現澆隧道基礎PHC樁復合地基施工技術

孟令月，張 端

現澆隧道基礎PHC樁復合地基施工技術

孟令月，張 端

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

以港珠澳大橋島隧工程西人工島島上段隧道基礎PHC樁復合地基為工程背景，對現澆隧道基礎PHC樁復合地基施工技術進行全面總結，為類似工程設計施工提供借鑒。

PHC樁；復合地基；現澆隧道

1 工程概況

港珠澳大橋島隧工程西人工島島上段隧道基礎采用PHC樁復合地基。復合地基里程為K12+ 588—K13+906，長75 m。PHC管樁為B型，共2 049根，分φ500 mm與φ600 mm兩種，壁厚分別為125 mm與130 mm，樁長為22.23~28.25 m，含0.23 m與0.25m長鋼樁靴，樁間距2.0~5.0 m，呈矩形布置，直徑600 mm樁布置在底板兩側，僅2排。

2 施工總體部署

2.1 施工總體安排

以隧道止推段PHC樁打設為例，管樁從專業廠家用2 000 t駁船運至施工現場，采用陸地打樁機施打，300 kW發電機供電，發電機放置于島壁的鋼圓筒上。70 t履帶吊位于小島內，控制整個范圍的運樁作業。當PHC管樁沉樁完成后，進行基坑開挖，開挖至樁頂，澆筑樁芯混凝土。

2.2 施工總體流程

工程施工總體流程為:預制→運輸→打設→開挖→澆筑樁芯混凝土。

2.3 施工總平面布置

施工總平面布置包括陸地打樁機、PHC管樁堆放區及供電設備位置等。PHC管樁存放區布置及供電設備位置以安全和方便施工為原則。

3 PHC管樁沉樁工藝

3.1 沉樁前的準備工作

施工前重點對管樁類型、編號、長度、有無裂紋、窩蜂、麻面以及樁的周長、管端橢圓度、端面平整度、管端平面傾斜等項目進行檢查，確保樁的質量滿足規范要求[1-2]，此外，對樁端部混凝土有無漏漿、離析及鋼筋頭有無超出錨固面等進行檢查。對進場PHC樁質量逐根檢驗，檢驗不合格的樁作報廢或退場處理。驗收合格后將PHC樁出廠質量證明資料上報存檔。

3.2 PHC管樁沉樁設備選用

3.2.1 沉樁錘型

根據PHC樁靜載試驗時沉樁6根PHC樁及16根鋼管樁經驗，采用DD108柴油打樁錘能夠滿足施工要求。DD108柴油打樁錘參數見表1。

表1 DD 108柴油打樁錘參數表Table1 Parametersof pile driving hammer-DD108

3.2.2 吊車

樁在現場的運輸、吊運使用70 t履帶吊。

3.2.3 鋼絲繩索

DD108柴油打樁機上配22 mm纖維芯鋼絲繩，查《五金手冊》，鋼絲繩最小破斷拉力236 kN。

3.3 PHC管樁的吊運與現場堆放

PHC樁每節長度小于15m，吊運方式采用兩點吊。多層存放時，堆放最高層數3層。最下層管樁的兩點支撐位置放置墊木。PHC管樁按照規格、型號分類堆放，堆放過程中采用木楔等可靠的防滑、防滾安全措施。

PHC樁船運至現場后，采用70 t履帶吊卸船。在西大島和西小島內設置4個堆放區域，其中西大島內設1個堆放區，西小島內設1個臨時堆放區和2個移動堆放區。

3.4 沉樁順序

沉樁順序采用從中間向兩側對稱施打，即由每個區中間向南北兩個方向對稱施打。為避免與高壓旋噴樁施工區域交叉，將施工區域劃分為5個區，施工順序為:一區→二區→三區→四區→五區，如圖1所示。

圖1 PHC樁施打順序示意圖Fig.1 Sequence of driving piles

4 沉樁工藝

4.1 工藝流程

PHC樁沉樁流程:清表整平→測量放線→樁機就位→起吊PHC樁→檢查樁位→下樁→測量偏位、精確調整垂直度→施打第一節樁→沉樁記錄→焊接接樁→測量偏位及垂直度→施打第二節樁→沉樁記錄→達到停錘標準→停止錘擊→起吊替打→移機至下一樁位。

4.2 具體施工過程

4.2.1 測量放樣

根據設計圖紙，計算各樁位平面坐標及高程，并報備。采用全站儀配合GPS進行平面位置的定位，通過加密控制點X13-1設站，以測量平臺PT01控制點為后視進行放樣，用竹竿及白灰做標記。

4.2.2 樁機就位

測量班放樣完畢后，樁機按照施打順序就位。為縮短移動樁機時間，用定長鋼筋來粗定樁機位置，緩緩下降樁帽，根據放樣點調整樁架位置，然后調整樁架的垂直度以確保錘中心位于樁位中心正上方。

4.2.3 起吊PHC樁

當樁機初定位完成后，使用樁機上索具將樁緩緩吊起，當樁頂吊至樁帽正下方時，下降樁帽，將樁帽套在樁上，然后將樁與樁帽一起緩緩吊起。當樁基本垂直時，調整樁底位置，使樁中心對準設計樁位，然后下降樁與樁帽，完成PHC樁起吊就位。

4.2.4 樁的垂直度調整

樁就位后，調整樁的垂直度，當垂直度不大于0.5%時，即可沉樁。

4.2.5 沉樁、接樁

沉樁過程中，初打時錘的落距應采用低錘輕打，正式錘擊時，錘的落距不大于2.0 m。全程記錄錘擊數，以掌握樁下沉速度及樁所穿透的地質變化。當第1節樁沉樁完成后進行接樁，接樁時，使樁自然下降，垂直度滿足設計要求后，對稱焊接4~6點，固定上下兩節樁，然后由2個焊工進行對稱焊接，焊縫要連續飽滿，焊接層數不小于2層，且焊接完第1層后必須除去焊渣再繼續焊接，焊縫自然冷卻10 min，檢查合格后方可繼續沉樁。當沉完最后一節樁后，采用送樁方法更換替打，直至樁沉至設計標高。

5 沉樁質量控制要點

5.1 樁位控制

為保證樁平面位置及高程的準確性，采用全站儀和棱鏡配合的方式測量放線。測量班組根據基準點進行樁位核算，然后由技術人員復核，并請監理及業主驗收。測量班組放樣后，請現場監理驗收。施工過程中保護點位標識，當點位標識移動或者消失時，及時進行二次施放，確保樁位準確無誤。

5.2 沉樁垂直度及標高控制

吊樁前在樁身上以米為單位做好長度標識，并在替打上做好標識以控制樁頂標高，當接近設計標高時，減小錘落距及沉樁速率，通過水準儀精確控制樁頂標高。2臺經緯儀或者全站儀（在90o夾角方向）雙向控制樁垂直度，樁尖就位插樁后輕放樁錘，使樁均勻緩慢入土，控制樁垂直度≤0.5%。當偏差過大時，停止沉樁并再次調整，以保證樁身垂直度。沉樁開始時重錘低擊，起錘高度＜0.5 m，因表層地層較軟，初打時可能下沉量較大，隨著沉樁加深，起錘高度可漸增，但錘最大落距不大于2 m。在整個打樁過程中，要使樁錘、樁帽、樁身盡量保持在同一軸線上。必要時將樁錘及樁架導桿方向按樁身方向調整。要注意盡量不使管樁受到偏心錘打，以免樁受彎扭破壞。

5.3 沉樁檢查

1）焊接檢查。焊接質量檢查由技術質量人員擔任，并按照焊接規格及技術文件要求，對焊接質量進行監督和檢查，并需取得現場監理工程師的同意，方可繼續施工。

2）PHC樁動力檢測。100%低應變動測，對于任何打樁出現異常情況的樁，如出現樁尖標高變化大，或終錘前貫入度偏大等情況，進行高應變動力檢測。

5.4 沉樁要點

1）由于施工區域封閉于小島內部，在打樁過程中加強鋼圓筒沉降、位移觀測，保證工程的安全，定期復核基線控制點及樁位點，發現問題及時采取措施。

2）為保證樁基施工正常進行，施工前對施工現場進行調查，特別是樁基施工區障礙物的清理。

3）因樁型較多，為了防止發生錯誤，制樁、運輸、施打過程中加強聯系與檢查，PHC樁運輸及施工過程中防止管節碰裂、破碎、變形和損傷。

4）測量放樣儀器采用全站儀和棱鏡，以確保施工精度。主辦技術員在施工現場檢查每一根樁點位是否準確，貫入度是否滿足設計要求，并參考已經施工完的樁基進行校核，主辦技術人員根據地層情況對沉樁進行全過程的控制，發現異常情況及時報告項目總工并上報業主與監理。

5）樁基施工過程中及時整理打樁原始記錄，對于貫入度、錘擊數未達到設計要求的樁基，經現場監理工程師確認后進行動測，以便確定樁基的承載力，并報請設計單位審定。

6）對樁頭有裂縫、樁體破壞的樁，或施打過程中錘無法回彈的樁必須一一記錄，并及時上報設計處理。

7）每根樁盡可能連續施打，避免中間停止。

8）樁的襯墊厚度在錘擊壓實后不小于12 cm，并應經常檢查，及時更換。

5.5 樁芯混凝土

PHC樁施打完畢后，進行二次開挖，并澆筑C40不收縮混凝土封口，封口深度為50 cm與60 cm。單根φ500PHC管樁封口混凝土量為0.025 m3，單根φ600PHC管樁封口混凝土量為0.054m3。

6 結語

剛性樁復合地基普遍采用CFG樁[3-4]，采用PHC樁做剛性樁復合地基的工程較少。港珠澳大橋外海人工島現澆隧道采用PHC樁復合地基，通過精心施工，較好地實現了設計意圖，現澆隧道施工完成后的沉降位移監測結果表明，本工程PHC樁復合地基的設計施工取得了良好效果。

[1]GB 13476—2009，先張法預應力混凝土管樁[S].

GB 13476—2009,Pretensioned spun concretepiles[S].

[2]DBJ/T 15-22—2008，錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規程[S].

DBJ/T 15-22—2008,Specification for driven prestressed concrete tube-pile foundation[J].

[3]王建，吳連海，袁小波，等.土工格柵在CFG樁復合地基的應用與有限元分析[J].中國港灣建設，2012（5）:11-13.

WANG Jian，WU Lian-hai，YUAN Xiao-bo,etal.Application and finite element analysis on geogrid in the CFG pile composite foundation[J].China Harbour Engineering,2012（5）:11-13.

[4]戰永亮，孫秀竹.CFG樁在儲罐地基處理中的試驗研究[J].中國港灣建設，2010（4）:47-51.

ZHAN Yong-liang,SUN Xiu-zhu.Teststudy on CFG pile used for oil tank foundation[J].ChinaHarbourEngineering,2010(4):47-51.

Construction technology for cast-in-p lace PHC pile coMposite foundations for tunnels

MENG Ling-yue,ZHANGDuan
（No.1 Engineering Co.,Ltd.of CCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

Based on the engineering practice in the construction of PHC pile composite foundation for the tunnel in theWest Artificial Island for Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge,the paper summarizes comprehensively the construction technology for PHC pile composite foundation for the cast in place tunnel foundations,and providesa reference for similar projects.

PHC pile;composite foundation;cast in situ tunnel

U655.4

B

2095-7874（2016）07-0083-03

10.7640/zggw js201607024

2016-05-14

孟令月（1988—），男，河北衡水市人，助理工程師，港口航道與海岸工程專業。E-mail:814834090@qq.com