結(jié)果來看:

        一是沉樁工況得到了較為精細的驗證。在第2個測試點出現(xiàn)了斷樁的不良情況,主要是因天氣突變使得船舶拋錨,而樁船的操作即受到了嚴重的擾動。鑒于這樣的一種情況,在正式施工過程中,對于天氣的掌握應(yīng)重點關(guān)注;

        二是由以上分析確定,圓形鋼樁尖較之十字型進入持力層的速度更快,因此應(yīng)以前者為首選;

        三是對前期設(shè)計的停錘標準以及設(shè)計樁長等進行了負核,確定其達到了現(xiàn)實的需求;

        四是采集了施工工效參數(shù)。

        3.4.2 樁偏位控制

        因碼頭軌道梁處在碼頭的前沿部位,且第一節(jié)樁在淤泥的環(huán)境條件下,同時可能會受到地下障礙物的不良影響,因此沉樁進行之前應(yīng)對地下情況精細的掌握,所存在的障礙物應(yīng)統(tǒng)一清理。與此同時,針對第一節(jié)的壓樁,所采用的方式務(wù)必要保證其垂直度的達標,以免造成樁體的偏移。為了切實地保障樁身的完整性,砂層過厚或是錘擊偏大的不良情況,應(yīng)以錘型號的調(diào)整做出優(yōu)化,同時收錘也應(yīng)處在既定的標準條件下,從而為精細嚴謹?shù)夭僮魈峁┣袑嵉谋U稀?/p>

        3.4.3 裂樁、斷樁控制

        沉樁之前,應(yīng)采取措施對防裂以及防斷等情況進行有效預(yù)防,但是具體操作時還是出現(xiàn)了3根裂樁和3根斷樁等相關(guān)的不良事故。

        分析原因:

        首先在海面風機>5級的情況下冒然施工,且防護堤未能起到應(yīng)有的防御作用,加之暗涌的存在,樁船的操作即受到了嚴重的不良影響,例如樁船失穩(wěn),甚至于最終出現(xiàn)了斷樁的嚴重后果;

        另外,存在裂樁或是斷樁的樁體,多是將其箍筋直徑由8mm改為6mm,這樣一來樁體的耐沖擊能力即受到了嚴重削弱;

        最后,砂層穿透過程中施加的錘擊數(shù)過大,進而造成了斷裂。

        3.4.4 樁頭破損

        對于A46(B型)以及A36號PHC樁(AB型)等,在沒有沉入到設(shè)計高度的條件下即出現(xiàn)樁頭破損的情況,可見其貫入度等也不符合既定的設(shè)計標準。與此同時,樁體制作過程中跑漿的情況比較嚴重,且配合比等也不合理,導(dǎo)致混凝土的強度難以達到既定的要求,而管壁的厚薄程度也不均勻。對于以上出現(xiàn)的不良情況,采用江蘇建華管樁有限公司已經(jīng)獲得國家專利的管樁樁頭的加固方式進行優(yōu)化,以確保沉樁等相關(guān)操作的高效,經(jīng)過這樣的一個重新修整,最終確定樁身承載已經(jīng)達到了既定的設(shè)計標準。

        4.沉樁技術(shù)質(zhì)量控制注意事項

        4.1 做好沉樁前期準備工作

        沉樁進行之前的準備工作務(wù)必要嚴格精細地落實到位,這樣后續(xù)的沉樁等操作也會更為便捷高效。具體的準備主要包括:進行現(xiàn)場施工環(huán)境的勘察,并對設(shè)計的技術(shù)文件以及圖紙等實施分析,區(qū)域相關(guān)的氣象和地質(zhì)狀況等都應(yīng)做到精細全面的掌握。另外,沉樁的施工方案以及技術(shù)交底和施工過程中的風險防控等也應(yīng)嚴格地落實到位。

        4.2 重視試沉樁施工

        沉樁的測試的是保障后續(xù)沉樁各方面參數(shù)的嚴謹,以切實高效地推進相關(guān)施工。通過測試確定,圓筒的樁尖較之十字型更為高效,同時速度上更勝一籌,且整個的操作效率也更高一些。

        4.3 成品樁質(zhì)量保證

        P H C 樁制作時應(yīng)定期進行監(jiān)督,以確保其與既定施工標準的一致,出廠檢驗達標的條件下才可運送到施工場地,切忌隨意變更設(shè)計內(nèi)容的情況。

        4.4 合理調(diào)整沉樁錘擊力度

        當沉樁無法穩(wěn)定高效地進入砂層時,應(yīng)及時地對檔位進行調(diào)整,或是采用重錘輕擊的方式,以切實地保障樁體下沉的穩(wěn)定性。本工程中涉及到的此類情況,所采用的是D128錘的2檔,具體的操作則是按照50~100擊/陣間斷錘擊的方式。如果出現(xiàn)平均貫入度小于3mm且錘擊數(shù)較大時,應(yīng)立即停錘報請設(shè)計部分探究處理。

        4.5 異常樁的處理原則

        對于未達到停錘標準而出現(xiàn)樁體斷裂的情況,應(yīng)立即聯(lián)系設(shè)計單位做出處理,切忌冒然推進。就本工程項目來看,不管是穿透第一層中粗砂樁體的側(cè)摩阻力,還是樁端的承載力等,都處在既定的標準條件下;即便是未穿透第一層的中粗砂樁端,其承載力也符合既定的相關(guān)要求,只是抗拔力稍顯不足。鑒于以上的情況,存在未能穿透第一層中粗砂層的直樁,對其進行繼續(xù)沉樁的處理,而斜樁則應(yīng)進行補樁的相應(yīng)處理。

        4.6 合理選擇錘樁方式

        對于沉樁來說,樁尖入土的標高等務(wù)必要密切關(guān)注,錘樁方式應(yīng)以具體的地質(zhì)條件為準。綜合本次進行的沉樁操作來看:如果中粗砂大于6m且標貫擊數(shù)大于50時,具體實施PHC樁的下潛相對來說比較困難,因此不可隨意冒進,而應(yīng)采取重錘輕擊或是增加錘擊數(shù)的方式做出改進。另外,樁基的應(yīng)變檢測也應(yīng)精細地推進下去,以為沉樁等的穩(wěn)定高效地實施提供一定的參考。

        5.結(jié)語

        由以上論述可以看出,PHC樁較之鋼管樁更有優(yōu)勢,因此其獲得了廣泛的應(yīng)用。但對于港口碼頭的建設(shè)來說,因其經(jīng)常受到粉砂和淤泥的影響,因此具體施工之前務(wù)必要嚴格精細地做好前期的準備工作,同時相應(yīng)的施工方案也應(yīng)保證科學嚴謹。本文在對真實案例的分析之下,確定了PHC樁施工過程中存在的不足,為此提出了針對性的防控方式,以期能對相關(guān)的工程施工提供一定的幫助,從而更為科學高效地推進港口碼頭等的工程建設(shè)。

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